Ultrasone capsaïcine extractie van hete chilipepers
- Capsaïcine is de belangrijkste smaak- en specerijenverbinding in hete pepers, ook wel bekend als chilipepers.
- Om capsaïcine van hoge kwaliteit te produceren als aromatische smaak en medicinaal ingrediënt, is een efficiënte, maar milde extractietechniek nodig om degradatie te voorkomen.
- Ultrasone extractie is een milde mechanische extractiemethode, die hoge opbrengsten van capsaïcine in een zeer korte extractietijd geeft.
Hoogwaardige ultrasone prestaties voor hoogwaardige Capsaïcine extracten
Ultrasone extractie van capsaicinoïden uit hete chilipepers (bv. Capsicum frutescens) verbetert de extractieopbrengst aanzienlijk. Elektriciteitsechografie bevordert de perforatie en verstoring van celwanden, evenals zwelling en hydratatie door het oplosmiddel in de cellen van de plant te duwen. Dit resulteert in een verhoogde massatransfer van de intracellulaire stoffen (inclusief capsaïcinoïden) van de plantencellen naar het oplosmiddel.
Als zuiver mechanische, niet-thermische verwerkingstechniek voorkomt ultrasone extractie de thermische degradatie van thermo-labilverbindingen. Ultrasone cavitatie versterkt het extractieproces, wat resulteert in hoge opbrengsten van superieure extractkwaliteit. De investerings- en operationele kosten van ultrasone extractieapparatuur zijn relatief laag en maken een snelle RoI mogelijk.
- Superieure opbrengst
- Snelle afzuiging – binnen enkele minuten
- Hoge kwaliteit extracten – Mild, niet-thermisch
- Groene oplosmiddelen (bijv. water/ethanol)
- kostenefficient
- Gemakkelijke en veilige bediening
- Lage investerings- en operationele kosten
- 24/7 werking onder zware omstandigheden
- Groene, milieuvriendelijke methode
120L Ultrasone batch-extractie van botanische producten met UIP2000hdT en mengapparaat
Ultrasone Capsaicinoïde Extractie van Capsaicinoïden – in de modus Batch of Continue Stroming
Batch: Ultrasone extractieprocessen kunnen worden uitgevoerd als eenvoudige batchprocessen of als inline behandeling, waarbij het medium continu door een ultrasone doorstroomreactor wordt gevoed.
Batchverwerking is een eenvoudige procedure, waarbij de extractie per partij wordt uitgevoerd. Hielscher Ultrasonics biedt ultrasone processoren voor kleine tot grote series, d.w.z. 1L tot 120L.
Voor de verwerking van batches van 5 tot 10L raden wij de UP400ST met sonotrode S24d22L2D aan. (zie foto links)
Voor de verwerking van batches van ca. 120L adviseren wij de UIP2000hdT met sonotrode RS4d40L4. (zie foto rechtsboven)
Doorstroming: Voor grotere volumes en volledige commerciële capsaïcine extractie wordt een continue vloeistofstroom met hete paprikavlokken gevoed door een ultrasone reactor, waar de oplosmiddel/botanische slurry intensief wordt gesonifieerd.
Voor een volume van ca. 8L/min. adviseren wij de UIP4000hdT met sonotrode RS4d40L3 en drukbare flow-cell FC130L4-3G0.
Casestudie van ultrasone capsaïcine extractie
Olguín-Rojas et al. (2019) maken melding van een geïsoleerde opbrengst van capsaïcinoïden van meer dan 96% met behulp van drie Capsicum chinense Jacq. cultivars ('Bode', 'Habanero' en 'Habanero Roxo' paprika's). Ze gebruikten de Hielscher sonde-ultrasonicator UP200S (200 W, 24 kHz) met het monster ondergedompeld in een temperatuurgecontroleerd waterbad. 0.25g van Capsicum chinense monster werd in contact gebracht met 25mL methanol gedurende 10 minuten, en werd vervolgens overgebracht naar het waterbad bij 50ºC, 200 W output amplitude, en 0.5sec duty cycle. Daarna werden de extracten gefilterd door een nylon spuitfilter en geanalyseerd via chromoatografie. In de analyse zijn alle vijf de belangrijkste capsaïcinoïden (n-DHC, C, DHC, h-C en h-DHC) gevonden. Ultrasone extractie geeft een volledig spectrumextract met een breed smaakprofiel.
Sganzerla et al. (2014) vonden dat ultrasone extractie een uitstekende methode is voor de kwantitatieve en reproduceerbare extractie van capsaïcinoïden uit chilipepers die methanol als oplosmiddel gebruiken. Door zijn eenvoud en efficiëntie kan ultrasone extractie worden toegepast voor de snelle routinematige analyse van capsaicinoïden in chilipepers.
