Estrazione a ultrasuoni della capsaicina dai peperoncini piccanti
- La capsaicina è il principale composto aromatico e speziato dei peperoncini, noti anche come peperoncini.
- Per produrre capsaicina di alta qualità come ingrediente aromatico e medicinale, è necessaria una tecnica di estrazione efficiente ma delicata per evitare la degradazione.
- L'estrazione a ultrasuoni è un metodo di estrazione meccanica delicato, che fornisce elevate rese di capsaicina in un tempo di estrazione molto breve.
Ultrasuoni ad alte prestazioni per estratti di capsaicina di alta qualità
L'estrazione a ultrasuoni di capsaicinoidi da peperoncini piccanti (ad es. Capsicum frutescens) migliora notevolmente la resa di estrazione. Gli ultrasuoni favoriscono la perforazione e la rottura delle pareti cellulari, nonché il rigonfiamento e l'idratazione, spingendo il solvente all'interno delle cellule vegetali. Ciò determina un maggiore trasferimento di massa delle sostanze intracellulari (compresi i capsaicinoidi) dalle cellule vegetali al solvente.
Come tecnica di lavorazione puramente meccanica e non termica, l'estrazione a ultrasuoni previene la degradazione termica dei composti termo-labili. La cavitazione a ultrasuoni intensifica il processo di estrazione, ottenendo rese elevate e una qualità superiore dell'estratto. I costi di investimento e operativi delle apparecchiature per l'estrazione a ultrasuoni sono relativamente bassi e consentono un rapido RoI.
- Rendimento superiore
- Estrazione ad alta velocità – entro pochi minuti
- Estratti di alta qualità – Lieve, non termico
- Solventi verdi (ad es. acqua/etanolo)
- Economicamente vantaggioso
- funzionamento facile e sicuro
- Bassi costi di investimento e operativi
- Funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di impiego gravose
- Metodo verde ed ecologico
120L Estrazione a ultrasuoni in batch di prodotti botanici con UIP2000hdT e agitatore
Estrazione di capsaicinoidi a ultrasuoni – in modalità batch o flusso continuo
Lotto: I processi di estrazione a ultrasuoni possono essere utilizzati come semplici processi batch o come trattamento in linea, in cui il fluido viene alimentato continuamente attraverso un reattore a flusso continuo di ultrasuoni.
Il trattamento in lotti è una procedura semplice, in cui l'estrazione viene eseguita lotto per lotto. Hielscher Ultrasonics offre processori a ultrasuoni per lotti piccoli e grandi, da 1 litro a 120 litri.
Per la lavorazione di lotti da 5 a 10 litri, si consiglia l'UP400ST con sonotrodo S24d22L2D. (vedi foto a sinistra)
Per la lavorazione di lotti di circa 120L, si consiglia l'UIP2000hdT con sonotrodo RS4d40L4. (vedi foto in alto a destra)
Flusso di notizie: Per volumi maggiori e per l'estrazione di capsaicina su scala commerciale, un flusso liquido continuo contenente fiocchi di peperoncino viene alimentato attraverso un reattore a ultrasuoni, dove l'impasto solvente/botanica viene intensamente sonicato.
Per un volume di circa 8L/min. si consiglia la UIP4000hdT con sonotrodo RS4d40L3 e cella a flusso pressurizzabile FC130L4-3G0.
Caso di studio sull'estrazione di capsaicina a ultrasuoni
Olguín-Rojas et al. (2019) riportano l'isolamento di una resa di capsaicinoidi superiore al 96% utilizzando tre cultivar di Capsicum chinense Jacq. (peperoni "Bode", "Habanero" e "Habanero Roxo"). Hanno utilizzato la sonda-ultrasuoni di Hielscher UP200S (200 W, 24 kHz) con il campione immerso in un bagno d'acqua a temperatura controllata. 0,25 g di campione di Capsicum chinense sono stati messi a contatto con 25 ml di metanolo per 10 minuti, quindi sono stati trasferiti nel bagno d'acqua a 50 ºC, ampiezza di uscita di 200 W e ciclo di lavoro di 0,5 secondi. Successivamente, gli estratti sono stati filtrati attraverso un filtro a siringa in nylon e analizzati tramite cromatografia. Nell'analisi sono stati trovati tutti e cinque i capsaicinoidi principali (n-DHC, C, DHC, h-C e h-DHC). L'estrazione a ultrasuoni fornisce un estratto a spettro completo con un ampio profilo aromatico.
