Extracția cu ultrasunete a capsaicinei din ardeii iuți

• Capsaicina este principalul compus de aromă și de condiment din ardeii iuți, cunoscuți și sub denumirea de chili.
• Pentru a produce capsaicină de înaltă calitate ca ingredient aromatic și medicinal, este necesară o tehnică de extracție eficientă, dar blândă, care să prevină degradarea.
• Extracția cu ultrasunete este o metodă de extracție mecanică blândă, care oferă randamente ridicate de capsaicină într-un timp de extracție foarte scurt.

Ultrasunete de înaltă performanță pentru extracte de capsaicină de înaltă calitate

Extracția cu ultrasunete a capsaicinoidelor din ardeii iuți (de ex. Capsicum frutescens) îmbunătățește semnificativ randamentul extracției. Ultrasunetele de putere favorizează perforarea și distrugerea pereților celulari, precum și umflarea și hidratarea, prin împingerea solventului în celulele vegetale. Aceasta duce la un transfer de masă crescut al substanțelor intracelulare (inclusiv al capsaicinoidelor) din celulele vegetale în solvent.
Fiind o tehnică de procesare pur mecanică, non-termică, extracția cu ultrasunete previne degradarea termică a compușilor termolabili. Cavitația ultrasonică intensifică procesul de extracție, rezultând randamente ridicate de extract de calitate superioară. Costurile de investiție și de operare ale echipamentelor de extracție cu ultrasunete sunt relativ scăzute și permit un RoI rapid.

Extracția cu ultrasunete a capsaicinoidelor – în mod șarjă sau în flux continuu

Șarjă: Procesele de extracție cu ultrasunete pot fi operate ca procese simple în șarje sau ca tratament inline, în care mediul este alimentat continuu printr-un reactor ultrasonic cu flux continuu.
Procesarea în șarje este o procedură simplă, în care extracția se realizează lot cu lot. Hielscher Ultrasonics oferă procesoare ultrasonice pentru șarje mici până la mari, adică de la 1L la 120L.
Pentru procesarea șarjelor de 5 până la 10L, vă recomandăm UP400St cu sonotroda S24d22L2D. (vezi imaginea din stânga)
Pentru procesarea șarjelor de aprox. 120L, vă recomandăm UIP2000hdT cu sonotroda RS4d40L4. (vezi imaginea din dreapta sus)

Flux continuu: Pentru volume mai mari și pentru extracția comercială a capsaicinei la scară industrială, un flux continuu de lichid care conține fulgi de ardei iute este alimentat printr-un reactor ultrasonic, în care suspensia solvent/material botanic este sonicată intens.
Pentru un volum de aprox. 8L/min., vă recomandăm UIP4000hdT cu sonotroda RS4d40L3 și celula de flux presurizabilă FC130L4-3G0.

Studiu de caz privind extracția cu ultrasunete a capsaicinei

Olguín-Rojas et al. (2019) raportează izolarea capsaicinoidelor cu un randament mai mare de 96%, utilizând trei cultivare de Capsicum chinense Jacq. (ardeii ‘Bode’, ‘Habanero’ și ‘Habanero Roxo’). Aceștia au utilizat sonicatorul cu sondă Hielscher UP200S (200 W, 24 kHz) cu proba imersată într-o baie de apă cu temperatură controlată. 0,25g de probă de Capsicum chinense au fost puse în contact cu 25mL de metanol timp de 10 minute și apoi transferate în baia de apă la 50ºC, cu o amplitudine de ieșire de 200 W și un ciclu de lucru de 0,5sec. Ulterior, extractele au fost filtrate printr-un filtru de seringă din nailon și analizate prin cromatografie. În urma analizei, au fost identificate toate cele cinci capsaicinoide principale (n-DHC, C, DHC, h-C și h-DHC). Extracția cu ultrasunete oferă un extract cu spectru complet, cu un profil aromatic larg.

Sganzerla et al. (2014) au constatat că extracția cu ultrasunete este o metodă excelentă pentru extracția cantitativă și reproductibilă a capsaicinoidelor din ardeii iuți, folosind metanolul ca solvent. Datorită simplității și eficienței sale, extracția cu ultrasunete poate fi aplicată pentru analiza de rutină rapidă a capsaicinoidelor din ardeii iuți.

Echipamente de extracție cu ultrasunete

Hielscher Ultrasonics este specializată în fabricarea de procesoare ultrasonice de înaltă performanță pentru producerea de extracte de înaltă calitate din produse botanice.

Portofoliul larg de produse Hielscher Ultarsonics variază de la sonicatoare de laborator compacte și puternice până la sisteme robuste de banc și sisteme complet industriale, care furnizează ultrasunete de intensitate ridicată pentru extracția și izolarea eficientă a substanțelor bioactive (de ex. quercetină, cofeină, curcumină, terpene etc.). Toate sonicatoarele digitale de la 200W la 16.000W dispun de un meniu intuitiv cu setări programabile, un afișaj tactil color pentru control digital, un card SD integrat pentru înregistrarea automată a datelor, control de la distanță prin browser și multe alte funcții ușor de utilizat. Sonotrodele și celulele de flux (componentele care intră în contact cu mediul) pot fi autoclavate și sunt ușor de curățat. Toate ultrasonicatoarele noastre sunt construite pentru funcționare 24/7, necesită întreținere redusă și sunt ușor și sigur de operat.
Un afișaj digital color permite controlul ușor al ultrasonicatorului. Sistemele noastre pot furniza amplitudini de la scăzute până la foarte ridicate. Pentru extracția polifenolilor și a altor fitochimicale bioactive, cum ar fi capsaicinoidele, oferim sonotrode ultrasonice speciale (cunoscute și sub denumirea de sonde ultrasonice sau horn-uri ultrasonice), optimizate pentru izolarea delicată a substanțelor active de înaltă calitate. Robustețea echipamentelor ultrasonice Hielscher permite funcționarea 24/7 în regim intensiv și în medii solicitante.
Controlul precis al parametrilor procesului ultrasonic asigură reproductibilitatea și standardizarea procesului.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: