כיצד לחלץ בטא-קרוטן ממיקרו-אצות?

חילוץ -קרוטן ממיקרו -אצות הוא כיוון פיתוח חשוב לפיגמנטים טבעיים ומרכיבים פונקציונליים.

עִקָרוֹן

מנצל את החדירות הגבוהה והמסיסות של CO₂ בתנאים סופר -קריטיים (לחץ גבוה וטמפרטורה ספציפית) כדי לחלץ באופן סלקטיבי -קרוטן.

תַהֲלִיך

• טיפול מקדים:יבש ופלטה מיקרו -אצות (כמו דונליאלה סלינה) כדי לשבש את דפנות התא.
• תנאי מיצוי:

לחץ: 30–40 מגה -פ"ס (30 מגה -פ"ס לדונליאלה סלינה, 40 מגה -פ"ס למיקרו -אצות אחרות)

טמפרטורה: 45–60 מעלות (45 מעלות לדונליאלה סלינה; 60 מעלות לסנדסמוס אלמרינסיס)

קצב זרימה של CO₂: 10 ליטר/שעה (דונליאלה סלינה) או 1 גרם/דקה (לאצות אחרות)

זמן: 5–6 שעות.

• אופטימיזציה:הוסף מבנה (כמו אתנול) כדי להגדיל את המסיסות של -קרוטן ב- Co₂.

יתרונות

• תשואת המיצוי מגיעה עד 95.09% (סלינה) ויחס ה- CIS-ISOMER מגיע ל 82%, מה שמצביע על פעילות גבוהה יותר.
• אין שאריות ממס, טוהר מוצר גבוה ועמידה בסטנדרטים של מזון/תרופות.

עִקָרוֹן

ממס הידרופילי (אלכוהול) משמש ליצירת מערכת דו -פאזית עם מלח/סוכר, מעשיר -קרוטן בשלב האורגני.

מערכות ותהליכים נפוצים

• מערכת אתנול-אקטון/אמוניום סולפט (לספירולינה):

15% (אתנול + אצטון) + 24% אמוניום סולפט;

יחס של 6% נוזלים מוצקים, pH 8.0, מיצוי של 30 מעלות, תשואת מיצוי 94.55%.

• מערכת אתנול- N-butanol:

8.2% אתנול + 36% n-butanol, יחס נוזל מוצק 1:20, אולטרה-סטיקציה למשך 3 דקות, תשואה 3.13 מ"ג/גרם.

• מערכת Tert-butanol-maltose:

מיצוי בסיוע אולטראסאונד (90 וואט, 5 דקות), תשואה 3.19 מ"ג/גרם.
 

עִקָרוֹן

Cavitation קולי הורס את דופן התא המיקרו -אצות, ומאיץ את חדירת הממס.

טיפים תפעוליים מרכזיים

• שילובי ממס:

נפט אתר-אצטון, מתנול-אצטון או טטרהידרפורן;

תערובת N-butanol-Ethanol (מצמצמת את השימוש בממסים רעילים).

• אופטימיזציה של פרמטרים:

כוח אולטרסאונד: 90–325 W;

זמן: 3–5 דקות (שימוש מוגזם עלול לגרום לאיזומריזציה).

עִקָרוֹן

תאית ופקטינאז הידרוליזה את דופן התא המיקרו -אצות כדי לשחרר רכיבים תוך -תאיים.

נוֹהָל

• Slurry מיקרו -אצות מטופלות מראש בתמיסת אנזים (pH 4.5–5.0) 40-50 מעלות;
• מיצוי משני מבוצע עם ממס אורגני (למשל, N-Hexane).

מגבלות

אנזימים מופעלים בקלות בממסים אורגניים, ולכן יש לשלוט בזהירות על העיתוי של תוספת ממס.

צעדים

• אבקת מיקרו -אצות מעורבבת עם 95% אתנול ואצטון (למשל, יחס 1: 2);
• טיפול במיקרוגל מתבצע (כוח 300–600 W) למשך פחות מעשר דקות.

סיכונים

התחממות יתר עלולה לגרום להשפלה תרמית או איזומריזציה של קרוטן.

• בקרת יציבות: -קרוטן מושפל בקלות על ידי אור, חום וחמצן. יש לבצע את התהליך כולו בחושך ותחת חנקן.
• ניצול מקיף של שאריות אצות: לדוגמא, שאריות לאחר מיצוי קרוטן מדונליאלה מכילה פוליסכרידים (10%), אשר ניתן לבודד עוד יותר עבור רכיבים פעילים נגד גידול.
• שאריות ממס: לשימוש במזון/תרופות, עליה לעמוד בתקני GB 2760 או FDA, ומערכות מימיות סופר-קריטיות או דו-רעילות דו-רעילות.