Υπερήχων εκχύλιση της πιπερίνης από πιπέρι

• Η πιπερίνη είναι μια βιοδραστική ουσία που βρίσκεται σε κόκκους πιπεριού και αποτιμάται για τις φαρμακολογικές της ιδιότητες.
• Υπερήχων είναι μια αποτελεσματική, απλή, και ταχεία τεχνική εκχύλισης για την απομόνωση υψηλής ποιότητας πιπερίνη.
• Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια αξιόπιστη και αποδεδειγμένη μέθοδος, που χρησιμοποιείται ήδη ευρέως στη φαρμακευτική βιομηχανία και τη βιομηχανία τροφίμων.

Εκχύλιση πιπερίνης με υπερήχους υψηλής απόδοσης

Πιπερίνη ia μια πολύτιμη βιοδραστική ένωση γνωστή για τη δυνατότητά της να αυξήσει την απορρόφηση της κουρκουμίνης, σελήνιο, βιταμίνη Β12, βήτα-καροτένιο και άλλες ενώσεις. Ως εκ τούτου, η φαρμακευτική και διατροφική βιομηχανία ενδιαφέρεται σε μεγάλο βαθμό για τη γρήγορη και απλή εκχύλιση υψηλής ποιότητας πιπερίνης.
Η συμβατική εκχύλιση πιπερίνης και πιπεριδίνης πραγματοποιείται με χρονοβόρα εκχύλιση με διαλύτη χρησιμοποιώντας τοξικό DMC (διχλωρομεθάνιο). Υπερήχων εκχύλιση υπερέχει συμβατική εκχύλιση διαλύτη με υψηλότερες αποδόσεις, τη χρήση μη τοξικών διαλυτών (π.χ. αιθανόλη) και μια ταχεία διαδικασία εκχύλισης. Ο υπερηχογράφος υψηλής απόδοσης δημιουργεί σπηλαίωση σε υγρά. Η ακουστική ή υπερηχητική σπηλαίωση δημιουργεί τοπικά ακραίες συνθήκες, όπως υπερ-υψηλές θερμοκρασίες και διαφορές πίεσης, υγρούς πίδακες και δυνάμεις διάτμησης. Αυτές οι υπερηχητικές δυνάμεις σπάνε τα κυτταρικά τοιχώματα και αυξάνουν τη μεταφορά μάζας μεταξύ του εσωτερικού του κυττάρου και του περιβάλλοντος διαλύτη, έτσι ώστε να απελευθερώνονται οι βιοδραστικές ουσίες. Υπερήχων εκχύλιση είναι μια αποδεδειγμένη τεχνική για την απομόνωση στοχευμένων ενώσεων όπως η πιπερίνη από πιπέρι εδάφους (Αυλητής nigrum, Piper longum).

Βέλτιστες συνθήκες εκχύλισης χρησιμοποιώντας κατεργασία με υπερήχους

Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της απομόνωσης υπερήχων είναι ο ακριβής έλεγχος όλων των παραμέτρων της διαδικασίας. Η ένταση υπερήχων (πλάτος, ισχύς, κύκλος λειτουργίας), ο χρόνος εκχύλισης, ο διαλύτης, ο λόγος στερεού προς διαλύτη και η θερμοκρασία μπορούν να συντονιστούν στις βέλτιστες συνθήκες προκειμένου να επιτευχθεί η υψηλότερη απόδοση πιπερίνης υψηλής ποιότητας.

Υποδειγματικό πρωτόκολλο για την εκχύλιση υπερήχων πιπερίνης

Σε διάταξη ποτηριού ζέσεως μικρής κλίμακας, μέγιστη απόδοση πιπερίνης (5,8 mg/g) από το έδαφος Piper longum λαμβάνεται σε βελτιστοποιημένες συνθήκες εκχύλισης με υπερήχους, οι οποίες έχουν βρεθεί ότι είναι οι εξής:
υπερήχων UP200St ή UP200Ht (200 W, 26 kHz)
Παράμετροι υπερήχων: 100% πλάτος, κύκλος λειτουργίας 80%
Χρόνος υπερήχων: περίπου 18 λεπτά.
διαλύτης: αιθανόλη
Αναλογία στερεού προς διαλύτη: 1:10
θερμοκρασία: 50°C

