Как извлечь бета каротин порошок из свежей спирулины?

Бета-каротин - порошок. Является одним из природных пигментов, которые могут быть использованы в качестве красителя агента в производстве продуктов питания, таких как напитки. Бета-каротин может быть преобразован в витамин а в организме человека, так что он может лечить ночную слепоту. Кроме того, он обладает сильными антиоксидантными свойствами, которые могут быть использованы при лечении сахарного диабета, и встречающийся в природе грау-каротин не накапливает токсичность. Свежий спирулина имеет высокое содержание грава-каротина около 700- 1700мг/кг, поэтому грава-каротин может быть извлечен из свежих морских водорослей.

1 функции β-carotene

Бета-каротин порошок может улучшить тело и#39. Иммунная система и повышение устойчивости к болезням. Она выполняет в основном следующие функции.

Во-первых, бета-каротин является основным источником витамина а, который формируется после метаболического преобразования в организме. В процессе преобразования, если есть достаточное бета-каротин в организме, это будет препятствовать преобразования, которые могут предотвратить организм от производства слишком много бета-каротин.

Во-вторых, анти-каротин порошок имеет антиоксидантные свойства, которые могут устранить свободные радикалы в теле и#39;s метаболизм и контроль уровня пероксирования. Свободные радикалы химически активны и содержат одношерстные электроны. В нормальном метаболическом процессе организмы также производят большое количество свободных радикалов. Если они не могут быть метаболизированы и удалены во времени, они накапливаются в клетках, что приводит к преждевременному старению и другим явлениям.

Основная причина заключается в Том, что свободные радикалы взаимодействуют с аминокислотами, липидами и т.д., вызывая мутации и даже смерть клеток. - виолончель и#39. Нуклеиновые кислоты, белки и клеточные мембраны сильно повреждены. Бета-каротин содержит большое количество двойных связей, поэтому он может необратимо реагировать со свободными радикалами, чтобы сформировать углеродное ядро свободных радикалов. Он очень стабилен и, в сочетании с кислородом, производит радикальные пероксиды. Эта реакция обратима и тесно связана с концентрацией кислорода. Если частичное давление кислорода снижается, то происходит подавление реакции между радикальным ядром углерода и кислородом; И наоборот, при повышении частичного давления кислорода реакция образует более стабильное углеродное ядро радикального действия, снижая концентрацию пероксидных радикалов в организме.

В настоящее время грау-каротин обилен спирулиной, которая является низкоуровневым автотрофическим организмом, который может использоваться для биовосстановления, нитрификации и фиксации углекислого газа. Спирулина богата белком и различными аминокислотами, а также витаминами и минералами и широко используется в пищевых добавках в последние годы. В настоящее время спирулина на рынке в основном спирулина порошок, который высушенный свежий спирулина. Этот метод обработки приводит к потере грава-каротина, поэтому для извлечения грава-каротина, свежая спирулина должна быть использована, чтобы обеспечить окончательный эффект извлечения.

2. Процесс экстракции грава-каротина из свежей спирулины

2.1 материалы и методы

2.1.1 оборудование

Электронный баланс, ультразвуковой осциллятор, термостатная ванна с водой и т.д.; Материалы: спирулина свежая, безводный этанол, этилацетат, ацетон, грау-каротин стандарт и др.

2.1.2 метод испытания

First, in terms of the extraction agent and wavelength selection, a certain amount of β-carotene standard was dissolved in petroleum ether, and a full-wavelength scan was performed using a violet-visible spectrophotometer within the wavelength range of 200–850 nm. This operation can determine the characteristic absorption peak of β-carotene. Regarding the choice of extraction agent, anhydrous ethanol, ethyl acetate and acetone were used as extraction agents, and the samples were extracted for four hours each. The scanning was completed using a UV spectrophotometer, and the wavelengths were compared with the control group to determine whether the extraction was successful. Next, a β-carotene standard curve was drawn. First, prepare a β-carotene standard solution, use petroleum ether as the blank volume, measure the absorbance at 450 nm, draw the corresponding standard curve, and calculate the linear regression equation. Finally, determine the moisture content of fresh spirulina. Select the appropriate amount of fresh spirulina, wash and filter it, place it in a petri dish, dry it in an 80°C vacuum oven, and grind it into spirulina powder. The moisture content is determined by drying, and the calculation formula is: W = m1 - m2/m1 - m3 x 100.

