Ultraschallextraktioun vu Piperin aus Peffer

• Piperin ass eng bioaktiv Substanz, déi a Pefferkären virkënnt a fir hir pharmakologesch Eegenschafte geschat gëtt.
• Ultraschall ass eng effizient, einfach a séier Extraktiounstechnik, fir héichwäertege Piperin ze isoléieren.
• D’Ultraschallextraktioun ass eng zouverlässeg a bewäert Method, déi schonn an der Pharma- a Liewensmëttelindustrie wäit verbreet ass.

Piperinextraktioun mat Héichleeschtungsultraschall

Piperin ass eng geschate bioaktiv Verbindung, déi fir hiert Potenzial bekannt ass, d’Absorptioun vu Kurkumin, Selen, Vitamin B12, Beta-Karotin an anere Verbindungen ze erhéijen. Dofir huet d’Pharma- an Ernärungsindustrie e groussen Interessi un der séierer an einfacher Extraktioun vun héichwäertegem Piperin.
Déi konventionell Extraktioun vu Piperin a Piperidin gëtt duerch eng zäitopwänneg Léisungsmëttelextraktioun mat gëftegem DMC (Dichlormethan) duerchgefouert. D’Ultraschallextraktioun iwwertrëfft déi konventionell Léisungsmëttelextraktioun duerch méi héich Ausbezuelen, d’Benotzung vun net gëftege Léisungsmëttelen (z. B. Ethanol) an e séieren Extraktiounsprozess. Héichleeschtungsultraschall erzeugt Kavitatioun a Flëssegkeeten. Akustesch Kavitatioun oder Ultraschallkavitatioun erzeugt lokal extrem Bedéngunge wéi extrem héich Temperatur- an Drockdifferenzen, Flëssegkeetsstralen a Schéierkräften. Dës Ultraschallkräfte briechen Zellwänn op an erhéijen de Stofftransport tëscht dem Zellbannenzegen an dem Léisungsmëttel ronderëm, soudatt déi bioaktiv Substanze fräigesat ginn. D’Ultraschallextraktioun ass eng bewäert Technik, fir geziilt Verbindunge wéi Piperin aus gemuelenem Peffer ze isoléieren (piper nigrum, piper longum).

Optimal Extraktiounsbedéngungen duerch Beschallung

Ee vun de wichtegste Virdeeler vun der Isolatioun mat Ultraschall ass déi präzis Kontroll vun alle Prozessparameteren. D’Ultraschallintensitéit (Amplitud, Leeschtung, relativ Aschaltdauer), d’Extraktiounszäit, d’Léisungsmëttel, d’Verhältnis vu Feststoff zu Léisungsmëttel an d’Temperatur kënnen op optimal Bedéngungen agestallt ginn, fir déi héchst Ausbezuel un héichwäertegem Piperin ze kréien.

Beispillprotokoll fir d’Ultraschallextraktioun vu Piperin

An engem klengmoossege Versuch mat engem Becherglas gëtt déi maximal Ausbezuel u Piperin (5,8 mg/g) aus gemuelenem Piper longum ënner optiméierten Ultraschallextraktiounsbedéngungen erreecht, déi wéi follgt ermëttelt goufen:
Ultraschallapparat UP200St oder UP200Ht (200W, 26kHz)
Ultraschallparameteren: 100% Amplitud, 80% relativ Aschaltdauer
Beschallungszäit: ongeféier 18 min.
Léisungsmëttel: Ethanol
Verhältnis vu Feststoff zu Léisungsmëttel: 1:10
Temperatur: 50°C

Iwwerleeë Resultater

D’Ultraschallextraktioun huet bedeitend Virdeeler géintiwwer der traditioneller Chargen- a Léisungsmëttelextraktioun. Rathod (2014) weist, datt d’Extraktiounszäit vun 8h bei der Léisungsmëttelextraktioun a Chargen a vu 4h bei der Soxhlet-Extraktioun op 18 min. bei der Ultraschallextraktioun reduzéiert gëtt. Ausserdeem liwwert d’Ultraschallextraktioun eng méi héich Extraktiounsausbezuel u Piperin. Fir d’Soxhlet-Extraktioun an d’Chargenextraktioun goufen Extraktiounsausbezuele vu jeeweils 1,67 mg/g an 0,98 mg/g Piperin ermëttelt, déi däitlech ënner der mat Ultraschall erreechter Ausbezuel vu 5,8mg/g louchen. Rathod (2014) kënnt zur Konklusioun, datt d’ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vun natierleche Planzebestanddeeler wéi Piperin de Problem vun der gerénger Extrahéierbarkeet an de laangen Extraktiounszäiten am Verglach mat traditionelle Methode reduzéiert.

