Что такое хлорфиллиновый порошок натрия меди?

Хлорофилл является естественным пигментом, который является безопасным и имеет определенные физиологические функции. Современные исследования показали, что хлорофилл может быть использован не только в качестве естественного красителя в пище или косметике, но и имеет важные физиологические свойства, такие как антимутагенные, понижающие уровень холестерина и ослабляющие запор эффекты [1]. Кроме того, поскольку молекулярная структура хлорофилла очень похожа на структуру гемоглобина человека, при этом единственным отличием являются различные центральные ионы, хлорофилл также используется для лечения анемии [2]; Кроме того, хлорофилл может также увеличить рост нормальных красных кровяных клеток, увеличить тело и#39;s содержание кислорода, и поощрять разделение клеток, тем самым помогая кузову и#39; метаболизм s [3].

Однако хлорофилл не растворим в воде и легко разлагается при легких и определенных температурных условиях, что ограничивает его применение. Исследования показали, что продукт, образовавшийся в результате замены Иона магния в центре хлорофилла ионами металлов, такими как медь, железо и цинк, является более стабильным и водорастворимым, чем хлорофилл, и по-прежнему имеет такую же цветовую и физиологическую функцию, как и хлорофилл. Поэтому было проведено большое количество исследований по производным хлорофилла, среди которых наиболее широко используемым методом является использование ионов меди вместо ионов магния для образования соли хлорофилла меди [2].

В настоящем документе представлен обзор структуры и свойств хлорофиллина натрия меди с уделением особого внимания процессу подготовки. В нем также кратко излагаются проблемы и возможные улучшения, закладывая теоретическую основу для дальнейших исследований и разработки соответствующих продуктов.

1 структура и свойства хлорофиллина меди натрия

1.1. Система управленияСтруктура хлорофиллина меди натрия

Молекулярная формула хлорофилла медного натрия состоит из C₃4H₃₁O₆N₄ C34H₃ ₃ O ₀ N ₅ CuNa ₄, с относительной молекулярной массой приблизительно 724,17 и 684.16. Хлорофилл натрия меди представляет собой продукт, получаемый из хлорофилла с использованием ряда реакций. Хлорофилл содержит четыре пиррольных кольца, связанных друг с другом группами метилена (=C-), образуя стабильную конгированную систему. Магниевый ион связан с центром комбинированной системы, и две группы гетеронифицированных карбоксилов соединены с боковыми цепями комбинированной системы, гетеронифицированные метанолом и фитолом [4]. Хлорофиллин меди натрия является продуктом сапонификации хлорофиллина, которая включает в себя удаление фитола и метанола, а также замену Mg²+ Cu²+ в кислотных условиях. Молекулярные структуры хлорофиллина и хлорофиллина меди натрия показаны на рис. 1.

1.2 свойства хлорофиллина меди натрия

Хлорофиллин меди натрия легко растворим в воде, незначительно растворим в спиртах и нерастворим в маслах и нефтяном эфире. Темно-зеленый цвет и в порошковой форме. Его водный раствор прозрачный сине-зеленый. Если Ca²+ присутствует, это ускорит процесс. Сканирование ультрафиолетовой спектроскопии показывает, что максимальные пики поглощения находятся в диапазонах длины волны 405 нм и 630 нм.

2 функциональное применение хлорофиллина натрия меди

2.1 применение в пищевой промышленности

Хлорофиллин натрия медь разрешен к использованию в желе, консервированных овощах, кондитерских изделиях, напитках, фруктовых и овощных соковых напитках, хлебобулочных изделиях, приготовленных винах и других изделиях [5].

2.2 применение в медицинских целях

Исследования показали, что хлорофиллин из меди натрия обеспечивает защиту и развитие печени, а также может лечить желтуху и другие заболевания [6]; Кроме того, хлорофиллин из меди натрия может усилить гематопоэтическую функцию, стимулировать производство гемоглобина и лечить анемию и другие симптомы [7]; Хлорофиллин меди натрия оказывает влияние на регулирование пероральных микроорганизмов, профилактику и лечение кариеса и пародонтита, а также устранение плохого дыхания во рту и дыхательных путях [8]. Кроме того, хлорофиллин из меди натрия также используется для лечения экземы, обморожения, острого панкреатита и других заболеваний [9].

2.3 красители

Хлорофиллин натрия медь может быть использован для окрашиванияЯвляется экологически чистым и энергосберегающим красителем. Использование его для окраски не только обеспечивает полное использование ресурсов биомассы, но и соответствует нынешней концепции обеспечения охраны окружающей среды. VА вот и нет.Na, Yang Ruiling et al. [10-11] в результате исследований было установлено, что хлорофиллиновый медь натрия подходит для окрашивания шерсти, шелка и нейлона в кислотных условиях, и цветостойкость этих материалов после окрашивания хлорофиллином меди натрия также может достигать уровня 3 или выше.

2.4 другие виды применения

Руан [12] обнаружил, что полностью твердотельный суперконденсатор с хлорофиллиновым медным солевым электродом обладает хорошей гибкостью и гибкостью. Это также свидетельствует о потенциальном применении хлорфиллиновой медной натриевой соли в полностью твердотельных суперконденсаторах.

3 исследования по процессу подготовки хлорфиллиновой медной натриевой соли

Подготовка хлорофиллина меди натрия предполагает извлечение хлорофилла и использование хлорофилла для подготовки хлорофиллина меди натрия.

3.1 экстракция хлорофилла

Исследования показали, что методы извлечения хлорофилла в основном включают экстракцию растворителей, ультразвуковую экстракцию, сверхкритическую экстракцию жидкости и другие методы [13]. Наиболее широко используемым методом является экстракция растворителей. Этот метод основан на принципе, как dissolves, как. Чем более схожи химические свойства экстракционного растворителя и вещества, подлежащего извлечению, тем выше растворимость экстракта в растворителе и тем легче его извлечение. Хлорофилл содержит гидрофилическую порфиринскую группу и липофильную структуру хлорофиллола [13].

Липофильный хлорофиллин имеет 20 атомов углерода, и длинная углеродная цепь определяет его низкую полярность, сильную липофильность и слабую гидрофилистичность. Напротив, полярная структура порфирина усиливает полярность. Таким образом, наилучшим растворителем для экстракции хлорофиллина является среднеполярный органический растворитель, такой, как ацетон, этанол, эфир и т.д. Различия в характеристиках обычных растворителей показаны в таблице 1 ниже.

Ян чжун [14] экспериментально сравнил воздействие более десяти растворителей, таких как 100% безводный этанол и 100% ацетон, на коэффициент извлечения хлорофилла. В результате этого ацетон-безводный этанол (1:2,v /v) смесь с массовой долей 85% является наилучшим экстракционным растворителем. Смешанный растворитель оказывает более эффективное экстракционное воздействие, чем Один растворитель, что может рассматриваться в качестве синергического эффекта экстракции. Можно также считать, что свойства смешанного растворителя в большей степени аналогичны свойствам экстракта, что приводит к повышению коэффициента экстракции. Хотя смешанный раствор ацетона и других растворителей обладает более высоким коэффициентом извлечения хлорофилла, ацетон имеет низкую температуру вспышки, является взрывоопасным и крайне летучим и поэтому опасен для широкомасштабного применения в промышленности. Поэтому необходимо заменить ацетон реагентом, который отличается высокой степенью безопасности и низкой токсичностью в качестве экстракционного растворителя хлорофилла. Этанол отличается низкой летучестью, низкой токсичностью и высокой степенью безопасности, а также высоким коэффициентом экстракции хлорофилла, что делает его лучшим реагентом для промышленной экстракции хлорофилла.

Хлорофилл находится между белком и липидным билайером хлоропласта. Гидрофилическая порфиринская группа связана с белком, в то время как липофильный фикобилин связан с липидным билайером. При экстракции хлорофилла добавление небольшого количества воды полезно для отделения гидрофилических групп хлорофилла от белка, тем самым облегчая экстракцию хлорофилла. Фан цзяян [15] обнаружил, что коэффициент извлечения хлорофилла является наибольшим, когда отношение содержания этанола к воде составляет 4:1-12,8 г/кг. Когда 100% этанола используется для извлечения хлорофилла, скорость извлечения снижается.

Технология экстракции сверхкритических жидкостей представляет собой новый тип технологии разделения с низкими рабочими температурами, высокой эффективностью разделения и высокими коэффициентами рекуперации растворителей. В последние годы он применяется для извлечения активных ингредиентов из растений и китайских растительных лекарственных средств. Лефевр [161] обнаружил, что хлорофилл может быть получен путем добавления 30% полярного модификатора в двуокись углерода путем экстракции сверхкритической жидкости.