2.2 метод извлечения

2.2.1 определение ультразвукового времени

Весите 0,5 г свежей спирулины, добавьте около 10 мл экстракционного агента и сойте с ультразвуковым осциллятором 200 вт в течение 0,5, 10, 15 и 20 минут, соответственно. Место в 35 - градусной ванне с постоянной температурой воды для полного нагрева в течение около 4 часов. Центрифуга супернатанта, чтобы определить объем. Измерить поглощение грава-каротина в 25 мл коричневой объемной фляжке.

Ultrasonic waves have a cavitation effect, which destroys the structure of the cell membrane of plants using shock waves. Under these conditions, the cell walls and cell membranes of plants break down, and the active ingredients in the cells dissolve. At the same time, the dissolution of β-carotene is closely related to the heat generated by ultrasonic waves. Generally, the higher the temperature, the higher the dissolution of β-carotene. Therefore, ultrasonic extraction can greatly shorten the extraction time and improve the efficiency of Извлечение грау-каротина. Compared with the microwave-assisted method, ultrasonic processing is optimal under the conditions of a power of 40 KHZ, a liquid-to-solid ratio of 10.6:1, and an extraction time of 6 minutes, with a final extraction rate of 97.4%. Ultrasonic processing has the advantages of short processing time and convenient operation, and is currently being effectively used in the extraction of β-carotene from spirulina [1].

2.2.2 определить объем экстракционного агента

Весите 0,5 г свежей спирулиновой грязи, добавьте 5 мл, 10 мл, 15 мл, 20 мл, и 25 мл экстракционного агента, сонаты в течение 10 минут, поместите в 35 - грационную ванну с постоянной температурой и тепло в течение 4 часов. После центрифугации был выбран супернатант, объем был зафиксирован на уровне 25 мл в коричневой объемной фляжке, и поглощение грава-каротена было замерено снова.

2.2.3 определить температуру экстракции

Выберите 0,5 г свежих водорослей спирулина, добавьте 10 мл экстракционного раствора, сонаты в течение примерно 10 минут, поместите в горизонтальную водяную ванну при температуре 20 °C, 30 °C, 40 °C, 50 °C и 60 ° °C в течение 4 часов, центрифуги, выберите надвигающийся и разбавите до 20 мл в коричневой объемной фляжке. Измерить поглощение грава-каротина.

2.2.4 определить время извлечения

Весите 0,5 г свежих водорослей спирулины, поместите их в 10 мл экстракционного раствора, в течение 10 минут в сонате и нагревайте в 35 - грационной водяной ванне. И время нагрева было 4 ч, 6 ч, 8 ч, 10 ч., и 12 ч., соответственно. Центрифуга супернатанта и перенести экстракт на коричневую объемную фляжку объемом 25 мл. Завершение испытания на поглощение грава-каротина [2].

2.3 ортогональный эксперимент

С использованием таблицы ортогональных испытаний L9 (34) в качестве экстракционного агента был выбран нефтяной эфир, а в качестве факторов использовались ультразвуковое время, объем экстракционного агента, температура экстракции и время экстракции, причем каждый фактор соответствовал трем уровням, как показано в таблице 1.

3 спирулина грау-каротин определение содержания

При определении содержания грава-каротина в спирулине весите 0,5 г свежего пюре спирулины и 0,1 г порошка спирулины. В оптимальных условиях, полученных в результате ортогонального испытания, пройдите испытание на извлечение грава-каротина. Использовать ультрафиолетовый спектрофотометр для измерения поглощения пробы и заменить его в уравнении линейной регрессии для расчета содержания гравия-каротена [3].