Ανώτερα αποτελέσματα

Υπερήχων εκχύλιση έχει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι της παραδοσιακής παρτίδας και διαλύτη εκχύλιση. Rathod (2014) δείχνει ότι ο χρόνος εκχύλισης μειώνεται από 8h παρτίδα εκχύλιση διαλύτη και 4h Soxhlet εκχύλιση μειώνεται σε 18 min. υπερήχων εκχύλιση. Επιπλέον, η εκχύλιση με υπερήχους δίνει υψηλότερη απόδοση εκχύλισης της πιπερίνης. Οι αποδόσεις εκχύλισης της πιπερίνης που λαμβάνονται από τις μεθόδους εκχύλισης Soxhlet και εκχύλισης παρτίδας βρέθηκαν να είναι 1.67 mg / g και 0.98 mg / g, αντίστοιχα, οι οποίες ήταν πολύ χαμηλότερες από την υπερηχητικά ληφθείσα απόδοση των 5.8mg / g. Ο Rathod (2014) καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η εκχύλιση με υπερήχους φυσικών φυτοσυστατικών όπως η πιπερίνη μειώνει το πρόβλημα της χαμηλής εκχυλισιμότητας και των μεγάλων χρόνων εκχύλισης σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους.

Ο υπέρηχος χρησιμοποιείται με επιτυχία και για την εκχύλιση αιθέριων ελαίων από μαύρο πιπέρι. Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την υπερηχητική υδροαπόσταξη των αιθέριων ελαίων!

Βρείτε τον καλύτερο υπερήχων για εκχύλιση πιπερίνης

Hielscher Υπέρηχοι είναι από καιρό έμπειρος κατασκευαστής των συστημάτων εκχύλισης υπερήχων υψηλής απόδοσης. Το χαρτοφυλάκιο των προϊόντων μας κυμαίνεται από μικρό, ισχυρό Εργαστήριο υπερήχων σε στιβαρό πάγκος και βιομηχανικά συστήματα, τα οποία παρέχουν υπερήχους υψηλής έντασης για την αποτελεσματική εκχύλιση και απομόνωση βιοδραστικών ουσιών (π.χ. πιπερίνη, κουρκουμίνη κ.λπ.).
Όλες οι συσκευές υπερήχων από 200W έως 16.000W διαθέτουν έγχρωμη οθόνη για ψηφιακό έλεγχο, ενσωματωμένη κάρτα SD για αυτόματη καταγραφή δεδομένων, τηλεχειριστήριο προγράμματος περιήγησης και πολλά άλλα φιλικά προς το χρήστη χαρακτηριστικά. Τα sonotrodes και τα κύτταρα ροής (τα μέρη, τα οποία έρχονται σε επαφή με το μέσο) μπορούν να είναι αυτόκλειστα και είναι εύκολο να καθαριστούν.
Όλοι οι υπερήχων μας είναι κατασκευασμένοι για 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία, απαιτούν χαμηλή συντήρηση και είναι εύκολο και ασφαλές να λειτουργήσουν.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:

Βιβλιογραφία/Αναφορές

• Leonardo Cristian Favre, Guido Rolandelli, Ndumiso Mshicileli, Lusani Norah Vhangani, Cristina dos Santos Ferreira, Jessy van Wyk, María del Pilar Buera (2020): Αντιοξειδωτικό και αντιγλυκοζυλιωτικό δυναμικό της πράσινης πιπεριάς (Piper nigrum): Βελτιστοποίηση της εκχύλισης με βάση την β-κυκλοδεξτρίνη με μεθοδολογία επιφάνειας απόκρισης. Χημεία Τροφίμων, Τόμος 316, 2020.
• Cao X.; Ye X.; Λου Γ.; Mo W. (2009): Ιοντικό υγρό με βάση υπερήχων υποβοηθούμενη εκχύλιση πιπερίνης από λευκό πιπέρι. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47-51.
• Rathod S.S.; Ράθοντ Β.Κ. (2014): Εκχύλιση πιπερίνης από Piper longum χρησιμοποιώντας υπερήχους. Βιομηχανικές Καλλιέργειες και Προϊόντα Vol. 58, 2014. 259-264.
• Fooladi, Hamed? Μορταζαβί, Σεγιέντ Αλί; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Σαβάμπη Σάνη Κάργκαρ, Samira (2013): Βελτιστοποιήστε την εκχύλιση των φαινολικών ενώσεων του jujube (Ziziphus Jujube) χρησιμοποιώντας μέθοδο εκχύλισης με υπερήχους.
• Sitthiya, Κ.; Devkota, Λ.; Sadiq, Μ.Β.; Πρωκτικό Α.Κ. (2018): Εκχύλιση και χαρακτηρισμός πρωτεϊνών από άνθος μπανάνας (Musa Sapientum L) και αξιολόγηση αντιμικροβιακής δράσης. J Food Sci Technol (Φεβρουάριος 2018) 55(2):658–666.
• Ayyildiz, Sena Saklar? Karadeniz, Μπουλέντ; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Εμείς, Αχμέτ Αμπντουλάχ. Alasalvar, Cesarettin (2018): Βελτιστοποίηση των παραμέτρων εκχύλισης της γαλλικής επιγαλλοκατεχίνης χρησιμοποιώντας συμβατικό ζεστό νερό και μεθόδους με υπερήχους από πράσινο τσάι. Επεξεργασία τροφίμων και βιοπροϊόντων 111 (2018). 37–44.

Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε

Εκχύλιση με υπερήχους

Υπερήχων εκχύλιση των βιοδραστικών ουσιών από βότανα βασίζεται στην αρχή της ακουστική σπηλαίωση. Η ακουστική σπηλαίωση συμβαίνει όταν πολύ έντονα κύματα υπερήχων (π.χ. υψηλά πλάτη 100μm, που παράγονται από υπερήχους 20-26kHz) συνδέονται σε ένα υγρό. Οι δυνάμεις διάτμησης σπηλαίωσης διατρυπούν και διαρρηγνύουν τα κυτταρικά τοιχώματα του φυτικού υλικού και σπρώχνουν και τραβούν τον περιβάλλοντα διαλύτη μέσα και έξω από το εσωτερικό του κυττάρου. Μετά τη διαδικασία εκχύλισης, ο διαλύτης μεταφέρει τα στοχευόμενα μόρια, τα οποία μπορούν στη συνέχεια να διαχωριστούν (π.χ. με φυγοκέντρηση). Υπερήχων εκχύλιση είναι γνωστό ότι δίνει υψηλές αποδόσεις των άθικτων φυτικών εκχυλισμάτων.

Υπερήχων εκχύλιση από κύτταρα: το μικροσκοπικό εγκάρσιο τμήμα (TS) του κορυφαίου στελέχους μέντας (Mentha piperita) δείχνει τον μηχανισμό των δράσεων κατά τη διάρκεια της εκχύλισης με υπερήχους από κύτταρα (μεγέθυνση 2000x) [πόρος: Vilkhu et al. 2011]

