Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Extracción ultrasónica de capsaicina de Hot Chili Peppers

  • La capsaicina es el principal compuesto de sabor y especias en los pimientos picantes, también conocidos como chiles.
  • Para producir capsaicina de alta calidad como sabor aromático e ingrediente medicinal, se requiere una técnica de extracción eficaz pero suave para evitar la degradación.
  • La extracción por ultrasonidos es un método de extracción mecánica suave, que proporciona altos rendimientos de capsaicina en un tiempo de extracción muy corto.

Ultrasonido de alto rendimiento para extractos de capsaicina de alta calidad

La extracción ultrasónica de capsaicinoides de los pimientos picantes (p. ej. Capsicum frutescens) mejora significativamente el rendimiento de extracción. El ultrasonido de potencia promueve la perforación y la interrupción de las paredes celulares, así como la hinchazón y la hidratación al empujar el solvente hacia las células de la planta. Esto resulta en una mayor transferencia de masa de las sustancias intracelulares (incluidos los capsaicinoides) desde las células de la planta hacia el disolvente.
Como técnica de procesamiento puramente mecánica y no térmica, la extracción ultrasónica evita la degradación térmica de los compuestos termo-labil. La cavitación ultrasónica intensifica el proceso de extracción, resultando en altos rendimientos de calidad superior del extracto. Los costes de inversión y de explotación de los equipos de extracción por ultrasonidos son relativamente bajos y permiten un rápido retorno de la inversión.

Extracción de ultrasonidos chile Escamas

Ventajas de la extracción ultrasónica de capsaicina

  • Rendimiento superior
  • Extracción a alta velocidad – en cuestión de minutos
  • extractos de alta calidad – Suave, no térmico
  • Disolventes verdes (por ejemplo, agua/etanol)
  • económico
  • operación fácil y segura
  • Bajos costos de inversión y operación
  • Funcionamiento las 24 horas del día, los 7 días de la semana, bajo carga pesada
  • Método ecológico y ecológico
Equipo de sonicación por lotes de 2kW para la extracción de extractos de hierbas

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

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

UP400St agitado 8L configuración de extracciónLote: Los procesos de extracción por ultrasonidos pueden ser operados como procesos por lotes simples o como tratamiento en línea, donde el medio es alimentado continuamente a través de un reactor de flujo continuo por ultrasonidos.
El procesamiento por lotes es un procedimiento sencillo, en el que la extracción se realiza lote por lote. Hielscher Ultrasonics ofrece procesadores ultrasónicos para lotes pequeños y grandes, es decir, de 1L a 120L.
Para procesar lotes de 5 a 10 litros, recomendamos el UP400ST con sonotrodo S24d22L2D. (ver foto izquierda)
Para el procesamiento de lotes de aprox. 120L, recomendamos el UIP2000hdT con sonotrodo RS4d40L4. (ver foto arriba a la derecha)

Flow-through: Para volúmenes más grandes y extracción de capsaicina comercial a gran escala, una corriente continua de líquido que contiene hojuelas de pimiento picante es alimentada a través de un reactor ultrasónico, donde el solvente/lodo botánico es sonicado intensamente.
Para un volumen de aprox. 8L/min, recomendamos el UIP4000hdT con sonotrodo RS4d40L3 y celda de flujo presurizable FC130L4-3G0.

Estudio de caso de extracción ultrasónica de capsaicina

Olguín-Rojas y otros (2019) reportan el aislamiento del rendimiento de capsaicinoides superior al 96%. Usaron el ultrasonido de sonda de Hielscher UP200S (200 W, 24 kHz) con la muestra sumergida en un baño de agua a temperatura controlada. 0.25g de la muestra de Capsicum chinense se puso en contacto con 25mL de metanol durante 10 minutos, y luego se transfirió al baño de agua a 50ºC, 200 W de amplitud de salida y 0.5s de ciclo de trabajo. Los extractos

Sganzerla et al (2014) encontraron que la extracción ultrasónica es un método excelente para la extracción cuantitativa y reproducible de capsaicinoides de los chiles usando metanol como solvente. Debido a su simplicidad y eficiencia, la extracción ultrasónica puede ser aplicada para el análisis rápido y rutinario de capsaicinoides en chiles.

El equipo ultrasónico Extracción

Hielscher Ultrasonics está especializada en la fabricación de procesadores ultrasónicos de alto rendimiento para la producción de extractos de alta calidad de productos botánicos.
La amplia gama de productos de Hielscher abarca desde pequeños y potentes ultrasonidos de laboratorio hasta robustos sistemas de sobremesa y completamente industriales, que proporcionan ultrasonidos de alta intensidad para la extracción y aislamiento eficientes de sustancias bioactivas (p. ej. quercetina, cafeína, curcumina, terpenos etc.). Todos los dispositivos ultrasónicos de 200W a 16,000W disponen de una pantalla a color para el control digital, una tarjeta SD integrada para el registro automático de datos, control remoto del navegador y muchas más funciones fáciles de usar. Los sonotrodos y las células de flujo (las partes que están en contacto con el medio) pueden ser esterilizadas en autoclave y son fáciles de limpiar. Todos nuestros ultrasonidos están construidos para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, requieren poco mantenimiento y son fáciles y seguros de operar.
Una pantalla digital a color permite un control fácil del 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 ultrasónicas o cuernos) 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 de trabajo pesado y exigentes.
El control preciso de los parámetros ultrasónicos del proceso 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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Literatura/Referencias

  • Barbero G.F., Liazid A., Palma M., Barroso C.G. (2008): Extracción asistida por ultrasonidos de capsaicinoides de pimientos. Talanta 75, 2008. 1332-1337.
  • Boonkird S.; Phisalaphong C.; Phisalaphong M. (2008): Extracción asistida por ultrasonidos de capsaicinoides de Capsicum frutescens a escala de laboratorio y planta piloto. Ultrasonic Sonochemistry, 15, 2008. 1075-1079.
  • Lu M.; Ho Ch.-T.; Huang Q. (2017): Extracción, biodisponibilidad y bioeficacia de los capsaicinoides. 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): Progresión del contenido total e individual de capsaicinoides en los frutos de tres cultivares diferentes de Capsicum chinense Jacq. Agronomía 2019, 9, 141.
  • Sganzerla M.; Pereira Coutinho J.; Tavaresde Melo A.M.; Teixeira Godoy H. (2014): Método rápido para el análisis de capsaicinoides de frutos de Capsicum chinense. Food Research International, Vol. 64, octubre de 2014. 718-725.


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 picante. Los capsaicinoides son compuestos de sabor en los chiles rojos, principalmente compuestos de capsaicina (trans-8 metil-N-vanillyl-6-nonenamida) y dihidrocapsaicina (8 metil N-vanillylnonanamida), nordihidrocapsaicina, homocapsaicina y homodihidrocapsaicina. La capsaicina y la dihidrocapsaicina son los capsaicinoides más abundantes, que son responsables de aproximadamente el 90% del picor. En total, se han distinguido más de 20 capsaicinoides en diferentes especies de pimientos.
Los capsaicinoides son el tipo más prominente de fitoquímicos en los pimientos. Son alcaloides no volátiles, que son amidas químicamente ácidas de ácidos grasos de cadena ramificada C9-C11 y vanililamina. Los capsaicinoides, responsables del sabor picante y picante de los chiles, son un ingrediente popular de las 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 las neuronas responsables de la transmisión del dolor y la inflamación neurogénica. Otro uso común 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 debido a sus propiedades antimicrobianas.

Los chiles de Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. y Capsicum chinense se cultivan alrededor de la palabra y por lo tanto son bien conocidos.