Sganzerla et al. (2014) hanno scoperto che l'estrazione a ultrasuoni è un metodo eccellente per l'estrazione quantitativa e riproducibile dei capsaicinoidi dai peperoncini utilizzando il metanolo come solvente. Grazie alla sua semplicità ed efficienza, l'estrazione a ultrasuoni può essere applicata per una rapida analisi di routine dei capsaicinoidi nei peperoncini.
apparecchiatura di estrazione a ultrasuoni
Hielscher Ultrasonics è specializzata nella produzione di processori a ultrasuoni ad alte prestazioni per la produzione di estratti botanici di alta qualità.
L'ampia gamma di prodotti di Hielscher Ultarsonics spazia da sonicatori da laboratorio compatti e potenti a robusti sistemi da banco e completamente industriali, che forniscono ultrasuoni ad alta intensità per l'estrazione e l'isolamento efficiente di sostanze bioattive (ad esempio quercetina, caffeina, curcumina, terpeni ecc.). Tutti i sonicatori digitali da 200W a 16.000W sono dotati di un menu intuitivo con impostazioni programmabili, di un display touch colorato per il controllo digitale, di una scheda SD integrata per la registrazione automatica dei dati, di un telecomando con browser e di molte altre funzioni di facile utilizzo. I sonotrodi e le celle di flusso (le parti a contatto con il fluido) possono essere sterilizzati in autoclave e sono facili da pulire. Tutti i nostri ultrasuonatori sono costruiti per funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, richiedono poca manutenzione e sono facili e sicuri da usare.
Un display digitale a colori consente un controllo semplice dell'ultrasuonatore. I nostri sistemi sono in grado di fornire ampiezze da basse a molto elevate. Per l'estrazione di polifenoli e altri fitofarmaci bioattivi come i capsaicinoidi, offriamo speciali sonotrodi a ultrasuoni (noti anche come sonde o corni a ultrasuoni) ottimizzati per l'isolamento sensibile di sostanze attive di alta qualità. La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher consente un funzionamento 24 ore su 24, 7 giorni su 7, in condizioni di lavoro gravose e in ambienti difficili.
Il controllo preciso dei parametri del processo a ultrasuoni garantisce la riproducibilità e la standardizzazione del processo.
La tabella seguente fornisce un'indicazione della capacità di lavorazione approssimativa dei nostri ultrasonori:
| Volume di batch | Portata | Dispositivi raccomandati |
|---|---|---|
| 0,5-1,5 mL | n.a. | VialTweeter |
| 1 - 500mL | 10 - 200mL/min | UP100H |
| 10 - 2000mL | 20 - 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 - 20L | 0,2 - 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 - 100L | 2 - 10L/min | UIP4000hdt |
| n.a. | 10 - 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | più grande | cluster di UIP16000 |
Contattateci! / Chiedi a noi!
Il sonicatore leggero ma potente UP200Ht è ideale per l'estrazione della capsaicina in becker
Letteratura / Riferimenti
- 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.
Particolarità / Cose da sapere
Capsaicinoidi
I peperoni sono popolari in tutto il mondo e sono spesso utilizzati come additivi alimentari per fornire un sapore piccante e pungente. I capsaicinoidi sono composti aromatici presenti nei peperoncini rossi, composti principalmente da capsaicina (trans-8 metil-N-vanillil-6-nonenamide) e diidrocapsaicina (8 metil-N-vanillilnonanamide), nordiidrocapsaicina, omocapsaicina e omodiidrocapsaicina. La capsaicina e la diidrocapsaicina sono i capsaicinoidi più abbondanti, responsabili di circa il 90% della piccantezza. Complessivamente, sono stati distinti più di 20 capsaicinoidi in diverse specie di pepe.
I capsaicinoidi sono il tipo più importante di sostanze fitochimiche presenti nei peperoni. Sono alcaloidi non volatili, chimicamente ammidi acide di acidi grassi a catena ramificata C9-C11 e vanillilammina. Responsabili del sapore pungente e piccante del peperoncino, i capsaicinoidi sono un ingrediente popolare per le spezie. Oltre che come ingrediente alimentare, i capsaicinoidi sono noti per le loro proprietà farmacologiche, che comprendono la funzione di chemioprotettori contro la mutagenesi o la tumorigenesi, di antimicrobici, di antiossidanti, di antitumorali, di effetti analgesici e di azione sui neuroni responsabili della trasmissione del dolore e dell'infiammazione neurogenica. Un altro uso comune dei capsaicinoidi è quello di analgesici topici contro il dolore, pomate antiartritiche e antinfiammatorie e come inibitori naturali di microrganismi patogeni.
Nell'industria alimentare, i capsaicinoidi sono talvolta aggiunti come conservanti naturali grazie alle loro proprietà antimicrobiche.
I frutti del peperoncino di Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. e Capsicum chinense sono coltivati in tutto il mondo e sono quindi molto conosciuti.