¿Cómo extraer polvo betacaroteno de espirulina fresca?

beta-caroteno Polvo polvo polvo Es uno de los pigmentos naturales que se pueden utilizar como agente coloren la fabricación de alimentos tales como bebidas. El betacaroteno se puede convertir en vitamina A en el cuerpo humano, por lo que puede tratar la ceguera nocturna. Además, tiene fuertes propiedades antioxidantes, que se pueden utilizar en el tratamiento de la diabetes, y de origen natural − -caroteno no acumula toxicidad. Espirulina fresca tiene un alto contenido de caroteno de alrededor de 700-1700mg/kg, por lo que el caroteno puede ser extraído de algas marinas frescas.

1 funciones de − -caroteno

El polvo de betacaroteno puede mejorar el cuerpo#39;s sistema inmune y mejorar la resistencia a la enfermedad. Principalmente tiene las siguientes funciones.

Primero, el betacaroteno es la fuente principal de vitamina A, la cual se forma después de la conversión metabólica en el cuerpo. Durante el proceso de conversión, si hay suficiente betacaroteno en el cuerpo, inhila la conversión, lo cual puede prevenir que el cuerpo produzca demasiado betacaroteno.

En segundo lugar, el polvo de carotentiene propiedades antioxidantes, que pueden eliminar los radicales libres en el cuerpo#39;s el metabolismo y controlar el nivel de peroxid. Los radicales libres son químicamente activos y contienen electrones no apareados. En el proceso metabólico normal, los organismos también producen un gran número de radicales libres. Si no pueden ser metabolizados y eliminados a tiempo, se acumularán en las células, lo que lleva al envejecimiento prematuro y otros fenómenos.

La principal razón es que los radicales libres interactúan con aminoácidos, lípidos, etc., causando mutaciones e incluso la muerte celular. el#39;s los ácidos nucle, proteínas y membranas celulares están severamente dañados. El betacaroteno contiene un gran número de enlaces dobles, por lo que puede reaccionar irreversiblemente con radicales libres para formar radicales libres de núcleo de carbono. Es altamente estable y, cuando se combina con oxígeno, produce radicales peróxidos. Esta reacción es reversible y está estrechamente relacionada con la concentración de oxígeno. Si la presión parcial del oxígeno disminuye, se inhila la reacción entre el radical del núcleo de carbono y el oxígeno; Por el contrario, si la presión parcial de oxígeno aumenta, la reacción forma un radical de núcleo de carbono más estable, reduciendo la concentración de radicales peróxidos en el cuerpo.

Actualmente, el caroteno es abundante en espirulina, que es un organismo autotróde bajo nivel que puede ser utilizado en la biorremedi, nitrificación y fijación de dióxido de carbono. Espirulina es rica en proteínas y varios aminoácidos, así como vitaminas y minerales, y ha sido ampliamente utilizado en suplementos nutricionales en los últimos años. Actualmente, la espirulina en el mercado es principalmente espirulina en polvo, que se seca espirulina fresca. Este método de procesamiento resulta en la pérdida de -caroteno, por lo que con el fin de extraer -caroten, espirulina fresca debe ser utilizado para asegurar el efecto de extracción final.

Proceso de extracción de 2 β -caroteno a partir de espirulina fresca

2.1 materiales y métodos

2.1.1 equipos

Balanza electrónica, oscilador ultrasónico, baño de agua termostato, etc.; Materiales: espirulina fresca, etanol anhidro, acetato de etilo, acetona, − -carotenestándar, etc.

Método 2.1.2

First, in terms of the extraction agent and wavelength selection, a certain amount of β-carotene standard was dissolved in petroleum ether, and a full-wavelength scan was performed using a violet-visible spectrophotometer within the wavelength range of 200–850 nm. This operation can determine the characteristic absorption peak of β-carotene. Regarding the choice of extraction agent, anhydrous ethanol, ethyl acetate and acetone were used as extraction agents, and the samples were extracted for four hours each. The scanning was completed using a UV spectrophotometer, and the wavelengths were compared with the control group to determine whether the extraction was successful. Next, a β-carotene standard curve was drawn. First, prepare a β-carotene standard solution, use petroleum ether as the blank volume, measure the absorbance at 450 nm, draw the corresponding standard curve, and calculate the linear regression equation. Finally, determine the moisture content of fresh spirulina. Select the appropriate amount of fresh spirulina, wash and filter it, place it in a petri dish, dry it in an 80°C vacuum oven, and grind it into spirulina powder. The moisture content is determined by drying, and the calculation formula is: W = m1 - m2/m1 - m3 x 100.

