Ultrazvučna ekstrakcija kapsaicina iz ljutih čili papričica
- Kapsaicin je glavni okus i začin u ljutim papričicama, također poznatim kao čili.
- Za proizvodnju visokokvalitetnog kapsaicina kao aromatične arome i ljekovitog sastojka potrebna je učinkovita, ali blaga tehnika ekstrakcije kako bi se spriječila degradacija.
- Ultrazvučna ekstrakcija je blaga mehanička metoda ekstrakcije, koja daje visoke prinose kapsaicina u vrlo kratkom vremenu ekstrakcije.
Ultrazvuk visokih performansi za visokokvalitetne ekstrakte kapsaicina
Ultrazvučna ekstrakcija kapsaicinoida iz ljutih čili papričica (npr. Capsicum frutescens) značajno poboljšava prinos ekstrakcije. Snažni ultrazvuk potiče perforaciju i kidanje staničnih stijenki, kao i bubrenje i hidrataciju guranjem otapala u biljne stanice. To rezultira povećanim prijenosom mase unutarstaničnih tvari (uključujući kapsaicinoide) iz biljnih stanica u otapalo.
Kao čisto mehanička, netermalna tehnika obrade, ultrazvučna ekstrakcija sprječava toplinsku degradaciju termo-labilnih spojeva. Ultrazvučna kavitacija intenzivira proces ekstrakcije, što rezultira visokim prinosima vrhunske kvalitete ekstrakta. Investicijski i operativni troškovi opreme za ultrazvučnu ekstrakciju relativno su niski i omogućuju brz povrat ulaganja.
- Vrhunski prinos
- Ekstrakcija velikom brzinom – kroz nekoliko minuta
- Ekstrakti visoke kvalitete – Blaga, ne termalna
- Zelena otapala (npr. voda/etanol)
- Isplativ
- Jednostavan i siguran rad
- Niski investicijski i operativni troškovi
- Rad 24/7 pod teškim uvjetima
- Zelena, ekološki prihvatljiva metoda
120L ultrazvučna šaržna ekstrakcija biljaka s UIP2000hdT i miješalicom
Ultrazvučna ekstrakcija kapsaicinoida – u šaržnom ili kontinuiranom načinu protoka
serija: Procesi ultrazvučne ekstrakcije mogu se izvoditi kao jednostavni šaržni procesi ili kao inline obrada, gdje se medij kontinuirano dovodi kroz ultrazvučni protočni reaktor.
Serijska obrada je jednostavan postupak, gdje se ekstrakcija izvodi lot po lot. Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne procesore za male do velike serije, tj. 1L do 120L.
Za obradu serija od 5 do 10L, preporučujemo UP400ST sa sonotrodom S24d22L2D. (vidi sliku lijevo)
Za obradu serija od cca. 120L, preporučujemo UIP2000hdT sa sonotrodom RS4d40L4. (vidi sliku gore desno)
Protočno: Za veće količine i potpunu komercijalnu ekstrakciju kapsaicina, kontinuirana struja tekućine koja sadrži pahuljice ljute papričice dovodi se kroz ultrazvučni reaktor, gdje se otapalo/botanička suspenzija intenzivno sonificira.
Za volumen od cca. 8L/min., preporučujemo UIP4000hdT sa sonotrodom RS4d40L3 i protočnom ćelijom pod pritiskom FC130L4-3G0.
Studija slučaja ultrazvučne ekstrakcije kapsaicina
Olguín-Rojas i sur. (2019) izvješćuju o izolaciji kapsaicinoida s prinosom većim od 96% koristeći tri Capsicum chinense Jacq. kultivari (paprika 'Bode', 'Habanero' i 'Habanero Roxo'). Koristili su Hielscher sondu-ultrasonikator UP200S (200 W, 24 kHz) s uzorkom uronjenim u vodenu kupelj s kontroliranom temperaturom. 0,25 g uzorka Capsicum chinense stavljeno je u kontakt s 25 mL metanola tijekom 10 minuta, a zatim je prebačeno u vodenu kupelj na 50ºC, 200 W izlazne amplitude i radnog ciklusa od 0,5 s. Nakon toga, ekstrakti su filtrirani kroz najlonski filtar štrcaljke i analizirani kromoatografijom. U analizi je nađeno svih pet glavnih kapsaicinoida (n-DHC, C, DHC, hC i h-DHC). Ultrazvučna ekstrakcija daje ekstrakt punog spektra sa širokim profilom okusa.
