CN106943310A - 一种提高色素蛋白光稳定性的复合物及应用 - Google Patents
一种提高色素蛋白光稳定性的复合物及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种提高色素蛋白光稳定性的复合物及应用，所述复合物为包含氨基酸与维生素C的混合物；氨基酸为酸性氨基酸、中性氨基酸、碱性氨基酸以及氨基酸的衍生物中的任意一类；维生素C为维生素C、维生素C的盐的一种或者几种；氨基酸‑维生素C混合物与色素蛋白进行复配时，加入糖类或糖醇作为辅料。本发明的复合物可以消除氨基酸对色素蛋白的不良影响，更提供显著优于单独维生素C提供的色素蛋白光保护作用，从而帮助色素蛋白维持天然的色泽和活性。而且，本发明不需要对色素蛋白进行预处理，不会对色素蛋白的结构进行改变，对于色素蛋白在化妆品和食品中的应用具有重大的现实意义。
Description
技术领域
本发明主要涉及化妆品和食品技术领域，具体地说，本发明涉及提高色素蛋白光稳定性的技术领域。
背景技术
天然活性色素由于其生理活性、安全性和天然的色泽，在化妆品、食品、保健品等领域有着很好的应用前景。但是天然活性色素普遍面临稳定性差的问题，特别是一类色素蛋白：即由发色基团与蛋白质亚基组成的色素，由于与蛋白质相结合，其稳定性更差。藻蓝蛋白和藻红蛋白就是两种典型的色素蛋白。
藻蓝蛋白是主要存在于蓝藻、红藻和隐藻中，是这些藻类进行光合作用的捕光色素之一，特别是在螺旋藻中的含量高达10％-20％(郝玮,潘岭.螺旋藻藻蓝蛋白生理活性的研究进展[J].医学综述,2006,12(2):111-113)。藻蓝蛋白在620nm具有特征吸收，较高浓度下可呈现美丽的宝石蓝，较低浓度为天蓝色，所以可作为天然色素广泛应用于食品、化妆品等领域。
藻蓝蛋白具有多种皮肤功效：它可以减少活性氧(ROS)对皮肤角质细胞的损伤，缓解皮肤过氧化压力(Castangia I,Manca ML,Catalán-Latorre A,Maccioni AM,Fadda AM,Manconi M.Phycocyanin-encapsulating hyalurosomes as carrier for skin deliveryand protection from oxidative stress damage.J Mater Sci Mater Med.2016 Apr；27(4):75.)；也可以通过局部使用，发挥显著的皮肤抗炎活性(Manconia M,Pendás J,LedónN,Moreira T,Sinico C,Saso L,Fadda AM.Phycocyanin liposomes for topical anti-inflammatory activity:in-vitro in-vivo studies.J Pharm Pharmacol.2009 Apr；61(4):423-30.)；还可以提高机体抗过敏能力(Remirez D,Ledón N,González R.Role ofhistamine in the inhibitory effects of phycocyanin in experimental models ofallergic inflammatory response.Mediators Inflamm.2002 Apr；11(2):81-5.)；藻蓝蛋白可促进皮肤角质细胞增殖及成纤维细胞迁移，具有延缓皮肤衰老，促进皮肤更新的功效(CS Gur，DK Erdogan,In vitro and in vivo investigations of the wound healingeffect of crude Spirulina extract and C-phycocyanin；Madhyastha HK,Radha KS,Nakajima Y,Omura S,Maruyama M.uPA dependent and independent mechanisms ofwound healing by C-phycocyanin.J Cell Mol Med.2008 Dec；12(6B):2691-703.)；藻蓝蛋白还能促进伤口愈合(Madhyastha HK,Radha KS,Nakajima Y,Omura S,Maruyama M.uPAdependent and independent mechanisms of wound healing by C-phycocyanin.J CellMol Med.2008 Dec；12(6B):2691-703.)；而且，藻蓝蛋白能够提升小鼠抵抗60Coγ辐射损伤(王程,杨金平,罗炜,柯鸿,蒋瑶,苏子颖.藻蓝蛋白、铁皮石斛多糖及两者配伍对辐射损伤模型小鼠保护作用的研究[J].中南药学,2016,10:1033-1036.)。
总而言之，藻蓝蛋白在化妆品及食品领域有着很好的功效和应用前景。但是由于藻蓝蛋白的特殊结构：四吡咯发色基团结合蛋白亚基，这种结合方式导致其稳定性差，包括耐热性和光照稳定性。特别是在光照下，藻蓝蛋白容易失活褪色(欧瑜,叶瑞玲.钝顶螺旋藻藻蓝蛋白稳定性研究[J].食品研究与开发,2013,34(4):11-14)，导致藻蓝蛋白的颜色呈现受到了极大的限制，从而也限制了藻蓝蛋白的应用。
