Wie extrahiere ich Beta-Carotin aus Mikroalgen?

Das Extrahieren von Carotin aus Mikroalgen ist eine wichtige Entwicklungsrichtung für natürliche Pigmente und funktionelle Inhaltsstoffe.

Prinzip

Verwendet die hohe Permeabilität und Löslichkeit von CO₂ unter überkritischen Bedingungen (hoher Druck und spezifischer Temperatur), um -carotin selektiv zu extrahieren.

Verfahren

• Vorbehandlung:Trocken und pulverisieren Sie Mikroalgen (wie Dunaliella salina), um die Zellwände zu stören.
• Extraktionsbedingungen:

Druck: 30–40 MPa (30 MPa für Dunaliella Salina, 40 MPa für andere Mikroalgen)

Temperatur: 45–60 Grad (45 Grad für Dunaliella salina; 60 Grad für scenedesmus almeriensis)

CO₂ -Durchflussrate: 10 l/h (Dunaliella salina) oder 1 g/min (für andere Algen)

Zeit: 5–6 Stunden.

• Optimierung:Fügen Sie einen Entrainer (wie Ethanol) hinzu, um die Löslichkeit von -Carotin in CO₂ zu erhöhen.

Vorteile

• Die Extraktionsausbeute erreicht bis zu 95,09% (Salina) und das CIS-Isomer-Verhältnis 82%, was auf eine höhere Aktivität hinweist.
• Keine Lösungsmittelreste, Reinheit mit hohem Produkt und Einhaltung der Lebensmittel-/Pharma -Standards.

Prinzip

Ein hydrophiles Lösungsmittel (Alkohol) wird verwendet, um ein zweiphasige System mit Salz/Zucker zu bilden, das in der organischen Phase angereichert ist.

Gemeinsame Systeme und Prozesse

• Ethanol-Aceton/Ammoniumsulfatsystem (für Spirulina):

15% (Ethanol + Aceton) + 24% Ammoniumsulfat;

6% ige Festkörperverhältnis, pH 8,0, Extraktion bei 30 Grad, Extraktionsertrag von 94,55%.

• Ethanol-N-Butanol-System:

8,2% Ethanol + 36% n-Butanol, Festkörperverhältnis 1:20, Ultraschall für 3 Minuten, ergibt 3,13 mg/g.

• Tert-Butanol-Maltose-System:

Ultraschallunterstützte Extraktion (90 W, 5 min), ergibt 3,19 mg/g.
 

Prinzip

Die Ultraschallkavitation zerstört die Mikroalgenzellwand und beschleunigt die Lösungsmitteldurchdringung.

Wichtige operative Tipps

• Lösungsmittelkombinationen:

Erdöl Ether-Aceton, Methanol-Aceton oder Tetrahydrofuran;

N-Butanol-Ethanol-Mischung (reduziert die Verwendung toxischer Lösungsmittel).

• Parameteroptimierung:

Ultraschallleistung: 90–325 W;

Zeit: 3–5 Minuten (übermäßiger Gebrauch kann zu einer Isomerisierung führen).

Prinzip

Cellulase und Pektinase hydrolysieren die Mikroalgenzellwand, um intrazelluläre Komponenten freizusetzen.

Verfahren

• Mikroalgenschlamm wird mit einer Enzymlösung (pH 4,5–5,0) bei 40–50 Grad vorbehandelt;
• Die sekundäre Extraktion wird mit einem organischen Lösungsmittel (z. B. N-Hexan) durchgeführt.

Einschränkungen

Enzyme können in organischen Lösungsmitteln leicht inaktiviert werden, sodass der Zeitpunkt der Addition des Lösungsmittels sorgfältig kontrolliert werden muss.

Schritte

• Mikroalgenpulver wird mit 95% Ethanol und Aceton gemischt (z. B. ein Verhältnis von 1: 2);
• Die Mikrowellenbehandlung erfolgt weniger als 10 Minuten lang (Leistung 300–600 W).

Risiken

Überhitzung kann zu thermischen Abbau oder Isomerisierung von -Carotin führen.

• Stabilitätskontrolle: -Carotin wird leicht durch Licht, Wärme und Sauerstoff abgebaut. Der gesamte Prozess muss im Dunkeln und unter Stickstoff durchgeführt werden.
• Umfassende Nutzung von Algenresten: Zum Beispiel enthält der Rest nach -Carotin -Extraktion aus Dunaliella Polysaccharide (10%), die für Antitumor -aktive Komponenten weiter isoliert werden können.
• Lösungsmittelreste: Für Lebensmittel/pharmazeutische Verwendung muss es den GB 2760- oder FDA-Standards entsprechen, und es werden überkritische oder niedrig toxische zweiphasige wässrige Systeme bevorzugt.