Πιπερίνη

Η πιπερίνη (1-πιπεριόλη-πιπεριδίνη) είναι η κύρια πικάντικη ένωση του πιπεριού (Αυλητής nigrum / Piper longum, Πιπεράκια). Η γεύση του πιπεριού, η πικάντικη γεύση του, και επομένως η ποιότητά του, συσχετίζονται με την ποσότητα πιπερίνης. Αυτό το ποιοτικό χαρακτηριστικό μπορεί να αλλάξει με υδρόλυση πιπερίνης, έτσι ώστε ο δακτύλιος πιπεριδίνης να αποκοπεί.
Η πιπερίνη είναι γνωστή για διάφορες φαρμακολογικές επιδράσεις, π.χ. αντιμυκητιασικές, αντιδιαρροϊκές, αντιφλεγμονώδεις και ανασταλτικές δράσεις της 5-λιποξυγενάσης και της κυκλοοξυγενάσης-1. Επιπλέον, η πιπερίνη αυξάνει τη βιοδιαθεσιμότητα των κουρκουμίνη μέχρι το 2000%. Ως εκ τούτου, η πιπερίνη είναι μια δημοφιλής ουσία που χρησιμοποιείται σε σκευάσματα συμπληρωμάτων (π.χ. BioPerine®).
Η πιπερίνη μπορεί να εξαχθεί από Αυλητής nigrum και Piper longum.
Η πιπεριδίνη είναι μια κυκλική δευτερογενής αμίνη, η οποία είναι μια μοριακή δομή που βρίσκεται σε πολλά φυτικά αλκαλοειδή. Η πιπεριδίνη προκύπτει από υδρόλυση της πιπερίνης. Η πιπεριδίνη και τα παράγωγά της είναι πανταχού παρόντα δομικά στοιχεία στη σύνθεση φαρμακευτικών προϊόντων και λεπτών χημικών ουσιών.

πιπέρι

Αυλητής nigrum, μαύρο πιπέρι, είναι ένα ανθισμένο αμπέλι στην οικογένεια Πιπεράκια. Καλλιεργείται για τους καρπούς του πιπεριού που συνήθως αποξηραίνονται και χρησιμοποιούνται ως μπαχαρικό και καρύκευμα. Οι μαύροι, πράσινοι και λευκοί κόκκοι πιπεριού λαμβάνονται όλοι από το φυτό μαύρου πιπεριού. Τα διαφορετικά χρώματα είναι το αποτέλεσμα της επεξεργασίας και της προετοιμασίας των κόκκων πιπεριού. Οι μαύροι κόκκοι πιπεριού λαμβάνονται βράζοντας τα άγουρα drupes σε ζεστό νερό και στεγνώστε τα στη συνέχεια. Το λευκό πιπέρι συλλέγεται ως πλήρως ώριμα μούρα του φυτού πιπεριού · Στη συνέχεια, το σκοτεινό δέρμα των ώριμων φρούτων αφαιρέθηκε (retting). Οι κόκκοι πράσινου πιπεριού παρασκευάζονται από τα άγουρα drupes με επεξεργασία τους με διοξείδιο του θείου, κονσερβοποίηση ή λυοφιλοποίηση για να διατηρήσουν τις πράσινες χρωστικές ουσίες τους.

Αυλητής longum Linn, επίσης γνωστό ως ινδικό μακρύ πιπέρι (pipli), είναι στενός συγγενής με Αυλητής nigrum και έχει γεύση παρόμοια, αλλά πιο ζεστή γεύση από Αυλητής nigrum.
Οι καρποί της Piper longum Περιέχει περίπου 1% πτητικά έλαια, ρητίνη, αλκαλοειδή πιπερίνη και πιπερλονγκουμινίνη, ένα κηρώδες αλκαλοειδές Nisobutyldeca-trans-2-trans-4-dienamide και μια τερπενοειδή ουσία. Η πιπεριδίνη αλκαλοειδές πιπερίνη είναι υπεύθυνη για την πικάντικη, πικάντικη γεύση των μούρων πιπεριού. Η πιπερλονγκουμίνη είναι μια φαρμακολογική δραστική ουσία που παρουσιάζει δράση έναντι πολλών καρκίνων, συμπεριλαμβανομένου του προστάτη, του μαστού, του πνεύμονα, του παχέος εντέρου, του λεμφώματος, της λευχαιμίας, των πρωτοπαθών όγκων του εγκεφάλου και του γαστρικού καρκίνου.
Επιπλέον, οι ακόλουθες ποσότητες μετάλλων μπορούν να βρεθούν στα μούρα πιπεριού: 1230mg / 100g ασβεστίου, 190mg / 100g φωσφόρου και 62,1mg / 100g σιδήρου. Οι ρίζες περιέχουν πιπερίνη, piperlongumine ή piplartine και dihydrostigmasterol.