Ultrazvučna ekstrakcija kapsaicina iz ljutih čili papričica

• Kapsaicin je glavni sastojak arome i začina u ljutim papričicama, poznatim i kao čili.
• Za proizvodnju visokokvalitetnog kapsaicina kao aromatičnog okusa i medicinskog sastojka, potrebna je efikasna, ali blaga tehnika ekstrakcije kako bi se spriječila degradacija.
• Ultrazvučna ekstrakcija je blaga mehanička metoda ekstrakcije koja daje visoke prinose kapsaicina u vrlo kratkom vremenu ekstrakcije.

Ultrazvuk visokih performansi za visokokvalitetne ekstrakte kapsaicina

Ultrazvučna ekstrakcija kapsaicinoida iz ljutih čili papričica (npr. Capsicum frutescens) značajno poboljšava prinos ekstrakcije. Snažni ultrazvuk potiče perforaciju i narušavanje ćelijskih zidova, kao i oticanje i hidrataciju guranjem rastvarača u biljne ćelije. To rezultira povećanim prijenosom mase unutarćelijskih tvari (uključujući kapsaicinoide) iz biljnih stanica u rastvarač.
Kao čisto mehanička, netermalna tehnika obrade, ultrazvučna ekstrakcija sprečava termičku degradaciju termolabilnih jedinjenja. Ultrazvučna kavitacija intenzivira proces ekstrakcije, što rezultira visokim prinosima vrhunskog kvaliteta ekstrakta. Investicioni i operativni troškovi opreme za ultrazvučnu ekstrakciju su relativno niski i omogućavaju brz povrat ulaganja.

Ultrazvučna ekstrakcija kapsaicinoida – u Batch ili Continuous Flow modu

serija: Ultrazvučni procesi ekstrakcije mogu se izvoditi kao jednostavni serijski procesi ili kao inline tretman, gdje se medij kontinuirano dovodi kroz ultrazvučni protočni reaktor.
Serijska obrada je laka procedura, gdje se vađenje vrši partija po partija. Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne procesore za male do velike serije, tj. od 1L do 120L.
Za obradu serija od 5 do 10L, preporučujemo UP400ST sa sonotrodom S24d22L2D. (vidi sliku lijevo)
Za obradu serija od cca. 120L, preporučujemo UIP2000hdT sa sonotrodom RS4d40L4. (vidi sliku gore desno)

Protok kroz: Za veće količine i komercijalnu ekstrakciju kapsaicina u punom obimu, kontinuirana tekućina koja sadrži pahuljice ljute paprike se dovodi kroz ultrazvučni reaktor, gdje se rastvarač/botanička suspenzija intenzivno obrađuje ultrazvukom.
Za zapreminu od cca. 8L/min., preporučujemo UIP4000hdT sa sonotrodom RS4d40L3 i protočnom ćelijom pod pritiskom FC130L4-3G0.

Studija slučaja ultrazvučne ekstrakcije kapsaicina

Olguín-Rojas i dr. (2019) navode izolaciju prinosa kapsaicinoida većeg od 96% koristeći tri Capsicum chinense Jacq. sorte (paprike 'Bode', 'Habanero' i 'Habanero Roxo'). Koristili su Hielscher sondu-ultrazvučnik UP200S (200 W, 24 kHz) sa uzorkom uronjenim u vodeno kupatilo sa kontrolisanom temperaturom. 0,25 g uzorka Capsicum chinense stavljeno je u kontakt sa 25 mL metanola na 10 minuta, a zatim je prebačeno u vodeno kupatilo na 50ºC, 200 W izlazne amplitude i radnog ciklusa od 0,5 sekundi. Nakon toga, ekstrakti su filtrirani kroz najlonski špric filter i analizirani hromoatografijom. U analizi je pronađeno svih pet glavnih kapsaicinoida (n-DHC, C, DHC, hC i h-DHC). Ultrazvučna ekstrakcija daje ekstrakt punog spektra sa širokim profilom okusa.

Sganzerla et al. (2014) su otkrili da je ultrazvučna ekstrakcija odlična metoda za kvantitativnu i ponovljivu ekstrakciju kapsaicinoida iz čili papričica koristeći metanol kao otapalo. Zbog svoje jednostavnosti i efikasnosti, ultrazvučna ekstrakcija se može primijeniti za brzu rutinsku analizu kapsaicinoida u čili papričicama.

Ultrazvučna oprema za ekstrakciju

Hielscher Ultrasonics je specijaliziran za proizvodnju ultrazvučnih procesora visokih performansi za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata iz biljaka.

Široki portfelj proizvoda kompanije Hielscher Ultarsonics kreće se od kompaktnih, moćnih laboratorijskih sonikatora do robusnih stonih i potpuno industrijskih sistema, koji isporučuju ultrazvuk visokog intenziteta za efikasnu ekstrakciju i izolaciju bioaktivnih supstanci (npr. kvercetin, kofein, kurkumin, terpeni itd.) . Svi digitalni sonikatori od 200W do 16.000W imaju intuitivan meni sa programibilnim postavkama, ekran osetljiv na dodir u boji za digitalnu kontrolu, integrisanu SD karticu za automatsko snimanje podataka, daljinsko upravljanje pretraživačem i mnoge druge funkcije prilagođene korisniku. Sonotrode i protočne ćelije (dijelovi koji su u kontaktu sa medijumom) mogu se autoklavirati i lako se čiste. Svi naši ultrasonikatori su napravljeni za rad 24 sata dnevno, 7 dana u nedelji, zahtevaju nisko održavanje i laki su i sigurni za rad.
Digitalni displej u boji omogućava laku kontrolu ultrazvučnog aparata. Naši sistemi su u stanju da isporuče od malih do veoma velikih amplituda. Za ekstrakciju polifenola i drugih bioaktivnih fitohemijskih supstanci kao što su kapsaicinoidi, nudimo posebne ultrazvučne sonotrode (poznate i kao ultrazvučne sonde ili rogovi) koje su optimizovane za senzibilnu izolaciju visokokvalitetnih aktivnih supstanci. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad u teškim uslovima iu zahtjevnim okruženjima.
Precizna kontrola parametara ultrazvučnog procesa osigurava ponovljivost i standardizaciju procesa.

Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata: