나트륨 구리 엽록소린 분말은 무엇입니까?

엽록소 is a natural pigment that is safe 그리고has certain physiological functions. Modern research has found that chlorophyll c한not only be used as a natural coloring agent in food or cosmetics, but also has important physiological activities, such as anti-mutagenic, cholesterol-lowering 그리고constipation-relieving effects [1]. In addition, because the molecular structure of chlorophyll is very similar 을that of human hemoglobin, with the only difference being the different central ions, chlorophyll is also used to treat anemia [2]; in addition, chlorophyll can also increase the growth of normal red blood cells, increase the body's 산소 함량, 그리고 촉진 세포 분열, 그럼으로써 body's 대사 [3].

그러나 엽록소는 물에 용해되지 않고 빛과 특정온도조건에서는 쉽게 분해되여 응용에 제한을 받는다.엽록소 중심의 마그네슘이온을 동, 철, 아연 등의 금속이온으로 치환하여 형성된 생성물이 엽록소보다 안정적이고 수용성이며, 여전히 엽록소와 비슷한 색과 생리적 기능을 가지고 있다는 연구 결과가 있다.따라서 엽록소 유도체에 대한 연구가 많이 이루어져 왔으며, 그 중 구리 이온을 마그네슘 이온을 대체하여 구리 엽록소 나트륨 소금을 만드는 방법이 가장 널리 사용되는 방법이다 [2].

본 논문은 나트륨 구리 엽록소 린의 구조 및 특성에 대한 개요를 제공하여 제조 공정에 초점을 맞춘다.또한 문제점 및 가능한 개선점을 요약하여 추후 연구 및 관련 제품 개발을 위한 이론적 기초를 제공하고 있다.

나트륨 구리 엽록소의 구조 및 특성 1

나트륨 구리 엽록소의 구조 1.1

The molecular formula of copper sodium chlorophyll is C₃4H₃₁O₆N₄CuNa₃ 그리고C34H₃₀O₅N₄CuNa₂, with a 상대적인molecular mass of approximately 724.17 and 684.16. Copper sodium chlorophyll is a product prepared 에서chlorophyll using a series of reactions. Chlorophyll contains four pyrrole rings linked to each other 에 의해methylene groups (=C-), forming a stable conjugated system. A magnesium ion is bound to the center of the conjugated system, and two esterified carboxyl groups are attached to the side chains of the conjugated system, which are esterified with methanol and phytol [4]. Sodium copper chlorophyllin is a product of saponification of chlorophyllin, which involves the removal of phytol and methanol, and the replacement of Mg²+ 에 의해Cu²+ under acidic conditions. The molecular structures of chlorophyllin and 나트륨 구리 chlorophyllin하기 표 1에 표시되어 있다.

나트륨 구리 엽록소의 성질 1.2

Sodium copper chlorophyllin은 물에 쉽게 용해되고 알코올에 약간 용해되며 기름과 석유 에테르에는 용해되지 않는다.색상은 짙은 녹색이며, 파우더 형태로 되어 있다.그것의 수용액은 투명한 청록색이다.Ca²+ 가 있으면 침전된다.UV-Vis 분광법으로 스캔한 결과 파장 범위 405 nm ± 3 nm와 630 nm ± 3 nm에서 최대 흡수 피크가 있는 것으로 나타났다.

나트륨 구리 엽록소 린의 기능 응용 프로그램 2

2.1 식품 응용 분야

Sodium copper chlorophyllin은 젤리, 통조림 채소, 과자류, 음료, 과일 및 야채 주스 음료, 구운 음식, 준비된 와인, 기타 제품 [5]에 사용할 수 있도록 승인되어 있다.

2.2의학적 적용

연구에 따르면 sodium copper chlorophyllin은 간을 보호하고 촉진하는 효과가 있으며, 황달 및 기타 질병을 치료할 수도 있다 [6];게다가 나트륨 구리 클로로필린은 조혈 기능을 향상시키고, 헤모글로빈의 생성을 촉진하고, 빈혈 및 기타 증상을 치료할 수 있습니다 [7];sodium copper chlorophyllin은 구강 미생물의 조절, 충치 및 치주염 예방 및 치료, 구강 및 호흡기의 구취 제거 [8] 등의 효과가 있다.이외에도 sodium copper chlorophyllin은 습진, 동상, 급성 췌장염 및 기타 질환의 치료에도 사용된다 [9].

2.3 염색용도

나트륨 구리 클로로필 린은 염색에 사용할 수 있으며 환경 친화적이고 에너지 절약형 염료입니다.이를 염색에 사용하면 바이오매스 자원을 충분히 이용할 수 있을 뿐만 아니라 생태 환경 보호를 추구하는 현재의 개념에도 부합한다.왕나, 양루이링 등 [10-11]은 연구를 통해 sodium copper chlorophyllin 염료가 산성 조건에서 양모, 실크, 나일론을 염색하는데 적합하며 sodium copper chlorophyllin으로 염색한 후 이들 재료의 색조도 level 3 이상에 달할 수 있음을 발견하였다.

2.4기타 응용 분야

루안 (Ruan) [12]은 클로로필린 구리 나트륨 소금 전극을 사용한 완전 고체 상태 슈퍼커패시터가 굽음성과 유연성이 우수하다는 것을 발견했다.이는 또한 클로로필린 구리 나트륨 소금의 완전 고체 상태 슈퍼 커패시터 적용 가능성을 보여줍니다.

엽록소린 구리 나트륨 소금의 제조 공정에 대한 연구 3

The preparation of sodium copper chlorophyllin involves the extraction of chlorophyll and the use of chlorophyll to prepare sodium copper chlorophyllin.

엽록소 추출 3.1

연구에 따르면 엽록소를 추출하는 방법은 주로 용매 추출, 초음파 보조 추출, 초임계 유체 추출, 기타 방법 [13] 등이 있다.가장 일반적으로 사용되는 방법은 용매 추출법이다.이 방법은 닮으면 닮는다 (like melting)는 원리에 바탕을 두고 있다.추출용매와 추출하고자 하는 물질의 화학적 성질이 유사할수록 용매에서의 추출물의 용해도가 크고 추출이 용이하다.엽록소는 친수성인 포르피린 (porphyrin) 군과 지방성인 엽로필롤 (chlorophyllol) 구조를 가지고 있다 [13].

지방성 엽록소린에는 20개의 탄소원자가 있으며 긴 탄소사슬은 그 극성이 낮고 지방성이 강하며 친수성이 약한가를 결정한다.반대로 극성 porphyrin 구조는 그 극성을 높여준다.따라서 엽록필린을 추출하는데 가장 좋은 용매는 아세톤, 에탄올, 에테르 등과 같은 적당히 극성을 띤 유기용매이다.흔합 용매의 극성은 아래 표 1에 나타내었다.

양준 [14]은 실험적으로 100% 무수에탄올, 100% 아세톤 등의 10개 이상의 용매가 엽록소의 추출율에 미치는 영향을 비교하였다.그 결과 질량분율이 85%인 아세톤-무수에탄올 (1:2, v/v) 혼합물이 가장 우수한 추출용매임을 알 수 있었다.혼합용매는 단일용매보다 추출효과가 우수하여 시너지 추출효과로 간주할 수 있다.또한 혼합용매의 특성이 추출물과 더 유사하여 추출율이 높아진다고 생각할 수 있다.아세톤과 기타 용매의 혼합용액이 엽록소 추출율이 높긴 하지만 아세톤은 섬광점이 낮고 폭발성이 강하고 휘발성이 강하므로 공업에서 대규모로 사용하기에는 위험하다.따라서 아세톤을 엽록소 추출용매로서 안전성이 높고 독성이 낮은 시약으로 대체할 필요가 있다.에탄올은 휘발성이 낮고 독성이 적어 안전성이 높으며, 엽록소에 대한 추출률이 높아 산업용 엽록소 추출에 가장 적합한 시약이다.

엽록소는 엽록체의 단백질과 지질 이중층 사이에 위치한다.친수성인 porphyrin group은 단백질과 연결되어 있고, 지방성인 phycobilin은 지질 이중층 (lipid bilayer)과 연결되어 있다.엽록소를 추출할 때 소량의 물을 첨가하면 단백질로부터 엽록소의 친수기를 분리하는데 유리하므로 엽록소를 쉽게 추출할수 있다.방자양 [15]은 에탄올과 물의 농도 비율이 4:1-12.8 g/kg 일 때 엽록소 추출률이 가장 크다는 것을 발견하였다.100% 에탄올을 사용하여 엽록소를 추출하면 추출률이 감소합니다.

