Как извлечь бета-каротин из микроводорослей?

Извлечение -каротин из микроводорослей является важным направлением развития для натуральных пигментов и функциональных ингредиентов.

Принцип

Использует высокую проницаемость и растворимость Co₂ в сверхкритических условиях (высокое давление и удельная температура) для избирательного извлечения -каротина.

Процесс

• Предварительная обработка:Высыхают и измельчайте микроводоросли (такие как Dunaliella salina), чтобы нарушить клеточные стенки.
• Условия извлечения:

Давление: 30–40 МПа (30 МПа для Dunaliella salina, 40 МПа для других микроводорослей)

Температура: 45–60 градусов (45 градусов для Dunaliella Salina; 60 градусов для Scenedesmus almeriensis)

Скорость потока Co₂: 10 л/ч (Dunaliella salina) или 1 г/мин (для других водорослей)

Время: 5–6 часов.

• Оптимизация:Добавьте увлечения (например, этанол), чтобы увеличить растворимость -каротина в Co₂.

Преимущества

• Выход экстракции достигает 95,09% (салина), а соотношение цис-изомера достигает 82%, что указывает на более высокую активность.
• Нет остатков растворителя, высокая чистота продукта и соответствие пищевыми/фармацевтическим стандартам.

Принцип

Гидрофильный растворитель (спирт) используется для образования двухфазной системы с солью/сахаром, обогащая -каротин в органической фазе.

Общие системы и процессы

• Этанол-ацетон/аммониевой сульфатная система (для спирулины):

15% (этанол + ацетон) + 24% аммония сульфат;

6% соотношение твердого жидника, рН 8,0, экстракция при 30 градусах, выход экстракции 94,55%.

• Этанол-н-бутанольная система:

8,2% этанол + 36% n-бутанол, твердое жидкое соотношение 1:20, ультразвука в течение 3 минут, урожайность 3,13 мг/g.

• ТЕРТ-Бутанол-Мальтоза Система:

Ультразвуковая экстракция (90 Вт, 5 мин), урожайность 3,19 мг/g.
 

Принцип

Ультразвуковая кавитация разрушает клеточную стенку микроводорослей, ускоряя проникновение растворителя.

Ключевые операционные советы

• Комбинации растворителей:

Нефтяной эфир-ацетон, метанол-ацетон или тетрагидрофуран;

Смесь N-бутанол -этанола (уменьшает использование токсичных растворителей).

• Оптимизация параметров:

Ультразвуковая мощность: 90–325 Вт;

Время: 3–5 минут (чрезмерное использование может вызвать изомеризацию).

Принцип

Целлюлаза и пектиназа гидролизуйте клеточную стенку микроводорослей для высвобождения внутриклеточных компонентов.

Процедура

• Скула микроводоросли предварительно обрабатывают раствором фермента (рН 4,5–5,0) при 40–50 градусах;
• Вторичная экстракция выполняется с помощью органического растворителя (например, N-гексан).

Ограничения

Ферменты легко инактивируются в органических растворителях, поэтому время добавления растворителя должно быть тщательно контролироваться.

Шаги

• Порошок микроводоросли смешивают с 95% этанолом и ацетоном (например, соотношение 1: 2);
• Микроволновая обработка выполняется (Power 300–600 Вт) менее 10 минут.

Риски

Перегрев может вызвать термическую деградацию или изомеризацию -каротина.

• Контроль устойчивости: -каротин легко разлагается на свет, тепло и кислород. Весь процесс должен быть выполнен в темноте и под азотом.
• Комплексное использование остатков водорослей: например, остаток после экстракции -каротина из Dunaliella содержит полисахариды (10%), которые могут быть дополнительно выделены для противоопухолевых активных компонентов.
• Остаток растворителя: для пищевого/фармацевтического использования он должен соответствовать стандартам GB 2760 или FDA, а также предпочтительнее суперкритических или низкотоксичных двухфазных водных систем.