Ultrasone Extraction Equipment
Hielscher Ultrasonics is gespecialiseerd in de productie van hoogwaardige ultrasone processoren voor de productie van hoogwaardige extracten uit plantaardige producten.
Hielscher's brede productportfolio reikt van kleine, krachtige labo-ultrageluiden tot robuuste bench-top en volledig industriële systemen, die een hoge intensiteit ultrasoon geluid leveren voor de efficiënte extractie en isolatie van bio-actieve stoffen (bijv. quercetine, cafeïne, curcumine, terpenen enz.). Alle ultrasone apparaten van 200W naar 16,000W zijn voorzien van een gekleurd display voor digitale controle, een geïntegreerde SD-kaart voor automatische gegevensregistratie, browserafstandsbediening en nog veel meer gebruiksvriendelijke functies. De sonotrodes en flowcellen (de onderdelen die in contact komen met het medium) kunnen worden geautoclaveerd en zijn eenvoudig te reinigen. Al onze ultrasoonapparaten zijn gebouwd voor 24/7 gebruik, vereisen weinig onderhoud en zijn eenvoudig en veilig te bedienen.
Een digitaal kleurendisplay maakt een gebruikersvriendelijke bediening van de ultrasooninstallatie mogelijk. Onze systemen zijn in staat om van lage tot zeer hoge amplitudes te leveren. Voor de extractie van polyfenolen en andere bioactieve fytochmische stoffen zoals capsaïcinoïden bieden wij speciale ultrasone sonotrodes (ook bekend als ultrasone sondes of hoorns) aan die geoptimaliseerd zijn voor de zinvolle isolatie van hoogwaardige werkzame stoffen. De robuustheid van de ultrasone apparatuur van Hielscher maakt 24 uur per dag, 7 dagen per week, 24 uur per dag, 7 dagen per week en in veeleisende omgevingen mogelijk.
De nauwkeurige controle van de ultrasone procesparameters zorgt voor reproduceerbaarheid en processtandaardisatie.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:
| batch Volume | Stroomsnelheid | Aanbevolen apparaten |
|---|---|---|
| 00,5 tot 1,5 ml | na | VialTweeter |
| 1 tot 500 ml | 10 tot 200 ml / min | UP100H |
| 10 tot 2000 ml | 20 tot 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 tot 20L | 0.2 tot 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 tot 100L | 2 tot 10 l / min | UIP4000hdT |
| na | 10 tot 100 l / min | UIP16000 |
| na | grotere | cluster van UIP16000 |
Neem contact met ons op! / Vraag ons!
Literatuur / Referenties
- 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.
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
capsaicinoids
Paprika's zijn populair over de hele wereld, en worden vaak gebruikt als levensmiddelenadditieven om een hete en scherpe smaak te geven. Capsaïcinoïden zijn smaakstoffen in rode chilipepers, voornamelijk bestaande uit capsaïcine (trans-8 methyl-N-vanillyl-6-nonenamide) en dihydrocapsaïcine (8 methyl-N-vanillylnonanamide), nordihydrocapsaïcine, homocapsaïcine en homodihydrocapsaïcine. Capsaïcine en dihydrocapsaïcine zijn de meest voorkomende capsaïcinoïden, die verantwoordelijk zijn voor ongeveer 90% van de kruidigheid. In totaal zijn er meer dan 20 capsaïcinoïden onderscheiden in verschillende pepersoorten.
Capsaïcinoïden zijn de meest prominente soort fytochemicaliën in paprika's. Het zijn niet-vluchtige alkaloïden, die chemisch zure amiden van C9-C11 vertakte vetzuren en vanillylamine zijn. Verantwoordelijk voor de scherpe en kruidige smaak in chilipepers, zijn capsaicinoïden een populair kruid ingrediënt. Naast hun gebruik als voedselingrediënt staan capsaicinoïden bekend om hun farmacologische eigenschappen, waaronder hun functie als chemoprotectoren tegen mutagenese of tumorigenese, als antimicrobiële stoffen, als antioxidanten, voor hun antikankereffect, hun pijnstillende werking en hun effect op de neuronen die verantwoordelijk zijn voor de pijntransmissie en neurogene ontstekingen. Een ander veelvoorkomend gebruik van capsaïcinoïden is in actuele pijnstillers tegen pijn, antiartritische en ontstekingsremmende zalven en als natuurlijke remmer van pathogene micro-organismen.
In de voedingsindustrie worden capsaïcinoïden soms als natuurlijk conserveringsmiddel toegevoegd vanwege hun antimicrobiële eigenschappen.
De chili vruchten van Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav., en Capsicum chinense worden over de hele wereld gekweekt en zijn daardoor bekend.