红色素生产的问题1、先说明什么是
1。天然色素一般来源于天然成分,比如甜菜红、葡萄和辣椒,这些食品已经得到了广大消费者的认可与接受,因此,采用这些食物来源的天然色素更能得到消费者的青睐,使用起来也更安全些。由动物、植物和微生物所产生的有色物质。 在食品加工中用于调节食品的色调,增加其感官质量。可分为8类(见上传表)。 天然色素在食品加工中可以用于饮料、糖果、蛋糕、人造奶油等产品中。由于天然色素多为食物中的组分,一般来说比较安全,色泽柔和,较受消费者欢迎。 但多数天然色素不稳定,在加热、光照、酸性条件下都会发生退色或变色。如马铃薯、蘑菇、苹果等切口后,很快变成棕褐色;荔枝罐头杀菌后变红;叶绿素加热变黄等。
合成色...全部
1。天然色素一般来源于天然成分,比如甜菜红、葡萄和辣椒,这些食品已经得到了广大消费者的认可与接受,因此,采用这些食物来源的天然色素更能得到消费者的青睐,使用起来也更安全些。由动物、植物和微生物所产生的有色物质。
在食品加工中用于调节食品的色调,增加其感官质量。可分为8类(见上传表)。 天然色素在食品加工中可以用于饮料、糖果、蛋糕、人造奶油等产品中。由于天然色素多为食物中的组分,一般来说比较安全,色泽柔和,较受消费者欢迎。
但多数天然色素不稳定,在加热、光照、酸性条件下都会发生退色或变色。如马铃薯、蘑菇、苹果等切口后,很快变成棕褐色;荔枝罐头杀菌后变红;叶绿素加热变黄等。
合成色素即人工合成的色素,其优点不少,如色泽鲜艳,着色力强,色调多样,但它有一个大缺点,即具毒性(包括毒性、致泻性和致癌性)。
这些毒性源于合成色素中的砷、铅、铜、苯酚、苯胺、乙醚、氯化物和硫酸盐,它们对人体均可造成不同程度的危害。我国1982年公布了《食品添加剂使用卫生标准》,其中规定了只能使用5种合成色素,并定出了最大使用量,如合成色素的纯色素含量不得低于85~99%,1公斤合成色素中砷的含量应在1毫克以下,铅在10毫克以下,铜在20毫克以下,每100克色素中,苯酚不应超过5毫克,苯胺不应超过4毫克,各种氯化物不应超过0。
5%等,这些规定是为了限制色素中的杂质,以减少对人体的毒害。目前我国允许使用的合成色素有苋菜红、胭脂红、柠檬黄、日落黄和靛蓝。它们分别用于果味水、果味粉、果子露、汽水、配制酒、红绿丝、罐头,以及糕点表面上彩等。
这些合成色素的确把食品表面装扮的格外惹人喜爱,但是,它们禁止用于下列食品:肉类及其加工品(包括内脏加工品)、鱼类及其加工品、水果及其制品(包括果汁、果脯、果酱、果子冻和酿造果酒)、调味品、婴幼儿食品、饼干等。
2。红曲是传统的中药材之一。始用于唐代,已有一千多年历史。是红曲霉寄生在米上的发酵品。现代研究表明,红曲具有重大的开发价值,前景无限广阔。
一、红曲与红曲霉
红曲是红曲霉寄生在米上发酵而成的,因为深红色,并生成红色色素,所以自古以来称之为红曲。
红曲霉属腐生菌,嗜酸,特别喜乳酸,耐高温,耐乙酸。它们多出现在乳酸自然发酵的基物中。大曲、制曲作坊、酿酒醪液,青贮饲料,泡菜、淀粉厂等都是适用于它们繁殖的场所。红曲霉生长最适温度为32-35℃,最适pH为3。
5-5。0,能耐pH2。5,耐10%乙醇。它们可以利用多种碳源、氮源,并能在自身合成生物素、泛酸、核黄素等,故在无维生素的合成培养基中能生长。一般红曲霉能产生鲜艳的红色色素,所以我国多用它们培制红曲、生成葡萄糖淀粉酶等。
红曲霉菌的命名在分类学上尚有不完备的地方,至今国际上没有统一标准,对某些独立的种,仍有异议。我国专家认为红曲霉属于曲霉科,日本专家认为属于半子囊菌科。近来Hawksworth DL等依据产生色素和酶的特性,又提出了一种新的分类法。
