Ultraheli kapsaitsiini ekstraheerimine vürtsikatest tšillipipardest
- Kapsaitsiin on vürtsikates paprikates, tuntud ka kui tšillid, peamine maitse- ja vürtsiühend.
- Kvaliteetse kapsaitsiini tootmiseks aromaatse maitseainena ja ravimkoostisosana on lagunemise vältimiseks vaja tõhusat, kuid õrna ekstraheerimismeetodit.
- Ultraheliekstraktsioon on õrn mehaaniline ekstraktsioonimeetod, mis annab väga lühikese ekstraktsiooniaja jooksul kõrge kapsaitsiini saagise.
Suure jõudlusega ultraheli kvaliteetsete kapsaitsiiniekstraktide jaoks
Kapsaitsinoidide ultraheliekstraktsioon vürtsikatest tšillipipardest (nt Capsicum frutescens) parandab ekstraktsiooni saagist oluliselt. Võimas ultraheli soodustab rakuseinte perforeerumist ja lõhkumist ning paisumist ja hüdratatsiooni, surudes lahusti taimerakkudesse. Selle tulemusel suureneb rakusiseste ainete (sh kapsaitsinoidide) massiülekanne taimerakkudest lahustisse.
Puhtmehaanilise, mittetermilise töötlusmeetodina hoiab ultraheliekstraktsioon ära termolabiilsete ühendite termilise lagunemise. Ultraheli kavitatsioon intensiivistab ekstraktsiooniprotsessi, andes kõrge saagise ja suurepärase ekstrakti kvaliteedi. Ultraheliekstraktsiooniseadmete investeerimis- ja kasutuskulud on suhteliselt madalad ning võimaldavad kiiret investeeringutasuvust.
- Suurepärane saagis
- Kiire ekstraheerimine – mõne minutiga
- Kvaliteetsed ekstraktid – õrn, mittetermiline
- Rohelised lahustid (nt vesi/etanool)
- Kuluefektiivne
- Lihtne ja ohutu kasutamine
- Madalad investeerimis- ja kasutuskulud
- 24/7 töö raskes koormuses
- Roheline, keskkonnasõbralik meetod
120L ultraheli-partiiekstraktsioon taimsetest materjalidest UIP2000hdT ja segistiga
Kapsaitsinoidide ultraheliekstraktsioon – partii- või pideva vooluga režiimis
Partii: Ultraheliekstraktsiooni protsesse saab läbi viia lihtsate partiiprotsessidena või in-line töötlusena, kus keskkonda suunatakse pidevalt läbi ultraheli läbivoolureaktori.
Partiitöötlus on lihtne protseduur, kus ekstraheerimine toimub partii haaval. Hielscher Ultrasonics pakub ultraheliprotsessoreid väikestele kuni suurtele partiidele, st 1L kuni 120L.
5 kuni 10L partiide töötlemiseks soovitame UP400ST koos sonotroodiga S24d22L2D. (vt pilti vasakul)
Umbes 120L partiide töötlemiseks soovitame UIP2000hdT koos sonotroodiga RS4d40L4. (vt pilti üleval paremal)
Läbivool: Suuremate mahtude ja täismahulise kaubandusliku kapsaitsiini ekstraheerimise jaoks suunatakse tšillihelbeid sisaldav pidev vedelikuvool läbi ultraheli reaktori, kus lahusti/taimse materjali suspensiooni sonikeeritakse intensiivselt.
Umbes 8L/min. mahu jaoks soovitame UIP4000hdT koos sonotroodiga RS4d40L3 ja survestatava läbivoolukambriga FC130L4-3G0.
Ultraheli kapsaitsiini ekstraheerimise juhtumiuuring
Olguín-Rojas et al. (2019) teatavad üle 96% kapsaitsinoidide saagisega isoleerimisest, kasutades kolme Capsicum chinense Jacq. kultivari (‘Bode’, ‘Habanero’ ja ‘Habanero Roxo’ piprad). Nad kasutasid Hielscheri sondiga ultrahelitöötlusseadet UP200S (200 W, 24 kHz), kusjuures proov oli sukeldatud temperatuuriga reguleeritud veevanni. 0,25g Capsicum chinense proovi viidi kokku 25mL metanooliga 10 minutiks ning kanti seejärel veevanni temperatuuril 50ºC, 200 W väljundamplituudil ja 0,5sec töötsüklil. Seejärel filtreeriti ekstraktid läbi nailonist süstlafiltri ja analüüsiti kromatograafia abil. Analüüsis leiti kõik viis peamist kapsaitsinoidi (n-DHC, C, DHC, h-C ja h-DHC). Ultraheliekstraktsioon annab täisspektriga ekstrakti laia maitseprofiiliga.
Sganzerla et al. (2014) leidsid, et ultraheliekstraktsioon on suurepärane meetod kapsaitsinoidide kvantitatiivseks ja reprodutseeritavaks ekstraheerimiseks tšillipiprastest, kasutades lahustina metanooli. Lihtsuse ja tõhususe tõttu saab ultraheliekstraktsiooni rakendada kapsaitsinoidide kiireks rutiinseks analüüsiks tšillipiprastes.
Ultraheliekstraktsiooniseadmed
Hielscher Ultrasonics on spetsialiseerunud suure jõudlusega ultraheliprotsessorite valmistamisele kvaliteetsete ekstraktide tootmiseks taimsetest materjalidest.
Hielscher Ultarsonics lai tootevalik ulatub kompaktsetest võimsatest laborisonikaatoritest töökindlate lauaseadmete ja täielikult tööstuslike süsteemideni, mis annavad suure intensiivsusega ultraheli bioaktiivsete ainete (nt kvertsetiin, kofeiin, kurkumiin, terpeenid jne) tõhusaks ekstraheerimiseks ja isoleerimiseks. Kõigil digitaalsetel sonikaatoritel võimsusega 200W kuni 16 000W on intuitiivne menüü programmeeritavate seadistustega, värviline puuteekraan digitaalseks juhtimiseks, integreeritud SD-kaart automaatseks andmete salvestamiseks, brauseri kaugjuhtimine ja palju muid kasutajasõbralikke funktsioone. Sonotroode ja läbivoolukambreid (osi, mis puutuvad kokku töödeldava keskkonnaga) saab autoklaavida ning neid on lihtne puhastada. Kõik meie ultrahelitöötlusseadmed on mõeldud 24/7 tööks, vajavad vähe hooldust ning on lihtsad ja ohutud kasutada.
Digitaalne värviekraan võimaldab ultrahelitöötlusseadet kasutajasõbralikult juhtida. Meie süsteemid suudavad anda amplituudi madalast kuni väga kõrgeni. Polüfenoolide ja muude bioaktiivsete fütokemikaalide, näiteks kapsaitsinoidide ekstraheerimiseks pakume spetsiaalseid ultraheli sonotroode (tuntud ka kui ultraheli sondid või sarved), mis on optimeeritud kvaliteetsete toimeainete õrnaks isoleerimiseks. Hielscheri ultraheliseadmete töökindlus võimaldab 24/7 tööd raskes koormuses ja nõudlikes keskkondades.
Ultraheliprotsessi parameetrite täpne juhtimine tagab korratavuse ja protsessi standardimise.
Alljärgnev tabel annab ülevaate meie ultrahelitöötlusseadmete ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 0,5 kuni 1,5mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 kuni 500mL | 10 kuni 200mL/min | UP100H |
| 10 kuni 2000mL | 20 kuni 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 kuni 20L | 0,2 kuni 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 kuni 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurem | klaster seadmetest UIP16000 |
Võtke meiega ühendust! / Küsige meilt!
Kerge, kuid võimas sonikaator UP200Ht on ideaalne kapsaitsiini ekstraheerimiseks keeduklaasides
Kirjandus / viited
- 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.
Teadmisi, mida tasub teada
Kapsaitsinoidid
Paprikad on kogu maailmas populaarsed ja neid kasutatakse sageli toidu lisaainetena, et anda vürtsikat ja kirbet maitset. Kapsaitsinoidid on punastes tšillipiprades sisalduvad maitseühendid, mis koosnevad peamiselt kapsaitsiinist (trans-8 metüül-N-vanillüül-6-nonenamiid) ja dihüdrokapsaitsiinist (8 metüül-N-vanillüülnonanamiid), nordihüdrokapsaitsiinist, homokapsaitsiinist ja homodihüdrokapsaitsiinist. Kapsaitsiin ja dihüdrokapsaitsiin on kõige rohkem esinevad kapsaitsinoidid, mis vastutavad umbes 90% vürtsikuse eest. Kokku on erinevatest paprikaliikidest eristatud üle 20 kapsaitsinoidi.
Kapsaitsinoidid on paprikates kõige silmapaistvam fütokemikaalide tüüp. Need on mittelenduvad alkaloidid, mis on keemiliselt C9–C11 hargnenud ahelaga rasvhapete ja vanillüülamiini happelised amiidid. Tšillipiprade kirbe ja vürtsika maitse eest vastutavad kapsaitsinoidid on populaarne vürtsikomponent. Lisaks kasutamisele toidu koostisosana on kapsaitsinoidid tuntud oma farmakoloogiliste omaduste poolest, mille hulka kuulub nende toime kemoprotektoritena mutageneesi või tuumorigeneesi vastu, antimikroobsete ainetena, antioksüdantidena, nende vähivastane toime, valuvaigistav toime ning toime neuronitele, mis vastutavad valu ülekande ja neurogeense põletiku eest. Veel üks levinud kapsaitsinoidide kasutusala on paiksetes valuvaigistites valu vastu, artriidivastastes ja põletikuvastastes salvides ning patogeensete mikroorganismide looduslike inhibiitoritena
Toiduainetööstuses lisatakse kapsaitsinoide mõnikord looduslike säilitusainetena nende antimikroobsete omaduste tõttu.
Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. ja Capsicum chinense tšillivilju kasvatatakse kogu maailmas ja seetõttu on need hästi tuntud.