Extração ultrassônica de piperina de pimenta

• A piperina é uma substância bioativa encontrada no grão de pimenta e valorizada por suas propriedades farmacológicas.
• O ultrassônico é uma técnica de extração eficiente, simples e rápida para isolar a piperina de alta qualidade.
• A extração ultrassônica é um método confiável e comprovado, já amplamente utilizado na indústria farmacêutica e alimentícia.

Extração de piperina por ultrassom de alto desempenho

A piperina é um composto bioativo valioso conhecido por seu potencial para aumentar a absorção de curcumina, selênio, vitamina B12, beta-caroteno e outros compostos. Portanto, a indústria farmacêutica e nutricional está fortemente interessada na extração rápida e simples de piperina de alta qualidade.
A extração convencional de piperina e piperidina é realizada por extração demorada com solvente usando DMC tóxico (diclorometano). A extração ultrassônica supera a extração convencional por solventes por maiores rendimentos, uso de solventes não tóxicos (por exemplo, etanol) e um processo de extração rápido. O ultrassom de alto desempenho cria cavitação em líquidos. A cavitação acústica ou ultrassônica gera condições localmente extremas, como diferenciais de temperatura e pressão super altos, jatos de líquido e forças de cisalhamento. Essas forças ultrassônicas quebram as paredes celulares e aumentam a transferência de massa entre o interior da célula e o solvente circundante para que as substâncias bioativas sejam liberadas. A extração ultrassônica é uma técnica comprovada para isolar compostos direcionados, como a piperina, da pimenta moída (Piper nigrum, flautista longo).

Condições ideais de extração usando sonicação

Uma das vantagens mais importantes do isolamento ultrassônico é o controle preciso de todos os parâmetros do processo. A intensidade ultrassônica (amplitude, potência, ciclo de trabalho), o tempo de extração, o solvente, a proporção sólido/solvente e a temperatura podem ser ajustados para condições ideais para obter o maior rendimento de piperina de alta qualidade.

Protocolo Exemplar para Extração Ultrassônica de Piperina

Em uma configuração de béquer de pequena escala, rendimento máximo de piperina (5,8 mg / g) do solo flautista longo é obtido em condições otimizadas de extração ultrassônica, que foram encontradas como as seguintes:
sonicador UP200St ou UP200Ht (200W, 26kHz)
Parâmetros ultrassônicos: amplitude de 100%, ciclo de dever de 80%
Tempo de sonicação: aprox. 18 min.
Solvente: etanol
Relação sólido/solvente: 1:10
temperatura: 50 °C

Resultados superiores

A extração ultrassônica tem vantagens significativas sobre a extração tradicional em lote e solvente. Rathod (2014) mostra que o tempo de extração é reduzido a partir da extração com solvente em batelada de 8h e a extração de Soxhlet de 4h é reduzida para 18 min. Além disso, a extração ultrassônica proporciona um maior rendimento de extração de piperina. Os rendimentos de extração de piperina obtidos pelos métodos de extração de Soxhlet e extração em lote foram de 1,67 mg / g e 0,98 mg / g, respectivamente, que foram muito inferiores ao rendimento obtido por ultrassom de 5,8 mg / g. Rathod (2014) conclui que a extração assistida por ultrassom de fitoconstituintes naturais, como a piperina, diminui o problema de baixa extratabilidade e longos tempos de extração em relação aos métodos tradicionais.

O ultrassom também é usado com sucesso para a extração de óleos essenciais da pimenta-do-reino. Clique aqui para saber mais sobre a hidrodestilação ultrassônica de óleos essenciais!

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A Hielscher Ultrasonics é um fabricante experiente de sistemas de extração ultrassônica de alto desempenho. Nosso portfólio de produtos varia de pequenos, poderosos ultrassonizadores de laboratório a robusto sistemas de bancada e industriais, que proporcionam ultrassons de alta intensidade para a extração e isolamento eficientes de substâncias bioativas (por exemplo, piperina, Curcumina etc.).
Todos os dispositivos ultrassônicos de 200 W a 16.000 W apresentam um display colorido 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.