초임계 유체 추출 기술은 낮은 작동 온도, 높은 분리 효율, 높은 용매 회수율을 갖는 새로운 유형의 분리 기술이다.최근에는 식물과 한약재에서 활성 성분을 추출하는 데 응용되고 있다.르페브르 [161]는 초임계 유체 추출에 의해 이산화탄소에 극성 수정제 (polar modifier)를 30% 첨가하여 엽록소를 얻을 수 있음을 발견하였다.

초음파를 이용한 추출 기술도 분리와 추출에 자주 쓰인다.초음파 진동의 cavitation 효과는 세포용해를 촉진시켜 용매추출을 용이하게 할 수 있다.최 [¹7]는 초음파 보조 추출법을 이용한 엽록소의 추출율이 유기용매를 이용한 엽록소보다 높게 나타났다.

나트륨 구리 엽록소 린의 준비 3.2

나트륨 구리 엽록소의 제조는 saponification, 산성화, 구리 치환 및 소금 형성의 네 가지 반응 단계를 포함한다.또한 원료의 엽록소 함량이 극히 낮기 때문에 추출 후 많은 불순물을 함유하게 된다.따라서, 이러한 필요한 반응 단계 외에 정제 및 불순물 제거 단계도 추가됩니다.사실, 기존 공정은 불완전한 saponification, 구리 대체 중"녹색 손실", 불량 정화 결과, 낮은 제품 품질 등 특정 단점이 있습니다.따라서, 더 많은 개선이 필요하다.

sodium copper chlorophyllin의 제조원리 3.2.1

(1) Saponification

엽록소 분자에 있는 두 개의 에스테르 그룹은 saponification 반응으로 수산화나트륨과 반응하여 피톨과 메탄올을 방출하여 수용성 엽록소나트륨염을 형성한다 (엽록소 a를 예로 사용하여 그림 2 참조).

(2) 산성 화

산성 환경에서는 수소이온이 엽록소염에 있는 마그네슘과 나트륨이온을 대체하여 엽록산과 마그네슘 및 황산나트륨을 형성한다 (그림 3 참조).

(3) 구리 치환

산성 중간에서, 일정 한 양의 CuSO ₄ 해결책은, 추가 및 수소 이온에 엽록소 분자를 형성하는 것으로 구리 이온에 의해 대체 되는 엽록소를 어두 운 녹색 구리 산이다 (그림 4 참조).

(4) 소금 형성

구리 엽록소산을 녹이고 수산화나트륨 용액과 반응시켜 a를 얻는다수용성 나트륨 구리 엽록소 염(그림 5 참조).

준비과정의 문제점 및 개선점 3.2.2

엽록소의 saponification 정도는 구리 치환 반응의 진행뿐만 아니라 나트륨 구리 엽록소 린산의 수율, 색상 및 질감에도 영향을 미친다.일부 연구에서는 pH 가 석화 반응에 미치는 영향을 탐구하여 최적의 석화 조건은 pH = 11 또는 12 라는 결론을 내렸다 [3,18-21].그러나 현재 시판되고 있는 대부분의 pH 미터와 pH 테스트 스트립은 수용액에서만 사용하기에 적합하며, 엽록소에 대한 추출 용매는 에탄올과 아세톤과 같은 고농도의 유기 시약입니다.따라서 석화 반응은 pH 값만이 아니라 실제 첨가된 NaOH의 양을 기준으로 탐구되어야 한다.엽록소는 지용성이므로 saponification 기전에 석유에테르에 용해될수 있다.saponification 후 엽록소의 수용성 나트륨 염이 형성되며 석유 에테르에는 용해되지 않는다.따라서 석출반응 후 추출을 위해 석유 에테르를 첨가하고, 석출반응의 완전성은 석유 에테르층의 층격 및 상태에 의해 예측할 수 있다.두 상이 명확하게 분리되고 석유 에테르층이 노르스름하게 보이는 것은 완전한 반응을 나타낸다 [21].

