Progressi sul meccanismo dell'effetto di riduzione dei lipidi nel sangue degli ingredienti alimentari funzionali
Le malattie cardiovascolari (CVD) sono la principale causa di morte a livello mondiale e l'iperlipidemia è uno dei più importanti fattori di rischio per le CVD.
L'iperlipidemia è definita come colesterolo totale (TC), trigliceridi (TG) e colesterolo delle lipoproteine a bassa densità (LDLC) elevati nel plasma e colesterolo delle lipoproteine ad alta densità (HDLC) basso.
Il livello dei lipidi nel sangue è strettamente legato alle abitudini alimentari e alla capacità metabolica dell'organismo. Ridurre l'assunzione di acidi grassi saturi e trans e di colesterolo nella dieta e aumentare l'assunzione di prodotti alimentari salutari che riducono i lipidi può aiutare a ridurre i lipidi nel sangue.
Gli studi hanno rilevato che esistono molti alimenti con ingredienti funzionali che hanno un effetto lipidico.
Fibra alimentare
La fibra alimentare è riconosciuta a livello internazionale come il settimo nutriente. Gli studi hanno dimostrato che la fibra alimentare solubile può prevenire e trattare le malattie cardiovascolari. Le fibre alimentari come la farina d'avena, la pectina di mele, la fibra solubile di psyllium huskii e l'idrossietilcellulosa hanno effetti ipolipemizzanti.
I principali meccanismi di riduzione dei lipidi della fibra alimentare comprendono: l'abbassamento del colesterolo nel fegato, riducendo la produzione di colesterolo epatico e promuovendo la conversione del colesterolo epatico in acidi biliari. Può essere ottenuto anche regolando l'attività degli enzimi legati all'ossidazione degli acidi grassi, inducendo l'ossidazione degli acidi grassi e abbassando i livelli di TG epatici.
Polisaccaridi
I polisaccaridi sono stati ampiamente studiati come nuova fonte di integratori alimentari e ingredienti di alimenti funzionali. Polisaccaridi come il polisaccaride della giuggiola, il polisaccaride dell'alga, il polisaccaride della zucca, il polisaccaride dell'angelica e il polisaccaride della nori striata sono risultati avere proprietà di riduzione dei lipidi.
I polisaccaridi attivi possono ridurre i lipidi nel sangue inibendo la sintesi del colesterolo, bloccando la circolazione epatica e intestinale del colesterolo e abbassando i livelli plasmatici di colesterolo. Inoltre, regolano la differenziazione degli adipociti, inibiscono l'attività degli enzimi legati al catabolismo degli acidi grassi, promuovono l'ossidazione degli acidi grassi e eliminano i radicali liberi in eccesso nell'organismo per inibire la perossidazione lipidica.
Polifenoli
I polifenoli, noti anche come "tannini vegetali", comprendono acidi fenolici e flavonoidi, che si trovano principalmente nelle radici, nella buccia, nelle foglie e nei frutti delle piante e hanno forti attività biologiche. Alcuni studi hanno rilevato che i polifenoli, come quelli del melograno, dell'uva, del cacao e del tè, hanno un'azione di riduzione dei lipidi.
Alcaloidi
Un gran numero di studi ha rilevato che gli alcaloidi hanno effetti ipolipemizzanti.
Wu Hao et al. hanno somministrato 70,05 mg/kg di alcaloidi a ratti per 4 settimane e hanno scoperto che gli alcaloidi possono ridurre significativamente il peso corporeo, ridurre significativamente i livelli di TC, TG e LDL-C e aumentare i livelli di HDL-C. Inoltre, gli alcaloidi possono ridurre significativamente i livelli di acidi biliari nel sangue e aumentare l'escrezione di acidi biliari fecali (TBA).
Saponine
Le saponine sono ampiamente presenti nelle piante e anche in piccole quantità negli organismi marini come le stelle marine e i cetrioli di mare e sono importanti nella prevenzione e nel trattamento delle malattie cardiovascolari e nella riduzione dei lipidi nel sangue.
Le saponine, come la saponina della melanzana africana e la saponina dell'aralia, hanno significativi effetti ipolipemizzanti e antiperossidazione lipidica.
Le saponine sono in grado di inibire la sintesi epatica del colesterolo e di aumentare l'efflusso plasmatico del colesterolo per abbassare i livelli plasmatici di colesterolo; possono inoltre regolare gli enzimi legati al metabolismo lipidico e potenziare la capacità antiossidante dei lipidi per svolgere un ruolo di riduzione dei lipidi.
Altri
He Shan et al. hanno scoperto che un gran numero di minerali e oligoelementi presenti nelle acque profonde hanno l'effetto di abbassare i lipidi nel sangue e riducono principalmente il contenuto lipidico degli epatociti attivando l'AMP-activated protein kinase, inibendo così la sintesi di colesterolo e acidi grassi. Inoltre, l'espressione dell'mRNA del recettore LDL, di SREBP-2 e di CYP7A1 è stata regolata, con conseguente riduzione dei livelli di LDL e aumento dell'efflusso di colesterolo.
Rashid et al. hanno somministrato tocotrienoli (TRF), ottenuti per arricchimento dall'olio di palma, come integratore alimentare a ratti che seguivano una dieta ad alto contenuto di grassi, riducendo significativamente i livelli di TC, TG e LDL-C e abbassando il livello di LDL ossidate rispetto al gruppo di controllo, inibendo così l'aterogenesi.
ZhangTao et al. hanno scoperto che i ratti alimentati con olio di perilla riducevano significativamente i livelli di TC e TG, aumentavano l'espressione dell'mRNA di PPAR-α e CPT1A nel fegato e promuovevano l'ossidazione degli acidi grassi epatici rispetto al gruppo di controllo; inoltre, aumentavano l'espressione dell'mRNA di SREBP-1, FAS e ACC nel siero sanguigno, abbassando significativamente i lipidi sierici e inibendo la sintesi degli acidi grassi epatici.
Analisi delle applicazioni dei coadiuvanti di filtrazione nel processo di decolorazione di grassi e oli alimentari
La presenza di pigmenti naturali e di impurità generate durante la lavorazione e lo stoccaggio ha effetti negativi sull'aspetto, sulla lavorazione profonda e sulla stabilità dei grassi e degli oli alimentari. Pertanto, nel processo di raffinazione dei grassi e degli oli alimentari è necessaria la decolorazione.
Il metodo di decolorazione comunemente utilizzato nella lavorazione di oli e grassi è il metodo di decolorazione per adsorbimento, che sfrutta l'effetto di adsorbimento selettivo di alcune sostanze (decoloranti) su alcuni pigmenti per rimuovere i pigmenti e altre impurità negli oli e nei grassi. I decoloranti più comunemente utilizzati sono l'argilla bianca attivata, l'argilla bugnata, il carbone attivo, la zeolite, la cenere di lolla di riso acidificata, la cenere di lolla di fagiolo carbonizzata, ecc. Tra questi, il più utilizzato è l'argilla bianca attivata.
La terra bianca attivata è una terra naturale sbiancata acidificata con un forte acido inorganico, il cui grado di attività è notevolmente migliorato. Ha una forte capacità di adsorbimento della clorofilla e di altre sostanze colloidali e una maggiore capacità di adsorbimento di gruppi atomici alcalini e polari. Allo stesso tempo, però, l'argilla bianca attivata ha anche un assorbimento di olio, dopo la decolorazione e la filtrazione di rifiuti di argilla bianca contenenti da 25% a 40% di olio e, a causa dell'elevata attività, entrerà in contatto con l'olio e il grasso dell'argilla bianca attivata parzialmente idrolisi, con conseguente decolorazione dell'olio e aumento del prezzo del grasso acido. La ricerca mostra che l'aggiunta di 1% di argilla bianca attivata può aumentare il valore acido (KOH) dell'olio decolorato di 0,01mg/g.