将Monascus属分为四:M。pilosus,M。purpureus,M,ruber和M。floridanus。同样,在我国省市的中药材炮制规范中,关于制造药用红曲的菌种问题,也仍有含糊不清、自相矛盾的说法。
有时讲红曲是将粳米倒入红色土层中三、四年后而成,有时又说是纯菌种紫色红曲霉Monascus purpureus Went纯培养的报道。然而《本草纲目》中"消食活血,健脾燥胃"的功效都一直沿用至今,这可能是所有红曲霉菌的共同属性吧。
二、古代中国对红曲的研究和利用
红曲既是中药材,又是食品,在我国古往今来一直被广泛用作食品着色剂、调味剂、红腐乳制造原料、肉类保存剂和药物。诸如:在著名的茅台酒醪液中,就有数量众多的烟色红曲霉(M。
fuliginosus Sato);产于福建、台湾等东南诸省的名酒"红老酒",也是用红曲酿制而成。此类应用不胜枚举。
据查证,五代人陶谷在《清异录》中有"有赐绯羊其法以红曲煮肉"的最早的记载,这表明当时民间已经制造红曲了。
在元代吴瑞的《日用本草》(1329年)中有"红曲酿酒,破血行药势"的药用记载。
红曲也被称作"丹曲"。明代宋应星《天工开物》记载了它的制作和用法,即精白米浸渍水中七天后蒸,以红酒精为种曲加工,在瓦室连续培养约一周可得。
在我国台湾东南诸省,至今仍沿用红曲保存食物的做法。
明、清两代的本草学者著作梁充栋,著名如李时珍《本草纲目》、汪昂的《本草备要》、吴仪洛的《本草从新》、缪希雍的《本草经疏》、张璐的《本经逢源》等,都有关于红曲的较全面记载。
红曲味甘性温,李时珍称其与神曲相同。汪昂论红曲,也认为"人营而破血,燥胃消食,活血和胃"。《本草纲目》还记载有古筹划《摘玄方》用红曲与香附,乳香等分为末、酒服,治腹痛。虽未说明是何种心腹痛,但从方中三味药和用酒服等,可知是气血阻滞所致。
由此可见,红曲有活血和营、消食除滞之功。
红曲作为一种食疗兼备的重要中药,一直倍受我国人民的珍爱。迄今在《中华人民共和国药典》和北京、湖南、山东、内蒙古等省市的地方中药材标准及炮制规范中,仍记载有红曲,内容几乎与古藉文献中一致。
三、红曲用于生成天然色素
从红曲中提取获得的红曲色素,是我国传统的食用红色色素之一,也是我国特有的产品。我国现有红曲生产厂家二十多个,分布于福建、江西、广东、北京、上海、江苏、宁夏等省、市和自治区,年产量可达上千吨。
其中大多数用于腐乳生产及其它食品和药用,此外还远销国外。
八十年代初,国家为加强对其生产的管理,组织有关单位开展了红曲生产工艺、质量监控和食用安全性等多项调查研究,最后制定了食用红曲米的国家标准GB4926-85。
红曲色素的急性毒性试验表明:小白鼠经口实验无毒性,即使给予实验可能的最大剂量20克/公斤,也无死亡。动物亚急性毒性实验、致突变和致畸实验也未发现异常。我国生产红曲米主要是用 ka Sato菌株。
至今未发现对生产及食用者产生不良作用,也从未分离出致癌性物质。因此红曲色素在限制使用量的条件下,作为食品着色剂是安全的。
第二次世界大战后,由于发现化学合成色素的使用安全性存在问题,国际上开始进行天然红曲色素的研究和利用。
近几年欧美等国,对红曲色素的研究也引起了普遍关注。
研究证实,红曲色素中除早期分离,鉴定的六种成分外,最近国外学者和我国中科院李钟庆等又分别发现了新的色素成分。这些成分分别为黄色素Monascin和Ankaflavin,橙色素Rubropunctatin和Monaseorubrin,红色素Rubropunctamine和Monascorubranine以及新发现黄色素"Yellow II"和"Xanthmonascin A"等。