Ультразвуковая экстракционная технология также часто используется для разделения и экстракции. Кавитационный эффект ультразвуковых вибраций может способствовать развитию клеточного Лиза, тем самым облегчая извлечение растворителей. Чой [¹7] показал, что коэффициент экстракции хлорофилла при помощи ультразвуковой экстракции выше, чем при использовании органических растворителей.

3.2 подготовка хлорофиллина из меди натрия

Подготовка хлорофилла из меди натрия включает четыре этапа реакции: сапонификацию, подкисление, замещение меди и образование соли. Кроме того, поскольку содержание хлорофилла в сырье крайне низкое, он будет содержать много примесей после экстракции. Поэтому в дополнение к этим необходимым мерам реагирования добавляется также этап очистки и удаления примесей. На самом деле, существующий процесс имеет определенные недостатки, такие как неполная сапонификация, «зеленые потери» при замене меди, плохие результаты очистки и низкое качество продукции. Поэтому необходимы дальнейшие улучшения.

3.2.1 принцип приготовления хлорофиллина из меди натрия

(1) сапонификация

Две группы эфиров на молекуле хлорофилла реагируют с гидроксидом натрия в ходе сапонификационной реакции, высвобождая фитол и метанол в водорастворимую соль хлорофилла натрия (в качестве примера см. рис. 2).

(2) подкисление

В кислотной среде ионы водорода заменяют ионы магния и натрия в хлорфиловой соли натрия, образуя хлорфиллическую кислоту и магний и сульфаты натрия (см. рис. 3).

(3) замена меди

В кислотной среде добавляется определенное количество кузо-гравюра, а ионы водорода в молекуле хлорофилла заменяются ионами меди, образующими темно-зеленую медную хлорофильную кислоту (см. рис. 4).

(4) образование соли

Растворить хлорфильную кислоту меди и вступать в реакцию с гидроксидным раствором натрия для получения хлорфиловой соли из меди натрия, растворимой в воде (см. рис. 5).

3.2.2 проблемы и усовершенствования в процессе подготовки

Степень сапонификации хлорофилла влияет не только на ход реакции замещения меди, но и на урожайность, цвет и текстуру хлорофиллината натрия меди. В некоторых исследованиях изучалось воздействие pH на реакцию сапонификации и был сделан вывод о Том, что оптимальными условиями сапонификации являются pH = 11 или 12 [3,18-21]. Однако большинство измерителей pH и испытательных полос pH, имеющихся в настоящее время на рынке, пригодны только для использования в водных растворах, в то время как экстракционным растворителем хлорофилла является высокая концентрация органических реагентов, таких как этанол и ацетон. Поэтому реакция сапонификации должна изучаться на основе фактического количества NaOH, а не только значения pH. Хлорофилл является жирорастворимым и может растворяться в нефтяном эфире до сапонификации. После сапонификации образуется водорастворимая натриевая соль хлорофилла, которая нерастворима в нефтяном эфире. Поэтому после реакции сапонификации добавляется нефтяной эфир для извлечения, и полноту реакции сапонификации можно прогнозировать по слою и состоянию нефтяного эфирного слоя. Четкое разделение двух фаз и желтоватый вид слоя нефтяного эфира указывают на полную реакцию [21].

При подкисляющем хлорофиллине меди натрия многие исследования добавляют определенную концентрацию серной кислоты в водный раствор хлорофиллина натрия для регулирования pH до 2,5, а затем добавляют сульфат меди после реакции в течение определенного периода времени [22-24]. На самом деле, непосредственно регулировка pH до 2. 5 мая уничтожить порфиринскую структуру хлорофиллина натрия, в результате чего полученный хлорофиллин меди теряет свой зеленый цвет и влияет на качество хлорофиллина меди натрия. Цель подкисления заключается в Том, чтобы облегчить и сделать более удобной замену меди. Подкисление также позволяет избежать реакции сульфата меди с гидроксидом натрия на образование других веществ, таких как гидроксид меди. Поэтому при подкисляющей замене меди pH сначала корректируется на нейтральную величину, для реакции добавляется соответствующее количество сульфата меди, а затем раствор корректируется на 2,5. Это может предотвратить разрушение порфириновой структуры в натриевой соли хлорофилла, которое может быть вызвано слишком кислой окружающей средой.