Nel processo di decolorazione, la quantità di terra bianca attiva da aggiungere è generalmente compresa tra 1% e 7% del peso dell'olio. Se il dosaggio di terra bianca è troppo piccolo, non è possibile ottenere l'effetto di decolorazione previsto; se il dosaggio di terra bianca è troppo elevato, il danno all'olio aumenta, il valore acido dell'olio decolorato torna a salire, il valore del perossido aumenta e il sapore della terra bianca è troppo forte, cosicché la successiva sezione di deodorazione dell'olio presenta difficoltà nel processo. Pertanto, uno dei maggiori problemi nel processo di decolorazione dell'argilla bianca attivata è come ridurre ulteriormente l'uso dell'argilla bianca e migliorare il tasso di decolorazione a condizione di garantire l'effetto di decolorazione.
Per affrontare questo problema, i ricercatori nel campo della tecnologia dell'ingegneria del petrolio e dei grassi hanno esplorato e proposto una varietà di metodi, come: la terra bianca attivata mescolata con altri decoloranti; la terra bianca attivata per migliorare; il processo di decolorazione e le attrezzature per migliorare, hanno raggiunto alcuni risultati. L'autore introduce i due coadiuvanti di filtrazione, la diatomite e la perlite, e analizza la loro applicazione nel processo di decolorazione delle terre bianche attivate per gettare le basi per ulteriori ricerche.
Caratteristiche e applicazione degli aiuti al filtraggio
Il coadiuvante di filtrazione è una sorta di materiale ausiliario in polvere granulare, duro e di diverso grado di frantumazione fine, in grado di formare una struttura sciolta della torta di filtrazione e, nell'intervallo di pressione di esercizio, quasi incomprimibile, in grado di ridurre la resistenza della torta o la resistenza dei mezzi filtranti. I coadiuvanti di filtrazione utilizzati nell'industria alimentare devono essere inerti e non tossici, non possono contenere sostanze organiche e inorganiche che possono essere disciolte dal filtrato e dai microrganismi, per il filtrato del colore e del sapore del piccolo impatto. I coadiuvanti di filtrazione comunemente utilizzati nel processo di decolorazione di oli e grassi sono la terra di diatomee e la perlite.
1, coadiuvante di filtraggio in terra diatomacea
La terra di diatomee naturale è una pianta acquatica unicellulare dopo la morte dei resti di silicato del sedimento, la cui composizione chimica principale è la silice e un piccolo numero di impurità. Il coadiuvante di filtrazione a base di diatomee si basa sulla necessità di selezionare una certa qualità di diatomee, attraverso il processo di acidificazione, l'aggiunta di altri additivi e altri processi, quindi dopo l'essiccazione o la calcinazione e la formazione di una classe di sostanze polverose.
Il coadiuvante di filtrazione a base di diatomee è un prodotto in polvere composto da dischi, tubi e particelle di forma irregolare, che presentano una struttura microporosa unica, una diversa distribuzione delle dimensioni delle particelle, un'ampia superficie specifica e proprietà chimiche stabili, in modo che il liquido da filtrare ottenga un rapporto di portata elevato e possa filtrare i solidi sospesi fini, mentre le particelle di impurità più piccole possono essere trattenute da 0,1 a 1um.
Lo strato di torta formato dal coadiuvante di filtrazione a base di diatomee ha un alto grado di permeabilità e di adsorbimento, migliorando così la precisione di intercettazione e la capacità di trattamento. La ricerca applicata dimostra che il coadiuvante di filtrazione a base di diatomee è in grado di rimuovere le particelle solide, le sostanze in sospensione, le particelle colloidali, i batteri e i virus, ecc. e il suo effetto di filtrazione è principalmente la ritenzione meccanica e l'adsorbimento delle impurità. Il coadiuvante di filtrazione a base di diatomee è stato ampiamente utilizzato nei settori della produzione di birra alimentare, della medicina, del petrolio, dell'industria chimica e del trattamento delle acque e in altri settori. Le principali aree di applicazione sono la birra, la medicina (per antibiotici, plasma, vitamine, prodotti farmaceutici sintetici, filtrazione per iniezione), la filtrazione dell'acqua, l'industria dell'olio e dei grassi, le soluzioni organiche, le vernici e i coloranti, i fertilizzanti, gli acidi, gli alcali, le spezie, lo zucchero, l'alcol e così via.
2.Aiuti al filtraggio in perlite
La perlite è una sorta di lava silicea acida di vetro vulcanico contenente acqua cristallina, la cui composizione chimica principale è SiO2 e una piccola quantità di ossido di potassio, ossido di sodio, ossido di magnesio, ossido di calcio, ossido di alluminio e impurità organiche. Il coadiuvante di filtrazione perlite è una certa qualità di materie prime di perlite, trattamento di calcinazione ad alta temperatura, in modo che l'acqua cristallina evapori, il volume di rapida espansione, la formazione di perlite espansa, e poi dopo la macinazione e la vagliatura.
Il coadiuvante di filtrazione perlite è una polvere solida bianca, costituita da particelle scagliose a spirale molto irregolari, caratterizzate da leggerezza, piccolo peso specifico, piccola area superficiale specifica, buona permeabilità, bassa conducibilità termica e buona stabilità chimica. Può essere utilizzato per la filtrazione alimentare perché non contiene potenziali contaminanti e il suo contenuto di ioni di metalli pesanti è generalmente pari a 0,005%. La porosità del panello filtrante formato è compresa tra 80% e 90%, ci sono un gran numero di pori capillari tra le particelle, nel filtrato stabile a lungo termine e una filtrazione rapida allo stesso tempo, può trattenere particelle di 0,6 micron o più, e svolgere il ruolo di adsorbimento delle impurità, la chiarificazione del filtrato. Il coadiuvante di filtrazione perlite è ampiamente utilizzato nell'industria petrolifera, chimica, farmaceutica, alimentare e delle bevande e nel trattamento delle acque reflue.
Applicazione di un coadiuvante di filtrazione nel processo di decolorazione dell'olio alimentare
1, Metodo di funzionamento
I coadiuvanti di filtrazione sono solitamente utilizzati in tre modi: filtrazione di pre-rivestimento, filtrazione di fanghi e filtrazione di pre-rivestimento e fanghi.
(1) Filtrazione di pre-rivestimento
I coadiuvanti di filtrazione predosati e la giusta quantità di acqua pulita o di fango nel barile di caricamento vengono mescolati in una sospensione, quindi il ciclo di pre-rivestimento. Quando il grado di chiarificazione del filtrato raggiunge i requisiti, il liquame può essere filtrato. A questo punto, il pre-rivestimento svolge direttamente il ruolo di mezzo, questo metodo è generalmente applicabile alla filtrazione profonda. Lo spessore del letto filtrante è generalmente compreso tra 3 e 80 mm.
(2) Filtrazione con fanghi
Mescolare prima il fango e il coadiuvante di filtrazione, quindi passare il filtro per la filtrazione. I coadiuvanti di filtrazione e i solidi presenti nel liquame si accumulano insieme sulla superficie dello strato filtrante per formare uno strato filtrante, in modo che la filtrazione possa mantenere un tasso di filtrazione relativamente stabile. A questo punto, con l'aggiunta di coadiuvanti di filtrazione, la dimensione delle particelle è determinata solo dalle varie caratteristiche dei solidi presenti nel fango, ma non è influenzata dalla forma del filtro.
(3) Filtrazione di pre-rivestimento e dosaggio
Pre-rivestimento e aggiunta di due fasi: lo spessore del pre-rivestimento è generalmente di 2 ~ 3 mm; il suo ruolo principale è quello di proteggere il materiale filtrante dalla contaminazione e di garantire che il filtrato possa essere chiarificato al momento della filtrazione nell'aggiunta di filtrazione. Lo spessore e la struttura del pre-rivestimento sono particolarmente importanti nell'intero processo di filtrazione. Dopo il completamento del pre-rivestimento, per filtrare il liquame nel filtro, è necessario aggiungere contemporaneamente il peso del liquame da 0,1% a 2,0% di coadiuvante di filtrazione. Nel processo di filtrazione, il coadiuvante di filtrazione e le particelle di impurità che galleggiano nel liquame formano una torta porosa sciolta per mantenere un tasso di filtrazione economico. La quantità di coadiuvante dipende dal numero di particelle di impurità e dalla loro comprimibilità, dal tasso di compressione delle impurità e dai coadiuvanti di filtrazione da aggiungere.
