Какое значение метод извлечения Lutein из Marigold Flower?

Tagetes erecta (marigold) is native to Mexico. It is also known as calendula because it is rich in lutein, a natural carotenoid that accounts for more than 90% of its content. As further research is carried out into the pharmacological functions of lutein, it is found to have a variety of active functions, such as preventing and treating atherosclerosis, boosting the body'. Иммунная система, профилактика катаракты и защита зрения. В настоящее время в людях наблюдается отклонение#39; понимание токсичности синтетических пигментов. Мир и общество#39; контроль за видами и количеством используемых синтетических пигментов из года в год расширяется. Благодаря их широкому применению, люди#39; спрос на натуральные пигменты растет из года в год. Люди и общество#39;s понимание lutein постепенно углубляется, и фокус смещается от простого синтеза пигментов к исследованию, как извлечь естественные пигменты и использовать их, чтобы раскрыть больше функций.

Lutein not only has Естественные пигменты, а также антиоксидантной активности, и становится все более популярным среди потребителей. Как внутри страны, так и за рубежом обнаруживается все больше и больше его функций. В китае в таких регионах, как юньнань, гуйчжоу и сычуань, широко используются маригольды в качестве средства возрождения сельских районов. Однако из-за того, что исследования по лютейну в китае начались позже, чем в зарубежных странах, некоторые страны более продвинулись в химической технологии подготовки высокой чистоты лютейна и подали заявки на многие патенты на химическую подготовку, что затруднило для китая совершенствование добычи и подготовки морских гольдов. Китай и Китай#39. Нефтепродукты компании "лютейн" представляют собой главным образом сырую нефть с низкой добавленной стоимостью. С учетом вышеуказанных проблем подготовка высокочистоты lutein стала неотложной задачей. Кроме того, восемь специальных изомеров в лютейне могут быть извлечены и отделены от растений до сих пор, и ни Один из них не может быть синтезирован химическими методами. Поэтому добытый лютейн имеет определенное практическое значение [1].

1 практическая ценность

1.1 декоративная ценность

Маригольды — это ежегодные травяные растения высотой 70 — 100 см. Они широко используются в пищевой промышленности из-за сильного желтого пигмента в цветах. В настоящее время этот желтый пигмент экспортируется в основном в соседние страны, и есть определенная перспектива производства. Его не хватает на международном рынке. Мариголды, посаженные в непрерывном поле, также выполняют функцию украшения окружающей среды как характерного сельскохозяйственного продукта для возрождения сельских районов и имеют высокую декоративную ценность [2].

1.2 функция окраски

Лютейн обладает сильной красочной способностью, которая может увеличить вылупляемость яиц и скорость разведения птицы. Как люди, как правило, судить о качестве птицы на основе питательной ценности мяса, лютейн также является естественным пигментом без побочных эффектов, которые могут быть использованы для цвета яичных желтков, птицы и куриного корма. Поскольку его функции безопасности и питания отвечают рыночному спросу, он широко используется для окраски кормов в различных странах [3].

1.3 функция борьбы с раком

Лютейн — это каротеноид с особой физиологической активностью, который может сдерживать рост опухолей человека [4] и защищать от многих видов рака, таких как Рак кожи, Рак груди и толстой кишки. Существует корреляция между заболеваемостью раком молочной железы и потреблением лютеина, поскольку эксперименты показали, что заболеваемость раком молочной железы в группе с низким потреблением лютеина в 2,08-2,20 раза выше, чем в группе с высоким потреблением лютеина [5-6].

1.4 антиоксидантная функция

Лютейн является антиоксидантом с хорошей антиоксидантной активностью, который может эффективно противостоять повреждению свободных радикалов в клетках человеческого организма. Антиоксидант лютейн может предотвратить проблемы кожи, вызванные слишком много солнечного света; Лютейн, антиоксидантные витамины, зеаксантин и свободные радикальные мусорщики могут предотвратить катаракту. Кроме того, zeaxanthin также может противостоять повреждению возрастной макулярной дегенерации и окислению сетчатки [7].