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:

Literatura/Referências

• Leonardo Cristian Favre, Guido Rolandelli, Ndumiso Mshicileli, Lusani Norah Vhangani, Cristina dos Santos Ferreira, Jessy van Wyk, María del Pilar Buera (2020): Potencial antioxidante e antiglicação do pimentão verde (Piper nigrum): Otimização da extração à base de β-ciclodextrina pela metodologia de superfície de resposta. Química Alimentar, Volume 316, 2020.
• Cao X.; vós X.; Lu Y.; Mo W. (2009): Extração ultrassônica assistida por líquido iônico de piperina de pimenta branca. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47-51.
• Rathod S.S.; Rathod VK (2014): Extração de piperina de Piper longum usando ultrassom. Culturas e Produtos Industriais Vol. 58, 2014. 259-264.
• Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Otimize a extração de compostos fenólicos de jujuba (Ziziphus Jujuba) usando o método de extração assistida por ultrassom.
• Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal AK (2018): Extração e caracterização de proteínas da flor de bananeira (Musa Sapientum L) e avaliação das atividades antimicrobianas. J Food Sci Technol (fevereiro de 2018) 55(2):658–666.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Nós, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Otimizando os parâmetros de extração do galato de epigalocatequina usando água quente convencional e métodos assistidos por ultrassom do chá verde. Processamento de Alimentos e Bioprodutos 111 (2018). 37–44.

Fatos, vale a pena conhecer

Extração ultrassônica

A extração ultrassônica de substâncias bioativas de plantas é baseada no princípio de cavitação acústica. A cavitação acústica ocorre quando ondas de ultrassom altamente intensas (por exemplo, altas amplitudes de 100 μm, geradas por ultrassom de 20-26 kHz) são acopladas em um líquido. As forças de cisalhamento cavitacional perfuram e rompem as paredes celulares do material vegetal e empurram e puxam o solvente circundante para dentro e para fora do interior da célula. Após o processo de extração, o solvente transporta as moléculas visadas, que podem então ser separadas (por exemplo, por centrifugação). A extração ultrassônica é bem conhecida por fornecer altos rendimentos de extratos fito intactos.

Extração ultrassônica de células: a seção transversal microscópica (TS) do caule apical da hortelã (Mentha piperita) mostra o mecanismo de ações durante a extração ultrassônica das células (ampliação de 2000x) [recurso: Vilkhu et al. 2011]

Piperina

A piperina (1-piperil-piperidina) é o principal composto pungente da pimenta (Piper nigrum / flautista longo, Piperaceae). O sabor da pimenta, sua pungência e, portanto, sua qualidade, estão correlacionados com a quantidade de piperina. Este atributo de qualidade pode ser alterado pela hidrólise da piperina, de modo que o anel de piperidina seja clivado.
A piperina é conhecida por vários efeitos farmacológicos, por exemplo, atividades antifúngicas, antidiarreicas, anti-inflamatórias e inibitórias da 5-lipoxigenase e ciclooxigenase-1. Além disso, a piperina aumenta a biodisponibilidade de Curcumina em 2000%. Portanto, a piperina é uma substância popular usada em formulações de suplementos (por exemplo, BioPerine®).
A piperina pode ser extraída de Piper nigrum e flautista longo.
A piperidina é uma amina secundária cíclica, que é uma estrutura molecular encontrada em muitos alcalóides vegetais. A piperidina resulta da hidrólise da piperina. A piperidina e seus derivados são blocos de construção onipresentes na síntese de produtos farmacêuticos e químicos finos.

pimenta

Piper nigrum, pimenta preta, é uma videira florida da família Piperaceae. É cultivada por seus frutos de pimenta, que geralmente são secos e usados como tempero e tempero. Os grãos de pimenta preta, verde e branca são todos obtidos da planta da pimenta preta. As diferentes cores são o resultado do tratamento e preparação dos grãos de pimenta. Os grãos de pimenta-do-reino são obtidos fervendo as drupas verdes em água quente e secando-as depois. A pimenta branca é colhida como frutos totalmente maduros da planta da pimenta; em seguida, a casca escura da fruta madura removida (maceração). Os grãos de pimenta verde são feitos a partir das drupas verdes, tratando-as com dióxido de enxofre, enlatamento ou liofilização para reter seus corantes verdes.

Piper longum Linn, também conhecida como pimenta-longa-indiana (pipli), é um parente próximo de Piper nigrum e tem um sabor semelhante, mas mais quente do que Piper nigrum.
Os frutos de flautista longo contém aprox. 1% de óleos voláteis, resina, alcalóides piperina e piperlonguminina, um alcalóide ceroso Nisobutyldeca-trans-2-trans-4-dienamida e uma substância terpenóide. O alcalóide piperina piperidina é responsável pelo sabor picante e picante das bagas de pimenta. A piperlongumina é uma substância ativa farmacológica que mostra atividade contra muitos tipos de câncer, incluindo próstata, mama, pulmão, cólon, linfoma, leucemia, tumores cerebrais primários e câncer gástrico.
Além disso, as seguintes quantidades de minerais podem ser encontradas nas bagas de pimenta: 1230mg/100g de cálcio, 190mg/100g de fósforo e 62,1mg/100g de ferro. As raízes contêm piperina, piperlongumina ou piplartina e dihidrostigmasterol.