Ultraschall gëtt och erfollegräich fir d’Extraktioun vun äthereschen Ueleger aus schwaarzem Peffer agesat. Klickt hei, fir méi iwwer d’Ultraschall-Hydrodestillatioun vun äthereschen Ueleger ze gewuer ze ginn!

Fannt de beschten Ultraschallapparat fir d’Piperinextraktioun

Hielscher Ultrasonics ass en Hiersteller mat laangjäreger Erfarung mat héichleeschtungsfäegen Ultraschallextraktiounssystemer. Eist Produktsortiment reecht vu klengen, leeschtungsstaarken Labor-Ultraschallapparater bis zu robusten Dësch- an Industriesystemer, déi fir déi effizient Extraktioun an Isolatioun vu bioaktive Substanzen Ultraschall mat héijer Intensitéit liwweren (z. B. Piperin, Kurkumin asw.).
All Ultraschallapparater vun 200W bis 16.000W hunn e Faarfdisplay fir déi digital Steierung, eng integréiert SD-Kaart fir déi automatesch Datenopzeechnung, eng Fernsteierung iwwer de Browser a vill weider benotzerfrëndlech Funktiounen. D’Sonotroden an d’Duerchflosszellen (déi Deeler, déi mam Medium a Kontakt sinn) kënnen autoklavéiert ginn a sinn einfach ze botzen.
All eis Ultraschallapparater si fir de 24/7-Betrib gebaut, brauche wéineg Ënnerhalt a sinn einfach a sécher ze bedreiwen.

Déi folgend Tabell gëtt Iech en Iwwerbléck iwwer déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater:

Literatur/Referenzen

• Leonardo Cristian Favre, Guido Rolandelli, Ndumiso Mshicileli, Lusani Norah Vhangani, Cristina dos Santos Ferreira, Jessy van Wyk, María del Pilar Buera (2020): Antioxidatiivt an antiglykéierend Potenzial vu gréngem Peffer (Piper nigrum): Optiméierung vun der Extraktioun op Basis vu β-Cyclodextrin mat der Äntwertuewerflächemethod. Food Chemistry, Band 316, 2020.
• Cao X.; Ye X.; Lu Y.; Mo W. (2009): Ultraschallënnerstëtzt Extraktioun vu Piperin aus wäissem Peffer op Basis vun enger ionescher Flëssegkeet. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47–51.
• Rathod S.S.; Rathod V.K. (2014): Extraktioun vu Piperin aus Piper longum mat Ultraschall. Industrial Crops and Products Band 58, 2014. 259–264.
• Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optiméiert d’Extraktioun vu phenolesche Verbindungen aus der Jujube (Ziziphus Jujube) mat enger ultraschallënnerstëtzter Extraktiounsmethod.
• Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extraktioun a Charakteriséierung vu Proteinnen aus der Bléi vun der Banann (Musa Sapientum L) an Evaluatioun vun antimikrobiellen Aktivitéiten. J Food Sci Technol (February 2018) 55(2):658–666.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Us, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Optiméierung vun den Extraktiounsparametere fir Epigallocatechingallat aus gréngem Téi mat konventionelle Waarmwaasser- an ultraschallënnerstëtzte Methoden. Liewensmëttel- a Bioproduktveraarbechtung 111 (2018). 37–44.

Wëssenswäertes

Ultraschallextraktioun

D’Ultraschallextraktioun vu bioaktive Substanzen aus Planzematerial baséiert op dem Prinzip vun der akustescher Kavitatioun. Akustesch Kavitatioun entsteet, wann Ultraschallwelle mat ganz héijer Intensitéit (z. B. héich Amplitudë vun 100µm, déi duerch Ultraschall vun 20–26kHz generéiert ginn) an eng Flëssegkeet agekoppelt ginn. Duerch d’Kavitatioun entstinn Schéierkräften, déi d’Zellwänn vum Planzematerial perforéieren an opräissen an dat ëmginnend Léisungsmëttel an d’Zell bannendran erandrécken an nees erauszéien. Nom Extraktiounsprozess enthält d’Léisungsmëttel déi viséiert Moleküllen, déi duerno ofgetrennt kënne ginn (z. B. duerch Zentrifugatioun). D’Ultraschallextraktioun ass dofir bekannt, héich Ausbezute vun intakte Planzenextrakter ze liwweren.