有很多学者已经开展了一系列相关研究。比如欧瑜等发现0.5mol/L-2mol/L的NaCl能提高藻蓝蛋白稳定性(欧瑜,叶瑞玲.钝顶螺旋藻藻蓝蛋白稳定性研究[J].食品研究与开发,2013,34(4):11-14)，但是光稳定性增加不明显。
张以芳等发现糖溶液能提高藻蓝蛋白热稳定性(张以芳,刘旭川,李琦华等.螺旋藻藻蓝蛋白提取及稳定性试验[J].云南大学学报(自然科学版),1999,21(3):230-232.)，光稳定性增加不明显，而且时间一长，颜色损失增大，不利于长货架期的化妆品和食品应用。
并且，王兵等尝试将藻蓝蛋白进行包裹以提高稳定性，并提交了专利申请(申请号：201310243071.X)，但是该技术针对的是螺旋藻藻蓝蛋白不稳定，易失活变性，氧化变质，影响螺旋藻藻蓝蛋白的应用，没有根本上解决提高藻蓝蛋白光稳定性的技术瓶颈，而且藻蓝蛋白包裹色泽会发生部分改变。
中山大学公布了藻蓝蛋白-维生素C复合泡腾片及其制备方法(CN201610601173.8)，指出添加了维生素C的藻蓝蛋白泡腾片，其藻蓝蛋白稳定性优于未添加维生素C的藻蓝蛋白泡腾片：20天稳定性实验表明，加有维生素C的泡腾片，其溶液中藻蓝蛋白降低37％左右；而没有添加维生素C的泡腾片，其溶液中藻蓝蛋白降低约90％；该专利在一定程度上改善了藻蓝蛋白在水中的稳定性。
现有技术也显示维生素C对于藻蓝蛋白的光稳定性有提高作用。但是，食品化妆品的货架期长达2-3年，现有技术显示单独维生素C的作用经过6个月的货架期模拟实验，藻蓝蛋白仅剩10％左右，说明单独维生素C仍不能满足化妆品和食品领域对藻蓝蛋白的光稳定性的要求，更多的稳定技术和方法有待开发。
藻红蛋白也是四吡咯发色基团结合蛋白亚基结构的色素蛋白，在560nm左右有最大吸收而呈现红色，光照后容易褪色、沉淀或发生变色，面临类似藻蓝蛋白的应用困难(吕彩真,欧光南.红毛菜藻红蛋白的提取及稳定性研究[J].集美大学学报(自然科学版),2002,7(1):15-19.)。所以如果能够开发针对色素蛋白的光保护技术，将具有重要的现实意义。
发明内容
针对现有技术现状，特别是光稳定性差，不能满足化妆品和食品领域对色素蛋白的光稳定性的要求，本发明提供了一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，氨基酸类物质和维生素C的组合能显著性的提高色素蛋白光稳定性。更重要的是氨基酸类物质单独使用时，并没有提高色素蛋白光稳定性作用，甚至部分氨基酸会加速色素蛋白的褪色；但是氨基酸和维生素C混合使用时，对色素蛋白光稳定作用显著提高，不仅消除了氨基酸类物质的不良影响，更显著优于维生素C的单独作用。氨基酸和维生素C的混合物，可应用于含有色素蛋白的食品或化妆品配方，用于提高色素蛋白的光稳定性。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供了一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，所述复合物为包含氨基酸与维生素C的混合物。
本发明中，所述氨基酸为酸性氨基酸、中性氨基酸、碱性氨基酸以及氨基酸的衍生物中的任意一类。
优选的，本发明中，所述的氨基酸为中性氨基酸。
更加优选的，本发明中，所述的中性氨基酸为半胱氨酸和甘氨酸。
本发明中，所述的维生素C为维生素C(抗坏血酸)、维生素C的盐(抗坏血酸的盐)的一种或者几种。
优选的，所述维生素C是维生素C的盐。
更加优选的，本发明中，所述的维生素C的盐是指维生素C的钠盐。
本发明中，所述的色素蛋白具有发色基团与蛋白质亚基组成的结构。
优选的，所述色素蛋白为藻蓝蛋白和藻红蛋白。
本发明中，所述的复合物是氨基酸和维生素C固体混合或者氨基酸溶液与维生素C溶液混合或其混合溶液通过干燥获得的均匀混合物。
本发明中，所述干燥方法可以是喷雾干燥或冷冻干燥的一种。
本发明中，所述的氨基酸和维生素C的质量配比是1:100-100:1。
优选的，本发明中，所述的氨基酸和维生素C的质量配比是1:10-10:1。
更加优选的，本发明中，所述的氨基酸和维生素C的质量配比是1:5-5:1。
本发明中，所述氨基酸-维生素C混合物与与色素蛋白的质量配比是1:50-100:1。
优选的，本发明中，所述氨基酸-维生素C混合物与与色素蛋白的质量配比是1:20-10:1。
更加优选的，本发明中，所述氨基酸-维生素C混合物与与色素蛋白的质量配比是1:10-5:1。
本发明中，所述的氨基酸-维生素C混合物与色素蛋白进行复配时，加入糖类或糖醇作为辅料。
本发明中，所述的氨基酸-维生素C混合物与色素蛋白进行复配时，加入糖类或糖醇为单糖、二糖或寡糖中一种或多种的混合。
优选的，本发明中，所述的氨基酸-维生素C混合物与色素蛋白进行复配时，加入糖类或糖醇为赤藓糖醇、海藻糖、低聚木糖中的任意一种或多种的混合。
本发明的有益效果:
本发明提供的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，可以消除氨基酸对色素蛋白的不良影响，更提供显著优于单独维生素C提供的色素蛋白光保护作用，从而帮助色素蛋白维持天然的色泽和活性。而且，本发明不需要对色素蛋白进行预处理，不会对色素蛋白的结构进行改变，对于色素蛋白在化妆品和食品中的应用具有重大的现实意义。
附图说明
图1显示为不同样品中藻蓝蛋白剩余率的对比图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，但本发明的方法不限于下述实施例。
本发明中所用到氙灯老化仪器、精氨酸，纯度99％；甘氨酸，纯度99％；半胱氨酸，纯度99％；谷氨酸，纯度99％；维生素C，纯度99％；抗坏血酸钠，99％；抗坏血酸钙，99％；藻蓝蛋白为市售色价18的螺旋藻提取物；藻红蛋白以条斑紫菜为原料，按照文献方法制备(吕彩真,欧光南.红毛菜藻红蛋白的提取及稳定性研究[J].集美大学学报(自然科学版),2002,7(1):15-19.)；赤藓糖醇、海藻糖、低聚木糖为市售食品级。
实施例一：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备及对比测试(参见说明书附图1)
一、实验平台
氙灯老化仪器，波长范围290nm-800nm，实验条件为340nm下，辐照强度0.35W/m2，黑板温度45℃，光照射6h，可模拟6个月货架期。肉眼观察颜色和外观，并在620nm处检测吸光度。
二、光保护效果
藻蓝蛋白400ppm，溶于去离子水，放置于4℃，避光，为对照，标样品1；
藻蓝蛋白400ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品2；
藻蓝蛋白400ppm，维生素C 100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品3；
藻蓝蛋白400ppm，精氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品4；
藻蓝蛋白400ppm，甘氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品5；
藻蓝蛋白400ppm，半胱氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品6；
藻蓝蛋白400ppm，谷氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品7；
藻蓝蛋白400ppm，维生素C 100ppm，精氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品8；
藻蓝蛋白400ppm，维生素C 100ppm，甘氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品9；
藻蓝蛋白400ppm，维生素C 100ppm，半胱氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品10；
藻蓝蛋白400ppm，维生素C 100ppm，谷氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品11；
藻蓝蛋白400ppm，抗坏血酸钠100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品12；
藻蓝蛋白400ppm，抗坏血酸钠100ppm，半胱氨酸100ppm，溶于去离子水，接受氙灯老化，为样品13；
实验结束后，对比外观，并在620nm处测试吸光度，计算藻蓝蛋白剩余率。
藻蓝蛋白剩余率＝(样品吸光度/对照样品吸光度)*100％
本发明中，涉及藻红蛋白的实施例，在560nm处测定吸光度。
藻红蛋白剩余率＝(样品吸光度/对照样品吸光度)*100％
实施例二：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备
称取甘氨酸5g，维生素C1g，藻蓝蛋白0.6g，低聚木糖92g，溶于1L去离子水中，搅拌溶解，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或蓝色色泽。配制成含藻蓝蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻蓝蛋白剩余率为35％。
实施例三：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备
称取甘氨酸1g，抗坏血酸钠1g，藻蓝蛋白2g，海藻糖96g，溶于1L去离子水中，搅拌溶解，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或蓝色色泽。配制成含藻蓝蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻蓝蛋白剩余率为39％。
实施例四：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备