Sganzerla i sur. (2014.) otkrili su da je ultrazvučna ekstrakcija izvrsna metoda za kvantitativnu i ponovljivu ekstrakciju kapsaicinoida iz čili papričica korištenjem metanola kao otapala. Zbog svoje jednostavnosti i učinkovitosti, ultrazvučna ekstrakcija može se primijeniti za brzu rutinsku analizu kapsaicinoida u čili papričicama.
oprema za ultrazvučnu ekstrakciju
Hielscher Ultrasonics specijaliziran je za proizvodnju ultrazvučnih procesora visokih performansi za proizvodnju visokokvalitetnih ekstrakata iz biljnih biljaka.
Široki portfelj proizvoda tvrtke Hielscher Ultarsonics kreće se od kompaktnih, snažnih laboratorijskih sonikatora do robusnih stolnih i potpuno industrijskih sustava, koji isporučuju ultrazvuk visokog intenziteta za učinkovitu ekstrakciju i izolaciju bioaktivnih tvari (npr. kvercetin, kofein, kurkumin, terpeni itd.) . Svi digitalni sonikatori od 200 W do 16.000 W imaju intuitivan izbornik s programibilnim postavkama, zaslon osjetljiv na dodir u boji za digitalnu kontrolu, integriranu SD karticu za automatsko snimanje podataka, daljinsko upravljanje preglednikom i mnoge druge značajke jednostavne za korištenje. Sonotrode i protočne ćelije (dijelovi koji su u kontaktu s medijem) mogu se autoklavirati i lako se čiste. Svi naši ultrazvučni uređaji napravljeni su za rad 24/7, zahtijevaju malo održavanja i jednostavni su i sigurni za rukovanje.
Digitalni zaslon u boji omogućuje jednostavnu kontrolu ultrazvučnog uređaja. Naši sustavi su sposobni isporučivati od niskih do vrlo visokih amplituda. Za ekstrakciju polifenola i drugih bioaktivnih fitokemijskih tvari kao što su kapsaicinoidi, nudimo posebne ultrazvučne sonotrode (poznate i kao ultrazvučne sonde ili rogovi) koje su optimizirane za osjetljivu izolaciju visokokvalitetnih aktivnih tvari. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućuje 24/7 rad pri teškim uvjetima rada iu zahtjevnim okruženjima.
Precizna kontrola parametara ultrazvučnog procesa osigurava ponovljivost i standardizaciju procesa.
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0.5 do 1,5 ml | na | VialTweeter |
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Lagani, ali snažni sonikator UP200Ht idealan je za ekstrakciju kapsaicina u čašama
Literatura / Reference
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati
Kapsaicinoidi
Paprike su popularne u cijelom svijetu i često se koriste kao dodaci hrani za davanje ljutog i oporog okusa. Kapsaicinoidi su spojevi okusa u crvenim čili papričicama, uglavnom sastavljeni od kapsaicina (trans-8 metil-N-vanilil-6-nonenamida) i dihidrokapsaicina (8 metil-N-vanililnonanamida), nordihidrokapsaicina, homokapsaicina i homodihidrokapsaicina. Kapsaicin i dihidrokapsaicin su najzastupljeniji kapsaicinoidi, koji su odgovorni za oko 90% ljutine. Sveukupno je u različitim vrstama paprike razlučeno više od 20 kapsaicinoida.
Kapsaicinoidi su najistaknutija vrsta fitokemikalija u paprici. Oni su nehlapljivi alkaloidi, koji su kemijski kiseli amidi C9-C11 masnih kiselina razgranatog lanca i vanilijamina. Kapsaicinoidi koji su odgovorni za opor i pikantan okus čili papričica, popularan su sastojak začina. Osim upotrebe kao sastojaka hrane, kapsaicinoidi su poznati po svojim farmakološkim svojstvima, koja uključuju njihovu funkciju kemoprotektora protiv mutageneze ili tumorigeneze, kao antimikrobika, kao antioksidansa, zbog svog antikancerogenog učinka, svojih analgetskih učinaka i njihovog učinka na neurone odgovorne za bol prijenos i neurogene upale. Još jedna uobičajena uporaba kapsaicinoida je u topikalnim analgeticima protiv bolova, antiartritičnim i protuupalnim mastima te kao prirodni inhibitor patogenih mikroorganizama
U prehrambenoj industriji kapsaicinoidi se ponekad dodaju kao prirodni konzervans zbog svojih antimikrobnih svojstava.
Plodovi čilija Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav., i Capsicum chinense uzgajaju se diljem svijeta i po tome su dobro poznati.