Piperiini ultraheli ekstraheerimine piparist

• Piperiin on bioaktiivne aine, mida leidub piparites ja mida hinnatakse selle farmakoloogiliste omaduste poolest.
• Ultraheli on tõhus, lihtne ja kiire ekstraheerimistehnika kvaliteetse piperiini isoleerimiseks.
• Ultraheli ekstraheerimine on usaldusväärne ja tõestatud meetod, mida juba kasutatakse laialdaselt farmaatsia- ja toiduainetööstuses.

Piperiini ekstraheerimine suure jõudlusega ultraheli abil

Piperiin ia on hinnatud bioaktiivne ühend, mis on tuntud oma potentsiaali poolest suurendada kurkumiini, seleeni, B12-vitamiini, beetakaroteeni ja teiste ühendite imendumist. Seetõttu on farmaatsia- ja toitumistööstus väga huvitatud kvaliteetse piperiini kiirest ja lihtsast ekstraheerimisest.
Tavapärane piperiini ja piperidiini ekstraheerimine toimub aeganõudva lahustiga ekstraheerimise teel, kasutades toksilist DMC-d (diklorometaani). Ultraheli ekstraheerimine ületab tavapärase lahusti ekstraheerimise suurema saagisega, mittetoksiliste lahustite (nt etanooli) kasutamise ja kiire ekstraheerimisprotsessiga. Suure jõudlusega ultraheli tekitab vedelikes kavitatsiooni. Akustiline või ultraheli kavitatsioon tekitab lokaalselt äärmuslikke tingimusi, nagu super-kõrge temperatuuri ja rõhu erinevused, vedelikujoad ja nihkejõud. Need ultraheli jõud purustavad rakuseinu ja suurendavad massiülekannet raku sisemuse ja ümbritseva lahusti vahel, nii et bioaktiivsed ained vabanevad. Ultraheli ekstraheerimine on tõestatud meetod sihipäraste ühendite, näiteks piperiini eraldamiseks jahvatatud piparist (Piper nigrum, Piper Longum).

Optimaalsed ekstraheerimistingimused ultrahelitöötluse abil

Ultraheli isolatsiooni üks olulisemaid eeliseid on kõigi protsessi parameetrite täpne kontroll. Ultraheli intensiivsust (amplituud, võimsus, töötsükkel), ekstraheerimisaega, lahustit, tahke aine ja lahusti suhet ning temperatuuri saab häälestada optimaalsetele tingimustele, et saavutada kvaliteetse piperiini suurim saagis.

Ultraheli piperiini ekstraheerimise eeskujulik protokoll

Väikesemahulises keeduklaasi seadistuses on piperiini maksimaalne saagis (5,8 mg/g) maapinnast Piper Longum saadakse optimeeritud ultraheli ekstraheerimise tingimustel, mis on leitud olevat järgmised:
Sonikaator UP200St või UP200Ht (200W, 26kHz)
Ultraheli parameetrid: 100% amplituud, 80% töötsükkel
ultrahelitöötluse aeg: umbes 18 min.
lahusti: etanool
tahke aine ja lahusti suhe: 1:10
temperatuur: 50°C

Suurepärased tulemused

Ultraheli ekstraheerimisel on olulised eelised traditsioonilise partii ja lahusti ekstraheerimise ees. Rathod (2014) näitab, et ekstraheerimisaeg väheneb 8h partii lahusti ekstraheerimisest ja 4h Soxhleti ekstraheerimine väheneb 18 minutini. Lisaks annab ultraheli ekstraheerimine piperiini suurema ekstraheerimissaagise. Leiti, et Soxhleti ekstraheerimise ja partii ekstraheerimise meetoditega saadud piperiini ekstraheerimissaagised olid vastavalt 1,67 mg / g ja 0,98 mg / g, mis olid palju madalamad kui ultraheli saadud saagis 5,8 mg / g. Rathod (2014) järeldab, et looduslike fütokonstitutsionatsioonide, näiteks piperiini ultraheli abil ekstraheerimine vähendab traditsiooniliste meetoditega võrreldes madala ekstraheeritavuse ja pikkade ekstraheerimisaegade probleemi.

Ultraheli kasutatakse edukalt ka eeterlike õlide ekstraheerimiseks mustast piprast. Klõpsake siin, et saada lisateavet eeterlike õlide ultraheli hüdrodestillatsiooni kohta!

Leidke piperiini ekstraheerimiseks parim sonikaator

Hielscher Ultrasonics on pikaajalise kogemusega suure jõudlusega ultraheli ekstraheerimissüsteemide tootja. Meie tooteportfell ulatub väikestest, võimsatest Lab ultrasonikaatorid tugevaks pink-top ja tööstuslikud süsteemid, mis pakuvad suure intensiivsusega ultraheli bioaktiivsete ainete tõhusaks ekstraheerimiseks ja eraldamiseks (nt piperiin, Curcumin jne).
Kõigil ultraheli seadmetel 200W kuni 16 000W on värviline ekraan digitaalseks juhtimiseks, integreeritud SD-kaart automaatseks andmete salvestamiseks, brauseri kaugjuhtimispult ja palju kasutajasõbralikke funktsioone. Sonotroode ja voolurakke (osad, mis puutuvad kokku söötmega) saab autoklaavida ja neid on lihtne puhastada.
Kõik meie ultrasonikaatorid on ehitatud 24/7 tööks, vajavad madalat hooldust ning neid on lihtne ja ohutu kasutada.