3.1 статистический метод

Однофакторное испытание было использовано для анализа взаимосвязи между ультразвуковым временем, объемом экстракционного агента, температурой экстракции и температурой погружения при экстракции грава-каротина и их воздействием на экстракцию грава-каротина. Для описания статистики использовались диаграммы EXCEL, а для оптимизации метода извлечения грава-каротена использовался ортогональный тест. В ходе расчета результатов сначала была составлена стандартная кривая, а затем был проведен линейный регрессионный анализ для расчета содержания пробы с использованием уравнения регрессии.

3.2 анализ результатов

3.2.1 абсорбционный спектр грава-каротина

Анализ абсорбционного спектра грава-каротина в диапазоне 200- 850нм, абсорбция в 450 - нм и 480 - нм относительно велика, а абсорбция в 450 - нм является самой высокой, то есть пиком абсорбции грава-каротина. Таким образом, 450 нм было использовано в качестве длины волны измерения грава-каротина в эксперименте.

3.2.2 выбор экстракционного агента

В качестве объекта анализа в различных экстракционных агентах использовалась новая спирулина грау-каротин, а также было проведено сканирование на всю длину волны. Из результатов сканирования видно, что максимальное значение поглощения в случае сканирования на полной длине волны составляет 437 нм, а в некоторых случаях пиковое значение поглощения исчезает при 450 нм. При использовании нефтяного эфира в качестве экстракционного агента максимальная абсорбционная способность сканирования полной длины волны составляет 450 нм, а стабильность относительно высока, поэтому нефтяной эфир может использоваться в качестве экспериментального экстракционного агента [4].

3.2.3 подготовка стандартной кривой

Как показано на рис. 1, из рисунка видно, что в диапазоне концентрации 0-3μg/ml β-carotene имеет хорошую линейность, а уравнение линейной регрессии a = 0,2321c - 0,0006r2 = 0,9996.

3.2.3 определение содержания воды в пресной спирулине

Расчеты показывают, что содержание влаги в свежей спирулине превышает 80%, содержание влаги после сушки составляет 5,44%, а содержание влаги в порошке спирулины составляет менее 7%, что соответствует положениям China's пищевые стандарты [5].

3.3 меры по оптимизации методов извлечения

3.3.1 влияние ультразвукового фактора времени

Ультразвуковая обработка может увеличить извлечение грава-каротина, а скорость увеличения замедляется через 10 минут, как показано в таблице 2.

3.3.2 влияние объема экстракционного агента

Существует определенная связь между содержанием грава-каротина в свежей спирулине и объемом экстракционного агента. Когда объем экстракционного агента увеличивается, грава-каротин сначала увеличивается, а затем уменьшается. Если объем составляет 15 мл, то содержание воды находится на самом высоком уровне 64,72 мг /100 г. Когда объем превышает 15 мл, содержание постепенно уменьшается. Из этого видно, что объем добываемого агента повлияет на содержание добытого грау-каротина. Как показано в таблице 3.

3.3.3 воздействие температуры экстракции

В свежей спирулине, по мере повышения температуры, грау-каротин сначала увеличивается, а затем уменьшается. Лучший эффект экстракции грава-каротина — 64,80 мг /100 г при 40 гравитациях, поэтому в реальной экстракции 40 гравитаций используется в качестве температуры экстракции [6], как показано в таблице 4.

Среди вышеупомянутых факторов влияния, влияние ультразвукового времени > Температура экстракции > Время извлечения > Объем экстракционного агента. Комплексный анализ показывает, что оптимальный процесс экстракции грава-каротина в свежей спирулине составляет 20 минут ультразвукового времени, 15 мл нефтяного эфира, 35 градусов температуры экстракции и 10 часов экстракционного времени. В указанных выше условиях взвесить 0,5 г свежей спирулины, используя 15 мл нефтяного эфира, ультразвуковой в течение 20 минут, экстракцию при 35 градиентах в течение 10 часов, измерить поглощение образца при длине волны 450 нм и рассчитать содержание градиента-каротена. Конечное содержание грава-каротина свежей спирулины составляет 177,95 мг / 100г.