Per il filtro pressa, la quantità ideale di additivo dovrebbe essere quando la pressione di filtrazione raggiunge la pressione nominale, la formazione della torta è sostanzialmente riempita con lo spazio residuo ammissibile del filtro pressa, in modo che un ciclo di filtrazione sia completato e il filtro pressa entri nella fase di pulizia. In questo studio è stato adottato il metodo di filtrazione dei fanghi; in primo luogo, il coadiuvante di filtrazione diatomite e il coadiuvante di filtrazione di perlite acquistati sono stati mescolati con argilla bianca attivata secondo una certa proporzione, quindi sono stati applicati alla sezione di decolorazione dell'olio alimentare e poi filtrati con il processo convenzionale; sono stati registrati i parametri relativi e sono stati confrontati gli effetti dei due tipi di coadiuvanti di filtrazione (Tabella 1).
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Lo studio dimostra che i due coadiuvanti di filtrazione applicati nella decolorazione dell'argilla bianca attivata possono migliorare la velocità di filtrazione e prolungare il ciclo di filtrazione del panello filtrante. Tra questi, l'effetto del coadiuvante di filtrazione perlite nel migliorare la velocità di filtrazione e prolungare il ciclo di filtrazione del panello filtrante è migliore di quello del coadiuvante di filtrazione diatomee, ma a causa della differenza nella composizione delle particelle, l'effetto di adsorbimento del coadiuvante diatomee è migliore e l'olio decolorato dopo la filtrazione è più chiaro.
| Caratteristiche | Terra diatomacea | Perlite |
| Struttura | Buona struttura microporosa, prestazioni di adsorbimento e resistenza alla compressione | Presenta i vantaggi di una struttura microporosa sviluppata, leggerezza, piccolo peso specifico relativo, piccola area superficiale specifica, buona permeabilità, bassa conducibilità termica e buona resistenza alla compressione. |
| Capacità di assorbimento | Può filtrare le sostanze fini in sospensione e garantire il grado di chiarificazione. | Può filtrare particelle solide superiori a 0,6 micron e la qualità del filtrato è relativamente scarsa. |
| Rapporto di portata | La velocità di filtrazione è relativamente lenta, la densità del cumulo è elevata, e in base alla sua qualità aggiungere spesso non può soddisfare i requisiti previsti, e aggiungere altro farà aumentare il costo. | Rapida velocità di filtrazione, piccola densità di accumulo |
| Stabilità chimica | La stabilità chimica non è ideale. Il contenuto di ferro, calcio e altri componenti nocivi nella terra di diatomee è relativamente alto ed esiste allo stato separato, quindi il suo tasso di dissoluzione è elevato. | Non contiene potenziali inquinanti, il contenuto di ioni di metalli pesanti è generalmente compreso tra 0,005%, il tasso di dissoluzione è piccolo. |
| Risorse | Mancanza di risorse. La produzione di coadiuvanti di filtrazione a base di diatomee richiede una terra di diatomee di alta qualità con un elevato contenuto di diatomee. Sebbene la Cina sia ricca di risorse di diatomite, la stragrande maggioranza del minerale di diatomite è di bassa qualità, difficile da soddisfare i requisiti di produzione. | Risorse abbondanti, il mercato statunitense della perlite filtro aiuto vendite annuali di oltre 100.000 tonnellate, la Cina è anche un grande paese perlite risorse minerarie. |
| Costi di produzione | Costo di produzione più elevato. Il processo di produzione delle terre di diatomee è più complesso e, insieme al prezzo elevato delle risorse di minerale di diatomee di alta qualità, l'attuale costo di produzione nazionale di coadiuvanti di filtrazione a base di terre di diatomee si è mantenuto a un livello elevato. | Costi di produzione relativamente bassi, prezzi di mercato bassi |