• Piperyna jest substancją bioaktywną występującą w ziarnach pieprzu i cenioną ze względu na jej właściwości farmakologiczne.
• Ultrasonic to skuteczna, prosta i szybka technika ekstrakcji w celu wyizolowania wysokiej jakości piperyny.
• Ekstrakcja ultradźwiękowa jest niezawodną i sprawdzoną metodą, już szeroko stosowaną w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym.

Ekstrakcja piperyny za pomocą ultradźwięków o wysokiej wydajności

Piperyna jest cenionym bioaktywnym związkiem, znanym ze swojego potencjału zwiększania wchłaniania kurkuminy, selenu, witaminy B12, beta-karotenu i innych związków. Dlatego też przemysł farmaceutyczny i żywieniowy jest bardzo zainteresowany szybką i prostą ekstrakcją wysokiej jakości piperyny.
Konwencjonalną ekstrakcję piperyną i piperydyną prowadzi się przez czasochłonną ekstrakcję rozpuszczalnikiem z użyciem toksycznego DMC (dichlorometanu). Ekstrakcja ultradźwiękowa wyróżnia się konwencjonalną ekstrakcją rozpuszczalnikową dzięki wyższym plonom, zastosowaniu nietoksycznych rozpuszczalników (np. Etanolu) i szybkiego procesu ekstrakcji. Wydajne ultradźwięki tworzą kawitacja w płynach. Kawitacja akustyczna lub ultradźwiękowa generuje lokalnie ekstremalne warunki, takie jak bardzo wysoka temperatura i różnice ciśnień, dysze cieczy i siły ścinające. Te siły ultradźwiękowe rozrywają ściany komórkowe i zwiększają przenoszenie masy między wnętrzem komórki a otaczającym ją rozpuszczalnikiem, dzięki czemu uwalniane są substancje bioaktywne. Ekstrakcja ultradźwiękowa jest sprawdzoną techniką izolowania celowanych związków, takich jak piperyna z mielonego pieprzu (piper nigrum, długi pieprz).

Optymalne warunki ekstrakcji

Jedną z najważniejszych zalet izolacji ultradźwiękowej jest precyzyjna kontrola wszystkich parametrów procesu. Natężenie ultradźwięków (amplituda, moc, cykl pracy), czas ekstrakcji, rozpuszczalnik, stosunek substancji stałych do rozpuszczalnika i temperatura można dostosować do optymalnych warunków w celu uzyskania najwyższej wydajności wysokiej jakości piperyny.

Przykładowy protokół do ultradźwiękowej ekstrakcji piperyny

W ustawieniu zlewki w małej skali, maksymalna wydajność piperyny (5,8 mg / g) z ziemi długi pieprz uzyskuje się w zoptymalizowanych warunkach ekstrakcji ultradźwiękowej, które okazały się następujące:
urządzenie ultradźwiękowe UP200St lub UP200Ht (200 W, 26 kHz)
parametry ultradźwiękowe: 100% amplitudy, 80% cyklu pracy
czas sonikacji: ok. 18 min.
rozpuszczalnik: etanol
stosunek ciała stałego do rozpuszczalnika: 1:10
temperatura: 50 ° C

Doskonałe wyniki

Ekstrakcja ultradźwiękowa ma znaczną przewagę nad tradycyjną ekstrakcją wsadową i rozpuszczalnikową. Rathod (2014) pokazuje, że czas ekstrakcji jest zmniejszony z ekstrakcji rozpuszczalnikiem w 8-godzinnej partii i 4h ekstrakcji Soxhleta zmniejsza się do 18 minut. ekstrakcja ultradźwiękowa. Ponadto ekstrakcja ultradźwiękowa daje wyższą wydajność ekstrakcji piperyny. Stwierdzono, że wydajność ekstrakcji piperyny uzyskanej z ekstrakcji Soxhleta i ekstrakcji okresowej wynosiła odpowiednio 1,67 mg / gi 0,98 mg / g, które były znacznie niższe niż uzyskany ultradźwiękami uzysk 5,8 mg / g. Rathod (2014) konkluduje, że ekstrakcja naturalnymi fitocytułami, takimi jak piperyna, przy pomocy ultradźwięków, zmniejsza problem niskiej ekstrakcji i długich czasów ekstrakcji w porównaniu z tradycyjnymi metodami.

Ultradźwięki są z powodzeniem stosowane do ekstrakcji olejków eterycznych z czarnego pieprzu. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowej hydrodystylacji olejków eterycznych!

Ekstraktory ultradźwiękowe

Hielscher Ultrasonics to długoletni producent wysokowydajnych ultradźwiękowych systemów odciągowych. Nasze portfolio produktów obejmuje zarówno małe, wydajne ultradźwięki laboratoryjne solidne systemy stołowe i przemysłowe, które dostarczają ultradźwięków o wysokiej intensywności dla wydajnej ekstrakcji i izolacji substancji bioaktywnych (np. piperyny, Kurkumina itp.).
Wszystkie urządzenia ultradźwiękowe o mocy od 200W do 16.000W wyposażone są w kolorowy wyświetlacz do sterowania cyfrowego, zintegrowaną kartę SD do automatycznego zapisu danych, pilot zdalnego sterowania w przeglądarce i wiele innych przyjaznych dla użytkownika funkcji. Sonotrody i komórki przepływowe (części, które mają kontakt z medium) mogą być autoklawowane i są łatwe do czyszczenia.
Wszystkie nasze ultrasonicators są budowane do pracy 24/7, wymagają niewielkiej konserwacji i są łatwe i bezpieczne w obsłudze.

Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:

Fakty Warto wiedzieć

Ekstrakcja ultradźwiękowa

Ekstrakcja ultradźwiękowa substancji bioaktywnych z botanicznych opiera się na zasadzie kawitacja akustyczna. Kawitacja akustyczna występuje wtedy, gdy bardzo intensywne fale ultradźwiękowe (np. Wysokie amplitudy 100μm, generowane przez ultradźwięki 20-26kHz) są sprzężone w cieczy. Kawitacyjne siły ścinające perforują i rozrywają ścianki komórek materiału roślinnego, a także popychają i ciągną za otaczający je rozpuszczalnik do wnętrza komórki. Po procesie ekstrakcji rozpuszczalnik przenosi docelowe cząsteczki, które następnie można oddzielić (np. Przez odwirowanie). Ekstrakcja ultradźwiękowa jest dobrze znana z zapewniania wysokich wydajności nienaruszonych ekstraktów z fito.

Ultradźwiękowy ekstrakcji z komórek: mikroskopowy przekrój poprzeczny (TS) od koniuszka trzpienia mięty (Mentha piperita) przedstawia mechanizm działania przy ekstrakcji ultradźwiękowej z komórek (powiększenie 2000x) [źródło: Vilkhu et al. 2011]

Piperyna

Piperyna (1-piperyol-piperydyna) jest główną ostrą mieszanką pieprzu (piper nigrum / długi pieprz, Pieprzowate). Smak pieprzu, jego ostrość, a tym samym jego jakość, są skorelowane z ilością piperyny. Ten atrybut jakości można zmienić przez hydrolizowanie piperyny, tak aby pierścień piperydynowy został rozszczepiony.
Piperyna jest znana z różnych działań farmakologicznych, np. Przeciwgrzybiczych, przeciwbiegunkowych, przeciwzapalnych oraz 5-lipoksygenazy i cyklooksygenazy 1 hamujących czynności. Ponadto piperyna zwiększa biodostępność Kurkumina o 2000%. Dlatego piperyna jest popularną substancją stosowaną w preparatach uzupełniających (np. BioPerine®).
Piperynę można ekstrahować z piper nigrum i długi pieprz.
Piperydyna jest cykliczną aminą drugorzędową, która jest strukturą molekularną występującą w wielu alkaloidach roślinnych. Piperydyna jest wynikiem hydrolizy piperyny. Piperydyna i jej pochodne są wszechobecnymi składnikami w syntezie farmaceutyków i wysokowartościowych związków chemicznych.

Pieprz

piper nigrum, czarny pieprz, jest kwitnącą winoroślą w rodzinie Pieprzowate. Jest uprawiany z owoców pieprzu, które są zwykle suszone i używane jako przyprawa i przyprawa. Czarne, zielone i białe ziarna pieprzu są uzyskiwane z rośliny czarnego pieprzu. Różne kolory są wynikiem obróbki i przygotowania pieprzu. Czarne ziarna pieprzu są uzyskiwane poprzez gotowanie niedojrzałych pestkowców w gorącej wodzie i suszenie ich później. Biały pieprz zbiera się w pełni dojrzałych jagód rośliny pieprzowej; następnie usunięto ciemną skórkę dojrzałych owoców. Zielone ziarna pieprzu są wytwarzane z niedojrzałych pestkowek poprzez obróbkę ich dwutlenkiem siarki, konserwą lub liofilizacją w celu zachowania zielonych barwników.

Piper longum Linn, znany również jako Indian long pepper (pipli), jest bliski w stosunku do piper nigrum i ma smak podobny, ale bardziej gorący niż piper nigrum.
Owoce długi pieprz zawiera ok. 1% lotne oleje, żywica, alkaloidy piperyna i piper-luminuminina, woskowy alkaloid Nisobutyldeca-trans-2-trans-4-dienamid i substancja terpenoidowa. Piperydyna alkaloid piperyna jest odpowiedzialna za pikantny, ostry smak owoców pieprzu. Piperlongumine jest farmakologiczną substancją czynną wykazującą aktywność przeciw wielu nowotworom, w tym rakowi prostaty, piersi, płuca, jelita grubego, chłoniakowi, białaczce, pierwotnym guzom mózgu i rakowi żołądka.
Ponadto w owocach papryki występują następujące ilości składników mineralnych: 1230 mg / 100 g wapnia, 190 mg / 100 g fosforu i 62,1 mg / 100 g żelaza. Korzenie zawierają piperynę, piperlongumine lub piplartine i dihydrostigmasterol.