Что такое хлорфиллиновый порошок натрия меди?

Хлорофилл (хлорофилл) is a natural pigment that is safe иhas certain physiological functions. Modern research has found that chlorophyll cА вот и нет.not only be used as a natural coloring agent in food or cosmetics, but also has important physiological activities, such as anti-mutagenic, cholesterol-lowering иconstipation-relieving effects [1]. In addition, because the molecular structure of chlorophyll is very similar По адресу:that of human hemoglobin, with the only difference being the different central ions, chlorophyll is also used to treat anemia [2]; in addition, chlorophyll can also increase the growth of normal red blood cells, increase the body'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 структура хлорофиллина меди натрия

The molecular formula of copper sodium chlorophyll is C₃4H₃₁O₆N₄CuNa₃ иC34H₃₀O₅N₄CuNa₂, with a Относительный показательmolecular mass of approximately 724.17 and 684.16. Copper sodium chlorophyll is a product prepared Из российской федерацииchlorophyll using a series of reactions. Chlorophyll contains four pyrrole rings linked to each other По запросу:methylene groups (=C-), forming a stable conjugated system. A magnesium ion is bound to the center of the conjugated system, and two esterified carboxyl groups are attached to the side chains of the conjugated system, which are esterified with methanol and phytol [4]. Sodium copper chlorophyllin is a product of saponification of chlorophyllin, which involves the removal of phytol and methanol, and the replacement of Mg²+ По запросу:Cu²+ under acidic conditions. The molecular structures of chlorophyllin and Хлорофиллин меди натрияРис. 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 использоваться для окрашивания и является 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. Van 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

The preparation of sodium copper chlorophyllin involves the extraction of chlorophyll and the use of chlorophyll to prepare sodium copper chlorophyllin.

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 aХлорофиловая соль меди натрия, растворимая 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 во многих исследованиях добавляется определенная концентрация серной кислотыХлорофиллиновый водный раствор натрияДля регулировки pH примерно до 2,5, а затем добавить раствор сульфата 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.

In fact, the use of ethanol-petroleum ether two-phase solvent extraction is not very effective, because some lipophilic impurities also have a high solubility in ethanol, which makes the impurity removal effect unsatisfactory. If the ethanol is recovered, the sodium salt of chlorophyll is only soluble in water, and the polarity difference between water and petroleum ether is large, so a better decontamination effect can be obtained. In addition, multiple extractions with a single solvent can only remove a small amount of impurities that are highly soluble in that solvent. However, multiple extractions with various reagents of different polarities can sepaПо состоянию на 31 декабряmultiple impurities and thus enhance the decontamination effect. Therefore, solvent extraction with 3 to 4 solvents of different polarities, such as ethyl acetate, butanol, chloroform, and petroleum ether, is used. The sodium salt of chlorophyll aqueous solution is extracted stepwise from low polarity to high polarity to remove impurities with different polarities.

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

Currently, due to increased awareness of food safety, many synthetic colors have been banned, and safe, natural products are more popular, thus providing good opportunities for the development of the natural pigment market. Sodium copper chlorophyllin, as a safe natural pigment, может быть не только добавлен в пищу в качестве красителя агента, но и имеет хорошие эффекты и применения 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 and  - апоптоз. and  - 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 relative  to  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 rate  [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; and  Пигменты (каротеноиды и. Хлорофилы из Розмари by  Онлайн сверхкритическая жидкостная экстракция-сверхкритическая жидкостная хроматография [J]. Дж хроматогр а,2021,1639:461709.

Чхве ун, ли хён. Увеличение производства хлорофилла a from  Морская пехота - спирулина. - максима (maxima) by   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.