Ultrazvočna ekstrakcija kapsaicina iz vroče čili paprike
- Kapsaicin je glavna sestavina okusa in začimb v vroči papriki, znani tudi kot čili.
- Za proizvodnjo visokokakovostnega kapsaicina kot aromatične arome in zdravilne sestavine je potrebna učinkovita, a blaga tehnika ekstrakcije, da se prepreči razgradnja.
- Ultrazvočna ekstrakcija je blaga mehanska metoda ekstrakcije, ki daje visoke donose kapsaicina v zelo kratkem času ekstrakcije.
Visoko zmogljiva ultrazvoka za visokokakovostne izvlečke kapsaicina
Ultrazvočna ekstrakcija kapsaicinoidov iz vroče čili paprike (npr. Capsicum frutescens) bistveno izboljša donos ekstrakcije. Močni ultrazvok spodbuja perforacijo in motnje celičnih sten, pa tudi otekanje in hidracijo s potiskom topila v rastlinske celice. To povzroči povečan prenos mase znotrajceličnih snovi (vključno s kapsaicinoidi) iz rastlinskih celic v topilo.
Kot čisto mehanska, netoplotna tehnika obdelave, ultrazvočna ekstrakcija preprečuje toplotno razgradnjo termo-labil spojin. Ultrazvočna kavitacija intenzivira proces ekstrakcije, kar ima za posledico visoke donose vrhunske kakovosti ekstrakta. Naložbeni in operativni stroški ultrazvočne ekstrakcijske opreme so relativno nizki in omogočajo hitro donosnost naložbe.
- Vrhunski donos
- Hitra ekstrakcija – v nekaj minutah
- Visokokakovostni izvlečki – Blaga, netoplotna
- Zelena topila (npr. voda/etanol)
- Gospodarne
- Enostavno in varno upravljanje
- Nizki investicijski in operativni stroški
- 24/7 delovanje v težkih tovornih vozilih
- Zelena, okolju prijazna metoda
120L ultrazvočna šaržna ekstrakcija rastlin z UIP2000hdT in mešalom
Ultrazvočna ekstrakcija kapsaicinoida – v paketnem ali neprekinjenem načinu pretoka
Serije: Ultrazvočni procesi ekstrakcije se lahko izvajajo kot preprosti šaržni procesi ali kot inline obdelava, kjer se medij neprekinjeno dovaja skozi ultrazvočni pretočni reaktor.
Serijska obdelava je enostaven postopek, pri katerem se ekstrakcija izvaja veliko za serijo. Hielscher Ultrasonics ponuja ultrazvočne procesorje za majhne do velike serije, tj. 1L do 120L.
Za predelavo serij od 5 do 10L priporočamo UP400ST s sonotrodo S24d22L2D. (glej sliko levo)
Za obdelavo serij po približno 120 l priporočamo UIP2000hdT s sonotrode RS4d40L4. (glej sliko zgoraj desno)
Pretok: Za večje količine in popolno komercialno ekstrakcijo kapsaicina se neprekinjen tekoči tok, ki vsebuje kosmiče vroče paprike, dovaja skozi ultrazvočni reaktor, kjer se topilo / botanična gnojevka intenzivno uniči.
Za prostornino približno 8 l/min. priporočamo UIP4000hdT s sonotrodo RS4d40L3 in pretočno celico pod tlakom FC130L4-3G0.
Študija primera ultrazvočne ekstrakcije kapsaicina
Olguín-Rojas et al. (2019) poročajo o izolaciji pridelka kapsaicinoida višjem od 96% z uporabo treh Capsicum chinense Jacq. sorte (paprika "Bode", "Habanero" in "Habanero Roxo"). Uporabili so Hielscherjevo sondo-ultrazvočno napravo UP200S (200 W, 24 kHz) z vzorcem, potopljenim v vodno kopel z nadzorovano temperaturo. 0,25 g vzorca Capsicum chinense je bilo 10 minut v stiku s 25 ml metanola, nato pa je bilo preneseno v vodno kopel pri 50 ° C, 200 W izhodni amplitudi in delovnem ciklu 0,5 sekunde. Nato so izvlečke filtrirali skozi najlonski filter brizge in analizirali s kromatografijo. V analizi je bilo ugotovljenih vseh pet glavnih kapsaicinoidov (n-DHC, C, DHC, h-C in h-DHC). Ultrazvočna ekstrakcija daje izvleček celotnega spektra s širokim profilom okusa.
(2014) ugotovili, da je ultrazvočna ekstrakcija odlična metoda za kvantitativno in ponovljivo ekstrakcijo kapsaicinoidov iz čili paprike z uporabo metanola kot topila. Zaradi svoje preprostosti in učinkovitosti se lahko ultrazvočna ekstrakcija uporablja za hitro rutinsko analizo kapsaicinoidov v čili papriki.
Ultrazvočna ekstrakcijska oprema
Hielscher Ultrasonics je specializiran za proizvodnjo visoko zmogljivih ultrazvočnih procesorjev za proizvodnjo visokokakovostnih izvlečkov iz rastlin.
Širok portfelj izdelkov podjetja Hielscher Ultarsonics sega od kompaktnih, zmogljivih laboratorijskih sonikatorjev do robustnih namiznih in popolnoma industrijskih sistemov, ki zagotavljajo ultrazvok visoke intenzivnosti za učinkovito ekstrakcijo in izolacijo bioaktivnih snovi (npr. kvercetin, kofein, kurkumin, terpeni itd.). Vsi digitalni zvočni aparati od 200 W do 16.000 W imajo intuitiven meni s programabilnimi nastavitvami, barvni zaslon na dotik za digitalno upravljanje, integrirano kartico SD za samodejno snemanje podatkov, daljinski upravljalnik brskalnika in številne druge uporabniku prijazne funkcije. Sonotrode in pretočne celice (deli, ki so v stiku z medijem) se lahko avtoklavirajo in se enostavno čistijo. Vsi naši ultrazvočni aparati so izdelani za delovanje 24/7, zahtevajo malo vzdrževanja in so enostavni in varni za uporabo.
Digitalni barvni zaslon omogoča uporabniku prijazen nadzor ultrazvočnega aparata. Naši sistemi so sposobni zagotavljati od nizkih do zelo visokih amplitud. Za ekstrakcijo polifenolov in drugih bioaktivnih fitohmikov, kot so kapsaicinoidi, ponujamo posebne ultrazvočne sonotrode (znane tudi kot ultrazvočne sonde ali rogovi), ki so optimizirane za smiselno izolacijo visokokakovostnih aktivnih snovi. Robustnost Hielscherjeve ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.
Natančna kontrola ultrazvočnih procesnih parametrov zagotavlja ponovljivost in standardizacijo procesa.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 0.5 do 1.5 ml | n.a. | VialTweeter |
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Lahek, a zmogljiv zvočnik UP200Ht je idealen za ekstrakcijo kapsaicina v čašah
Literatura / Reference
- 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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Kapsaicinoidi
Paprike so priljubljene po vsem svetu in se pogosto uporabljajo kot aditivi za živila, da zagotovijo pekoč in oster okus. Kapsaicinoidi so aromatične spojine v rdeči čili papriki, ki so večinoma sestavljene iz kapsaicina (trans-8 metil-N-vanil-6-nonenamid) in dihidrokapsaicina (8 metil-N-vanilnonanamid), nordihidrokapsaicina, homokapsaicina in homodihidrokapsaicina. Kapsaicin in dihidrokapsaicin sta najbolj bogata kapsaicinoida, ki sta odgovorna za približno 90% pikantnosti. Skupaj je bilo pri različnih vrstah popra odločenih več kot 20 kapsaicinoidov.
Kapsaicinoidi so najpomembnejša vrsta fitokemikalij v papriki. So nehlapni alkaloidi, ki so kemično kisli amidi razvejanih maščobnih kislin C9–C11 in vanililamina. Odgovoren za oster in pikanten okus čili paprike, kapsaicinoidi so priljubljena sestavina začimb. Poleg uporabe kot živilske sestavine so kapsaicinoidi znani po svojih farmakoloških lastnostih, ki vključujejo njihovo funkcijo kemoprotektorjev proti mutagenezi ali tumorigenezi, kot protimikrobna zdravila, kot antioksidanti, za njihov protirakav učinek, analgetične učinke in učinek na nevron, ki je odgovoren za prenos bolečine in nevrogeno vnetje. Druga pogosta uporaba kapsaicinoidov je pri lokalnih analgetikih proti bolečinam, antiartritičnih in protivnetnih mazilih ter kot naravni zaviralec patogenih mikroorganizmov
V živilski industriji se kapsaicinoidi včasih dodajajo kot naravni konzervansi zaradi svojih protimikrobnih lastnosti.
Plodovi čilija Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav. in Capsicum chinense se gojijo po vsem svetu in so zato dobro znani.