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 ingrediente aromático y 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.

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

Lote: 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.

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: