Ultrasone extractie van Piperine uit peper
- Piperine is een bioactieve stof die voorkomt in peperkorrels en wordt gewaardeerd om zijn farmacologische eigenschappen.
- Ultrasoon is een efficiënte, eenvoudige en snelle extractietechniek om hoogwaardige piperine te isoleren.
- Ultrasone extractie is een betrouwbare en beproefde methode, die al veel wordt toegepast in de farmaceutische en voedingsmiddelenindustrie.
Piperine-extractie door High-Performance Ultrasound
Piperine is een waardevolle bioactieve verbinding bekend om zijn potentieel om de opname van curcumine, selenium, vitamine B12, bèta-caroteen en andere verbindingen te verhogen. Daarom is de farmaceutische en voedingsindustrie zeer geïnteresseerd in de snelle en eenvoudige extractie van hoogwaardige piperine.
Conventionele piperine- en piperidine-extractie wordt uitgevoerd door tijdrovende oplosmiddelextractie met behulp van toxisch DMC (dichloormethaan). Ultrasone extractie excelleert conventionele oplosmiddelextractie door hogere opbrengsten, het gebruik van niet-toxische oplosmiddelen (bijv. Ethanol) en een snel extractieproces. Hoogwaardige echografie creëert cavitatie in vloeistoffen. Akoestische of ultrasone cavitatie genereert lokaal extreme omstandigheden zoals superhoge temperatuur- en drukverschillen, vloeistofstralen en afschuifkrachten. Deze ultrasone krachten breken celwanden en verhogen de massaoverdracht tussen het inwendige van cellen en het omringende oplosmiddel, zodat de bioactieve stoffen vrijkomen. Ultrasone extractie is een bewezen techniek om doelgerichte verbindingen, zoals piperine, te isoleren van gemalen peper (doedelzakspeler nigrum, lange peper).
Optimale extractievoorwaarden
Een van de belangrijkste voordelen van de ultrasone isolatie is de precieze controle van alle procesparameters. Ultrasone intensiteit (amplitude, vermogen, inschakelduur), extractietijd, oplosmiddel, vaste stof tot oplosmiddelverhouding en temperatuur kunnen worden afgestemd op optimale omstandigheden om de hoogste opbrengst aan hoogwaardige piperine te verkrijgen.
UIP1000hdT met ultrasone stroomreactor
- hoger rendement
- hoogwaardige extracten
- nietthermische
- Snelle extractie
- Safe proces
- milieuvriendelijk
Voorbeeldprotocol voor ultrasone Piperine-extractie
In een bekeropstelling op kleine schaal, maximale opbrengst van piperine (5,8 mg / g) van de grond lange peper wordt verkregen bij geoptimaliseerde ultrasone extractieomstandigheden, waarvan is vastgesteld dat deze de volgende zijn:
ultrasoon apparaat UP200St of Uf200 ः t (200W, 26kHz)
ultrasone parameters: 100% amplitude, 80% inschakelduur
sonificatie tijd: ca. 18 min.
oplosmiddel: ethanol
vaste stof tot oplosmiddelverhouding: 1:10
temperatuur: 50 ° C
Superieure resultaten
Ultrasone extractie heeft aanzienlijke voordelen ten opzichte van traditionele batch- en oplosmiddelextractie. Rathod (2014) laat zien dat de extractietijd is verlaagd van 8 uur batch-oplosmiddelextractie en 4 uur Soxhlet-extractie is teruggebracht tot 18 minuten. ultrasone extractie. Bovendien geeft ultrasone extractie een hogere extractieopbrengst van piperine. Extractierendementen van piperine verkregen uit Soxhlet-extractie en batch-extractiemethoden bleken respectievelijk 1,67 mg / g en 0,98 mg / g te zijn, die veel lager waren dan de ultrasoon verkregen opbrengst van 5,8 mg / g. Rathod (2014) concludeert dat de echografie-geassisteerde extractie van natuurlijke fytoconstituenten zoals piperine het probleem van lage extraheerbaarheid en lange extractietijden ten opzichte van traditionele methoden vermindert.
Ultrasone extractors
Hielscher Ultrasonics is een ervaren fabrikant van krachtige ultrasone afzuigsystemen. Onze productenportfolio varieert van klein, krachtig ultrasone laboratoria te robuust werkbank en industriële systemen, die ultrageluid met hoge intensiteit leveren voor de efficiënte extractie en isolatie van bioactieve stoffen (bijv. piperine, curcumine enz.).
Alle ultrasone apparaten van 200W tot 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 ultrasoonsystemen zijn gebouwd voor 24/7 gebruik, vereisen weinig onderhoud en zijn gemakkelijk en veilig te bedienen.
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 | UIP4000 |
| na | 10 tot 100 l / min | UIP16000 |
| na | grotere | cluster van UIP16000 |
Literatuur / Referenties
- Cao X .; Ye X .; Lu Y .; Mo W. (2009): Ionische vloeistof-gebaseerde ultrasone geassisteerde extractie van piperine uit witte peper. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47-51.
- Rathod SS; Rathod VK (2014): extractie van piperine van Piper longum met behulp van echografie. Industriële gewassen en producten Vol. 58, 2014. 259-264.
Feiten die de moeite waard zijn om te weten
Ultrasone extractie
Ultrasone extractie van bioactieve stoffen uit plantaardige producten is gebaseerd op het principe van akoestische cavitatie. Akoestische cavitatie treedt op wanneer zeer intense ultrasone golven (bijv. Hoge amplitudes van 100μm, gegenereerd door 20-26kHz ultrasound) worden gekoppeld aan een vloeistof. De cavitatie afschuifkrachten perforeren en scheuren de celwanden van het plantenmateriaal en duwen en trekken het omringende oplosmiddel in en uit de cel naar binnen. Na het extractieproces draagt het oplosmiddel de beoogde moleculen, die vervolgens kunnen worden gescheiden (bijvoorbeeld door centrifugatie). Ultrasone extractie staat erom bekend hoge opbrengsten aan intacte fyto-extracten te geven.
Ultrasone extractie uit cellen: de microscopische dwarsdoorsnede (TS) van apicale stam munt (Mentha piperita) toont de werkingsmechanismen tijdens ultrasone extractie uit cellen (vergroting 2000x) [bron: Vilkhu et al. 2011]
piperine
Piperine (1-piperyol-piperidine) is de belangrijkste penetrante samenstelling van peper (doedelzakspeler nigrum / lange peper, Piperaceae). Pepersmaak, de scherpte en dus de kwaliteit ervan zijn gecorreleerd met de hoeveelheid piperine. Dit kwaliteitskenmerk kan worden veranderd door piperine te hydrolyseren, zodat de piperidine-ring wordt afgebroken.
Piperine staat bekend om verschillende farmacologische effecten, bijvoorbeeld antischimmel-, antidiarree-, ontstekingsremmende en 5-lipoxygenase- en cyclooxygenase-1-remmende activiteiten. Bovendien verhoogt piperine de biologische beschikbaarheid van curcumine met 2000%. Daarom is piperine een populaire stof die wordt gebruikt in supplementformuleringen (bijv. BioPerine®).
Piperine kan worden geëxtraheerd uit doedelzakspeler nigrum en lange peper.
Piperidine is een cyclisch secundair amine, een moleculaire structuur die voorkomt in veel plantaardige alkaloïden. Piperidine is het resultaat van hydrolyse van piperine. Piperidine en zijn derivaten zijn alomtegenwoordige bouwstenen in de synthese van farmaceutische producten en fijne chemicaliën.
Peper
doedelzakspeler nigrum, zwarte peper, is een bloeiende wijnstok in de familie Piperaceae. Het wordt gekweekt voor zijn peperkorrelvruchten die meestal gedroogd en gebruikt worden als specerij en kruiden. Zwarte, groene en witte peperkorrels worden allemaal verkregen van de zwarte peperplant. De verschillende kleuren zijn het resultaat van de behandeling en bereiding van de peperkorrels. Zwarte peperkorrels worden verkregen door de onrijpe steenvruchten in heet water te koken en ze daarna te drogen. Witte peper wordt geoogst als volledig rijpe bessen van de peperplant; dan wordt de donkere schil van het rijpe fruit verwijderd (raggen). Groene peperkorrels worden gemaakt van de onrijpe steenvruchten door ze te behandelen met zwaveldioxide, inblikken of vriesdrogen om de groene kleurstoffen te behouden.
Piper longum longum Linn, ook bekend als Indiase lange peper (pipli), is een verwant van doedelzakspeler nigrum en heeft een vergelijkbare smaak, maar heter smaak dan doedelzakspeler nigrum.
De vruchten van lange peper bevat ongeveer 1% vluchtige oliën, hars, alkaloïden piperine en piperlonguminine, een wasachtige alkaloïde Nisobutyldeca-trans-2-trans-4-dieenamide en een terpenoïde substantie. De piperidine-alkaloïde piperine is verantwoordelijk voor de pittige, scherpe smaak van peperbessen. Piperlongumine is een farmacologisch werkzame stof die activiteit vertoont tegen vele soorten kanker, waaronder prostaat-, borst-, long-, colon-, lymfoom-, leukemie-, primaire hersentumoren en maagkanker.
Verder zijn de volgende hoeveelheden mineralen te vinden in peperbessen: 1230 mg / 100 g calcium, 190 mg / 100 g fosfor en 62,1 mg / 100 g ijzer. De wortels bevatten piperine, piperlongumine of piplartine en dihydrostigmasterol.