Ultraschallextraktioun aus Zellen: de mikroskopesche Querschnëtt (TS) vum apikale Stängel vun der Mënz (Mentha piperita) weist de Wierkmechanismus bei der Ultraschallextraktioun aus Zellen (Vergréisserung 2000x) [Quell: Vilkhu et al. 2011]

Piperin

Piperin (1-piperyol-piperidine) ass déi wichtegst schaarf Verbindung am Peffer (piper nigrum / piper longum, Piperaceae). De Goût vum Peffer, seng Schäerft an domat seng Qualitéit korreléiere mam Piperinundeel. Dëst Qualitéitsmierkmal kann duerch d’Hydrolys vu Piperin verännert ginn, soudatt de Piperidinrank gespléckt gëtt.
Piperin ass fir verschidde pharmakologesch Wierkunge bekannt, z. B. antimykotesch, antidiarrhoesch an entzündungshemmend Wierkungen, souwéi d’Hemmung vu 5-Lipoxygenase a Cyclooxygenase-1. Ausserdeem erhéicht Piperin d’Bioverfügbarkeet vu Curcumin ëm 2000%. Dofir ass Piperin eng beléift Substanz, déi a Formuléierunge vun Nahrungsergänzungsmëttele benotzt gëtt (z. B. BioPerine®).
Piperin kann extrahéiert ginn aus Piper nigrum an Piper longum.
Piperidin ass e sekundäert zyklescht Amin, eng molekular Struktur, déi a ville Planzenalkaloide virkënnt. Piperidin entsteet duerch d’Hydrolys vu Piperin. Piperidin a seng Derivater sinn allgéigewäerteg Bausteng bei der Synthes vu Pharmazeutika a Feinchemikalien.

Peffer

Piper nigrum, schwaarze Peffer, ass eng klammend Bléieplanz aus der Famill Piperaceae. Se gëtt wéinst hire Pefferkären ugebaut, déi normalerweis gedréchent an als Gewierz an zum Wierze benotzt ginn. Schwaarz, gréng a wäiss Pefferkäre stamen all vun der schwaarzer Pefferplanz. Déi verschidde Faarwen entstinn duerch d’Behandlung an d’Veraarbechtung vun de Pefferkären. Schwaarz Pefferkäre ginn hiergestallt, andeems déi onräif Stengefriichten a waarmem Waasser gekacht an duerno gedréchent ginn. Wäisse Peffer gëtt a Form vu vollräife Biere vun der Pefferplanz geziilt; duerno gëtt déi donkel Haut vun de räife Friichten duerch e Rotteprozess ewechgeholl. Gréng Pefferkäre ginn aus den onräife Stengefriichten hiergestallt, andeems se mat Schwiefeldioxid behandelt, a Konserve gefëllt oder gefréiergedréchent ginn, fir hir gréng Faarfstoffer ze erhalen.

Piper longum Linn, och als indesche laange Peffer (pipli) bekannt, ass enk verwandt mat Piper nigrum an huet en änlechen, awer méi schaarfe Goût wéi Piper nigrum.
D’Friichte vu Piper longum enthalen ongeféier 1% flüchteg Ueleger, Harz, d’Alkaloide Piperin a Piperlonguminin, e wuessaartegen Alkaloid Nisobutyldeca-trans-2-trans-4-dienamide an eng terpenoid Substanz. De Piperidinalkaloid Piperin ass fir de wierzege, schaarfe Goût vun de Pefferbiere verantwortlech. Piperlongumin ass eng pharmakologesch aktiv Substanz, déi Wierksamkeet géint vill Kriibsaarten weist, dorënner Prostata-, Broscht-, Longen-, Déckdaarm- a Mokriibs, Lymphomen, Leukämie a primär Gehiertumoren.
Ausserdeem sinn déi follgend Quantitéite vu Mineralstoffer a Pefferbieren ze fannen: 1230mg/100g Kalzium, 190mg/100g Phosphor an 62,1mg/100g Eisen. D’Wuerzelen enthalen Piperin, Piperlongumin oder Piplartin an Dihydrostigmasterol.