Extracția cu ultrasunete de piperină din piper

• Piperina este o substanță bioactivă care se găsește în porumbul de piper și este apreciată pentru proprietățile sale farmacologice.
• Cu ultrasunete este o tehnică eficientă, simplă, și rapidă de extracție pentru a izola piperina de înaltă calitate.
• Extracția cu ultrasunete este o metodă fiabilă și dovedită, deja utilizată pe scară largă în industria farmaceutică și alimentară.

Extracția piperinei prin ultrasunete de înaltă performanță

Piperina ia un compus bioactiv valoros cunoscut pentru potențialul său de a crește absorbția curcuminei, seleniului, vitaminei B12, beta-carotenului și a altor compuși. Prin urmare, industria farmaceutică și nutrițională este foarte interesată de extracția rapidă și simplă a piperinei de înaltă calitate.
Extracția convențională a piperinei și piperidinei se realizează prin extracția cu solvent consumatoare de timp utilizând DMC toxic (diclormetan). Extracția cu ultrasunete excelează extracția convențională cu solvent prin randamente mai mari, utilizarea solvenților netoxici (de exemplu, etanol) și un proces rapid de extracție. Ultrasunetele de înaltă performanță creează cavitație în lichide. Cavitația acustică sau ultrasonică generează condiții extreme la nivel local, cum ar fi diferențele de temperatură și presiune super-ridicate, jeturile lichide și forțele de forfecare. Aceste forțe ultrasonice sparg pereții celulari și măresc transferul de masă între interiorul celulei și solventul înconjurător, astfel încât substanțele bioactive sunt eliberate. Extracția cu ultrasunete este o tehnică dovedită pentru izolarea compușilor vizați, ar fi piperina din piperul măcinat (Piper nigrum, piper longum).

Condiții optime de extracție folosind sonicare

Unul dintre cele mai importante avantaje ale izolației cu ultrasunete este controlul precis al tuturor parametrilor procesului. Intensitatea ultrasonică (amplitudine, putere, ciclu de funcționare), timpul de extracție, solventul, raportul solid-solvent și temperatura pot fi reglate la condiții optime pentru a obține cel mai mare randament de piperină de înaltă calitate.

Protocol exemplar pentru extracția cu ultrasunete piperină

Într-o configurație de pahar la scară mică, randamentul maxim de piperină (5,8 mg / g) din sol piper longum se obține în condiții optimizate de extracție cu ultrasunete, care s-au dovedit a fi următoarele:
Sonicator UP200St sau UP200Ht (200 W, 26 kHz)
Parametrii cu ultrasunete: 100% amplitudine, 80% ciclu de funcționare
Timp sonicare: aprox. 18 min.
solvent: etanol
Raport solid/solvent: 1:10
temperatură: 50°C

Rezultate superioare

Extracția cu ultrasunete are avantaje semnificative față de extracția tradițională în lot și solvent. Rathod (2014) arată că timpul de extracție este redus de la 8h extracție cu solvent lot și 4h extracție Soxhlet este redus la 18 min. extracție cu ultrasunete. În plus, extracția cu ultrasunete oferă un randament mai mare de extracție a piperinei. Randamentele de extracție a piperinei obținute din metodele de extracție Soxhlet și metodele de extracție în lot s-au dovedit a fi 1,67 mg / g și, respectiv, 0,98 mg / g, care au fost mult mai mici decât randamentul obținut ultrasonically de 5,8 mg / g. Rathod (2014) concluzionează că extracția asistată cu ultrasunete a fitoconstituenților naturali, cum ar fi piperina, diminuează problema extractabilității scăzute și a timpilor lungi de extracție față de metodele tradiționale.

Ecografia este utilizată cu succes și pentru extracția uleiurilor esențiale din piperul negru. Click aici pentru a afla mai multe despre hidrodistilarea cu ultrasunete a uleiurilor esențiale!

Găsiți cel mai bun sonicator pentru extracția piperinei

Hielscher Ultrasonics este producător cu experiență îndelungată de sisteme de extracție cu ultrasunete de înaltă performanță. Portofoliul nostru de produse variază de la mic, puternic Ultrasonicators de laborator la robust Sisteme de banc și industriale, care furnizează ultrasunete de înaltă intensitate pentru extracția și izolarea eficientă a substanțelor bioactive (de exemplu, piperina, Curcumina etc.).
Toate dispozitivele cu ultrasunete de la 200W la 16.000W dispun de un afișaj colorat pentru control digital, un card SD integrat pentru înregistrarea automată a datelor, telecomanda browserului și multe alte caracteristici ușor de utilizat. Sonotrodes și celulele de flux (părțile, care sunt în contact cu mediul) pot fi autoclavizate și sunt ușor de curățat.
Toate ultrasonicators noastre sunt construite pentru funcționare 24/7, necesită întreținere redusă și sunt ușor și sigur de operat.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre:

Literatură/Referințe

• Leonardo Cristian Favre, Guido Rolandelli, Ndumiso Mshicileli, Lusani Norah Vhangani, Cristina dos Santos Ferreira, Jessy van Wyk, María del Pilar Buera (2020): Potențialul antioxidant și anti-glicare al ardeiului verde (Piper nigrum): Optimizarea extracției pe bază de β-ciclodextrină prin metodologia suprafeței de răspuns. Chimie alimentară, volumul 316, 2020.
• Cao X.; Voi X.; Lu Y .; Mo W. (2009): Extracție asistată cu ultrasunete pe bază de lichid ionic de piperină din piper alb. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47-51.
• Rathod S.S.; Rathod V.K. (2014): Extracția piperinei din Piper longum folosind ultrasunete. Culturi și produse industriale Vol. 58, 2014. 259-264.
• Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Optimizați extracția compușilor fenolici ai jujube (Ziziphus Jujube) folosind metoda de extracție asistată cu ultrasunete.
• Sitthiya, K .; Devkota, L.; Sadiq, M.B.; Anal A.K. (2018): Extracția și caracterizarea proteinelor din floarea de banană (Musa Sapientum L) și evaluarea activităților antimicrobiene. J Food Sci Technol (februarie 2018) 55(2):658–666.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Noi, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cezarettin (2018): Optimizarea parametrilor de extracție a galatului epigallocatechin folosind apă caldă convențională și metode asistate cu ultrasunete din ceaiul verde. Prelucrarea alimentelor și a bioproduselor 111 (2018). 37–44.

Fapte care merită știute

extracție cu ultrasunete

Extracția cu ultrasunete a substanțelor bioactive din plante se bazează pe principiul cavitație acustică. Cavitația acustică apare atunci când undele cu ultrasunete foarte intense (de exemplu, amplitudini mari de 100μm, generate de ultrasunete 20-26kHz) sunt cuplate într-un lichid. Forțele de forfecare cavitaționale perforează și rup pereții celulari ai materialului vegetal și împing și trag solventul înconjurător în interiorul și în afara celulei. După procesul de extracție, solventul transportă moleculele vizate, care pot fi apoi separate (de exemplu, prin centrifugare). Extracția cu ultrasunete este bine cunoscută pentru a da randamente ridicate de extracte fito-intacte.

Extracția cu ultrasunete din celule: secțiunea transversală microscopică (TS) a tulpinii apicale de menta (Mentha piperita) arată mecanismul acțiunilor în timpul extracției cu ultrasunete din celule (mărire 2000x) [resursă: Vilkhu et al. 2011]

Piperina

Piperina (1-piperiol-piperidină) este principalul compus picant al piperului (Piper nigrum / piper longum, Piperaceae). Aroma piperului, iuțeala și, prin urmare, calitatea sa, sunt corelate cu cantitatea de piperină. Acest atribut de calitate poate fi modificat prin hidroliza piperinei, astfel încât inelul piperidinei să fie scindat.
Piperina este cunoscută pentru diferite efecte farmacologice, de exemplu activități antifungice, antidiareice, antiinflamatorii și inhibitori ai 5-lipoxigenazei și ciclooxigenazei-1. În plus, piperina crește biodisponibilitatea Curcumina până în 2000%. Prin urmare, piperina este o substanță populară utilizată în formulările de suplimente (de exemplu, BioPerine®).
Piperina poate fi extrasă din Piper nigrum și piper longum.
Piperidina este o amină ciclică secundară, care este o structură moleculară găsită în mulți alcaloizi din plante. Piperidina rezultă din hidroliza piperinei. Piperidina și derivații săi sunt blocuri omniprezente în sinteza produselor farmaceutice și a substanțelor chimice fine.

piper

Piper nigrum, piper negru, este o viță de vie înflorită în familie Piperaceae. Este cultivat pentru fructele sale de piper, care sunt de obicei uscate și folosite ca condimente și condimente. Boabele de piper negru, verde și alb sunt toate obținute din planta de piper negru. Diferitele culori sunt rezultatul tratării și preparării boabelor de piper. Boabele de piper negru se obțin prin fierberea drupe necoapte în apă fierbinte și se usucă după aceea. Ardeiul alb este recoltat ca boabe pe deplin coapte ale plantei de piper; Apoi pielea întunecată a fructelor coapte îndepărtată (retting). Boabele de piper verde sunt fabricate din drupe necoapte prin tratarea lor cu dioxid de sulf, conservare sau liofilizare pentru a-și păstra coloranții verzi.

Piper longum Linn, cunoscut și sub numele de piper indian lung (pipli), este o rudă apropiată cu Piper nigrum și are un gust similar, dar mai fierbinte decât Piper nigrum.
Fructele piper longum conține aproximativ 1% uleiuri volatile, rășină, alcaloizi piperină și piperlonguminină, un alcaloid ceros Nisobutyldeca-trans-2-trans-4-dienamidă și o substanță terpenoidă. Alcaloidul piperidină piperidină este responsabil pentru gustul picant, picant al boabelor de piper. Piperlongumina este o substanță activă farmacologică care prezintă activitate împotriva multor tipuri de cancer, inclusiv prostată, sân, plămân, colon, limfom, leucemie, tumori cerebrale primare și cancer gastric.
În plus, următoarele cantități de minerale pot fi găsite în boabele de piper: 1230mg / 100g calciu, 190mg / 100g fosfor și 62,1mg / 100g fier. Rădăcinile conțin piperină, piperlongumină sau piplartină și dihidrostigmasterol.