Ultralyd Capsaicin ekstraktion fra Hot Chili Peppers
- Capsaicin er den vigtigste smags- og krydderiforbindelse i peberfrugter, også kendt som chili.
- For at producere capsaicin af høj kvalitet som aromatisk smag og medicinsk ingrediens kræves en effektiv, men mild ekstraktionsteknik for at forhindre nedbrydning.
- Ultralydsekstraktion er en mild mekanisk ekstraktionsmetode, som giver høje udbytter af capsaicin på meget kort ekstraktionstid.
Højtydende ultralyd til capsaicinekstrakter af høj kvalitet
Ultralydsekstraktion af capsaicinoider fra varme chilipeber (f.eks. Capsicum frutescens) forbedrer ekstraktionsudbyttet betydeligt. Power ultralyd fremmer perforering og forstyrrelse af cellevægge samt hævelse og hydrering ved at skubbe opløsningsmidlet ind i plantecellerne. Dette resulterer i en øget masseoverførsel af de intracellulære stoffer (herunder capsaicinoider) fra plantecellerne til opløsningsmidlet.
Som en rent mekanisk, ikke-termisk behandlingsteknik forhindrer ultralydsekstraktion termisk nedbrydning af termo-labilforbindelser. Ultralydkavitation intensiverer ekstraktionsprocessen, hvilket resulterer i høje udbytter af overlegen ekstraktkvalitet. Investerings- og driftsomkostningerne ved ultralydsekstraktionsudstyr er relativt lave og giver mulighed for en hurtig ROI.
- Overlegent udbytte
- Udsugning med høj hastighed – inden for få minutter
- Ekstrakter af høj kvalitet – Mild, ikke-termisk
- Grønne opløsningsmidler (f.eks. vand/ethanol)
- Omkostningseffektiv
- Nem og sikker betjening
- Lave investerings- og driftsomkostninger
- 24/7 drift under tung belastning
- Grøn, miljøvenlig metode
120L ultralyd batchekstraktion af botaniske stoffer med UIP2000hdT og omrører
Ultralyd Capsaicinoid ekstraktion – i batch- eller kontinuerlig flowtilstand
Batch: Ultralydsekstraktionsprocesser kan drives som simple batchprocesser eller som inline-behandling, hvor mediet kontinuerligt føres gennem en ultralydsgennemstrømningsreaktor.
Batchbehandling er en nem procedure, hvor ekstraktionen udføres parti for parti. Hielscher Ultrasonics tilbyder ultralydsprocessorer til små til store partier, dvs. 1L til 120L.
Til behandling af batcher på 5 til 10L anbefaler vi UP400ST med sonotrode S24d22L2D. (se billede til venstre)
Til behandling af batches på ca. 120L anbefaler vi UIP2000hdT med sonotrode RS4d40L4. (se billede øverst til højre)
Gennemstrømning: For større mængder og fuldskala kommerciel capsaicin-ekstraktion føres en kontinuerlig væskestrøm indeholdende varme peberflager gennem en ultralydsreaktor, hvor opløsningsmidlet / botanisk opslæmning sonikeres intenst.
Til en volumen på ca. 8L/min. anbefaler vi UIP4000hdT med sonotrode RS4d40L3 og tryksat flowcelle FC130L4-3G0.
Casestudie af ultralyd capsaicin ekstraktion
Olguín-Rojas et al. (2019) rapporterer isolering af capsaicinoid udbytte højere end 96% ved hjælp af tre Capsicum chinense Jacq. sorter (peberfrugter af typen »Bode«, »Habanero« og »Habanero Roxo«). De brugte Hielscher sonde-ultralydsapparat UP200S (200 W, 24 kHz) med prøven nedsænket i et temperaturkontrolleret vandbad brugt. 0,25 g Capsicum chinense-prøve blev sat i kontakt med 25 ml methanol i 10 minutter og blev derefter overført til vandbadet ved 50 ° C, 200 W udgangsamplitude og 0,5 sek. driftscyklus. Derefter blev ekstrakterne filtreret gennem et nylonsprøjtefilter og analyseret via kromoatografi. I analysen blev alle fem hovedcapsaicinoider (n-DHC, C, DHC, h-C og h-DHC) fundet. Ultralydsekstraktion giver et fuldspektret ekstrakt med en bred smagsprofil.
Sganzerla et al. (2014) fandt, at ultralydsekstraktion er en fremragende metode til kvantitativ og reproducerbar ekstraktion af capsaicinoider fra chilipeber ved hjælp af methanol som opløsningsmiddel. På grund af sin enkelhed og effektivitet kan ultralydsekstraktion anvendes til hurtig rutinemæssig analyse af capsaicinoider i chilipeber.
ultralydsekstraktionsudstyr
Hielscher Ultrasonics er specialiseret i fremstilling af højtydende ultralydsprocessorer til fremstilling af ekstrakter af høj kvalitet fra botaniske stoffer.
