كيفية استخراج بيتا كاروتين من الطحالب الدقيقة؟

يعد استخراج الكاروتين من الطحالب الدقيقة اتجاهًا مهمًا للتنمية للأصباغ الطبيعية والمكونات الوظيفية.

مبدأ

يستخدم نفاذية عالية وذوبان CO₂ في ظل الظروف فوق الحرجة (الضغط العالي ودرجة حرارة محددة) لاستخراج الكاروتين بشكل انتقائي.

عملية

• المعالجة:الجفاف والسرد الطحالب (مثل Dunaliella Salina) لتعطيل جدران الخلايا.
• ظروف الاستخراج:

الضغط: 30-40 ميجا باسكال (30 ميجا باسكال ل Dunaliella Salina ، 40 ميجا باسكال للـ Microalgae الأخرى)

درجة الحرارة: 45-60 درجة (45 درجة ل Dunaliella Salina ؛ 60 درجة لـ Scenedesmus almeriensis)

معدل تدفق CO₂: 10 لتر/ساعة (Dunaliella Salina) أو 1 جم/دقيقة (للطحالب الأخرى)

الوقت: 5-6 ساعات.

• تحسين:أضف entrainer (مثل الإيثانول) لزيادة قابلية ذوبان الكاروتين في CO₂.

المزايا

• تصل عائد الاستخراج إلى ما يصل إلى 95.09 ٪ (سالينا) ، وتصل نسبة CIS-ISOMER إلى 82 ٪ ، مما يشير إلى ارتفاع النشاط.
• لا توجد بقايا مذيب ، ونقاء المنتج العالي ، والامتثال لمعايير الطعام/الأدوية.

مبدأ

يتم استخدام مذيب ماء (الكحول) لتشكيل نظام ثنائي الطور مع الملح/السكر ، يثري الكاروتين في المرحلة العضوية.

النظم والعمليات الشائعة

• نظام كبريتات الإيثانول الأسيتون/الأمونيوم (لسبيرولينا):

15 ٪ (الإيثانول + الأسيتون) + 24 ٪ كبريتات الأمونيوم ؛

6 ٪ نسبة السائل الصلبة ، الرقم الهيدروجيني 8.0 ، استخراج في 30 درجة ، استخراج العائد 94.55 ٪.

• نظام الإيثانول-ن-بوتانول:

8.2 ٪ الإيثانول + 36 ٪ n-butanol ، نسبة السائل الصلبة 1:20 ، الموجات فوق الصوتية لمدة 3 دقائق ، العائد 3.13 ملغ/جم.

• نظام Tert-Butanol-Maltose:

استخراج بمساعدة الموجات فوق الصوتية (90 واط ، 5 دقائق) ، العائد 3.19 ملغ/جم.
 

مبدأ

التجويف بالموجات فوق الصوتية يدمر جدار الخلايا الدقيقة ، مما يسارع اختراق المذيبات.

نصائح تشغيلية رئيسية

• مجموعات المذيبات:

أسيتون الأثير البترولي ، الميثانول أسيتون ، أو رباعي هيدروفوران ؛

خليط N-butanol-ethanol (يقلل من استخدام المذيبات السامة).

• تحسين المعلمة:

قوة الموجات فوق الصوتية: 90-325 واط ؛

الوقت: 3-5 دقائق (قد يتسبب الاستخدام المفرط في التيزوم).

مبدأ

السليلاز والبتكيناز هيدروليز جدار خلية الطحالب الدقيقة لإطلاق مكونات داخل الخلايا.

إجراء

• ملاط الطحالب الدقيقة معالجة بمحلول إنزيم (درجة الحموضة 4.5-5.0) في 40-50 درجة ؛
• يتم إجراء الاستخراج الثانوي مع مذيب عضوي (على سبيل المثال ، N-hexane).

القيود

يتم تعطيل الإنزيمات بسهولة في المذيبات العضوية ، لذلك يجب التحكم في توقيت إضافة المذيبات بعناية.

خطوات

• يتم خلط مسحوق الطحالب الدقيقة مع 95 ٪ من الإيثانول والأسيتون (على سبيل المثال ، نسبة 1: 2) ؛
• يتم إجراء معالجة الميكروويف (Power 300–600 W) لمدة تقل عن 10 دقائق.

المخاطر

ارتفاع درجة الحرارة قد يسبب تدهور حراري أو isomerization للكاروتين.

• التحكم في الاستقرار: يتم تحلل الكاروتين بسهولة عن طريق الضوء والحرارة والأكسجين. يجب إجراء العملية برمتها في الظلام وتحت النيتروجين.
• الاستخدام الشامل لبقايا الطحالب: على سبيل المثال ، يحتوي البقايا بعد استخراج الكاروتين من Dunaliella على السكريات (10 ٪) ، والتي يمكن عزلها بشكل أكبر للمكونات النشطة المضادة للورم.
• بقايا المذيبات: بالنسبة للاستخدام الغذائي/الأدوية ، يجب أن يتوافق مع معايير GB 2760 أو FDA ، ويفضل أنظمة مائية فوق الحرج أو منخفضة الأسماء.