나트륨 구리 엽록소 린을 산성화 할 때, 많은 연구는에 특정 농도의 황산을 추가합니다sodium chlorophyllin 수용액pH를 약 2.5로 조정한 다음 일정 시간 동안 반응시킨 후 황산구리 용액을 첨가하기 위해 [22-24].사실 pH를 2로 직접 조정하는 것.5는 나트륨 엽록소의 포르피린 구조를 파괴하여 결과 구리 엽록소가 녹색을 잃게하고 나트륨 구리 엽록소의 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.산성화의 목적은 구리를 더 쉽고 편리하게 대체하기 위한 것입니다.산성화를 하면 황산구리와 수산화나트륨이 반응하여 수산화구리와 같은 다른 물질을 형성하는 것도 피할 수 있다.따라서 구리 치환물을 산성화할 때는 먼저 pH를 중성으로 조절하고, 적절한 양의 황산구리를 첨가하여 반응시킨 다음 용액을 2.5로 조절한다.이것은 너무 산성 환경에 의해 발생 될 수있는 엽록소의 나트륨 염에서 포르피린 구조의 파괴를 방지 할 수 있습니다.

엽록소는 원료에 매우 적은 양으로 존재하기 때문에 추출 후 불순물이 상대적으로 많으므로 정제 단계가 필요하다.구리 sodium chlorophyllin의 제조에서 saponification 반응을 수행하여 sodium chlorophyllin을 형성한 후 용매 추출을 위해 석유 에테르에 첨가된다.더 높은 제품 품질 [25]을 얻기 위해 지방, 카로틴, 루테인, 피톨 등의 지용성 물질을 제거하는 것이 목적이다.용매 추출에서는 2 상 용매 내 성분들의 분할계수의 차이가 클수록 분리효과가 좋아지고 불순물 제거율이 높아진다.전통적인 공정은 에탄올에 saponification으로 sodium chlorophyllin을 생성한 다음 석유 에테르로 추출하여 불순물을 제거한다.

In fact, the use of ethanol-petroleum ether two-phase solvent extraction is not very effective, because some lipophilic impurities also have a high solubility in ethanol, which makes the impurity removal effect unsatisfactory. If the ethanol is recovered, the sodium salt of chlorophyll is only soluble in water, and the polarity difference between water and petroleum ether is large, so a better decontamination effect can be obtained. In addition, multiple extractions with a single solvent can only remove a small amount of impurities that are highly soluble in that solvent. However, multiple extractions with various reagents of different polarities can sepa속도multiple impurities and thus enhance the decontamination effect. Therefore, solvent extraction with 3 to 4 solvents of different polarities, such as ethyl acetate, butanol, chloroform, and petroleum ether, is used. The sodium salt of chlorophyll aqueous solution is extracted stepwise from low polarity to high polarity to remove impurities with different polarities.

또한 구리 치환 반응을 일으켜 구리 엽록소를 형성한 후 물, 저농도 알코올, 석유 에테르 등으로 세척하여 불순물을 제거한다.물로 세척하면 나트륨 이온이나 구리 이온과 같은 수용성 불순물을 과잉 제거할 수 있다.저농도 알코올로 세척하면 saponified 극성 물질을 제거할 수 있고, 석유 에테르로 세척하면 지용성 불순물을 제거할 수 있습니다.마지막으로, 조제한 구리 엽록소를 세척하여 금속 광택이 있는 짙은 녹색의 느슨하고 세밀하며 고품질 제품을 형성합니다.이러한 단계는 고품질 제품을 얻기 위해 불순물을 정화하고 제거하는 데에도 사용됩니다.

4 요약 및 전망

Currently, due to increased awareness of food safety, many synthetic colors have been banned, and safe, natural products are more popular, thus providing good opportunities for the development of the natural pigment market. Sodium copper chlorophyllin, as a safe natural pigment, 착색제로서 식품에 첨가 될 수 있을 뿐만 아니라, 좋은 효과와 의약에 응용할 수 있습니다.그러나 원료 중 엽록소 함량이 낮기 때문에 추출 후 많은 불순물이 발생하며 기존 준비 과정에도 특정 결함이 있어 시중에서 판매되는 나트륨 구리 엽록소린 제품의 대부분이 품질이 낮습니다.따라서 나트륨 구리 엽록소 필린의 준비 공정 및 정제 방법을 다양한 관점에서 개선하는 것이 시급합니다.

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