称取半胱氨酸1g溶于200ml去离子水，称取维生素C 5g溶于200ml去离子水，将甘氨酸水溶液和维生素C水溶液混合后，再与溶有藻蓝蛋白1.2g，赤藓糖醇92g的水溶液600ml，搅拌混合均匀，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或蓝色色泽。配制成含藻蓝蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻蓝蛋白剩余率为42％。
实施例五：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备
称取甘氨酸0.07g，维生素C 7g，藻蓝蛋白350g，低聚木糖20g，溶于200L去离子水中，搅拌溶解，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或蓝色色泽。配制成含藻蓝蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻蓝蛋白剩余率为24％。
实施例六：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备
称取半胱氨酸7g，维生素C0.07g，藻蓝蛋白0.0707g，低聚木糖2g，海藻糖3g，赤藓糖醇5g，溶于2L去离子水中，搅拌溶解，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或蓝色色泽。配制成含藻蓝蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻蓝蛋白剩余率为36％。
实施例七：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备
称取甘氨酸1g，维生素C 10g，藻蓝蛋白110g，海藻糖15g，赤藓糖醇9g，溶于1L去离子水中，搅拌溶解，进口温度120℃，出口温度90℃，喷雾干燥得混合粉末。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或蓝色色泽。配制成含藻蓝蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻蓝蛋白剩余率为32％。
实施例八：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备
称取半胱氨酸10g，维生素C 1g，藻蓝蛋白220g，低聚木糖5g，海藻糖4g，溶于1L去离子水中，搅拌溶解，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或蓝色色泽。配制成含藻蓝蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻蓝蛋白剩余率为35％。
实施例九：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物制备
称取半胱氨酸2g，抗坏血酸钙1g，藻蓝蛋白5g，低聚木糖5g，海藻糖4g，溶于1L去离子水中，搅拌溶解，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或蓝色色泽。配制成含藻蓝蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻蓝蛋白剩余率为35％。
实施例十：藻红蛋白对照溶液
称取藻红蛋白粉末，去离子水配制成含量为400ppm的水溶液，为藻红蛋白的对照样品，剩余率为100％。
实施例十一：藻红蛋白水溶液
称取藻红蛋白粉末，去离子水配制成含量为400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻红蛋白剩余率为1％。
实施例十二：藻红蛋白与维生素C的水溶液
称取藻红蛋白粉末，维生素C粉末，去离子水配制成藻红蛋白含量为400ppm，维生素C为100ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻红蛋白剩余率为8％。
实施例十三：藻红蛋白与甘氨酸的水溶液
称取藻红蛋白粉末，甘氨酸粉末，去离子水配制成藻红蛋白含量为400ppm，甘氨酸为100ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻红蛋白剩余率为2％。
实施例十四：提高藻红蛋白光稳定性的复合物制备
称取甘氨酸1g，维生素C1g，藻红蛋白4g，海藻糖92g，溶于1L去离子水中，搅拌溶解，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或红色色泽。配制成含藻红蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻红蛋白剩余率为36％。
实施例十五：提高藻红蛋白光稳定性的复合物制备