1.5 эффект ухода за кожей

В настоящее времяnatural antioxidant luteinМожет эффективно предотвратить повреждения кожи, вызванные солнечным светом и защитить от неблагоприятного воздействия ультрафиолетового излучения на организм человека. После того как кожа подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, поглощение световой энергии лютейном помогает иммунной системе поддерживать нормальную реакцию и обеспечивает уход за кожей. Этот вывод служит ориентиром для исследований других продуктов по уходу за кожей [8].

2 метод извлечения

В настоящее время общие методы экстракции природного лютеина включают: сверхкритическую экстракцию CO2, экстракцию органических растворителей, микроволновую экстракцию и т.д. Общим недостатком этих процессов добычи является их низкая эффективность. Часть лютейна прикреплена к стенкам растительных клеток и с трудом растворяется во время экстракции, что отнимает много времени и влияет на урожайность. Поэтому в вышеуказанном процессе экстракции часто необходимо использовать ультразвук для дальнейшей обработки. Таким образом, тепловое воздействие и механическое действие ультразвука используются для ускорения разрушения стенок клеток, так что лютеин растворяется в стенках клеток, тем самым сокращая время извлечения и повышая урожайность лютеина [9].

2.1 сверхкритическая добыча CO2

Джин лимей и др. использовали сверхкритическую технологию извлечения CO2 для извлечения масла из семян мариголда. Ортогональный проектный эксперимент был использован для изучения таких факторов, как температура, давление, время экстракции и расход CO2 в процессе экстракции для определения оптимальной скорости экстракции семенного масла. Был сделан вывод о Том, что: CO2 при температуре 40 °C, скорости потока 20-40 кг · н -1, времени извлечения 3 ч и давлении 35 мпа. Полученное таким образом семенное масло без запаха, оранжево-желтого цвета, с значением йода 50,17 г /100 г и кислотным значением 46,93 мг ко/г масла [10]. Сон давей и др. изучали факторы, влияющие на извлечение ксантофилов, и проводили однофакторные эксперименты с факторами, влияющими на извлечение ксантофилов сверхкритической жидкостью CO2. Окончательные оптимальные факторы были определены по чувствительной поверхности: время вытягивания 180 мин, температура вытягивания 60 °C и давление вытягивания 48,6 мпа. В конечном итоге максимальная урожайность лютеина (мг/г) составляет 8,44, проверенное значение - 8,41, а относительная погрешность по сравнению с прогнозируемым значением-лишь 0,0036. Поэтому метод поверхностной реакции может быть использован в качестве метода извлечения желтого пигмента мэриголд [11].

Ян чжунлин и др. использовали сверхкритическую экстракцию CO2 для извлечения лютейна, а также использовали однофакторные и ортогональные эксперименты для определения влияющих факторов. Размеры воздействия: время > Температура > Давление > Расход CO2; Оптимизированные технологические условия: время вытяжки 4 ч, давление вытяжки 24 мпа, температура 54 °C, расход CO2 12 л · н -1, температура разделения I 42 °C, давление 11 °C, температура разделения II 38 °C, давление так же, как и в резервуаре для хранения. В этих условиях, используя лютеин в качестве сырья с доходностью 825 мг · (100 г) 1, урожайность составила 95,6% [12].

2.2 ультразвуковой метод

Куанг ян и др. рассчитали урожайность лютея ортогональным методом. Влияние таких факторов, как время ультразвуковой экстракции, соотношение жидкости к материалу, размер частиц и ультразвуковая мощность на выход были определены в ходе эксперимента, с тем чтобы получить оптимальные технологические условия для морских гольдов. В условиях частиц marigold размером 150-180 грав (80-100 сеток) оптимальным процессом является ультразвуковая мощность 150 вт, ультразвуковое время 40 мин, соотношение жидкости и твердого тела 1:15 (г: мл) [13].

2.3 метод экстракции органических растворителей

С развитием процессов экстракции органический растворитель обычно используется для экстракции лютеина растений, поскольку лютеин широко распространен в клетках растений и с трудом растворяется в органических растворителях, что приводит к низкой урожайности лютеина. Использование ультразвуковых волн может изменить эту ситуацию и значительно увеличить добычу. Чэнь бин и др. использовали ацетон в качестве растворителя для экстракции в условиях соотношения материалов и жидкости 1:50 (г: мл) общим методом экстракции и в конечном итоге получили абсорбцию 1,3325. Поглощение экстракта, полученного с помощью ультразвукового метода, достигло 2,2076. Факторы, влияющие на размер: ультразвуковая мощность > Соотношение жидкости и материала > Ультразвуковое время > Ультразвуковая температура. Оптимальными условиями для эксперимента были: температура 50 градусов, соотношение жидкости к материалу 1:30 (г: мл), ультразвуковая мощность 400 вт, время 40 мин. лучшим экспериментальным результатом было: максимальная абсорбционная длина волны 442 нм, абсорбция 3,673. Если продукт не сапонифицирован, то после экстракции он имеет высокое содержание лютеина эфира. Для получения наилучших результатов время сапонификации контролируется в 9 ч., а содержание лютеина достигает 96% [14].

Ван ся и др. извлекли лютейновые эфиры из хлебопекарных изделий, выбрав соответствующий экстракционный растворитель, и изучили время сапонификации, концентрацию ко и эффект экстракции различных экстракционных растворителей. Лучшие результаты сапонификации получены с использованием 2 г пробы (теста), 10 мл абсолютного этанола, 0,2 г BHT, 10 мл раствора 60 г /100 мл ко и 3 ч тряски при комнатной температуре. Лучшим экстракционным растворителем является вциклогексан: Vhexane: Vethyl acetate = 1,2:2,2, с доходностью 94,31% до 103,83%. Относительное стандартное отклонение экспериментальной точности составляет менее 5%. Результаты показывают, что этот метод может быть использован для извлечения лютеина эфиров из хлебобулочных изделий [15].

2.4 ультразвуковой метод

Е. жаовэй и др. изучали оптимальные технологические условия для лютейна в морских гольдах, используя микроволновую печь, нагрев ванны с водой и ультразвуковые методы для изучения экспериментальных условий и, наконец, определения оптимальных технологических условий. Результаты показали, что выход лютеина ультразвуковым методом был выше, чем при нагревании ванны с водой и микроволновом методе, а содержание лютеина могло достигать 21,9 мг/г. Таким образом, выход лютеина можно повысить с помощью ультразвукового метода [16]. Ян юншанг и др. определили, что конечным методом экстракции является использование нефтяного эфира-этанола, содержащего 40% этанола в качестве экстракционного агента, с отношением материала к жидкости 1:10 (г: мл), ультразвуковой частотой 100 КГЦ, условиями являются: добавить 4 мл 15% гидроксидного этанола натрия раствор к 1 г меригольда, время сапонификации 3 ч, температура сапонификации 65 ° C, ультразвуковая мощность 500 вт. В этих условиях добыча составила 0,872 мг/г [17].

2.5 экстракция сверхкритической жидкости

Supercritical fluid extraction is currently a common method used to extract active ingredients from plants and animals. This extraction method does not destroy the active ingredients of plants and animals and is non-toxic. Many current supercritical fluid extraction methods have been scaled up from the initial experimental scale to mass production. Li Dajing et al. fermented dried flowers and then supercritical CO2 was produced by controlling the pressure at about 20–40 MPa, supercritical extraction was carried out for 1–10 h, and the extract was obtained by vacuum distillation. After saponification, the sample purity was 18%–22%, and the color value was 212–321 [18].

2.6 процесс извлечения с помощью микроволн

The results showed that the extraction solvent was ethyl acetate, and the extraction conditions were optimized to give the following results: microwave power of 560 W, extraction time of 20 s, and material-to-liquid ratio (g:mL) of 1:20 [19]. Fan Jianfeng et al. studied the synergistic effect of microwave and surfactant to optimize the experimental conditions. The final results were: ethyl acetate was selected as the extraction agent, surfactant Tween-20 with a mass fraction of 0.03% was selected as the co-solvent, the microwave power was 400 W, the extraction time was 2 min, and the material-to-liquid ratio (g:mL) was 1:60. The final extraction data under this process showed 3.209 mg/g [20]. Zhang Lingling et al. optimized the extraction process conditions for the three lutein lipids using organic solvent extraction, ultrasonic-assisted extraction, and microwave extraction, respectively. Using different methods, they concluded that the microwave-assisted extraction method (liquid-to-material ratio 75:2 (g:mL), irradiation time 15 min, extraction temperature 30 ℃, extraction power 400 W). The optimal process for extracting lutein lipids is microwave-assisted extraction because it has low extraction costs, high lutein lipid content, and is convenient and quick to operate [21].

2.7 методология оценки поверхности срабатывания

Чжан вейхон использовал маригольды в качестве сырья для изучения извлечения каротеноидов из маригольдов. Оптимальный экспериментальный процесс был получен с помощью метода поверхностной реакции, и была разработана квадратическая регрессионная модель. Результаты показали, что после извлечения каротеноидов ультразвуковым методом примерка модели была хорошей. Оптимальные результаты экстракции: температура 39,5 °C, marigold: экстракционный агент = 1:20 (г: мл), растворитель Vpetroleum эфир: ветилацетат = 2:3, ультразвуковое время 35 мин, ультразвуковая мощность 450 вт. Благодаря оптимизации и фактическому коэффициенту извлечения каротеноидов составил 26,78 мг/г, а прогнозируемое значение извлечения каротеноидов составило 27,45 мг/г. Высокая степень согласия между проверенными и прогнозируемыми значениями указывает на то, что метод поверхностной реакции имеет определенную степень надежности [22].

Чжан руй и другие экспериментально продемонстрировали, что анализ поверхности реакции может быть использован в качестве эффективного метода извлечения для оптимизации экспериментальных условий. После оптимизации экспериментальных условий с использованием метода поверхностной реакции был сделан вывод о Том, что оптимальными условиями процесса извлечения каротеноидов из маригольдов являются соотношение твердого жидкого вещества 1:25 (г: мл), температура контролируется при 45 градус, а время 4,5 ч. После трехразовой оптимизации эксперимента и проверки данных, поглощающее значение фактического извлечения каротеноидов из маригольдов составляет 0,824. Прогнозируемое значение в основном соответствовало среднему значению проверочных экспериментов [23].

Ван дианбей' исследования s показали, что оптимальными экспериментальными условиями были: температура 32,09 градуса, время экстракции 54 мин и соотношение жидкости к материалу 16:1 (мл: г). В этих экспериментальных условиях поглощение лютеина мариголда составило 2,375. Конечными предпочтительными результатами процесса являются: время экстракции 55 мин, температура экстракции 32 ℃, соотношение жидкости к материалу 16:1 (мл: г), а конечное значение поглощения 2,356. Поэтому для изучения условий извлечения лютеина из листьев мариголда был использован метод поверхностной реакции, который может получить точные и надежные экспериментальные параметры и обеспечить теоретическую основу для дальнейшей глубокой экстракции лютеина [24].

3 перспективы на будущее

Китай богат ресурсами "мэриголд". В последние годы по мере все более широкого применения лютеина в различных областях и дальнейшего изучения фармакологической деятельности использование ресурсов, предусматривающих проведение многочисленных видов деятельности в различных областях, станет в будущем "горячей точкой" исследований. Лютейн имеет широкие рыночные перспективы и будет играть важную роль в различных областях [6]. Поэтому в будущем необходимо инвестировать в реализацию массового производства, оптимизировать наилучшие условия производства продукции, а также проводить дальнейшие исследования, в большей степени ориентированные на отечественное производство продукции лютеина и продуктов питания, богатых лютеином. Сосредоточение внимания на добыче и разработке продукции lutein из мэриголда, совершенствование технологии добычи, снижение затрат на добычу и разработку, увеличение урожайности lutein, обновление формы продукции, и повышение рентабельности продукции, все это имеет определенное практическое значение для содействия развитию China' национальная экономика и улучшение положения людей#39;s здоровье.

Ссылки на статьи

[1] ши гаофенг, ли гангган, ли на и др. Исследование процессов экстракции лютеинских эфиров на мариголдах [J]. Наука и техника о продовольствии, 2010, 35(9): 254 — 257.

[2] чэнь чживен. Обсуждение вопросов развития золотодобывающей промышленности в округе цюбэй [J]. Юньнань сельское хозяйство, 2017(8): 70-71.

[3] чжан хуэй, ли тао, сюй гонгши. Натуральный пищевой колорит с многообещающим будущим: лютейн [J]. Пищевые добавки китая, 2004(5): 45-48.

[4] Мэн сянь хэ, мао чжунгуй, Пан цююэ. Функция лютейна по укреплению здоровья [J]. Пищевые добавки китая, 2003(1): 17-20.

