Extração ultra-sónica de capsaicina a partir de malaguetas picantes
- A capsaicina é o principal composto aromático e condimentar das pimentas, também conhecidas como malaguetas.
- Para produzir capsaicina de alta qualidade como aroma aromático e ingrediente medicinal, é necessária uma técnica de extração eficiente, mas suave, para evitar a degradação.
- A extração por ultra-sons é um método de extração mecânica suave, que permite obter elevados rendimentos de capsaicina num tempo de extração muito curto.
Ultra-sons de elevado desempenho para extractos de capsaicina de elevada qualidade
A extração ultra-sónica de capsaicinóides de pimentas quentes (por exemplo, Capsicum frutescens) melhora significativamente o rendimento da extração. O ultrassom de potência promove a perfuração e a rutura das paredes celulares, bem como o inchaço e a hidratação, empurrando o solvente para as células da planta. Isto resulta numa maior transferência de massa das substâncias intracelulares (incluindo capsaicinóides) das células vegetais para o solvente.
Sendo uma técnica de processamento puramente mecânica e não térmica, a extração por ultra-sons evita a degradação térmica dos compostos termo-lábeis. A cavitação ultra-sónica intensifica o processo de extração, resultando em rendimentos elevados de qualidade superior do extrato. O investimento e os custos operacionais do equipamento de extração por ultra-sons são relativamente baixos e permitem um rápido retorno do investimento.
- Rendimento superior
- Extração a alta velocidade – em poucos minutos
- Extractos de alta qualidade – Suave, não térmico
- Solventes verdes (por exemplo, água/etanol)
- rentável
- funcionamento fácil e seguro
- Baixos custos de investimento e operacionais
- Funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado
- Método ecológico e amigo do ambiente
120L Ultrasonic Batch Extraction of Botanicals com UIP2000hdT e Agitador
Extração ultra-sónica de capsaicinóides – em modo de fluxo contínuo ou de lote
Lote: Os processos de extração por ultra-sons podem ser operados como simples processos descontínuos ou como tratamento em linha, em que o meio é continuamente alimentado através de um reator de fluxo ultrassónico.
O processamento em lote é um procedimento fácil, em que a extração é realizada lote a lote. Hielscher Ultrasonics oferece processadores de ultrassom para pequenos a grandes lotes, ou seja, 1L a 120L.
Para processar lotes de 5 a 10L, recomendamos a UP400ST com o sonotrodo S24d22L2D. (ver imagem à esquerda)
Para processar lotes de aprox. 120L, recomendamos o UIP2000hdT com sonotrodo RS4d40L4. (ver imagem em cima à direita)
Fluxo: Para volumes maiores e extração comercial de capsaicina em grande escala, um fluxo líquido contínuo contendo flocos de pimenta é alimentado através de um reator ultrassónico, onde a pasta solvente/botânica é intensamente sonicada.
Para um volume de aprox. 8L/min., recomendamos o UIP4000hdT com sonotrodo RS4d40L3 e célula de fluxo pressurizável FC130L4-3G0.
Estudo de caso de extração de capsaicina por ultra-sons
Olguín-Rojas et al. (2019) relatam o isolamento do rendimento capsaicinoide superior a 96% usando três cultivares Capsicum chinense Jacq. ('Bode', 'Habanero' e 'Habanero Roxo' pimentas). Eles usaram a sonda Hielscher-ultrasonicator UP200S (200 W, 24 kHz) com a amostra imersa num banho de água com temperatura controlada. 0,25g de amostra de Capsicum chinense foi colocada em contacto com 25mL de metanol durante 10 minutos, sendo depois transferida para o banho-maria a 50ºC, amplitude de saída de 200 W e ciclo de trabalho de 0,5seg. Posteriormente, os extractos foram filtrados através de um filtro de seringa de nylon e analisados por cromoatografia. Na análise, todos os cinco principais capsaicinoides (n-DHC, C, DHC, h-C e h-DHC) foram encontrados. Extração ultra-sônica dá um extrato de espetro completo com um perfil de sabor amplo.