Поскольку хлорофилл присутствует в сырье в очень небольших количествах, после экстракции образуется относительно много примесей, поэтому необходимо принять меры по очистке. При подготовке хлорофиллина медного натрия сапонификационная реакция осуществляется для формирования хлорофиллина натрия, который затем добавляется в нефтяной эфир для экстракции растворителя. Цель состоит в удалении жирорастворимых веществ, таких как жир, каротин, лютеин и фитол, с целью повышения качества продукции [25]. При экстракции растворителя чем больше разница в коэффициентах разделения компонентов в двухфазном растворителе, тем лучше эффект разделения и тем выше скорость удаления примесей. Традиционный процесс включает сапонификацию этанола для производства хлорофиллина натрия, а затем экстракцию с помощью нефтяного эфира для удаления примесей.

На самом деле использование двухфазного экстракции растворителей этанола-нефтяного эфира не является очень эффективным, поскольку некоторые липофильные примеси также имеют высокую растворимость в этаноле, что делает удаление примесей неудовлетворительным. Если этанол извлекается, то натриевая соль хлорофилла растворяется только в воде, а разница в полярности между водным и нефтяным эфиром велика, поэтому можно получить лучший эффект обеззараживания. Кроме того, многочисленные экстракции с одним растворителем могут удалять лишь небольшое количество примесей, которые в этом растворителе являются весьма растворимыми. Тем не менее, многочисленные экстракции с различными реагентами различной полярности могут разделить несколько примесей и тем самым усилить эффект обеззараживания. Поэтому используется экстракция растворителей с 3-4 растворителями различной полярности, такими, как этилацетат, бутанол, хлороформ и нефтяной эфир. Натриевая соль хлорофилового водного раствора извлекается поэтапно от низкой до высокой полярности для удаления примесей с различными полярностями.

Кроме того, после медно-заместительной реакции на формирование хлорофиллята меди, примесей удаляют путем промывки водой, низкоконцентрированным спиртом, нефтяным эфиром и т.д. Промывка водой может удалить избыточные водорастворимые примеси, такие как ионы натрия и меди. Промывка с помощью алкоголя низкой концентрации может удалять несапонифицированные полярные вещества, а промывка с помощью нефтяного эфира может удалять жирорастворимые примеси. Наконец, хлорофиллат сырой меди промывается, чтобы сформировать темно-зеленый, сыпучий, гранулированный, высококачественный продукт с металлическим блеском. Эти шаги также используются для очистки и удаления примесей для получения высококачественного продукта.

4 резюме и перспективы

В настоящее время, благодаря повышению осведомленности о безопасности пищевых продуктов, многие синтетические цвета были запрещены, а безопасные, натуральные продукты более популярны, тем самым обеспечивая хорошие возможности для развития рынка натуральных пигментов. Хлорофиллин натрия медь, как безопасный натуральный пигмент, может быть не только добавлен в пищу в качестве красителя, но и имеет хорошие эффекты и применение в медицине. Однако, из-за низкого содержания хлорофилла в сырье, существует много примесей после экстракции, а также некоторые недостатки в существующем процессе подготовки, что приводит к низким качеством большей части хлорофиллиновой меди натрия, продаваемой на рынке. Поэтому существует настоятельная необходимость совершенствования процесса подготовки и метода очистки хлорофиллина из меди натрия с различных точек зрения.

Ссылки на статьи

[1] ван мин, лю линвей. Прогресс в исследовании хлорофилла и его производных и анализ технологий "зеленой" защиты [J]. Журнал института легкой промышленности им. Чженчжоу, 2001(1): 63-67.

[2] лю таоли. Поэтапная подготовка пектина, хлорфиллина натрия цинка и листового белка из экскретов шелкопряда [D]. Наньнин: гуанси университет, 2014.

[3] лю Дан. Подготовка хлорофиллина меди натрия из микроводорослей и извлечение и отделение других биоактивных веществ [D]. Нанчанг: нанчанский университет, 2014.

[4] родригез-амайя, делия б, естественно Пищевые пигменты и красители [J]. Текущее мнение в области пищевой науки,2016, 7:20-26.

[5] гб 26406 — 2011, национальный стандарт безопасности пищевых продуктов — пищевая добавка — хлорофиллин [с] меди натрия.

