Ультразвуковая экстракция капсаицина из острого перца чили
- Капсаицин является основным ароматизатором и пряным соединением в остром перце, также известном как перец чили.
- Для производства высококачественного капсаицина в качестве ароматического ароматизатора и лекарственного ингредиента требуется эффективный, но мягкий метод экстракции, предотвращающий деградацию.
- Ультразвуковая экстракция – это мягкий метод механической экстракции, который дает высокие выходы капсаицина за очень короткое время экстракции.
Высокоэффективный ультразвук для получения высококачественных экстрактов капсаицина
Ультразвуковая экстракция капсаициноидов из острого перца чили (например, Capsicum frutescens) значительно улучшает выход экстракции. Силовой ультразвук способствует перфорации и разрушению клеточных стенок, а также набуханию и гидратации за счет проталкивания растворителя в клетки растений. Это приводит к увеличению массопереноса внутриклеточных веществ (в том числе капсаициноидов) из растительных клеток в растворитель.
Являясь чисто механическим, нетермическим методом обработки, ультразвуковая экстракция предотвращает термическое разложение термолабилических соединений. Ультразвуковая кавитация интенсифицирует процесс экстракции, что приводит к получению высоких выходов экстракта превосходного качества. Инвестиционные и эксплуатационные затраты на оборудование для ультразвуковой экстракции относительно невелики и позволяют быстро получить окупаемость инвестиций.
- Превосходная урожайность
- Высокоскоростная экстракция – в течение нескольких минут
- Высококачественные экстракты – Мягкий, нетермический
- Зеленые растворители (например, вода/этанол)
- Рентабельный
- Простая и безопасная эксплуатация
- Низкие инвестиционные и эксплуатационные расходы
- Работа в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации
- Зеленый, экологически чистый метод
Ультразвуковая экстракция капсаициноидов – в периодическом или непрерывном режиме
Партия: Процессы ультразвуковой экстракции могут осуществляться как простые периодические процессы или как поточная обработка, при которой среда непрерывно подается через ультразвуковой проточный реактор.
Пакетная обработка – это простая процедура, при которой извлечение производится лот за партией. Hielscher Ultrasonics предлагает ультразвуковые процессоры для малых и больших партий, т.е. от 1 л до 120 л.
Для обработки партий объемом от 5 до 10 л мы рекомендуем UP400ST с сонотродом S24d22L2D. (см. рис. слева)
Для обработки партий объемом около 120 л мы рекомендуем принтер UIP2000hdT с сонотродом RS4d40L4. (см. рис. вверху справа)
Проточный: Для больших объемов и полномасштабной коммерческой экстракции капсаицина непрерывный поток жидкости, содержащий хлопья острого перца, подается через ультразвуковой реактор, где растворитель/растительная суспензия подвергается интенсивному ультразвуковому воздействию.
Для производительности около 8 л/мин. мы рекомендуем UIP4000hdT с сонотродом RS4d40L3 и проточной ячейкой под давлением FC130L4-3G0.
Клинический случай ультразвуковой экстракции капсаицина
Olguín-Rojas et al. (2019) сообщают о выделении выхода капсаициноидов выше 96% при использовании трех Capsicum chinense Jacq. (перец 'Bode', 'Habanero' и 'Habanero Roxo'). Они использовали зонд-ультразвуковой аппарат Хильшера UP200S (200 Вт, 24 кГц) При этом образец погружали в водяную баню с регулируемой температурой. 0,25 г образца Capsicum chinense контактировали с 25 мл метанола в течение 10 минут, а затем переводили на водяную баню при температуре 50ºC, выходной амплитуде 200 Вт и рабочем цикле 0,5 секунды. После этого экстракты фильтровали через нейлоновый шприцевой фильтр и анализировали с помощью хромоатографии. В ходе анализа были обнаружены все пять основных капсаициноидов (n-DHC, C, DHC, h-C и h-DHC). Ультразвуковая экстракция дает экстракт полного спектра действия с широким вкусовым профилем.