Бета-каротин имеет высокую ценность применения, поэтому эффективная добыча бета-каротина может способствовать развитию различных месторождений. Например, бета-каротин может противостоять опухолям, особенно раку желудка, раку груди, раку толстой кишки и другим заболеваниям, и оказывает значительное ингибиторное воздействие. Кроме того, β- каротин может также улучшить тело и#39. Иммунная система. После того как определенное количество зубчатого каротина ежедневно предоставляется вич-инфицированным, общее количество белых кровяных клеток и количество т-клеток у пациентов значительно увеличивается через месяц. Лимфоциты т и в лимфоциты играют решающую роль в организме и#39. Иммунная система, так что грау-каротин играет вспомогательную роль в лечении спида. Кроме того, грава-каротин может повысить активность клеток B, способствовать циркуляции клеток B, и быстро устранить патогены, которые входят в организм, тем самым повышая тело '. Иммунная система. Это свидетельствует о важном значении повышения эффективности извлечения грава-каротина [7].

Currently, there is a wide range of choices for the extraction solvent in β-carotene extraction. The above analysis shows that acetone, chloroform, ethanol and ethyl acetate will have a negative impact on the extraction of β-carotene, so a single solvent is selected for actual extraction. The occasional disappearance of the absorption peak in β-carotene extraction may be due to β-carotene shift or mixed solvents, which requires further in-depth analysis. In this experiment, the main methods used for β-carotene determination were paper chromatography, thin layer chromatography, column chromatography, and spectrophotometry. This experiment selected spectrophotometry to complete the β-carotene extraction. This method is less difficult to use in practice and has the advantages of being convenient and efficient. The optimal extraction process for β-carotene from fresh spirulina was determined using an orthogonal test method, with petroleum ether as the extraction solvent. According to the actual research, it can be seen that the amount of β-carotene extracted from fresh spirulina is significantly higher than that from spirulina powder, so fresh spirulina can be used in adjuvant therapy. Since this experiment focused on fresh spirulina, the toxicity of the extraction agent was not analyzed. If it is to be used in practice after β-carotene extraction, the solvent should be adjusted [8].

4. Выводы

Короче говоря, свежая спирулина богата грау-каротином, который значительно выше порошка спирулины. Поэтому в качестве объекта извлечения часто выбирается свежая спирулина. Для обеспечения конечного эффекта экстракции необходимо определить оптимальные условия для ультразвукового времени, температуры экстракции, температуры выщелачивания, подъема экстракционного агента и т.д.

Ссылки на статьи

[1] чжэн цяньцянь, ван сяофан, Лу лихуан. Определение содержания лютеина и грава-каротина в экскретах шелкопряда и оптимизация условий извлечения [J]. Продукты питания и лекарственные средства, 2022, 24(02): 127-132.

[2] ху хаоджи, тянь шуангчи, чжао реньонг. Научно-исследовательский прогресс в области извлечения активных веществ из новых пищевых микроводорослей и их применения в пище [J]. Технологии пищевой промышленности, 2022, 43(02): 390-396.

[3] He Mingxia, Lin Yuanchuan, Huang Junchao. Сверхкритическая добыча диоксида углерода астаксантина из генетически измененных томатных фруктов [J]. Пищевые добавки китая, 2021, 32(03): 28-32.

[4] ван силиу, се вэньли. Исследование метода экстракции и оптимизации технологических условий каротеноидов в красном перце [J]. Переработка сельскохозяйственной продукции, 2020, (21): 39-41+48.

[5] ту кайфэн, юй сюлян, Пан яо и др. Экстракция грава-каротина из моркови с помощью конвергентного ультразвука [J]. Пищевая промышленность, 2017, 38(12): 91 — 97.

[6] ван инь, чжан сифэн, Лу гуаньхун. Ультразвуковое извлечение грава-каротина из спирулины в двухфазной системе и его антигликационный эффект [J]. Наука и технологии пищевой промышленности, 2021, 42(08): 152 — 157.

[7] чжэн ренцзинь, ли синь, тан чандун и др. Оптимизация быстрого метода определения грава-каротина в спирулиновых таблетках [J]. Журнал профилактической медицины пролива, 2015, 21(04): 51 — 53.

[8] Li Xiteng, Meng Xiumei, Zhao Ruiyu et al. Изучение процесса экстракции грау-каротина из маланту методом ферзиматики [J]. Китайские приправы, 2019, 44(02): 130-133.