[6] махмуд Y  - я, шехата  Амм, тарифы N  H,et и  Al.Spir-улина 3. Ингибиты - гепатоцеллюлярный У меня Рак. До конца года Активация p53 и - апоптоз. и - подавление; Окислительное средство Стресс и ангиогенез [J]. Жизнь Sci,2021,265:118827.

[7] ван шуцзюнь, вэй кемин. Воздействие хлорофиллина меди натрия в сочетании с традиционной китайской медициной на поднаборы лимфоцитов у мышей апластиковой анемии с иммунной системой [J]. Китайский журнал традиционной китайской медицины наука и техника, 2013(20):618-619.

[8] Лу хуайю. Исследования по изучению хлорофиллиновой зубной пасты на свежем дыхании из меди натрия [J]. Продукты для ухода за полостью рта, 2014(24):18-19.

[9] кунихара минео, канбаяши миюки, осима такао. Противоположное воздействие морфина на корм и питье у крыс Относительный показатель По адресу: Управление людскими ресурсами В то время  [J]. На японском языке Журнал организации объединенных наций Фармакология,1983,33:829-835.

[10] ван на, дю юань, хуан хайдун и др. Краска шерсти, шелка и нейлоновых трикотажных тканей хлорофиллином меди натрия [J]. Трикотажная промышленность, 2020(10):37 — 40.

[11] ян рушит. Исследование механизма и свойств красителей шелковых тканей с хлорофиллином из меди натрия [D]. Вуси: цзяньнаньский университет, 2012.

[12] руан Кайбин, ху цичан, ван ючжу; и др На натрий медь хлорофиллин с ультра высоким содержанием По состоянию на 31 декабря [J]. Материалы по теме Письма,2019,236:383-386.

[13] Li N. исследование по извлечению хлорофилла из фильтрующей грязи на сахарном тростниковом сахарном заводе и подготовке хлорофиллина натрия цинка [D]. Далянь: далянский политехнический университет, 2014.

[14] Yang J, Cao JX, Yang WH, et al. Исследование по извлечению хлорофилла из спирулины путем разрушения клеток [J]. Наука, техника и инновации, 2019(17):7-9.

[15] фан цзясян, ли юэбин, цю цинлиан и др. Исследование процесса ультразвуковой экстракции хлорофилла a из спирулинового порошка [J]. Журнал испытаний безопасности и качества пищевых продуктов, 2016(7):4198-4202.

[16]Lefebvre T,Destandau E,Lesellier e.sequциальное извлечение карноза Кислота, росмариническая - кислота; и Пигменты (каротеноиды и. Хлорофилы из Розмари По запросу: Онлайн сверхкритическая жидкостная экстракция-сверхкритическая жидкостная хроматография [J]. Дж хроматогр а,2021,1639:461709.

Чхве ун, ли хён. Увеличение производства хлорофилла a Из российской федерации Морская пехота - спирулина. - максима (maxima) По запросу:  an  Оптимизированная система управления Ультразвуковой экстракционный процесс [J]. Применение на практике   Sci- ences,2017,8:26-36.

[18] динь хуаньсин. Исследование химического состава семенного сахара lotus и процесса подготовки хлорофилла медного натрия [D]. Ланьчжоу: университет ланьчжоу, 2012.

[19] хан яолинг. Всестороннее использование сизаля [D]. Наньнин: университет гуанси, 2004.

[20] ян гуизи. Исследование процесса и стабильности извлечения и подготовки хлорофиллина из водорослей меди натрия [D]. Тяньцзинь: тяньцзинский научно-технический университет, 2005 год.

[21] луан цяньцянь. Исследование по вопросу о разделении и очистке эффективных компонентов в листьях свежего табака [D]. Далянь: далянский технологический университет, 2018.

[22] чжун яли. Исследование по подготовке хлорофиллина феррика натрия [D]. Xii и xii#39; ан: шаньси университет науки и техники, 2014.

[23] вэнь син. Изучение процесса цветозащиты эндива и подготовки хлорофиллина феррика натрия [D]. Xii и xii#39; ан: шаньси университет науки и техники, 2013.

[24] лю лин. Подготовка хлорофиллина меди натрия из экскретов шелкопряда и извлечение его активных ингредиентов [D]. Наньнин: гуанси университет, 2007.

[25] инь тенг. Исследование технологии экстракции натуральных пигментов из цианобактерий озера тайху. Вуси: цзяньнаньский университет, 2010.