Sganzerla et al. (2014) обнаружили, что ультразвуковая экстракция является отличным методом количественной и воспроизводимой экстракции капсаициноидов из перца чили с использованием метанола в качестве растворителя. Благодаря своей простоте и эффективности, ультразвуковая экстракция может быть применена для быстрого рутинного анализа капсаициноидов в перце чили.
Ультразвуковое экстракционное оборудование
Hielscher Ultrasonics специализируется на производстве высокопроизводительных ультразвуковых процессоров для производства высококачественных экстрактов из растительных компонентов.
Широкий ассортимент продукции Hielscher Ultarsonics варьируется от компактных, мощных лабораторных ультразвуковых аппаратов до надежных настольных и полностью промышленных систем, которые обеспечивают высокоинтенсивный ультразвук для эффективной экстракции и выделения биологически активных веществ (например, кверцетина, кофеина, куркумина, терпенов и т. д.). Все цифровые ультразвуковые аппараты мощностью от 200 Вт до 16 000 Вт оснащены интуитивно понятным меню с программируемыми настройками, цветным сенсорным дисплеем для цифрового управления, встроенной SD-картой для автоматической записи данных, дистанционным управлением через браузер и многими другими удобными функциями. Сонотроды и проточные ячейки (части, которые контактируют со средой) могут быть автоклавированы и легко чистятся. Все наши ультразвуковые аппараты рассчитаны на работу в режиме 24/7, не требуют особого обслуживания, просты и безопасны в эксплуатации.
Цифровой цветной дисплей обеспечивает удобное управление ультразвуковым аппаратом. Наши системы способны работать как с низкими, так и с очень высокими амплитудами. Для экстракции полифенолов и других биоактивных фитохмикалов, таких как капсаициноиды, мы предлагаем специальные ультразвуковые сонотроды (также известные как ультразвуковые зонды или рога), которые оптимизированы для чувствительного выделения высококачественных активных веществ. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях эксплуатации и в сложных условиях.
Точный контроль параметров ультразвукового процесса обеспечивает воспроизводимость и стандартизацию процесса.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
---|---|---|
0от 0,5 до 1,5 мл | н.а. | VialTweeter |
от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Литература / Литература
- 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.
Факты, которые стоит знать
Капсаициноиды
Перец популярен во всем мире, и часто используется в качестве пищевой добавки для придания острого и острого вкуса. Капсаициноиды — это ароматические соединения в красном перце чили, в основном состоящие из капсаицина (транс-8 метил-N-ваниллил-6-нонамида) и дигидрокапсаицина (8 метил-N-ваниллононанамида), нордигидрокапсаицина, гомокапсаицина и гомодигидрокапсаицина. Капсаицин и дигидрокапсаицин являются наиболее распространенными капсаициноидами, которые отвечают за около 90% остроты. Всего было выделено более 20 капсаициноидов у разных видов перца.
Капсаициноиды являются наиболее заметным типом фитохимических веществ в перце. Они представляют собой нелетучие алкалоиды, которые представляют собой химически кислые амиды жирных кислот с разветвленной цепью C9–C11 и ваниллиламина. Капсаициноиды, отвечающие за острый и пряный вкус перца чили, являются популярным ингредиентом специй. Помимо использования в качестве пищевого ингредиента, капсаициноиды известны своими фармакологическими свойствами, которые включают в себя их функцию химиопротекторов против мутагенеза или онкогенеза, противомикробных средств, антиоксидантов, противоопухолевое действие, обезболивающее действие и их влияние на нейроны, ответственные за передачу боли и нейрогенное воспаление. Еще одно распространенное применение капсаициноидов – в местных обезболивающих анальгетиках, противоартритных и противовоспалительных мазях, а также в качестве природного ингибитора патогенных микроорганизмов
В пищевой промышленности капсаициноиды иногда добавляют в качестве натурального консерванта из-за их антимикробных свойств.
Плоды перца чили Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav., и Capsicum chinense культивируются во всем мире и поэтому хорошо известны.