称取半胱氨酸1g溶于200ml去离子水，称取维生素C 1g溶于200ml去离子水，将甘氨酸水溶液和维生素C水溶液混合后，再与溶有藻红蛋白2g，赤藓糖醇92g的水溶液600ml，搅拌混合均匀，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或红色色泽。配制成含藻红蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻红蛋白剩余率为35％。
实施例十六：提高藻红蛋白光稳定性的复合物制备
称取半胱氨酸2g，抗坏血酸钙1g，藻红蛋白5g，低聚木糖5g，海藻糖4g，溶于200ml去离子水中，搅拌溶解，-45℃预冻，20℃减压升华，得混合冻干粉。该混合物可应用于食品、化妆品的任何配方，提供活性或红色色泽。配制成含藻红蛋白400ppm的水溶液，按照本发明的氙灯老化方法，藻红蛋白剩余率为31％。
实施例十七：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物在食品中的应用
表1：藻蓝蛋白饮料的制备
制备方法：准确称取各个成分，充分溶解于水中，灭菌，灌装。
取成品接受氙灯老化，实验结束后，藻蓝蛋白剩余率为32％。
实施例十八：提高藻蓝蛋白光稳定性的复合物在化妆品中的应用
表2：藻蓝蛋白护肤水的制备
制备方法：将汉生胶和透明质酸分散于水中30min，加入其他成分，充分溶解为A相；按以上比例分别称取B、C两相，各自搅匀，边搅拌边将B相缓慢加入至A相，搅匀后加入C相，搅拌溶解均匀即得藻蓝蛋白护肤水。
取成品接受氙灯老化，实验结束后，藻蓝蛋白剩余率为34％。
实施例十九：提高藻红蛋白光稳定性的复合物在食品中的应用
表1：藻红蛋白饮料的制备
制备方法：准确称取各个成分，充分溶解于水中，灭菌，灌装。
取成品接受氙灯老化，实验结束后，藻红蛋白剩余率为31％。
实施例二十：提高藻红蛋白光稳定性的复合物在化妆品中的应用
表2：藻红蛋白护肤水的制备
制备方法：将汉生胶和透明质酸分散于水中30min，加入其他成分，充分溶解为A相；按以上比例分别称取B、C两相，各自搅匀，边搅拌边将B相缓慢加入至A相，搅匀后加入C相，搅拌溶解均匀即得藻红蛋白护肤水。
取成品接受氙灯老化，实验结束后，藻红蛋白剩余率为32％。上述含有提高色素蛋白光稳定性的复合物的食品和化妆品，经过模拟6个月货架期的氙灯老化实验，颜色保留30％以上。氨基酸没有提高色素蛋白光稳定性的作用，甚至部分氨基酸还会促进色素蛋白的降解；维生素C有一定的提高色素蛋白光稳定性的作用，但是不显著；当氨基酸与维生素C混合后形成混合物，可显著提高色素蛋白光稳定性，这种作用优于单纯的氨基酸或维生素C，有效提高了色素蛋白的光稳定性，增加了食品或者化妆品的货架期。
如上所述，即可较好地实现本发明,上述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明确定的保护范围内。
Claims (11)
1.一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述复合物为包含氨基酸与维生素C的混合物。
2.如权利要求1所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述氨基酸为酸性氨基酸、中性氨基酸、碱性氨基酸以及氨基酸的衍生物中的任意一类。
3.如权利要求2所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述的氨基酸为中性氨基酸。
4.如权利要求3所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述的中性氨基酸为半胱氨酸和甘氨酸。
5.如权利要求1所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述的维生素C为维生素C、维生素C的盐的一种或者几种。
6.如权利要求1所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述色素蛋白具有发色基团与蛋白质亚基组成的结构。
7.如权利要求6所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述色素蛋白为藻蓝蛋白和藻红蛋白。
8.如权利要求1所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述的氨基酸和维生素C的质量配比是1:100-100:1。
9.如权利要求1所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述氨基酸-维生素C混合物与色素蛋白的质量配比是1:50-100:1。
10.如权利要求1所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物，其特征在于，所述的氨基酸-维生素C混合物与色素蛋白进行复配时，加入糖类或糖醇作为辅料。
11.如权利要求1所述的一种提高色素蛋白光稳定性的复合物在食品或者化妆品中的应用。
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