Mikroalglerden -karoten çıkarılması, doğal pigmentler ve fonksiyonel bileşenler için önemli bir gelişme yönüdür.
Süpercritik CO₂ Ekstraksiyonu
İlke
-Karoteni seçici olarak ekstrakte etmek için süperkritik koşullar (yüksek basınç ve spesifik sıcaklık) altında CO₂'nun yüksek geçirgenliğini ve çözünürlüğünü kullanır.
İşlem
- Ön işlem:Hücre duvarlarını bozmak için mikroalgleri (Dunaliella Salina gibi) kurutun ve toz haline getirin.
- Ekstraksiyon Koşulları:
Basınç: 30-40 MPa (Dunaliella Salina için 30 MPa, diğer mikroalgler için 40 MPa)
Sıcaklık: 45-60 derece (Dunaliella Salina için 45 derece; Scenedesmus almeriensis için 60 derece)
CO₂ akış hızı: 10 l/s (Dunaliella salina) veya 1 g/dk (diğer algler için)
Zaman: 5-6 saat.
- Optimizasyon:CO₂'da -karotenin çözünürlüğünü arttırmak için bir kalabalık (etanol gibi) ekleyin.
Avantajlar
- Ekstraksiyon verimi% 95.09'a (Salina) ulaşır ve cis-izomer oranı% 82'ye ulaşır ve bu da daha yüksek aktiviteyi gösterir.
- Solvent kalıntısı, yüksek ürün saflığı ve gıda/farmasötik standartlara uyum yok.
Sulu iki fazlı ekstraksiyon (ATP)
İlke
Organik fazda -karoten zenginleştiren tuz/şeker ile iki fazlı bir sistem oluşturmak için bir hidrofilik çözücü (alkol) kullanılır.
Ortak sistemler ve süreçler
- Etanol-aseton/amonyum sülfat sistemi (spirulina için):
% 15 (etanol + aseton) + 24% amonyum sülfat;
% 6 katı-sıvı oranı, pH 8.0, 30 derece ekstraksiyon, ekstraksiyon% 94.55 verim.
- Etanol-N-Butanol Sistemi:
% 8.2 etanol + 36% n-butanol, katı-sıvı oranı 1:20, 3 dakika boyunca ultrasonikasyon, verim 3.13 mg/g.
- Tert-butanol-maltoz sistemi:
Ultrason destekli ekstraksiyon (90 W, 5 dakika), verim 3.19 mg/g.
Ultrason destekli çözücü ekstraksiyonu
İlke
Ultrasonik kavitasyon, çözücü penetrasyonunu hızlandırarak mikroalg hücre duvarını yok eder.
Temel operasyonel ipuçları
- Çözücü kombinasyonları:
Petrol eter-aseton, metanol-aseton veya tetrahidrofuran;
N-butanol-etanol karışımı (toksik çözücülerin kullanımını azaltır).
- Parametre Optimizasyonu:
Ultrason Gücü: 90-325 W;
Zaman: 3-5 dakika (aşırı kullanım izomerizasyona neden olabilir).
Enzim destekli ekstraksiyon
İlke
Selülaz ve pektinaz, hücre içi bileşenleri serbest bırakmak için mikroalg hücre duvarını hidrolize eder.
Prosedür
- Mikroalg bulamaç, 40-50 derecesinde bir enzim çözeltisi (pH 4.5-5.0) ile ön işlenir;
- İkincil ekstraksiyon organik bir çözücü (örn., N-heksan) ile gerçekleştirilir.
Sınırlamalar
Enzimler organik çözücülerde kolayca inaktive edilir, bu nedenle çözücü ilavesinin zamanlaması dikkatle kontrol edilmelidir.
Mikrodalga destekli ekstraksiyon
Adım
- Mikroalg tozu% 95 etanol ve aseton (örn. 1: 2 oran) ile karıştırılır;
- Mikrodalga işlemi 10 dakikadan daha kısa bir sürede (güç 300-600 W) yapılır.
Riskler
Aşırı ısınma termal bozulmaya veya -karoten izomerizasyonuna neden olabilir.
Teknoloji karşılaştırma ve seçim önerileri
| Yöntem | Ekstraksiyon oranı/verimi | Zaman | Uygulanabilir mikroalg türü | Sanayi potansiyeli |
| Süpercritik CO₂ Ekstraksiyonu | 95.09% | 5-6 saat | Dunaliella, Spirulina | ★★★★★ (Yüksek ekipman maliyeti) |
| Sulu iki fazlı ekstraksiyon | 94.55% | <30 minutes | Spirulina | ★★★★ |
| Ultrason destekli çözücü ekstraksiyonu | >90% | 3-5 saat | Çeşitli mikroalgler | ★★★★ |
| Enzimatik hidroliz | 80–85% | 1-2 saat | Daha kalın hücre duvarları olan mikroalgler | ★★★ |
Temel Hususlar
- Kararlılık Kontrolü: -karoten ışık, ısı ve oksijen ile kolayca bozulur. Tüm işlem karanlıkta ve azot altında yapılmalıdır.
- Alg kalıntısının kapsamlı kullanımı: Örneğin, Dunaliella'dan -karoten ekstraksiyonundan sonra kalıntı, anti -tümör aktif bileşenleri için daha fazla izole edilebilen polisakkaritler (%10) içerir.
- Solvent kalıntısı: Gıda/farmasötik kullanım için GB 2760 veya FDA standartlarına uymalıdır ve süperkritik veya düşük toksik iki fazlı sulu sistemler tercih edilir.