[5] го чжию, гао килинг, сон ру и др. Функция и применение lutein [J]. Хэбэй сельскохозяйственная наука, 2010, 14(2): 52 — 53.

[6] чэнь чэн, чэн СИ, хуан конглин. Прогресс в исследовании методов извлечения и функций лютеина [J]. Хэбэй лесная наука и техника, 2016(3): 71-75.

[7] Лин денги, цзэн ли, ван пэн и др. Состояние исследований и тенденции развития marigold [J]. Шанхайский сельскохозяйственный научный бюллетень, 2014, 30(6) : 145-149.

[8] Го вэй. Оптимизация процесса извлечения и разделения и очистки мариголд лютейн [D]. Харбин: харбинский инженерный университет, 2006.

[9] ян юньшань, чжан хайся, ли чунлей и др. Исследование ультразвукового процесса экстракции мариголд лютейн [J]. Исследования и разработки в области продовольствия, 2007 год (1): 97-99.

[10] цзинь лимей, ян пэнфей, вэй чуньонг и др. Технологические исследования по сверхкритическому извлечению CO2 из семян мариголда [J]. Инженер-химик, 2005(10): 41-45.

[11] сон давей, цзя цзянь, чжан липин. Оптимизация технологических параметров для сверхкритического извлечения желтого пигмента мэриголд [J]. Переработка сельскохозяйственной продукции, 2010(8): 36 — 38.

[12] ян чжун линь. Добыча и антиоксидантные исследования лютеина из мэриголда [D]. Ухань: технологический университет хубэй, 2009.

[13] конг ян, ма яньминь, ли яньцзюнь и др. Оптимизация процесса извлечения lutein из мэриголда ультразвуковым методом [J]. Китай пивоварение, 2009, 28(10): 72-74.

[14] чэнь бин, цзинь даксионг. Исследование процесса ультразвуковой экстракции лютеина из мариголда [J]. Химическая промышленность гуандуна, 2012, 39(8): 66-68.

[15] ван ся, чжу цзиньцзинь, цао яньпин. Метод экстракции и обнаружения лютеинных эфиров в хлебобулочных продуктах [J]. Наука и техника пищевой промышленности, 2022, 43(1) : 304 — 310.

[16] Е чжаовей, ли сюнь, лю жумин и др. Сравнение трех методов извлечения lutein из marigold [J]. Хубэй сельскохозяйственные науки, 2014, 53(4) : 874-876.

[17] динь ян, лю хунчэн, ма вэй и др. Исследование условий ультразвуковой сапонификации мариголда лютейна [J]. Журнал юго-западного сельскохозяйственного университета, 2013, 26(5): 2057 — 2061.

[18] Li Dajing, Liu Chunquan. Исследование методов добычи и анализа мариголд лутейн [J]. Наука о еде, 2005, 26(9): 582-586.

[19] чэнгун, хуан вэньшу, су ячжоу и др. Исследование условий процесса извлечения пигментов из мариголда с помощью микроволн [J]. Китайская кухня и питание, 2008(12): 43-46.

[20] фан цзянфэн, хао юфей. Исследование по вопросу о процессе синергического извлечения мариголд лутейн микроволнового поверхностного вещества [J]. Современная химическая промышленность, 2008, 28 (дополнение 2): 398-400 +402.

[21] чжан линглинг, ши янфан, го ё хон. Исследование о процессе извлечения лютейна из лекарственного мариголда [J]. Аптека пролива, 2018, 30(7) : 33 — 36.

[22] чжан вэйхон, ли пэнчэн, сюй сумэй и др. Оптимизация поверхностной реакции ультразвукового процесса экстракции растворителей в маригольдах [J]. Наука и техника о продовольствии, 2014, 39(3) : 164 — 168+ 172.

[23] чжан жуй, син цзюнь, чжан жуан и др. Оптимизация процесса извлечения каротеноидов из морских гольдов с использованием методики поверхностного реагирования [J]. Наука и технологии пищевой промышленности, 2012, 33(22): 319-322.

[24] ван цзяньбэй, чжан шеньхун, ли цзяньхуа. Оптимизация процесса извлечения lutein из marigold с использованием метода поверхностной реакции [J]. Северное садоводство, 2012(22): 111 — 114.