Extracción ultrasónica de capsaicina de los chiles picantes

  • La capsaicina es el principal compuesto aromatizante y picante de los pimientos picantes, también conocidos como chiles.
  • Para producir capsaicina de alta calidad como aromatizante e ingrediente medicinal, se requiere una técnica de extracción eficaz pero suave que evite su degradación.
  • La extracción ultrasónica es un método de extracción mecánica suave, que proporciona altos rendimientos de capsaicina en un tiempo de extracción muy corto.

Ultrasonidos de alto rendimiento para extractos de capsaicina de alta calidad

La extracción ultrasónica de capsaicinoides de pimientos picantes (por ejemplo, Capsicum frutescens) mejora significativamente el rendimiento de la extracción. Los ultrasonidos de potencia favorecen la perforación y la ruptura de las paredes celulares, así como el hinchamiento y la hidratación al empujar el disolvente hacia el interior de las células vegetales. El resultado es una mayor transferencia de masa de las sustancias intracelulares (incluidos los capsaicinoides) de las células vegetales al disolvente.
Como técnica de procesamiento puramente mecánica y no térmica, la extracción por ultrasonidos evita la degradación térmica de los compuestos termo-lábiles. La cavitación ultrasónica intensifica el proceso de extracción, lo que se traduce en altos rendimientos de extracto de calidad superior. La inversión y los costes operativos de los equipos de extracción por ultrasonidos son relativamente bajos y permiten una rápida RoI.

La extracción ultrasónica se utiliza para producir aislados de productos botánicos. El vídeo muestra la extracción eficaz de compuestos de sabor de copos de chile con el UP200Ht.

Extracción por ultrasonidos de copos de chile con el UP200Ht

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Ventajas de la extracción ultrasónica de capsaicina

  • Rendimiento superior
  • Extracción a alta velocidad – en pocos minutos
  • Extractos de alta calidad – Leve, no térmico
  • Disolventes ecológicos (por ejemplo, agua/etanol)
  • Rentable
  • Funcionamiento sencillo y seguro
  • Bajos costes de inversión y explotación
  • Funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana
  • Método ecológico
Instalación de sonicación por lotes de 2 kW para la extracción de extractos de hierbas

Extracción ultrasónica por lotes de 120L de productos botánicos con UIP2000hdT y agitador

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Extracción ultrasónica de capsaicinoides – en modo de flujo continuo o discontinuo

Instalación de extracción agitada de 8 litros UP400StLote: Los procesos de extracción por ultrasonidos pueden funcionar como simples procesos por lotes o como tratamiento en línea, en los que el medio se alimenta continuamente a través de un reactor de flujo ultrasónico.
El procesamiento por lotes es un procedimiento sencillo, en el que la extracción se realiza lote a lote. Hielscher Ultrasonics ofrece procesadores ultrasónicos para lotes pequeños y grandes, es decir, de 1L a 120L.
Para procesar lotes de 5 a 10L, recomendamos el UP400ST con sonotrodo S24d22L2D. (ver fig. izquierda)
Para procesar lotes de aprox. 120L, recomendamos el UIP2000hdT con sonotrodo RS4d40L4. (véase la imagen superior derecha)

De flujo continuo: Para volúmenes mayores y para la extracción comercial de capsaicina a gran escala, se introduce una corriente continua de líquido con copos de pimiento picante en un reactor ultrasónico, donde la mezcla de disolvente y botánico se somete a un intenso proceso de sonicación.
Para un volumen de aprox. 8L/min., recomendamos el UIP4000hdT con sonotrodo RS4d40L3 y celda de flujo presurizable FC130L4-3G0.

Estudio de caso sobre la extracción ultrasónica de capsaicina

Olguín-Rojas et al. (2019) informan del aislamiento de un rendimiento de capsaicinoides superior al 96% utilizando tres cultivares de Capsicum chinense Jacq. ('Bode', 'Habanero', y pimientos 'Habanero Roxo'). Utilizaron la sonda-ultrasonicador de Hielscher UP200S (200 W, 24 kHz) con la muestra sumergida en un baño de agua a temperatura controlada. 0,25g de muestra de Capsicum chinense se pusieron en contacto con 25mL de metanol durante 10 minutos, y después se transfirieron al baño de agua a 50ºC, 200 W de amplitud de salida, y 0,5sec de ciclo de trabajo. Después, los extractos se filtraron a través de un filtro de jeringa de nailon y se analizaron mediante cromoatografía. En el análisis se encontraron los cinco capsaicinoides principales (n-DHC, C, DHC, h-C y h-DHC). La extracción ultrasónica proporciona un extracto de espectro completo con un amplio perfil de sabor.

