베타카로틴을 함유하고 있는 음식들

베 타 카로 틴[Greek β 그리고Lat에서carot한(carrot)] is a natural coloring agent, dietary supplement 그리고pro-vitam에서한(VA) that is widely used 에서foods, feeds, supplements 그리고cosmetics. It belongs 을이carotenoidfamily. The global carotenoid marketw로worth 1.5 billi에US dollars in 2014 그리고is expected 을도달nearly 1.8 billi에US dollars in 2019, 와a compound annual growth rate (CAGR) 의3. 9% [1] , 그리고이carotenoid 와이largest market value is β-carotene(US$2010년 261억, 우리에게 증가 예상$2018년 334억, CAGR은 3.1%) [2].

당근 (Daucus carota L.)은 양피과 (Apiaceae, 이전 명칭은 parsnip과)에 속하는 직파형 냉철 작물로 대기 온도가 18~21 °C [3] 일 때 뿌리에서 가장 좋은 색을 낸다.당근 포함 β-carotene,에서나 온 다른 색깔, 자주색, 노랑,와 오렌지 가장 흔 한 되고 있다.Roszkowska et 알다.[4] 다는 것을 발견 β-carotene3 다양 한 색깔의의 내용, 당근, 즉 오렌지, 보라색,과 흰색,은 9. 1,과 1 74.2이었다.8 mg/100 g.당근의 카로티노이드 함량은 당근 품종의 품질을 평가하는 중요한 지표이며 [5] 개발 및 활용의 주요 근거가 된다.노 총 드 콘 텐 츠의 일부 식용 당근 6000 만원에서 54800 μ g/100 그램 [6], 그리고 β-carotene45% 전체의 80%를 차지 한 오렌지 당근 [7]이다.

다른 종류의 당근 다른 양의 β-carotene 다양 한 지리적 요인과 환경적 요인으로 인해 [8].Mendelova et 알다.9 개의 다른 종류의 당근과 공부 했 다는 것을 발견 Kamar한F1의 β 가장 높았고-carotene 콘 텐 츠 (213.66 mg/100 g)이다. β-carotene 같은 다양 한 콘 텐 츠의 전처리 및 보존 방법에 따라다를 [9].중국은 세계'의 대표적인 당근 생산자이다.이후 β-carotene 당근의 내용은 가장 높은 (47.5-1030 μ g/g) 모든 채소들 중 [10], 그리고 그들은 싸고 얻기 쉽고, 그들은 대량의 자연에 대한 원본을 제공 할 수 있 추출 β-carotene다.이 종이 에서는 구조와 속성, 사용에 대한 연구의 추출과 최근 β-carotene 당근에서 국내외에서, 참조를 추출을 제공하는의 목적과의 β-carotene다.

1의 속성을 부지의 β-carotene

1. 1의 특성 β-carotene

The chemical structural formula 의β-carotene is shown in Figure 1. Molecular formula C40 H56 , molecular weight 536.88 , with 4 isoprene centers in the middle 그리고a violet ketone ring at the end, melting point 176~182 ℃ , sensitive to light, heat 그리고oxygen. There is no asymmetric 탄소atom in the all-trans molecule, 그리고is not optically active. High temperatures 그리고pressures (625 MPa, 117 °C) are detrimental to it 그리고can easily cause isomerization [11]. Its isomers (see Figure 1) are mainly: 9-cis, 13-cis 그리고15-cis β-carotene. Due to the poor stability 의β-carotene 그리고the limitations 의its solubility, it can be encapsulated in liposomes such as microcapsules, cyclodextrins, 그리고vesicles. It can also be prepared into a liquid crystal system 사용surfactants, or it can be prepared into an emulsion to reduce losses 동안preparation and storage and to improve solubility and bioavailability[12]. Zhou Qingxin et 알다.[13] compared the 효과의the antioxidants EDTA-2Na, L-ascorbic acid, 비타민E acetate, and their combinations on the stability 의β-carotene microemulsions during processing and storage. The degradation value 의β-carotene was measured 에 의해a colorimeter, and the results showed that EDTA-2Na can better stabilize β-carotene microemulsions.

1. 2 β-Carotene 사용

700 종류 이상의 카로티노이드가 확인되었으며, 그 중 약 50 종류가 인간의 하루 식사에 나타나는 것으로 보고되었다 [14].베타카로틴은 인체의 다양한 조직에서 발견되며, 주로 지방과 간 [15]에 저장된다.인체는 베타카로틴 자체를 합성할 수 없고 음식에서 얻어야 한다.인체에서 베타카로틴의 생체이용 및 생체전환에 영향을 미치는 요인으로는 식용 지방과 기름, 식물의 종류, 섬유, 온도 등이 있다.그 중 식용 지방과 기름은 베타카로틴에 의한 미셀 형성을 촉진시켜 인체 흡수에 이롭다.섬유질은 세포에서 베타카로틴의 방출에 도움이 되지 않으며 [16] 생물학적 선택성이 떨어진다.

자연 β-carotene은 all-trans 이고,all-trans β-carotene has a higher bioavailabilitythan its isomers [17]. The biological conversion rates 의9-cisand 13-cis are 38% and 53% respectively, while the all-trans is 100% [18]. Beta-carotene can be obtained 에서algae, 과일and vegetables, as well as 일부fungi. Currently, the source 의베 타 카로 틴on the foreign market is chemical synthesis, which accounts 을90%. Beta-carotene obtained 에서natural foods is more beneficial to human health[19] , and the amount 의베 타 카로 틴absorbed 에서plants ranges 에서5% to 65%[20].

베타카로틴은 불포화 공액이중결합을 많이 함유하고 있으며 탄소와 수소 두 원소로만 이루어져 있기 때문에 강력한 항산화 효과를 가지고 있다.단일 산소 (1O2)와 초산화물 음이온 (O2-) 라디칼을 청소할 수 있으며, 각 분자는 최대 1,000 라디칼을 청소할 수 있습니다.그것은 비타민 한(VA)의 중요한 공급원입니다.V한가 부족하면 야맹증과 xerophthalmia에 걸릴 수 있으며, VA를 과다 섭취하면 기형성, 골다공증, 간 손상 및 기타 부작용 [21]을 일으킬 수 있다.때 몸은 많은 양의 β-carotene, 그것은 변환 효소에 의해 β-carotene 15, 15'-monooxygenase는 VA를 제때에 보충할수 있을뿐만아니라 특정질병의 발병률을 효과적으로 감소시킬수 있다.예를 들어, 최근에 베타카로틴이 어린시절에 가장 흔한 두개외 고형 종양인 신경모세포종을 억제할 수 있다는 사실이 밝혀졌다 [22].9-cis-베타카로틴은 대식세포가 폼 세포로 변형되는 것을 막고 동맥경화증의 과정을 억제할 수 있다 [23].베타-카로틴의 산화 생성물:베타-이오논, 5,6-에폭시-베타-이오논 및 디 하이드로 캡사이신 (DHA)은 맛과 향기의 원천을 제공할 수 있다 [24];베타카로틴은 또 항돌연변이, 화학예방, 광보호작용이 있으며 세포간 통신을 강화하고 면역계의 활동을 조절한다.다만 골초나 음주자의 경우 다량의 베타카로틴을 섭취하면 폐암 [25]에 걸릴 확률이 높아진다.

2 당근의 베타카로틴 추출법

베타카로틴은 세포 조직의 엽록체에 위치한다.당근에서 베타카로틴을 얻으려면 세포벽을 파괴해야 한다.세포파괴의 일반적인 방법에는 기계적 연마, 물리적 초음파 방법, 화학적 분해 및 효소분해법 등이 있다.세포벽은 세포막보다 단단하여 삼투압에 의해 파괴될 수 있으므로 파괴는 주로 세포벽에 집중된다.물리적인 관점에서, 동결 당근은 더 도움이 된 β의 추출기 때문에-carotene 당근의 세포 벽 사이의 성분은 파괴 융해 과정에서 세포 벽을 분리하고을 일으키고 있다.얼음 결정체의 형성과 함께,이 더 원인의 구조적인 조직이 손상, 당근, 그래서 β-carotene은 쉽게 추출 된 [26]다.게다가 냉동 당근은 영양소 손실이 적다 [27].

최근 몇 년 간, 국내외 β를 추출하는 방법에서-carotene 당근에는 포함:유기 용매 방법, ultrasonic-assisted 추출 방법, microwave-assisted 추출 방법, microemulsion 방법, 가속 용매 추출 방법, 효소 해산 추출 방법, 그리고 초임 계 유동적인 방법이다.

2.1 유기용매법

Beta-carotene powder is fat-soluble and soluble in non-polar 용매such as ether, chloroform and oils, but hardly soluble in methanol and ethanol. The principle 의유기 농용매추출is that 아래the action 의diffusion and osmosis, solvent molecules enter the cells through the 셀wall, dissolve the soluble substances, and the solvent continues to enter the cells through the concentration difference. Finally, when equilibrium is reached, the extract flows from the cells to the solvent, thus achieving the purpose 의추출[28]. Although β-carotene is insoluble in polar solvents such as methanol and ethanol, methanol and ethanol are used in the 추출의β-carotene from 당근in organic solvents. This is because 신선 한carrots contain a lot 의water (86% to 89%), and the purpose 의adding polar solvents is to mix with water to increase the permeability 의the non-polar solvent and there에 의해facilitate the 추출의β-carotene [29]. Nowak et 알다.[30] used a mixed solvent of 헥and 96% ethanol (1:1 volume ratio) to extract β-carotene from 17 다른varieties of carrots. The result was that the Kazan F1 variety of carrots contained (17.1±3.7) mg/100 g (fresh weight) of β-carotene.

유기용제는 가장 널리 사용되고 저렴하지만 독성이 강해 많은 양을 사용해야 한다.그러므로, 환경 친화적인 용매 추출하 는데 필요 한 낮은 사용량과 β-carotene [31].Varon 등 32)은 모델링 방법인 Hansen solubility parameter (HSP)와 COSMO-RS를 이용하여 녹색과 저독성 추출용매인 2-메틸테트라하이드로퓨란 (2-MeTHF), 디메틸카보네이트 (DMC), 사이클로펜틸메틸에테르 (CPME), 이소프로판올 (IPA), 에틸아세테이트 및 헥산을 당근으로부터 카로티노이드 추출에 비교하였다.두 시뮬레이션의 결과는 다음과 같다:HSP 모델은 비극성 용매 또는 저극성 용매가 카로티노이드 추출에 더 도움이 되는 것으로 나타났으며, COSMO-RS 모델은 CPME, 2-MeTHF 및 ethyl acetate의 카로티노이드 함량이 hexane보다 높은 것으로 나타났다.

실험 결과 검증은 COSMO-RS 모델로 모의한 결과에 더 가깝고, CPME 용매 중 carotenoids의 함량이 가장 높다 (78. 4 mg/100 그램, 건조 무게), 그중 β-carotene이 66%를 차지 했다.이는 독성과 생분해성이 낮은 이들 용매가 당근으로부터 카로티노이드 추출을 위해 hexane을 대체할 수 있음을 의미하며, 이는 식품산업에 매우 중요한 역할을 한다.Rajabi et 알다.[33] COSMO-RS 모델를 확립하고 사용 이온 extractants로 액체 추출 β-carotene 헥 출신이다.다양한 이온성 액체의 추출용량을 스크리닝하였으며, 실험변수의 최적화를 위해 중심합성계획법 (CCD) 기반의 반응표면법 (RSM)을 사용하였다.그 결과로 이온 액체를 tetramethylammonium과 결합 cation를 아세 테이트의 추출 음이온 63.09% β-carotene다.

요약하면, 비록 유기 용매 추출 방법은 간단 합니다, 작동 하도 오래 추출 시간은 β에 도움이 되지 않는다-carotene다.따라서 추출 시간을 단축하기 위해 보조 도구로 마이크로파와 초음파를 도입해야 한다.

2.2 마이크로파 보조 추출 방법

전통적인 가열은 열원의 열을 시료로 전달하는 열전달을 기반으로 합니다.그러나 마이크로파 가열은 중간 매체가 필요하지 않으며, 매체 없이 시료에 직접 에너지가 유입된다.비극성 용매는 마이크로파 에너지를 흡수하지 못하기 때문에 추출 속도를 높이기 위해 극성 용매를 비극성 용매에 첨가하는 경우가 많다.극성 분자는 마이크로파 복사 에너지를 받아 초당 24억 5 천만 회 [34]의 주파수로 분자 쌍극자 회전 충돌을 통해 열 효과를 발생시킨다.마이크로파 분야에서는 마이크로파 흡수 능력의 차이로 인해 매트릭스 물질의 일부 영역 또는 추출 시스템의 일부 성분이 선택적으로 가열되고, 이로 인해 추출된 물질이 매트릭스나 시스템에서 분리되어 더 작은 유전상수 및 상대적으로 마이크로파 흡수 능력이 떨어지는 추출제로 들어가게 된다 [35].

Hiranvarachat et 알다.[36] compared the 추출of β-carotene from carrots that had been pretreated with immersion in citric acid at pH 5, boiling water, and boiling citric acid solution at pH 5 for 1–1.5 min, with no pretreatment, and then extraction with microwave-assisted mixed solvents (50% hexane, 25% ethanol, with an azeotrope close to 58 °C) was used to extract β-carotene. The solid-liquid ratio was 2:75 (g/mL). The results showed that the amount of β-carotene in acid-pickled carrots was 23. 10mg/100 g, 29 . 74mg/100 g for the water-treated, 32 . 08mg/100 g for the boiling acid-treated, and 23 . 26mg/100 g for the untreated, indicating that the highest amount of β-carotene is found in the boiled citric acid-treated carrots. Because treating with low acid (pH 5) can destroy the polysaccharides in the plant cell walls, such as pectin and hemicellulose, without affecting the degradation of β-carotene, the β-carotene 콘 텐 츠can be increased [37].

하지만, 전자파를 이용한 추출은 더 낮은 전력과 더 짧은 시간으로만 처리할 수 있습니다.과도 한 권력 또는 장기간의 전자레인지 처리 시간면 추출 솔루션의 온도를 상승, 해로 운의 구조 β-carotene다.전자레인지 사용 Hiranvarachat et 알다.[38] 간헐적인 추출 β를 추출-carotene에서 당근 잔류 이전 실험에 바탕을 두고 있다.축약 된 물었4 ° C의 온도, 간헐적인 율은 1/4이었다고, 극초단파 에너지/용매를 표본 180 W/75 mL의 비율:2 g, 300 W/150 mL:2 g, β의 양 136 100 mg/g-carotene 126이었고, 각각의 간헐적인 전자레인지을 증명하는 추출 β-carotene에서 당근이 연속 추출보다 낫다.

초음파 보조 추출법 2.3

초음파추출기술은 초음파의 캐비테이션 (cavitation) 효과를 바탕으로 식물세포벽의 손상을 강화시켜 용매와 분석물 사이의 접촉면을 증가시켜 추출효과를 얻는 기술이다.이 기술은 추출 과정을 촉진 및 가속화하고, 원료 내 유효 성분에 대한 고온의 손상을 피할 수 있으며, 유효 성분을 상대적으로 쉽게 분리할 수 있고 기존 추출보다 더 이상적인 추출 결과를 얻을 수 있습니다.초음파 보조 추출 기술은 전통적인 추출 방법과 비교해 추출 주기를 단축하고 제품 품질을 향상시킬 수 있으며 추출 효율이 높은 장점이 있다.초음파를 이용한 추출 기술은 세포벽의 구조를 파괴하고 [39] 색소의 용해를 가속화할 수 있다.

탐구 Carail et 알다.[40] 초음파 권력의 효과, 초음파 시간과 초음파 온도의 구조에 β-carotene과 초음파 시간이 증가 함에 따라 그것을 발견 했고, 초음파에 의해 추출 용매에서 얻은 에너지 변환은 열로 초음파의 역학적 및 열 효과로 인해, 추출하면 시스템의 온도 상승을 일으키는, 저하의 더 심각 한 β-carotene다.Purohit et 알다.[41] 초음파 변환기의 추출 효과와 비교에 초음파 목욕 β-carotene에서 당근 잔여 물이다.초음파 변환기 하에서 초음파 시간은 50분, 50 °C, 100 W, 60% 듀티 사이클, 고체 대 용매 비율은 0.3:20 (g/mL), β의 최대 추출 속도-carotene 83.32%였다;초음파 욕조에서, β의 최대 추출 율의 시간 초음파와 64.66%-carotene었50 민, 50 ° C, 180 W, 40 kHz이다.

태양 et 알다.all-trans 하기 위해 [42] 운동 저하를 설립 방정식 β-carotene과 유기 용제 과의 ultrasonic-assisted 추출 동안 안정을 탐험 했다.그들은 다는 것을 발견 β-carotene은 매우 dichloromethane에서 불안 전하다.운동 저하 방정식에 있 다는 것을 보여 준 all-trans β-carotene 일차 저하를 겪는다-5~15 ℃에서 반응 dichloromethane고 25 ℃에서 2차 저하 한 반응을다.결과들에 따르면 그 dichloromethane 적합 하지 않은 β의 추출-carotene 초음파 받고 있다.리 et 알다.[43] 해바라기 석유 추출 용매로 사용 β-carotene에서 신선 한 당근 ultrasound-assisted 추출을 사용하고 있다.반응표면법을 이용하여 초음파 파라미터를 최적화하고 추출용매로 기존의 hexane과 비교하였다.그 결과 오일 대 고체 비율은 2:10, 초음파 강도는 22로 나타났다.5 W · cm-2, 초음파 시간 20분, 초음파 온도 가 40 ℃, β-carotene 334.75 mg/L 양, 양을하는 것 보다는 더 큰 헥로 추출 (321.35 mg/L), 초음파를 나타내는 과정은 효과 적이고 6 녹색 추출의 원칙을 준수하 는지 확인하십시오.

2.4 마이크로에멀젼법

A microemulsion is a thermodynamically stable, isotropic, transparent or translucent dispersion system formed by two immiscible liquids. Microemulsions are composed of one or two liquid droplets stabilized microscopically by a surfactant interfacial film. Due to the thermodynamic stability of microemulsions, they can prevent the oxidation of carotenoids, thereby improving extraction efficiency. Microemulsions can be used to prepare functional β-carotene for food [44], but there are also reports of 사용the microemulsion method to extract β-carotene from carrots. For example, Roohinejad et 알다.[45] used an oil-in-water microemulsion as a medium for extracting β-carotene from carrots. plus pre-치료with a pulsed electric field. The optimal extraction process parameters were determined using a microemulsion pseudo ternary phase diagram method. The results showed that the extraction time was 49.4 min, the 온도was 52.2 °C, the ratio of 당근to microemulsion was 1:70 (W/W), the β-carotene loading was 19.6 μg/g, the polydispersion index (PDI) was 0.27 and the particle size was 74 nm. The extraction efficiency was higher than 100% hexane or 100% glycerol monolaurin oil, which proves that the use of oil-in-water microemulsions can be used as a β-carotene extraction medium.

2.5가속 용매 추출

가속용매추출은 최근 개발된 자동화된 전처리 기술이다.추출원리는 다음과 같다:온도 (50~200 °C)와 압력 (500~3000 psi)을 높이면 용매와 매트릭스간의 van der Waals 힘, 수소결합 및 쌍극자 모멘트 등이 파괴되고 용매의 점도가 감소되며 용매의 표면장력, 용매 및 기질 표면장력, 분석물과 용매의 접촉면적을 증가시키고 용질 확산효율을 향상시켜 추출효율을 향상시킨다.가속 용매 추출은 일반적으로 사용되는 Soxhlet 추출, 초음파 추출, 마이크로파 추출 및 기타 방법과 비교하여 짧은 추출 시간 (일반적으로 15분), 낮은 용매 소비 (1 g 시료에 1.5 mL 용매만 필요), 높은 추출 효율, 높은 안전성과 높은 자동화 정도 [46]의 장점이 있다.5 mL 용매), 높은 추출 효율, 높은 안전성과 높은 자동화 등 [46].그러나 가속 용매 추출기의 가격은 일반 마이크로파 및 초음파보다 높습니다.

사하 등 [47]은 가속용매추출법을 이용하여 당근으로부터 카로티노이드를 추출하였다.실험용 Hildebrand 용해도 변수는 세 가지 용매 조합의 선택을 예측하기 위해 사용되었는데 acetonitrile과 hexane은 3:5의 비율로, ethanol과 hexane은 4:3의 비율로, ethanol과 acetonitrile은 2:3:1의 부피비 (모든 부피비)로 선택되었다.40, 50, 60 °C의 추출온도와 5, 10, 15분의 시간에 따른 추출효과.최적화 후, 추출제는 3 성분 혼합물이며, 온도는 60℃, 시간은 15분이며, 추출과정 중 건조제로 분획물을 첨가한다는 결론을 얻었다 (당근:분획물은 4:1).

효소 분해 및 추출법 2.6

펙 티니 아제 cellulase의 결합 치료와 β의 추출 율 효과적으로 증가시 킬 수 있-carotene다.왜냐하면 식물세포벽은 주로 셀룰로오스의 골질로 구성된 극히 복잡한 계통으로서 거기에는 헤미셀룰로오스, 펙틴, 리그닌 등 대량의 물질로 채워져있기때문이다.이런 물질들은 서로 뒤섞이고 배합되여 극히 복잡한 구조체계를 형성한다.때의 추출 율 개선 β-carotene에 당근, 세포 벽의 이중 저항과 내의 물질을 극복 해야 합니다.셀룰라아제만으로는 세포벽을 완전히 리용하기 어렵다.펙티나제를 병용처리하면 활성성분이 세포 내부에서 추출매질로 확산되는 것을 막는 물질전달 장벽인 세포벽과 세포간 물질의 물질전달 저항성을 감소시킬 수 있으며 [48] 활성성분의 추출률을 향상시킬 수 있다.

마 등 [49]은 당근주스의 전처리를 다른 효소로 하여 내부의 카로티노이드를 추출하는 연구를 하였다.단일인자 실험과 직교 최적화 후, 실험 파라미터를 얻었다:온도 45 °C, pH 5, 반응시간 120분, 1. 추출하는 펙 티니 아제 5% β-carotene었1 μ g/mL, 50 ° C는 동안, pH 5, 반응 시간 60min, 1.추출하는 5% cellulase β-carotene는 68. 7 μ g/mL, 그리고 단일 효소를 시스템에의 또한 차례로 또한 현저하게 증가시 킬 수 있 β는-carotene 콘 텐 츠 가 있습니다.그러나 pectinase와 cellulase를 동일한 비율로 동시에 첨가하면 계는 길항 효과를 보인다.펙티나제가 공업에서 사용되는 복합효소의 대부분을 차지하고 셀루라제는 극히 적은 비율에 불과하기 때문에 두 효소를 같은 비율로 사용한 처리 결과가 좋지 않다는 분석이다.효소는 가격이 비싸기 때문에 최근 들어이 분야에 응용했다는 보고가 거의 없다.

초임계 유체 추출 2.7

물질의 임계점이 사용되며, 그 위로는 기체상과 액체상 사이의 계면이 사라지고 두 상은 균질한 혼합물이 된다.이 유체를 초임계유체라고 한다.초임계 상태에서 분리할 물질과 초임계 유체를 접촉시켜 용해도, 끓는점, 분자량이 다른 성분을 선택적으로 추출하여 분리할 수 있다.초임계 유체의 밀도와 유전 상수는 닫힌 계에서 압력이 증가함에 따라 증가하게 된다.프로그램된 압력 증가를 이용하면 서로 다른 극성을 가진 분자를 단계적으로 추출할 수 있다 [50].하지만, 초임계유체는 희귀하고 까다롭기 때문에 다양한 용도로 그다지 널리 사용되지 않습니다.무스 타파 et al. 초임 계 이산화탄소 아연을 추출 하기 위해 사용 되 [51] β-carotene에서 당근, 야채를 사용 하여 광물 cosolvent으로 원유를 본질적으로 한 추출 생산량을 늘리는 것이다.에서 그 결과 40min, 400bar, 60 ℃, CO2 유량은 민 씨, 5mL/광물 오일의 유속은 민 씨, 0.2mL/와 β-carotene 추출 수율은 270 μ g/g에 관 한 것이었건조 한 무게와 35 μ g/g 무게 젖었다.

3 전망

There are still 일부problems with the current extraction of β-carotene from carrots: (1) In terms of environmental safety and its application in food and cosmetics, the use of low-toxicity solvents to extract β-carotene from carrots has obvious advantages over conventional solvents. However, the generally longer extraction time (1–6 h) can cause degradation of β-carotene [52], and the source of low-toxicity solvents is more expensive than that of general solvents; (2) β-carotene is easily degraded and has a variety of isomers, and it is difficult to accurately quantify it due to the lack of standards; (3) ultrasonic-assisted extraction, 가속liquid extraction, microwave-assisted extraction, enzyme-assisted extraction and 초임 계fluid extraction are fast and effective, however, these techniques are still in the laboratory stage and industrialized large-scale applications are still not very common. 

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