Hielscher Ultarsonics' brede produktportefølje spænder fra kompakte, kraftfulde laboratoriesonikere til robuste bord- og fuldindustrielle systemer, som leverer ultralyd med høj intensitet til effektiv ekstraktion og isolering af bioaktive stoffer (f.eks. quercetin, koffein, curcumin, terpener osv.). Alle digitale sonikere fra 200W til 16.000W har en intuitiv menu med programmerbare indstillinger, et farvet berøringsdisplay til digital kontrol, et integreret SD-kort til automatisk dataoptagelse, browserfjernbetjening og mange flere brugervenlige funktioner. Sonotroderne og flowcellerne (de dele, der er i kontakt med mediet) kan autoklaveres og er nemme at rengøre. Alle vores ultralydapparater er bygget til 24/7 drift, kræver lav vedligeholdelse og er nemme og sikre at betjene.
Et digitalt farvedisplay giver mulighed for en brugervenlig kontrol af ultralydsapparatet. Vores systemer er i stand til at levere fra lave op til meget høje amplituder. Til ekstraktion af polyfenoler og andre bioaktive phytochmicals såsom capsaicinoider tilbyder vi specielle ultralydssonotroder (også kendt som ultralydssonder eller horn), der er optimeret til fornuftig isolering af aktive stoffer af høj kvalitet. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tunge og krævende miljøer.
Den præcise kontrol af ultralydsprocesparametrene sikrer reproducerbarhed og processtandardisering.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:
| Batch volumen | Flowhastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 0.5 til 1,5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml/min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 til 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg os!
Den lette, men kraftfulde soniker UP200Ht er ideel til capsaicinekstraktion i bægreglas
Litteratur / Referencer
- Barbero G.F., Liazid A., Palma M., Barroso C.G. (2008): Ultrasound-assisted extraction of capsaicinoids from peppers. Talanta 75, 2008. 1332-1337.
- Boonkird S.; Phisalaphong C.; Phisalaphong M. (2008): Ultrasound-assisted extraction of capsaicinoids from Capsicum frutescens on a lab- and pilot-plant scale. Ultrasonic Sonochemistry, 15, 2008. 1075-1079.
- Lu M.; Ho Ch.-T.; Huang Q. (2017): Extraction, bioavailability, and bioefficacy of capsaicinoids. Journal of Food and Drug Analysis Vol. 25, Issue 1, Jan. 2017. 27-36.
- Olguín-Rojas J.A.; Fayos O.; Vázquez-León L.A.; Ferreiro-González M.; del Carmen Rodríguez-Jimenes G.; Palma M.; Garcés-Claver A.; Barbero G.F. (2019): Progression of the Total and Individual Capsaicinoids Content in the Fruits of Three Different Cultivars of Capsicum chinense Jacq. Agronomy 2019, 9, 141.
- Sganzerla M.; Pereira Coutinho J.; Tavaresde Melo A.M.; Teixeira Godoy H. (2014): Fast method for capsaicinoids analysis from Capsicum chinense fruits. Food Research International, Vol. 64, October 2014. 718-725.
Fakta, der er værd at vide
Capsaicinoider
Peberfrugter er populære over hele verden og bruges ofte som fødevaretilsætningsstoffer for at give en varm og skarp smag. Capsaicinoider er smagsforbindelser i rød chilipeber, hovedsageligt sammensat af capsaicin (trans-8 methyl-N-vanillyl-6-nonenamid) og dihydrocapsaicin (8 methyl-N-vanillylnonanamid), nordihydrocapsaicin, homocapsaicin og homodihydrocapsaicin. Capsaicin og dihydrocapsaicin er de mest udbredte capsaicinoider, som er ansvarlige for ca. 90% af krydretheden. I alt er der skelnet mellem mere end 20 capsaicinoider i forskellige peberarter.
Capsaicinoider er den mest fremtrædende type fytokemikalier i peberfrugter. De er ikke-flygtige alkaloider, som er kemisk sure amider af C9-C11 forgrenede fedtsyrer og vanillylamin. Capsaicinoider er ansvarlige for den skarpe og krydrede smag i chilipeber og er en populær krydderiingrediens. Udover deres anvendelse som fødevareingrediens er capsaicinoider kendt for deres farmakologiske egenskaber, som inkluderer deres funktion som kemoprotektorer mod mutagenese eller tumorgenese, som antimikrobielle stoffer, som antioxidanter, for deres anticancereffekt, deres smertestillende virkninger og deres virkning på neuronalen, der er ansvarlig for smertetransmission og neurogen inflammation. En anden almindelig anvendelse af capsaicinoider er i topiske smertestillende midler mod smerter, antigigt og antiinflammatoriske salver og som naturlig hæmmer af patogene mikroorganismer
I fødevareindustrien tilsættes capsaicinoider nogle gange som naturligt konserveringsmiddel på grund af deres antimikrobielle egenskaber.
Chilifrugter af Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. og Capsicum chinense dyrkes over hele verden og er derfor velkendte.