Kapsaicīna ekstrakcija no asajiem čili pipariem ar ultraskaņu
- Kapsaicīns ir galvenais garšas un asuma savienojums asajos piparos, ko dēvē arī par čili.
- Lai iegūtu augstas kvalitātes kapsaicīnu kā aromātisku garšas piedevu un ārstniecisku sastāvdaļu, nepieciešama efektīva, tomēr saudzīga ekstrakcijas metode, kas novērš tā noārdīšanos.
- Ekstrakcija ar ultraskaņu ir saudzīga mehāniskās ekstrakcijas metode, kas nodrošina augstu kapsaicīna iznākumu ļoti īsā ekstrakcijas laikā.
Augstas veiktspējas ultraskaņas tehnoloģija augstas kvalitātes kapsaicīna ekstraktiem
Kapsaicinoīdu ekstrakcija no asajiem čili pipariem (piem., Capsicum frutescens) ar ultraskaņu ievērojami palielina ekstrakcijas iznākumu. Jaudas ultraskaņa veicina šūnu sieniņu perforāciju un sagraušanu, kā arī uzbriešanu un hidratāciju, iespiežot šķīdinātāju augu šūnās. Tas palielina šūnu iekšējo vielu (tostarp kapsaicinoīdu) masas pārnesi no augu šūnām uz šķīdinātāju.
Ekstrakcija ar ultraskaņu kā pilnībā mehāniska, netermiska apstrādes metode novērš termolabilu savienojumu termisko noārdīšanos. Ultraskaņas kavitācija intensificē ekstrakcijas procesu, nodrošinot augstu iznākumu un izcilu ekstrakta kvalitāti. Ultraskaņas ekstrakcijas iekārtu iegādes un ekspluatācijas izmaksas ir salīdzinoši zemas un ļauj ātri atpelnīt ieguldījumu.
- Izcils iznākums
- Ātra ekstrakcija – dažu minūšu laikā
- Augstas kvalitātes ekstrakti – saudzīga, netermiska ekstrakcija
- Videi draudzīgi šķīdinātāji (piem., ūdens/etanols)
- Ekonomiski izdevīga
- Vienkārša un droša lietošana
- Zemas iegādes un ekspluatācijas izmaksas
- Darbība 24/7 lielas slodzes apstākļos
- Zaļa, videi draudzīga metode
Augu izejvielu ekstrakcija ar ultraskaņu 120L partijās, izmantojot UIP2000hdT un maisītāju
Kapsaicinoīdu ekstrakcija ar ultraskaņu – partiju vai nepārtrauktas plūsmas režīmā
Partiju apstrāde: Ultraskaņas ekstrakcijas procesus var īstenot kā vienkāršus partiju procesus vai kā apstrādi plūsmā, kurā vidi nepārtraukti padod caur ultraskaņas caurplūdes reaktoru.
Partiju apstrāde ir vienkārša procedūra, kurā ekstrakciju veic pa atsevišķām partijām. Hielscher Ultrasonics piedāvā ultraskaņas procesorus mazām un lielām partijām, proti, no 1L līdz 120L.
5 līdz 10L partiju apstrādei iesakām UP400ST ar sonotrodi S24d22L2D. (skat. attēlu pa kreisi)
Aptuveni 120L partiju apstrādei iesakām UIP2000hdT ar sonotrodi RS4d40L4. (skat. attēlu augšā pa labi)
Caurplūdes apstrāde: Lielākiem tilpumiem un pilna mēroga komerciālai kapsaicīna ekstrakcijai nepārtrauktu šķidruma plūsmu, kas satur aso piparu pārslas, padod caur ultraskaņas reaktoru, kurā šķīdinātāja un augu izejvielu suspensiju intensīvi apstrādā ar ultraskaņu.
Aptuveni 8L/min. plūsmai iesakām UIP4000hdT ar sonotrodi RS4d40L3 un plūsmas šūnu FC130L4-3G0, kurā var radīt paaugstinātu spiedienu.
Kapsaicīna ekstrakcijas ar ultraskaņu pētījuma piemērs
Olguín-Rojas un līdzautori (2019) ziņo par kapsaicinoīdu izolēšanu ar iznākumu, kas pārsniedz 96%, izmantojot trīs Capsicum chinense Jacq. šķirnes (‘Bode’, ‘Habanero’ un ‘Habanero Roxo’ piparus). Viņi izmantoja Hielscher zondes tipa ultraskaņas apstrādes iekārtu UP200S (200 W, 24 kHz) ar paraugu, kas iegremdēts ūdens vannā ar regulējamu temperatūru. 0,25g Capsicum chinense parauga uz 10 minūtēm ievietoja saskarē ar 25mL metanola un pēc tam pārvietoja uz ūdens vannu 50ºC temperatūrā, izmantojot 200 W izejas amplitūdu un 0,5sec darba ciklu. Pēc tam ekstraktus filtrēja caur neilona šļirces filtru un analizēja ar hromatogrāfiju. Analīzē konstatēja visus piecus galvenos kapsaicinoīdus (n-DHC, C, DHC, h-C un h-DHC). Ekstrakcija ar ultraskaņu nodrošina pilna spektra ekstraktu ar plašu garšas profilu.
