L’extracció -carotè de les microalgues és una direcció important de desenvolupament per als pigments naturals i els ingredients funcionals.
Extracció de co₂ supercrítica
Principi
Utilitza l’alta permeabilitat i la solubilitat de Co₂ en condicions supercrítiques (alta pressió i temperatura específica) per extreure selectivament -carotè.
Elaborar
- Pretractament:Sec i pulverize microalgues (com Dunaliella salina) per alterar les parets cel·lulars.
- Condicions d’extracció:
Pressió: 30–40 MPa (30 MPa per a Dunaliella Salina, 40 MPa per a altres microalgues)
Temperatura: 45–60 graus (45 graus per a Dunaliella Salina; 60 graus per a Scenedesmus almeriensis)
CO₂ Flux: 10 L/h (Dunaliella Salina) o 1 g/min (per a altres algues)
Temps: 5-6 hores.
- Optimització:Afegiu un entrenador (com l'etanol) per augmentar la solubilitat del -carotè en co₂.
Avantatges
- El rendiment d’extracció arriba fins al 95,09% (Salina) i la proporció CIS-Isomer arriba al 82%, cosa que indica una activitat més elevada.
- No hi ha residus de dissolvents, alta puresa de productes i compliment dels estàndards alimentaris/farmacèutics.
Extracció en dues fases aquoses (ATP)
Principi
S'utilitza un dissolvent hidròfil (alcohol) per formar un sistema en dues fases amb sal/sucre, enriquidor -carotè en fase orgànica.
Sistemes i processos comuns
- Sistema de sulfat d’etanol-acetona/amoni (per a Spirulina):
15% (etanol + acetona) + 24% amoni sulfat;
Ràtio 6% de líquids sòlids, pH 8,0, extracció a 30 graus, rendiment d’extracció del 94,55%.
- Sistema d'etanol-N-Butanol:
8,2% etanol + 36% n-butanol, proporció de líquid sòlid 1:20, ultrasonicació durant 3 minuts, produeix 3,13 mg/g.
- Sistema de tert-butanol-Maltose:
Extracció assistida per ultrasons (90 W, 5 min), rendiment 3,19 mg/g.
Extracció de dissolvents assistits per ultrasons
Principi
La cavitació ultrasònica destrueix la paret cel·lular de les microalgues, accelerant la penetració dels dissolvents.
Consells operatius clau
- Combinacions de dissolvents:
Èter-acetona de petroli, metanol-acetona o tetrahidrofuran;
La barreja N-Butanol-etanol (redueix l’ús de dissolvents tòxics).
- Optimització de paràmetres:
Potència d’ecografia: 90–325 W;
Temps: 3-5 minuts (l’ús excessiu pot causar isomerització).
Extracció assistida per enzims
Principi
La cel·lulasa i la pectinasa hidrolitzen la paret cel·lular de les microalgues per alliberar components intracel·lulars.
Procediment
- El purí de microalgues es pretracta amb una solució enzimàtica (pH 4,5-5,0) a 40-50 graus;
- L’extracció secundària es realitza amb un dissolvent orgànic (per exemple, n-hexà).
Limitacions
Els enzims s’inactiven fàcilment en dissolvents orgànics, de manera que s’ha de controlar acuradament la sincronització de l’addició de dissolvents.
Extracció assistida per microones
Passos
- La pols de microalgues es barreja amb un 95% d’etanol i acetona (per exemple, una proporció 1: 2);
- El tractament amb microones es realitza (potència 300–600 W) durant menys de 10 minuts.
Riscos riscos
El sobreescalfament pot causar degradació tèrmica o isomerització de -Carotè.
Recomanacions de comparació i selecció de tecnologia
| Mètode | Taxa/rendiment d’extracció | Temps | Tipus de microalgues aplicables | Potencial industrial |
| Extracció de co₂ supercrítica | 95.09% | 5–6 hores | Dunaliella, Spirulina | ★★★★★ (cost elevat dels equips) |
| Extracció en dues fases aquoses | 94.55% | <30 minutes | Espirulina | ★★★★ |
| Extracció de dissolvents assistits per ultrasons | >90% | 3-5 hores | Diverses microalgues | ★★★★ |
| Hidròlisi enzimàtica | 80–85% | 1-2 hores | Microalgues amb parets cel·lulars més gruixudes | ★★★ |
Consideracions clau
- Control d’estabilitat: -Carotè es degrada fàcilment per la llum, la calor i l’oxigen. Tot el procés s’ha de realitzar a les fosques i sota el nitrogen.
- Utilització integral de residus d'algues: per exemple, el residu després de l'extracció de carotè de Dunaliella conté polisacàrids (10%), que es poden aïllar encara més per a components actius antitumorals.
- Residu de dissolvents: per a ús alimentari/farmacèutic, ha de complir els estàndards GB 2760 o la FDA, i es prefereixen sistemes aquosos de dues fases supercrítics o baixos tòxics.