Sganzerla et al. (2014) descobriram que a extração ultra-sônica é um excelente método para a extração quantitativa e reprodutível de capsaicinoides de pimentas usando metanol como solvente. Devido à sua simplicidade e eficiência, a extração ultra-sônica pode ser aplicada para a análise de rotina rápida de capsaicinoides em pimentas.
equipamento de extração por ultra-sons
A Hielscher Ultrasonics é especializada no fabrico de processadores de ultra-sons de alto desempenho para a produção de extractos de alta qualidade a partir de plantas.
A vasta gama de produtos da Hielscher Ultarsonics vai desde sonicadores de laboratório compactos e potentes a sistemas robustos de bancada e totalmente industriais, que fornecem ultra-sons de alta intensidade para a extração e isolamento eficientes de substâncias bioactivas (por exemplo, quercetina, cafeína, curcumina, terpenos, etc.). Todos os sonicadores digitais de 200W a 16.000W possuem um menu intuitivo com definições programáveis, um ecrã tátil colorido para controlo digital, um cartão SD integrado para gravação automática de dados, controlo remoto por browser e muitas outras caraterísticas de fácil utilização. Os sonotrodos e as células de fluxo (as partes que estão em contacto com o meio) podem ser autoclavados e são fáceis de limpar. Todos os nossos ultrassons são construídos para funcionar 24 horas por dia, 7 dias por semana, requerem pouca manutenção e são fáceis e seguros de operar.
Um visor digital a cores permite um controlo fácil do ultrassonicador. Os nossos sistemas são capazes de fornecer desde baixas amplitudes até amplitudes muito elevadas. Para a extração de polifenóis e outros fitoquímicos bioativos, como capsaicinóides, oferecemos sonotrodos ultra-sônicos especiais (também conhecidos como sondas ultra-sônicas ou chifres) que são otimizados para o isolamento sensível de substâncias ativas de alta qualidade. A robustez do equipamento ultrassónico da Hielscher permite o funcionamento 24/7 em serviço pesado e em ambientes exigentes.
O controlo preciso dos parâmetros do processo ultrassónico assegura a reprodutibilidade e a normalização do processo.
O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:
| Volume do lote | caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0.5 a 1,5mL | n.d. | VialTweeter |
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdt |
| n.d. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | maior | grupo de UIP16000 |
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O sonicador leve mas potente UP200Ht é ideal para a extração de capsaicina em béqueres
Literatura / Referências
- 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.
Fatos, vale a pena conhecer
Capsaicinóides
Os pimentos são populares em todo o mundo e são frequentemente utilizados como aditivos alimentares para conferir um sabor quente e picante. Os capsaicinóides são compostos aromáticos presentes no pimento vermelho, constituídos principalmente por capsaicina (trans-8-metil-N-vanilil-6-nonenamida) e di-hidrocapsaicina (8-metil-N-vanilililnonanamida), nordihidrocapsaicina, homocapsaicina e homodihidrocapsaicina. A capsaicina e a di-hidrocapsaicina são os capsaicinóides mais abundantes, responsáveis por cerca de 90% do picante. No total, foram distinguidos mais de 20 capsaicinóides em diferentes espécies de pimentos.
Os capsaicinóides são o tipo mais proeminente de fitoquímicos nos pimentos. Trata-se de alcalóides não voláteis, que são amidas quimicamente ácidas de ácidos gordos de cadeia ramificada C9-C11 e vanililamina. Responsáveis pelo sabor pungente e picante da pimenta, os capsaicinóides são um ingrediente popular das especiarias. Para além da sua utilização como ingrediente alimentar, os capsaicinóides são conhecidos pelas suas propriedades farmacológicas, que incluem a sua função como quimioprotectores contra a mutagénese ou a tumorigénese, como antimicrobianos, como antioxidantes, pelo seu efeito anticancerígeno, pelos seus efeitos analgésicos e pelo seu efeito nos neurónios responsáveis pela transmissão da dor e pela inflamação neurogénica. Outra utilização comum dos capsaicinóides é em analgésicos tópicos contra a dor, pomadas antiartríticas e anti-inflamatórias e como inibidor natural de microrganismos patogénicos
Na indústria alimentar, os capsaicinóides são por vezes adicionados como conservantes naturais devido às suas propriedades antimicrobianas.
Os frutos da malagueta de Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. e Capsicum chinense são cultivadas em todo o mundo e são, por isso, bem conhecidas.