七十年代以来,人们对红曲色素的代谢机制开展了一系列的研究,基本上摸清了某些色素生化反应途径,尤其是橙色素。日本学者远藤章等还提出,Monascus属菌代谢产生色素的途径,可能与它们代谢产生药理活性物质Monacolin K的途迳,有一段相同的生化合成过程。
有关红曲色素的制造,我国仍以传统的固体发酵法为主,液体发酵方面虽有报道,但是由于液体法生产得到的产品其色价水平和产量远低于固体的方法,因而限制了它的发展。造成这两种方法差异悬殊的原因,至今也还是一个尚未解开的谜。
四、红曲的药理作用及相关成份研究
虽然红曲的药用历史很悠久,但是,其详细的药理作用和活性成份的发现,却上各国科学工作者近20年的主要贡献。
据《天工开物》记载:"世间鱼肉最朽腐物,而此物薄施涂抹,能固其于炎暑之中,经历旬月,蛆蝇不敢近,色味不离初,盖奇药也。
"1977年,科学工作者Wong HC和Bau YS,首次发现M。Purpureus培养物有抗菌活性,近来文献中又报道了色素对绿脓杆菌、大肠杆菌、甲型链球菌、白色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌和鸡霍乱弧菌等有杀灭或抑制作用。
另外,有机酸主要是乳酸(占88。6%),还有琥珀酸少量草酸等也有抑菌作用这一发现与《天工开物》中的记载恰好吻合。
1979年,日本学者远藤章从Monascus属的一种 ber中,发现了强力胆固醇合成抑制剂Monacolin K,接着,与其结构类似的其它活性成分Monacolin J。
L。X。M等,也从同一菌株中分离出来。这些物质毒性极低且有强效降低胆固醇作用,其特点是对抗阻碍人体胆固醇合成过程的限制酶HGM-CoA(3-hydroxy-3-mothyl glutary1 CoA)还原酶。
近来研究发现,它们不仅可以在肝细胞以及哺乳动物的其它起作用,而且在真菌植物中,也有同样的抑制胆固醇合成的作用。
经过对Monascus属124个菌株产生Monacolin性能的调查,远藤章认为Monascus属菌通过次级代谢生成Monacolin类物质,可能是红曲霉属菌的一个共同属性。
近些年,我们对从我国境内收集到的29株红曲霉菌进行了研究,结果也证实了他的观点。
最近研究发现红曲还具有一定的降压作用。其降低血压的有效成份,可以溶于水,分子量可能在3000以下,与降低胆固醇的成份不同。
另外,Maltese等发现红曲霉的发酵产物具有抑制肿瘤生长的时间作用,这项工作表明,红曲有可能成为治疗各种肿瘤的一种新的有效药物物,从而再度引起世人的重视。
五、新红曲的开发
受现代研究工作的启示,以及对祖国传统中医药学的长期挖掘和研究,近年来,我们实验室从Monascus属中筛选到一株高产Monacolin K优良生成菌株,经鉴定隶属于Monascus Puroureus Went。
用此菌株发酵生产的红曲,经适当提取后,制成药物"血脂康"。通过动物实验和临床验证,发现它是强效、安全的调脂药物,为广大高脂血症和心血管疾病患者带来了新希望。
药理学试验,以美国默沙东药厂的产品Mevacor为阳性对照。
研究了血脂康对高脂家兔、鹌鹑模型的降脂作用。结果表明:血脂康对内源性高胆固醇血症,有显著降低血清TC浓度和TC/HCL-C比值的作用(P<0。05);对外源性高脂血症组,家兔血清TC、TG浓度和TC/HDL-C比值明显降低(P<0。
05),且有抑制主动脉粥样硬化斑块形成和脂质在肝脏沉积的作用。
毒理学试验,通过对动物模型进行的相当于临床用药量500倍的急性毒性试验,和相当于临床用药量30、60倍的长期毒性试验,证明它几乎没有毒副作用。
经中国医学科学院阜外医院、北京医院、北京中医药大学北京东直门医院、哈尔滨医科大学临床药理基地等单位用药八周,324例临床疗效观察证明:血脂康可使总胆固醇TC、甘油三酯TG、低密度脂蛋白胆固醇LDL-C、动脉粥样硬化指数(TC/HDL-C)/HDL-C,平均降低23。
0%,36。5%,28。5%和34。2%,而平均升高密度脂蛋白胆固醇HDL-C19。6%,临床总显效率为79。7%,总有效率为93。2%,而且至今未发现有临床意义的毒副作用。临床结果还表明,对于非胰岛素依赖性糖尿病患者也有肯定的疗效。
上述研究表明,内含Monacolin K的新红曲是一个安全有效的中药。它可以治疗高脂血症、动脉粥样硬化引起的冠心病及其它心脑血管疾病。与西药Mevacor相比,综合疗效显著,安全性更高。然而目前我们对红曲的研究还不足以充分解释其独到的综合临床疗效,也正是这一点,吸引着我们更加投入地致力于红曲研究工作。
2。天然食用色素的现状及发展趋势
2005年2月18日,英国食品标准署就食用含有添加“苏丹红”色素的食品向消费者发出警告,但据专家介绍,苏丹红(一号)色素是一种红色的工业合成染色剂,在我国以及世界上多数国家都不属于食用色素。
那么,世界食用色素的现状及发展趋势是什么呢?这里我们以天然食用色素为例。
食品色素分为合成色素和天然色素两大类。与合成色素相比,天然色素最大的优点是相对地安全性较高,具有天然和健康效应,随着生产技术和性能的提高,天然色素在明亮度和安全性等方面已经达到了合成色素的水平。
因此世界天然色素市场正在以两倍于人工合成色素的速度快速增长。
■ 市场现状
近年来,天然食用色素在国际市场上销售额的年增长率一直保持在 10%以上。我国允许生产和使用的天然色素有四十余种,生产厂逾百家,年产量超万吨。
生产和使用的主要品种是焦糖色素,约占天然食用色素总量的 70%。除焦糖色素外,产量较大的品种有:红曲红色素、辣椒红色素、姜黄色素、高梁红色素、叶绿素铜钠、玫瑰茄色素等。由于其它天然食用色素的成本高、性能不稳定等原因,很少使用,主要用于出口。
目前我国天然食用色素的生产已经初具规模,红曲米、红曲米粉、红曲红、辣椒红、叶绿素铜钠等产品除在国内生产与销售外,还远销国外。
经过20多年的发展,国家在对食用,添加剂的开发、生产、使用的法规管理等方面逐步规范和完善。
除对现有食用色素产品进行严格的卫生和质量管理外,对新的产品审批程序有严格的要求,如原料的种属名称、原料来源、去用部位、着色成分的纯度、灰分、溶剂残留、重金属残留、菌落总数、致病菌、毒理学实验及安全性级别、稳定性实验、产品使用方法及效果等方面均行严格的管理要求。
■ 功能性及研究进展
最近,天然食用色素的功能性已经越来越多地被人们认识,已经确认有营养作用的天然食用色素有类胡萝卜素和花青素苷。在天然胡萝卜素类中有胡萝卜素、叶黄素和番茄红素等可作为抗氧化剂,预防退行性疾病。
胡萝卜素可在人体内转化为维生素A,并具有保持上皮细胞健全、维持正常视觉、提高免疫力的多种生理功能。红曲红色素作为天然着色剂,其中含有降血压的Lovastatin,红曲降血脂产品已经进入国内外市场。
黄酮类天然色素具有软化血管、增强血管弹性的功能。花青素苷或葡萄皮中多酚化合物可以减少患心脏类疾病的危险。用超临界萃取法精制辣椒红、叶绿素和天然β—胡萝卜素的微胶囊化工作也正在深入。
天然食用色素的研究与开发,存在两大难题:一是缺乏具有商业利用价值的色素资源;二是天然食用色素本身的稳定性问题。
在解决天然食用色素的稳定性差方面,人们也进行了各种各样的探索。例如将甜菜红与茶色素结合使用稳定性大大提高;类胡萝卜素为油溶性色素,耐热性强而耐光性差,当与VC、VE或天然抗氧化剂合用时,能较大程度地增强其耐光性;用明矾、酒石酸钠、磷酸等作稳定剂,与蒽醌类天然色素并用,可防止颜色变化;叶绿素通过用铜取代镁,再制成钠或钾盐,则变成了非常稳定的绿色素;采用微胶囊化技术提高天然色素稳定性,另外还可以利用生物技术,改变天然食用色素的色调,扩大其应用范围。
■ 发展展望
在人们“回归自然”的呼声中及随着对天然食用色素的某些生理活性作用的逐步发现,天然食用色素将会受到越来越多的重视和喜爱,特别是功能性色素。许多消费者已经认识到天然食品是同高品质联系着的,食品具有自然、良好的色调,令人产生高品质感,而人工调配形成特别“娇艳色泽的制品,”使人们产生完全相反的印象。
在发展功能性天然食用色素的同时,还要加强实用化研究。多数生产出来的天然色素是原料型的。不适合直接加到食品中着色,且天然色素在应用方面要注意以下几个方面:
(一)需要着色的食品系统的性质;
(二)若食品系统为两相或多相系统(如水油两相),就需要弄清楚是哪一相需要着色;
(三)生产食品时所应用的加工方法;
(四)食品所用的包装;
(五)包装食品的储存条件;
(六)天然色素的性质。
这需要讲究生产复配型天然色素,通过复配使新的复配产品在颜色、剂型、稳定性、pH值、某种食品应用的适应性上达到一新的高度,最终完全满足某种食品的需要,从而使天然色素的应用更加方便、更加广泛。
随着食品工业不断发展与壮大,以及世界各国相继制定法规,淘汰大部分有毒的化学合成色素,那些不仅具有着色功能,而且还有营养和保健功效,并能赋予食品许多新功能的天然色素将具有广阔的市场前景。
我国天然食用色素工业应抓住机遇,立足国内市场,开拓国际市场,大力开发天然、营养、多功能的食用天然色素,如胡萝卜素、黄酮类色素、番茄红素等。同时采用高新技术,不断提高装备水平,提高产品产量和内在质量,降低生产成本,增加产品的竞争力。
5。天然色素开发应用前景看好
天然色素主要从各种植物中提取,其中很多品种均具有生理活性。相对合成着色剂而言,天然食用色素更加安全,是国际上竞相开发的重点。近十多年来,我国经国家批准使用的天然着色剂从20多种增加到47种,是目前世界上批准天然着色剂最多的国家。
姜黄色素
姜黄素是一种比较稳定的色素,颜色鲜艳,光泽度特别强,具有抗热、耐光的特性,主要用作食用黄色色素,具有清热,开胃健脾,通气,着色等作用,多用于糕点、糖果,罐头,汽水、泡菜等方面,而且它的药用价值特别高,已被医药行业广泛使用。
近年来,姜黄素类化合物的研究工作在国内外都颇受重视。它们是中药姜黄的主要有效成分,含量约占3%-6%,主要包括姜黄素、去甲氧基姜黄素和去二甲氧基姜黄素三种。这三种酚类色素相近的结构(苯环间二酮结构与烯酮的互变异构、苯环上的酚羟基)使它们具有多方面相似的药理作用,如抗炎、抗氧化和清除自由基、降血脂,特别是它的抗诱变和抗癌作用,正日益引起人们的重视,成为研究的热点。
但是结构上的微小差异又使三种姜黄素在抗癌、抗氧化作用等方面的能力有较大差异。例如抑制TPA引起的癌细胞增生去甲氧基姜黄素最佳,其次是姜黄素;防止细胞脂类过氧化物的形成则是去二甲氧基姜黄最佳,其次是去甲氧基姜黄素。
因此从姜黄中提取出较为纯净的三种姜黄素混合物,再进一步将它们分离,对于实际药品生产具有良好的指导作用和应用价值。
番茄红色素
番茄红素存在于番茄的成熟果实中,在西瓜、葡萄和其他一些水果及蔬菜中也有存在,1公斤新鲜、成熟的番茄含有0。
02克番茄红素。科学研究表明,番茄红素是人体血清中类胡萝卜素的50%左右,最易被人体吸收、代谢和利用。此外,在睾丸、肾上腺、前列腺中也有较高的浓度。由于哺乳类动物不能在体内合成类胡萝卜素(包括番茄红素),因此人体中番茄红素主要是靠从水果和蔬菜中获得,尤其是番茄和番茄产品。
流行病学研究表明,番茄红素能降低患肺癌、胃癌、前列腺癌的危险性,并能降低胰腺癌、结肠癌、食管癌、口腔癌和子宫癌的危险。1997年美国癌症研究大会及美国癌症协会年会报告指出,番茄具有良好的抗癌作用,并将番茄首推为抗癌食品。
目前世界上番茄红素的开发生产主要有从植物番茄中提取、化学合成等方法。以色列、日本、俄罗斯等国家以及罗氏、巴斯夫等跨国公司在此方面处于领先地位。番茄红素已逐渐成为国际市场上保健食品研究的新热点,日益受到营养学工作者的重视,被誉为“植物黄金”。
在世界番茄红素开发热中,我国科技界也开始重视和加强番茄红素的研究开发。
红花黄色素
红花为菊科植物红花属红花的干燥花,性味辛温,具祛瘀止痛功效,是多种活血化瘀方剂的君药。以往研究表明:红花活血的有效成分主要集中在水溶性的红花黄色素。
红花黄色素为查耳酮类化合物,具有扩张冠脉、抗氧化、保护心肌、降血压、免疫抑制和脑保护等多种药理学功效。红花黄色素的含量是评价红花药效的主要指标之一。研究表明红花黄色素是中草药红花入药的药理成分,无毒副作用,可抑制血小板激活因子诱发的血小板聚集与释放,可竞争性地抑制血小板激活因子与血小板受体的结合,可以直接用于医药,也可用于保健品,也可用于食品、化妆品和纺织品的着色。
辣椒色素
辣椒色素是熟辣椒中所含有一种天然色素,是天然色素研究的热点,具有广阔的国内外市场和较高的应用价值。其主要成分是β胡萝卜素和属于叶黄素类的辣椒红素、辣椒玉红素,经辣椒粉萃取,烘烤后制成粉末色素,易溶于水、耐热、耐沈、耐酸、耐金属、耐微生物,具有较强的着色能力,分散度和遮盖性均较好,是一种优质的天然使用色素,与一般天然色素相比,不仅售价高,而且生产成本较低,可广泛用于食品、医药、化妆品生产。
玉米黄色素
玉米黄色素和醇溶蛋白可广泛应用于医药、食品、包装等行业。玉米黄色素是从玉米淀粉生产中的下脚料(玉米粗蛋白)中提取的类胡萝卜素类色素和隐黄素等天然色素,可用于食品、化妆品的着色,隐黄色素分解时可产生人体必须的维生素A,而且在提取玉米黄色素的同时还得到一种醇溶蛋白,这是一种可食性蛋白,具有很好的成膜性、粘接性和防水防湿的性能,可用于制约行业作药品防潮外膜和食品行业作保鲜涂层。
桅子黄色素
栀子黄色素,由于具有安全无毒,利胆解毒,着色自然鲜艳等优点,且还有营养价值和药用价值。因而近年来倍受人们的关注,并且对栀子黄色素的开发利用也越来越大。我国人民很早就能采摘子做色素,用于食品和物件染色,子黄色素对淀粉、蛋白质等具有优良的染色能力,被广泛应用于糕点、面食、饮料、糖果等各种食品上,也用于医药和化妆领域中,其安全性高,稳定性好,无毒无副作用;由于黄栀子是天然食用色素,安全性高、稳定性好、无毒无副作用,因此国内外对栀子色素的需求量逐步增长。
苋菜红色素
苋菜自我国东北到云南省皆有栽培。茎叶为紫色或绿色,富含营养成分,种子可作点心配料。紫色茎叶中含有鲜艳的色素,可作食品染料,亦可用于药液着色。无毒、无害、性质稳定。天然苋菜红色素系以红苋菜为原料(成熟期为6至8月),经物理方法提取精制而获得的。
该色素的主要成份为苋菜素,其次为甜菜苷。毒理学试验无毒,无诱变性。天然苋菜红色素为深紫红色干燥粉末,极易溶于水,可溶于低度乙醇,其溶液在PH2至7范围内呈澄明的紫红色,色调柔和自然。其理化性质与国际通用的甜菜红色素类似。
该产品适用于短期存放的冷冻食品和饮料着色,用量可根据产品生产实际需要添加。
当然天然色素在诸多方面也有不尽人意的地方,例如对光、热和PH值敏感性较大,对氧化、还原及微生物作用也有较大的敏感性。
在应用中如何克服褪色、变色的问题,是开发应用中尚需研究的重要问题。因此,提高色素的品质和稳定,是天然色素研究开发的重点。
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