Extração ultrassônica de capsaicina de pimentas quentes
- A capsaicina é o principal composto de sabor e especiarias em pimentas, também conhecidas como pimentas.
- Para produzir capsaicina de alta qualidade como sabor aromático e ingrediente medicinal, é necessária uma técnica de extração eficiente, mas suave, para evitar a degradação.
- A extração ultrassônica é um método de extração mecânica suave, que proporciona altos rendimentos de capsaicina em um tempo de extração muito curto.
Ultrassom de alto desempenho para extratos de capsaicina de alta qualidade
A extração ultrassônica de capsaicinóides de pimenta malagueta (por exemplo, Capsicum frutescens) melhora significativamente o rendimento da extração. O ultrassom de potência promove a perfuração e a ruptura das paredes celulares, bem como o inchaço e a hidratação, empurrando o solvente para dentro das células vegetais. Isso resulta em um aumento da transferência de massa das substâncias intracelulares (incluindo capsaicinóides) das células vegetais para o solvente.
Como uma técnica de processamento puramente mecânica e não térmica, a extração ultrassônica evita a degradação térmica de compostos termolabil. A cavitação ultrassônica intensifica o processo de extração, resultando em altos rendimentos de qualidade superior do extrato. Os custos operacionais e de investimento do equipamento de extração ultrassônica são relativamente baixos e permitem um rápido ROI.
- Rendimento superior
- Extração de alta velocidade – em poucos minutos
- Extratos de alta qualidade – Suave, não térmico
- Solventes verdes (por exemplo, água/etanol)
- Custo-beneficio
- Operação fácil e segura
- Baixos custos operacionais e de investimento
- Operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob serviço pesado
- Método ecológico e ecológico
extração ultrassônica do grupo 120L de botânicos com UIP2000hdT e agitador
Extração ultrassônica de capsaicinóides – no modo de fluxo contínuo ou em lote
Lote: Os processos de extração ultrassônica podem ser operados como processos de lote simples ou como tratamento em linha, onde o meio é continuamente alimentado através de um reator ultrassônico de fluxo.
O processamento em lote é um procedimento fácil, onde a extração é realizada lote a lote. A Hielscher Ultrasonics oferece processadores ultrassônicos para lotes pequenos a grandes, ou seja, 1L a 120L.
Para o processamento de lotes de 5 a 10L, recomendamos o UP400ST com sonotrodo S24d22L2D. (veja a foto à esquerda)
Para o processamento de lotes de aprox. 120L, recomendamos o UIP2000hdT com sonotrodo RS4d40L4. (veja a foto no canto superior direito)
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 ultrassônico, 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 ultrassônica de capsaicina
Olguín-Rojas et al. (2019) relatam o isolamento do rendimento de capsaicinóides superior a 96% usando três Capsicum chinense Jacq. cultivares (pimentas 'Bode', 'Habanero' e 'Habanero Roxo'). Eles usaram o sonda Hielscher-ultrasonicator UP200S (200 W, 24 kHz) com a amostra imersa em banho-maria com temperatura controlada. 0,25g de amostra de Capsicum chinense foi colocada em contato com 25mL de metanol por 10 minutos e, em seguida, transferida para o banho-maria a 50ºC, amplitude de saída de 200 W e ciclo de trabalho de 0,5seg. Em seguida, os extratos foram filtrados através de um filtro de seringa de náilon e analisados por cromoatografia. Na análise, todos os cinco principais capsaicinóides (n-DHC, C, DHC, h-C e h-DHC) foram encontrados. A extração ultrassônica fornece um extrato de espectro completo com um amplo perfil de sabor.
Sganzerla et al. (2014) descobriram que a extração ultrassônica é um excelente método para a extração quantitativa e reprodutível de capsaicinóides de pimentas usando metanol como solvente. Devido à sua simplicidade e eficiência, a extração ultrassônica pode ser aplicada para a análise rápida de rotina de capsaicinóides em pimentas.
Equipamento de extração ultrassônica
A Hielscher Ultrasonics é especializada na fabricação de processadores ultrassônicos de alto desempenho para a produção de extratos botânicos de alta qualidade.
O amplo portfólio de produtos da Hielscher Ultarsonics varia de sonicadores de laboratório compactos e potentes a sistemas robustos de bancada e totalmente industriais, que fornecem ultrassom de alta intensidade para a extração e isolamento eficientes de substâncias bioativas (por exemplo, quercetina, cafeína, curcumina, terpenos etc.). Todos os sonicadores digitais de 200W a 16.000W apresentam um menu intuitivo com configurações programáveis, uma tela sensível ao toque colorida para controle digital, um cartão SD integrado para gravação automática de dados, controle remoto do navegador e muitos outros recursos fáceis de usar. Os sonotrodos e células de fluxo (as partes que estão em contato com o meio) podem ser autoclavados e são fáceis de limpar. Todos os nossos ultrasonicadores são construídos para operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, requerem baixa manutenção e são fáceis e seguros de operar.
Um display digital colorido permite um controle fácil do ultrassom. Nossos sistemas são capazes de fornecer desde amplitudes baixas até muito altas. Para a extração de polifenóis e outros fitoquímicos bioativos, como capsaicinóides, oferecemos sonotrodos ultrassônicos especiais (também conhecidos como sondas ultrassônicas ou chifres) que são otimizados para o isolamento sensível de substâncias ativas de alta qualidade. A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
O controle preciso dos parâmetros do processo ultrassônico garante a reprodutibilidade e a padronização do processo.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
| Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 0.5 a 1,5mL | n.a. | 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.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
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O sonicador leve e potente UP200Ht é ideal para 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
As pimentas são populares em todo o mundo e são frequentemente usadas como aditivos alimentares para fornecer um sabor picante e picante. Os capsaicinóides são compostos de sabor em pimentas vermelhas, compostos principalmente de capsaicina (trans-8 metil-N-vanilil-6-nonenamida) e diidrocapsaicina (8 metil-N-vanilnonanamida), nordihidrocapsaicina, homocapsaicina e homodihidrocapsaicina. A capsaicina e a dihidrocapsaicina são os capsaicinóides mais abundantes, responsáveis por cerca de 90% do tempero. Ao todo, mais de 20 capsaicinóides foram distinguidos em diferentes espécies de pimenta.
Os capsaicinóides são o tipo mais proeminente de fitoquímicos nas pimentas. Eles são alcalóides não voláteis, que são amidas quimicamente ácidas de ácidos graxos de cadeia ramificada C9-C11 e vanililamina. Responsáveis pelo sabor picante e picante da pimenta, os capsaicinóides são um ingrediente popular de especiarias. Além de seu uso como ingrediente alimentar, os capsaicinóides são conhecidos por suas propriedades farmacológicas, que incluem sua função como quimioprotetores contra mutagênese ou tumorigênese, como antimicrobianos, como antioxidantes, por seu efeito anticancerígeno, seus efeitos analgésicos e seu efeito sobre o neuronal responsável pela transmissão da dor e inflamação neurogênica. Outro uso comum dos capsaicinóides é em analgésicos tópicos contra dor, pomadas antiartríticas e anti-inflamatórias e como inibidor natural de microrganismos patogênicos
Na indústria alimentícia, os capsaicinóides às vezes são adicionados como conservante natural devido às suas propriedades antimicrobianas.
Os frutos do pimentão de Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. e Capsicum chinense são cultivados em todo o mundo e, portanto, são bem conhecidos.