چگونه می توان بتاکاروتن را از میکرو جلبک استخراج کرد؟

استخراج -کاروتن از میکرو جلبک ها یک جهت توسعه مهم برای رنگدانه های طبیعی و مواد تشکیل دهنده عملکردی است.

اصل

از نفوذپذیری بالا و حلالیت CO₂ در شرایط فوق بحرانی (فشار بالا و دمای خاص) برای استخراج انتخابی -carotene استفاده می کند.

فرآیند

• پیش درمانی:میکرو جلبک های خشک و پالوریز (مانند Dunaliella Salina) برای مختل کردن دیواره های سلولی.
• شرایط استخراج:

فشار: 30-40 مگاپاسکال (30 مگاپاسکال برای Dunaliella Salina ، 40 MPa برای سایر میکرو جلبک ها)

دما: 45-60 درجه (45 درجه برای Dunaliella Salina ؛ 60 درجه برای Scenedesmus almeriensis)

سرعت جریان Co₂: 10 لیتر در ساعت (Dunaliella salina) یا 1 گرم در دقیقه (برای سایر جلبک ها)

زمان: 5-6 ساعت.

• بهینه سازی:یک ورودی (مانند اتانول) اضافه کنید تا حلالیت -carotene در Co₂ افزایش یابد.

مزایا

• عملکرد استخراج به 95.09 ٪ (سالینا) می رسد و نسبت CIS-isomer به 82 ٪ می رسد که نشانگر فعالیت بالاتر است.
• بدون مانده حلال ، خلوص محصول بالا و رعایت استانداردهای غذایی/دارویی.

اصل

یک حلال آبگریز (الکل) برای تشکیل یک سیستم دو فاز با نمک/شکر ، غنی سازی -کاروتن در مرحله آلی استفاده می شود.

سیستم ها و فرآیندهای مشترک

• سیستم سولفات اتانول-استون/آمونیوم (برای اسپیرولینا):

15 ٪ (اتانول + استون)+ 24} ٪ سولفات آمونیوم ؛

نسبت 6 ٪ مایع جامد ، pH 8.0 ، استخراج در 30 درجه ، عملکرد استخراج 94.55 ٪.

• سیستم اتانول- n-butanol:

8.2 ٪ اتانول+ 36} ٪ n-butanol ، نسبت مایع جامد 1:20 ، اولتراسونیک به مدت 3 دقیقه ، عملکرد 3.13 میلی گرم در گرم.

• سیستم Tert-butanol-maltose:

استخراج به کمک سونوگرافی (90 W ، 5 دقیقه) ، عملکرد 3.19 میلی گرم در گرم.
 

اصل

کاویتاسیون اولتراسونیک دیواره سلولی میکرو جلبک را از بین می برد و باعث افزایش نفوذ حلال می شود.

نکات کلیدی عملیاتی

• ترکیب حلال:

نفت اتر استون ، متانول-استون یا تتراهیدروفوران.

مخلوط N-butanol-etanol (استفاده از حلال های سمی را کاهش می دهد).

• بهینه سازی پارامتر:

قدرت سونوگرافی: 90-325 W ؛

زمان: 5-5 دقیقه (استفاده بیش از حد ممکن است باعث ایزومریزاسیون شود).

اصل

سلولز و پکتیناز دیواره سلولی میکرو جلبک را هیدرولیز می کنند تا اجزای داخل سلولی آزاد شوند.

عمل

• دوغاب میکرو جلبک با محلول آنزیمی (pH 4.5-5.0) در 40-50 درجه تحت درمان قرار می گیرد.
• استخراج ثانویه با یک حلال آلی (به عنوان مثال ، N-Hexane) انجام می شود.

محدودیت ها

آنزیم ها به راحتی در حلال های آلی غیرفعال می شوند ، بنابراین زمان افزودن حلال باید با دقت کنترل شود.

گام

• پودر میکرو جلبک با 95 ٪ اتانول و استون مخلوط می شود (به عنوان مثال ، نسبت 1: 2).
• درمان مایکروویو برای کمتر از 10 دقیقه (قدرت 300-600 W) انجام می شود.

خطرات

گرمای بیش از حد ممکن است باعث تخریب حرارتی یا ایزومریزاسیون -carotene شود.

• کنترل پایداری: -کاروتن به راحتی توسط نور ، گرما و اکسیژن تخریب می شود. کل فرآیند باید در تاریکی و زیر نیتروژن انجام شود.
• استفاده جامع از باقیمانده جلبک: به عنوان مثال ، باقیمانده پس از استخراج کروتن از Dunaliella حاوی پلی ساکاریدها (10 ٪) است که می تواند برای اجزای فعال ضد تومور جدا شود.
• باقیمانده حلال: برای استفاده از مواد غذایی/دارویی ، باید مطابق با استانداردهای GB 2760 یا FDA باشد ، و سیستم های آبی دو فاز فوق العاده یا کم سمی یا کم مصرف ترجیح می دهند.