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

Kirjandus / viited

• Leonardo Cristian Favre, Guido Rolandelli, Ndumiso Mshicileli, Lusani Norah Vhangani, Cristina dos Santos Ferreira, Jessy van Wyk, María del Pilar Buera (2020): Rohelise pipra (Piper nigrum) antioksüdant ja glükatsioonivastane potentsiaal: β-tsüklodekstriinipõhise ekstraheerimise optimeerimine reaktsioonipinna metoodika abil. Toidukeemia, köide 316, 2020.
• Cao X.; Te X.; Lu Y.; Mo W. (2009): Ioonne vedelikul põhinev ultraheli abil piperiini ekstraheerimine valgest piprast. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47-51.
• Rathod S.S.; Rathod V.K. (2014): Piperiini ekstraheerimine Piper longumist ultraheli abil. Tehnilised kultuurid ja tooted, kd 58, 2014. 259-264.
• Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimeerige jujube (Ziziphus Jujube) fenoolsete ühendite ekstraheerimist, kasutades ultraheli abil ekstraheerimise meetodit.
• Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Banaani (Musa Sapientum L) õie valkude ekstraheerimine ja iseloomustamine ning antimikroobse toime hindamine. J Food Sci Technol (veebruar 2018) 55(2):658–666.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Meie, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Epigallokatekiingallaadi ekstraheerimisparameetrite optimeerimine tavapärase kuuma vee ja ultraheli abil rohelise tee meetodite abil. Toidu ja biotoodete töötlemine 111 (2018). 37–44.

Faktid, mida tasub teada

ultraheli ekstraheerimine

Bioaktiivsete ainete ultraheli ekstraheerimine botaanilistest preparaatidest põhineb põhimõttel akustiline kavitatsioon. Akustiline kavitatsioon tekib siis, kui vedelikuga ühendatakse väga intensiivsed ultrahelilained (nt suured amplituudid 100 μm, mida tekitab 20-26kHz ultraheli). Kavitatsioonilised nihkejõud perforeerivad ja rebenevad taimse materjali rakuseinu ning suruvad ja tõmbavad ümbritsevat lahustit raku sisemusest sisse ja välja. Pärast ekstraheerimisprotsessi kannab lahusti sihtmolekule, mida saab seejärel eraldada (nt tsentrifuugimise teel). Ultraheli ekstraheerimine on hästi teada, et see annab tervete fütoekstraktide suure saagise.

Ultraheli ekstraheerimine rakkudest: piparmündi apikaalse varre (Mentha piperita) mikroskoopiline põiklõige (TS) näitab toimemehhanismi ultraheli ekstraheerimisel rakkudest (suurendus 2000x) [ressurss: Vilkhu et al. 2011]

Piperiin

Piperiin (1-piperool-piperidiin) on pipra peamine terav ühend (Piper nigrum / Piper Longum, Piperaceae). Pipra maitse, teravus ja seega ka kvaliteet on korrelatsioonis piperiini kogusega. Seda kvaliteediomadust saab muuta piperiini hüdrolüüsimisega, nii et piperidiinirõngas lõhustub.
Piperiin on tuntud erinevate farmakoloogiliste toimete poolest, nt seenevastane, kõhulahtisusevastane, põletikuvastane ning 5-lipoksügenaasi ja tsüklooksügenaas-1 inhibeeriv toime. Lisaks suurendab piperiin Curcumin aastaks 2000%. Seetõttu on piperiin populaarne aine, mida kasutatakse toidulisandites (nt BioPerine®).
Piperiini saab ekstraheerida Piper nigrum ja Piper Longum.
Piperidiin on tsükliline sekundaarne amiin, mis on molekulaarne struktuur, mida leidub paljudes taimsetes alkaloidides. Piperidiin saadakse piperiini hüdrolüüsil. Piperidiin ja selle derivaadid on ravimite ja peenkemikaalide sünteesi üldlevinud ehituskivid.

pipar

Piper nigrum, must pipar, on perekonnas õitsev viinapuu Piperaceae. Seda kasvatatakse pipratera viljade jaoks, mida tavaliselt kuivatatakse ja kasutatakse vürtsina ja maitseainena. Mustad, rohelised ja valged pipraterad saadakse kõik musta pipra taimest. Erinevad värvid on pipraterade töötlemise ja valmistamise tulemus. Mustad pipraterad saadakse küpsetamata drupide keetmisel kuumas vees ja kuivatatakse hiljem. Valge pipar koristatakse piparitaime täielikult küpsete marjadena; siis eemaldati küpsete puuviljade tume nahk (retting). Rohelised pipraterad on valmistatud valmimata drupidest, töödeldes neid vääveldioksiidiga, konserveerides või külmkuivatades, et säilitada rohelised värvained.

Piper longum Linn, tuntud ka kui India pikk pipar (pipli), on lähedane sugulane Piper nigrum ja maitse on sarnane, kuid kuumem kui Piper nigrum.
Viljad Piper Longum sisaldab u. 1% lenduvaid õlisid, vaiku, alkaloide piperiini ja piperlonguminiini, vahajas alkaloidi Nisobutüüldeka-trans-2-trans-4-dienamiidi ja terpenoidset ainet. Piperidiini alkaloidpiperiin vastutab piparite marjade vürtsika, terava maitse eest. Piperlongumine on farmakoloogiline toimeaine, mis näitab aktiivsust paljude vähivormide, sealhulgas eesnäärme-, rinna-, kopsu-, käärsoole-, lümfoomi-, leukeemia-, primaarsete ajukasvajate ja maovähi vastu.
Lisaks leidub pipramarjades järgmisi mineraalaineid: 1230mg/100g kaltsiumi, 190mg/100g fosforit ja 62,1mg/100g rauda. Juured sisaldavad piperiini, piperlongumiini või piplartiini ja dihüdrostigmasterooli.