Sganzerla un līdzautori (2014) konstatēja, ka ekstrakcija ar ultraskaņu ir lieliska metode kvantitatīvai un reproducējamai kapsaicinoīdu ekstrakcijai no čili pipariem, izmantojot metanolu kā šķīdinātāju. Pateicoties vienkāršībai un efektivitātei, ekstrakciju ar ultraskaņu var izmantot ātrai kapsaicinoīdu rutīnas analīzei čili piparos.
Ultraskaņas ekstrakcijas iekārtas
Hielscher Ultrasonics specializējas augstas veiktspējas ultraskaņas procesoru ražošanā augstas kvalitātes ekstraktu iegūšanai no augu izejvielām.
Hielscher Ultarsonics plašais produktu klāsts ietver gan kompaktas, jaudīgas laboratorijas ultraskaņas apstrādes iekārtas, gan izturīgas galda un pilnībā rūpnieciskas sistēmas, kas nodrošina augstas intensitātes ultraskaņu efektīvai bioloģiski aktīvo vielu (piem., kvercetīna, kofeīna, kurkumīna, terpēnu u. c.) ekstrakcijai un izolēšanai. Visām digitālajām ultraskaņas apstrādes iekārtām no 200W līdz 16 000W ir intuitīva izvēlne ar programmējamiem iestatījumiem, krāsu skārienekrāns digitālai vadībai, iebūvēta SD karte automātiskai datu reģistrēšanai, attālināta vadība pārlūkprogrammā un daudzas citas lietotājam ērtas funkcijas. Sonotrodes un plūsmas šūnas (daļas, kas saskaras ar vidi) var apstrādāt autoklāvā, un tās ir viegli tīrāmas. Visas mūsu ultraskaņas apstrādes iekārtas ir paredzētas darbībai 24/7, tām nepieciešama neliela apkope, un tās ir vienkārši un droši lietojamas.
Digitāls krāsu displejs nodrošina ērtu ultraskaņas apstrādes iekārtas vadību. Mūsu sistēmas spēj nodrošināt amplitūdas no zemām līdz pat ļoti augstām. Polifenolu un citu bioloģiski aktīvu fitoķīmisko vielu, piemēram, kapsaicinoīdu, ekstrakcijai piedāvājam īpašas ultraskaņas sonotrodes (pazīstamas arī kā ultraskaņas zondes vai ragi), kas ir optimizētas saudzīgai augstas kvalitātes aktīvo vielu izolēšanai. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība ļauj tās darbināt 24/7 lielas slodzes apstākļos un prasīgā vidē.
Precīza ultraskaņas procesa parametru kontrole nodrošina reproducējamību un procesa standartizāciju.
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas apstrādes iekārtu aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās iekārtas |
|---|---|---|
| 0,5 līdz 1,5mL | nav piemērojams | VialTweeter |
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200mL/min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| nav piemērojams | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| nav piemērojams | lielāks | iekārtu grupa UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Vieglā, tomēr jaudīgā ultraskaņas apstrādes iekārta UP200Ht ir ideāli piemērota kapsaicīna ekstrakcijai laboratorijas vārglāzēs
Literatūra / Atsauces
- 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.
Noderīgi fakti
Kapsaicinoīdi
Pipari ir populāri visā pasaulē, un tos bieži izmanto kā pārtikas piedevas, lai piešķirtu asu un dedzinošu garšu. Kapsaicinoīdi ir sarkano čili piparu garšas savienojumi, kuru sastāvā galvenokārt ir kapsaicīns (trans-8 metil-N-vanilil-6-nonenamīds) un dihidrokapsaicīns (8 metil-N-vanililnonānamīds), nordihidrokapsaicīns, homokapsaicīns un homodihidrokapsaicīns. Kapsaicīns un dihidrokapsaicīns ir vislielākajā daudzumā sastopamie kapsaicinoīdi, kas nodrošina aptuveni 90% asuma. Kopumā dažādās piparu sugās ir identificēti vairāk nekā 20 kapsaicinoīdi.
Kapsaicinoīdi ir piparos visizteiktāk pārstāvētais fitoķīmisko vielu veids. Tie ir negaistoši alkaloīdi, kas ķīmiski ir C9–C11 sazarotas ķēdes taukskābju un vanililamīna skābi amīdi. Kapsaicinoīdi, kas piešķir čili pipariem dedzinošo un aso garšu, ir populāra garšvielu sastāvdaļa. Papildus izmantošanai pārtikā kapsaicinoīdi ir pazīstami ar savām farmakoloģiskajām īpašībām, tostarp ķīmiski aizsargājošu iedarbību pret mutaģenēzi vai audzēju veidošanos, pretmikrobu iedarbību, antioksidatīvu iedarbību, pretvēža iedarbību, pretsāpju iedarbību un ietekmi uz neironiem, kas atbild par sāpju pārvadi un neirogēnu iekaisumu. Kapsaicinoīdus bieži izmanto arī lokālos pretsāpju līdzekļos, pretartrīta un pretiekaisuma ziedēs un kā dabiskus patogēno mikroorganismu inhibitorus.
Pārtikas rūpniecībā kapsaicinoīdus dažkārt pievieno kā dabiskus konservantus to pretmikrobu īpašību dēļ.
Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. un Capsicum chinense čili augļus audzē visā pasaulē, tāpēc tie ir plaši pazīstami.