Sganzerla et al. (2014) descubrieron que la extracción por ultrasonidos es un método excelente para la extracción cuantitativa y reproducible de capsaicinoides de chiles utilizando metanol como disolvente. Debido a su simplicidad y eficiencia, la extracción ultrasónica puede aplicarse para el análisis rutinario rápido de capsaicinoides en chiles.

equipo de extracción por ultrasonidos

Hielscher Ultrasonics está especializada en la fabricación de procesadores ultrasónicos de alto rendimiento para la producción de extractos de alta calidad a partir de productos botánicos.

¿Desea producir sus propios extractos de especias o salsas? Ya sea para la cocina de un restaurante, para el ambicioso sous chef o para fabricantes comerciales, con los equipos ultrasónicos de Hielscher podrá producir extractos y salsas de alta calidad en poco tiempo. ¡Haga usted mismo extractos ecológicos! Elimine los conservantes. Utilice sólo los ingredientes que elija.

Extracción de guindillas - Hielscher ultrasonicator UP200HT

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La amplia cartera de productos de Hielscher Ultarsonics abarca desde compactos y potentes sonicadores de laboratorio hasta robustos sistemas de sobremesa y totalmente industriales, que proporcionan ultrasonidos de alta intensidad para la extracción y el aislamiento eficaces de sustancias bioactivas (por ejemplo, quercetina, cafeína, curcumina, terpenos, etc.). Todos los sonicadores digitales de 200 W a 16.000 W disponen de un menú intuitivo con ajustes programables, una pantalla táctil en color para el control digital, una tarjeta SD integrada para el registro automático de datos, control remoto mediante navegador y muchas más funciones de fácil manejo. Los sonotrodos y las celdas de flujo (las piezas que están en contacto con el medio) pueden esterilizarse en autoclave y son fáciles de limpiar. Todos nuestros ultrasonicadores están diseñados para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, requieren poco mantenimiento y son fáciles y seguros de manejar.
Una pantalla digital en color permite controlar fácilmente el ultrasonido. Nuestros sistemas son capaces de suministrar desde amplitudes bajas hasta muy altas. Para la extracción de polifenoles y otros fitoquímicos bioactivos como los capsaicinoides, ofrecemos sonotrodos ultrasónicos especiales (también conocidos como sondas o cuernos ultrasónicos) que están optimizados para el aislamiento sensible de sustancias activas de alta calidad. La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en entornos exigentes.
El control preciso de los parámetros del proceso ultrasónico garantiza la reproducibilidad y la estandarización del proceso.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
0,5 a 1,5 mL n.a. VialTweeter
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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En esta presentación le introducimos en la fabricación de extractos botánicos. Explicamos los retos que plantea la producción de extractos botánicos de alta calidad y cómo un sonicador puede ayudarle a superarlos. Esta presentación le mostrará cómo funciona la extracción por ultrasonidos. Aprenderá qué beneficios puede esperar utilizando un sonicador para la extracción y cómo puede implementar un extractor ultrasónico en su producción de extractos.

Extracción botánica por ultrasonidos - Cómo utilizar los sonicadores para extraer compuestos botánicos

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La extracción ultrasónica mejora la tasa de extracción y el rendimiento de la capsaicina y la piperina de los pimientos picantes

El ligero y potente sonicador UP200Ht es ideal para la extracción de capsaicina en vasos de precipitados



Literatura / Referencias



Información interesante

Capsaicinoides

Los pimientos son populares en todo el mundo, y a menudo se utilizan como aditivos alimentarios para proporcionar un sabor picante y acre. Los capsaicinoides son compuestos aromatizantes del chile rojo, compuestos principalmente por capsaicina (trans-8 metil-N-vanilil-6-nonenamida) y dihidrocapsaicina (8 metil-N-vanililnonanamida), nordihidrocapsaicina, homocapsaicina y homodihidrocapsaicina. La capsaicina y la dihidrocapsaicina son los capsaicinoides más abundantes, responsables de cerca del 90% del picante. En total, se han distinguido más de 20 capsaicinoides en distintas especies de pimiento.
Los capsaicinoides son el tipo más destacado de fitoquímicos de los pimientos. Son alcaloides no volátiles, amidas químicamente ácidas de ácidos grasos de cadena ramificada C9-C11 y vanililamina. Responsables del sabor acre y picante de los pimientos, los capsaicinoides son un popular ingrediente de especias. Además de su uso como ingrediente alimentario, los capsaicinoides son conocidos por sus propiedades farmacológicas, que incluyen su función como quimioprotectores contra la mutagénesis o tumorigénesis, como antimicrobianos, como antioxidantes, por su efecto anticancerígeno, sus efectos analgésicos y su efecto sobre la neurona responsable de la transmisión del dolor y la inflamación neurogénica. Otro uso habitual de los capsaicinoides es en analgésicos tópicos contra el dolor, pomadas antiartríticas y antiinflamatorias y como inhibidor natural de microorganismos patógenos
En la industria alimentaria, los capsaicinoides se añaden a veces como conservante natural debido a sus propiedades antimicrobianas.

Los frutos de chile de Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. y Capsicum chinense se cultivan en todo el mundo, por lo que son muy conocidas.

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