2.2 método de extracción

2.2.1 determinación del tiempo ultrasónico

Pesar 0,5 g de espirulina fresca, añadir alrededor de 10 ml de agente de extracción, y sonicate con un oscilultrasónico a 200 W para 0,5, 10, 15 y 20 minutos, respectivamente. Coloque en un baño de agua de 35 °C temperatura constante para completar el calentamiento durante unas 4 horas. Centrifude el sobrenadante para determinar el volumen. Medir la absorbancia del beta-carotenen un matraz volumétrico marrón de 25 ml.

Ultrasonic waves have a cavitation effect, which destroys the structure of the cell membrane of plants using shock waves. Under these conditions, the cell walls and cell membranes of plants break down, and the active ingredients in the cells dissolve. At the same time, the dissolution of β-carotene is closely related to the heat generated by ultrasonic waves. Generally, the higher the temperature, the higher the dissolution of β-carotene. Therefore, ultrasonic extraction can greatly shorten the extraction time and improve the efficiency of Extracción de − -caroteno. Compared with the microwave-assisted method, ultrasonic processing is optimal under the conditions of a power of 40 KHZ, a liquid-to-solid ratio of 10.6:1, and an extraction time of 6 minutes, with a final extraction rate of 97.4%. Ultrasonic processing has the advantages of short processing time and convenient operation, and is currently being effectively used in the extraction of β-carotene from spirulina [1].

2.2.2 determinar el volumen del agente de extracción

Pes0,5 g de espirulina fresca de barro, añadir 5 ml, 10 ml, 15 ml, 20 ml, y 25 ml del agente de extracción, sonicate durante 10 minutos, lugar en un baño de agua de 35 °C temperatura constante, y calentar durante 4 horas. Después de la centrifu, se seleccionel sobrenadante, se fijó el volumen en 25 ml en un matraz volumétrico de color marrón y se volvió a medir la absorbancia de -caroteno.

2.2.3 determinar la temperatura de extracción

Seleccione 0,5 g de espirulina algaemulfresca, agregue 10 ml de solución de extracción, sonicate durante unos 10 minutos, coloque en un baño de agua horizontal a temperaturas de 20 °C, 30 °C, 40 °C, 50 °C, y 60 °C durante 4 horas, centrífuga, seleccione el sobrenadante, y diluir a 20 ml en un frasco volumétrico marrón. Medir la absorbancia de − -caroteno.

2.2.4 determinar el tiempo de extracción

Pesar 0.5 g de espirulina algaemulch fresca, colócala en 10 ml de solución de extracción, sonicate durante 10 minutos y caliéntelo en un baño de agua de 35 °C. Y el tiempo de calentamiento fue de 4h, 6h, 8h, 10h, y 12h, respectivamente. Centrifuel sobrennatante y transferir el extracto a un matraz volumvolummarrón de 25ml. Completar el ensayo de absorbancia de caroten[2].

2.3 experimento ortogonal

Utilizando la tabla de pruebas ortogonl9 (34), se seleccionel éter de petróleo como agente de extracción y se utilizaron como factores el tiempo ultrasónico, el volumen del agente de extracción, la temperatura de extracción y el tiempo de extracción, correspondiendo cada factor a tres niveles, como se muestra en la tabla 1.

Determinación del contenido de 3 espirulina − -caroten.

In the determination of β-carotene content in spirulina, weigh 0.5 g of fresh spirulina puree and 0.1 g of spirulina powder. Under the optimal conditions obtained from the orthogonal test, complete the β-carotene extraction test. Use a UV spectrophotometer to measure the absorbance of the sample and substitute it into the linear regression equation to calculate the β-carotene content [3].

3.1 método estadístico

Se utilizó una prueba de un solo factor para analizar la relación entre el tiempo ultrasónico, el volumen del agente de extracción, la temperatura de extracción y la temperatura de inmersión en la extracción del -caroteno y su efecto en la extracción del -caroteno. Se utilizaron tablas EXCEL para describir las estadísticas, y se utilizó una prueba ortogonal para optimizar el método de extracción de − -caroteno. Durante el cálculo de los resultados, primero se trazó una curva estándar y luego se realizó un análisis de regresión lineal para calcular el contenido de la muestra utilizando la ecuación de regresión.

3.2 análisis de resultados

3.2.1 espectro de absorción de − -caroteno

Análisis del espectro de absorción de -caroteno en el rango de 200-850nm, la absorción en 450nm y 480nm es relativamente grande, y la absorción en 450nm es la más alta, que es el pico de absorción de -caroteno. Por lo tanto, 450 nm se utilizó como la longitud de onda de medición de − -carotenen el experimento.

3.2.2 selección del agente extractor

Espirulina β -carotenfresco se utilizó como objeto de análisis en diferentes agentes de extracción, y también se realizó una exploración de longitud de onda completa. De los resultados del escaneo se puede ver que el valor máximo de absorción en el caso de un escaneo de longitud de onda completa es 437 nm, y en algunos casos, el pico de absorción desaparece a 450 nm. Bajo la condición de utilizar éter de petróleo como agente de extracción, el valor máximo de absorción de la exploración de longitud de onda completa es de 450 nm, y la estabilidad es relativamente alta, por lo que se puede utilizar éter de petróleo como agente de extracción experimental [4].

3.2.3 preparación de la curva estándar

Como se muestra en la figura 1, se puede ver de la figura que dentro del rango de concentración de 0-3 − g/ml, − -carotentiene una buena linealidad, y la ecuación de regresión lineal es a = 0,2321c-0,0006r2 = 0,9996.

3.2.3 determinación del contenido de agua en espirulina fresca

Los cálculos muestran que el contenido de humedad de espirulina fresca está por encima del 80%, el contenido de humedad después del secado es de 5.44%, y el contenido de humedad de espirulina en polvo es inferior al 7%, lo cual es consistente con las disposiciones de China#39;s normas alimentarias [5].

3.3 medidas de optimización de los métodos de extracción

3.3.1 la influencia del factor tiempo ultrasónico

El procesamiento ultrasónico puede aumentar la extracción de beta-caroten, y la tasa de aumento disminuye después de 10 minutos, como se muestra en la tabla 2.

3.3.2 efecto del volumen del agente extractor

Hay una cierta relación entre el contenido de beta-carotenen espirulina fresca y el volumen del agente de extracción. Cuando el volumen del agente de extracción aumenta, el − -carotenprimero aumenta y luego disminuye. Cuando el volumen es de 15 ml, el contenido de agua está en su valor más alto de 64,72 mg/100 g. Cuando el volumen es superior a 15 ml, el contenido disminuye gradualmente. A partir de esto, se puede ver que el volumen del agente de extracción afectará el contenido de − -carotenextraído. Como se muestra en la tabla 3.

3.3.3 efecto de la temperatura de extracción

En espirulina fresca, a medida que se eleva la temperatura, primero aumenta el − -caroteny luego disminuye. El mejor efecto de extracción de caroteno es 64,80 mg/100 g a 40 β C, por lo que en la extracción real, 40 °C se utiliza como temperatura de extracción [6], como se muestra en la tabla 4.

Entre los factores que influyen anteriormente, el efecto del tiempo ultrasónico > Temperatura de extracción > Tiempo de extracción > Volumen del agente de extracción. Un análisis exhaustivo muestra que el proceso de extracción óptima para el -caroteno en espirulina fresca es de 20 minutos de tiempo ultrasónico, 15 ml de éter de petróleo, 35 β temperatura de extracción, y 10 horas de tiempo de extracción. Bajo las condiciones anteriores, pesar 0,5 g de espirulina fresca, utilizando 15ml de éter de petróleo, ultrasónico durante 20 minutos, extracto a 35℃ durante 10 horas, medir la absorbancia de la muestra en una longitud de onda de 450nm, y calcular el contenido de caroteno β. El final de β -caroteno contenido de espirulina fresca es 177.95mg/100g.

El betacaroteno tiene un alto valor de aplicación, por lo que la extracción efectiva de betacaroteno puede promover el desarrollo de diversos campos. Por ejemplo, el betacaroteno puede resistir tumores, especialmente cáncer gástrico, cáncer de mama, cáncer de colon y otras enfermedades, y tiene un efecto inhibitsignificativo. Además, el − -carotentambién puede mejorar el cuerpo#39;s sistema inmune. Después de que una cierta cantidad de beta-carotense suministra diariamente a los pacientes con VIH, el número total de glóbulos blancos y el número de células T en los pacientes aumenta significativamente después de un mes. Los linfocitos T y los linfocitos B desempeñan un papel decisivo en el organismo#39;s del sistema inmune, so β -carotenjuega un papel auxiliar en el tratamiento del sida. Además, el -carotenpuede mejorar la actividad de las células B, promover la circulación de las células B, y eliminar rápidamente los patógenos que entran en el cuerpo, mejorando así el body's sistema inmune. Esto muestra el importante valor de mejorar la eficiencia de extracción del beta-caroten[7].

Currently, there is a wide range of choices for the extraction solvent in β-carotene extraction. The above analysis shows that acetone, chloroform, ethanol and ethyl acetate will have a negative impact on the extraction of β-carotene, so a single solvent is selected for actual extraction. The occasional disappearance of the absorption peak in β-carotene extraction may be due to β-carotene shift or mixed solvents, which requires further in-depth analysis. In this experiment, the main methods used for β-carotene determination were paper chromatography, thin layer chromatography, column chromatography, and spectrophotometry. This experiment selected spectrophotometry to complete the β-carotene extraction. This method is less difficult to use in practice and has the advantages of being convenient and efficient. The optimal extraction process for β-carotene from fresh spirulina was determined using an orthogonal test method, with petroleum ether as the extraction solvent. According to the actual research, it can be seen that the amount of β-carotene extracted from fresh spirulina is significantly higher than that from spirulina powder, so fresh spirulina can be used in adjuvant therapy. Since this experiment focused on fresh spirulina, the toxicity of the extraction agent was not analyzed. If it is to be used in practice after β-carotene extraction, the solvent should be adjusted [8].

4 conclusión

En resumen, espirulina fresca es rica en beta-caroten, que es significativamente mayor que espirulina polvo. Por lo tanto, la espirulina fresca es a menudo seleccionada como objeto de extracción. Para asegurar el efecto de extracción final, es necesario determinar las condiciones óptimas para el tiempo ultrasónico, la temperatura de extracción, la temperatura de lixiviación, y el levantamiento del agente de extracción, etc., a partir del método de extracción, para asegurar que β -caroteno está en el ambiente de extracción óptima de acuerdo con la situación real, y para maximizar la eficiencia de extracción, a fin de proporcionar las condiciones para la extracción eficiente de β -caroteno de espirulina fresca en el futuro.

referencias

[1] Zheng Qianqian, Wang Xiaofang, Lu Lijuan. Determinación del contenido de luteína y beta-carotenen excrede gusano de seda y optimización de las condiciones de extracción [J]. Food and Drugs, 2022, 24(02): 127-132.

[2] Hu Haojie, Tian Shuangqi, Zhao Renyong. Avances en la investigación sobre la extracción de sustancias activas de nuevos recursos microalgas comestibles y su aplicación en los alimentos [J]. Food Industry Technology, 2022, 43(02): 390-396.

[3] He Mingxia, Lin Yuanchuan, Huang Junchao. Extracción supercrítica de dióxido de carbono de astaxantina a partir de tomate genéticamente modificado [J]. China Food Additives, 2021, 32(03): 28-32.

[4] Wang Siliu, Xie Wenli. Investigación sobre el método de extracción y optimización de las condiciones de proceso de los carotenoides en pimientos rojos [J]. Procesamiento de productos agrícolas, 2020, (21): 39-41+48.

[5] Tu Kaifeng, Yu Xiuliang, Pan Yao, et al. Proceso de extracción de beta-carotende de zanahorias asistido por ultrasonido convergente [J]. Food Industry, 2017, 38(12): 91-97.

[6] Wang Yin, Zhang Xifeng, Luo Guanghong. Extracción ultrasónica de − -caroteno de espirulina en un sistema de dos fases y su efecto anti-glicación [J]. Ciencia y tecnología de la industria alimentaria, 2021, 42(08): 152-157.

[7] Zheng Renjin, Li Xin, Tang Changdong et al. Optimización de un método rápido para la determinación de − -caroteno en tabletas de espirulina [J]. Journal of Strait Preventive Medicine, 2015, 21(04): 51-53.

[8] Li Xiteng, Meng Xiumei, Zhao Ruiyu et al. Estudio sobre el proceso de extracción del beta-carotende de Malantou por método enzim[J]. Condimentos chinos, 2019, 44(02): 130-133.