Ултразвучна екстракција капсаицина из љутих чили паприка

• Капсаицин је главно једињење које даје арому и љутину љутим паприкама, познатим и као чили паприке.
• За производњу висококвалитетног капсаицина као ароматичног додатка и лековитог састојка потребна је ефикасна, али блага техника екстракције како би се спречила разградња.
• Ултразвучна екстракција је блага механичка метода екстракције која даје високе приносе капсаицина за веома кратко време екстракције.

Ултразвук високих перформанси за висококвалитетне екстракте капсаицина

Ултразвучна екстракција капсаициноида из љутих чили паприка (нпр. Capsicum frutescens) значајно повећава принос екстракције. Ултразвук велике снаге подстиче перфорацију и разарање ћелијских зидова, као и бубрење и хидратацију, потискујући растварач у биљне ћелије. То доводи до повећаног преноса масе унутарћелијских супстанци (укључујући капсаициноиде) из биљних ћелија у растварач.
Као потпуно механичка, нетермичка техника обраде, ултразвучна екстракција спречава термичку разградњу термолабилних једињења. Ултразвучна кавитација интензивира процес екстракције, што резултира високим приносима екстракта врхунског квалитета. Инвестициони и оперативни трошкови опреме за ултразвучну екстракцију релативно су ниски и омогућавају брз повраћај инвестиције.

Ултразвучна екстракција капсаициноида – у шаржном режиму или режиму континуираног протока

Шаржна обрада: Процеси ултразвучне екстракције могу се спроводити као једноставни шаржни процеси или као обрада у проточној линији, при којој се медијум непрекидно доводи кроз ултразвучни проточни реактор.
Шаржна обрада је једноставан поступак у којем се екстракција врши шаржу по шаржу. Hielscher Ultrasonics нуди ултразвучне процесоре за мале и велике шарже, односно од 1L до 120L.
За обраду шаржи од 5 до 10L препоручујемо UP400ST са сонотродом S24d22L2D. (видети слику лево)
За обраду шаржи од приближно 120L препоручујемо UIP2000hdT са сонотродом RS4d40L4. (видети слику горе десно)

Проточна обрада: За веће запремине и комерцијалну екстракцију капсаицина у пуном обиму, континуирани ток течности који садржи љуспице љуте паприке доводи се кроз ултразвучни реактор, где се суспензија биљног материјала у растварачу интензивно обрађује ултразвуком.
За запремински проток од приближно 8L/min. препоручујемо UIP4000hdT са сонотродом RS4d40L3 и проточном ћелијом FC130L4-3G0 која се може ставити под притисак.

Студија случаја ултразвучне екстракције капсаицина

Olguín-Rojas и сар. (2019) наводе изоловање капсаициноида са приносом већим од 96% коришћењем три сорте Capsicum chinense Jacq. (паприке ‘Bode’, ‘Habanero’ и ‘Habanero Roxo’). Користили су Hielscher ултразвучни уређај са сондом UP200S (200 W, 24 kHz) са узорком уроњеним у водено купатило са контролисаном температуром. Узорак Capsicum chinense од 0,25g доведен је у контакт са 25mL метанола током 10 минута, а затим је пренет у водено купатило на 50ºC, уз излазну амплитуду од 200 W и радни циклус од 0,5sec. Након тога, екстракти су филтрирани кроз најлонски филтер за шприц и анализирани хроматографијом. Анализом је утврђено присуство свих пет главних капсаициноида (n-DHC, C, DHC, h-C и h-DHC). Ултразвучна екстракција даје екстракт пуног спектра са широким профилом ароме.

Sganzerla и сар. (2014) утврдили су да је ултразвучна екстракција одлична метода за квантитативну и поновљиву екстракцију капсаициноида из чили паприка коришћењем метанола као растварача. Због своје једноставности и ефикасности, ултразвучна екстракција може се применити за брзу рутинску анализу капсаициноида у чили паприкама.

Опрема за ултразвучну екстракцију

Hielscher Ultrasonics је специјализован за производњу ултразвучних процесора високих перформанси за производњу висококвалитетних екстраката из биљног материјала.

Широк асортиман производа компаније Hielscher Ultarsonics обухвата компактне, снажне лабораторијске соникаторе, робусне стоне уређаје и потпуно индустријске системе који испоручују ултразвук високог интензитета за ефикасну екстракцију и изоловање биоактивних супстанци (нпр. кверцетина, кофеина, куркумина, терпена итд.). Сви дигитални соникатори од 200W до 16.000W имају интуитиван мени са програмабилним подешавањима, екран осетљив на додир у боји за дигитално управљање, уграђену SD картицу за аутоматско бележење података, даљинско управљање преко прегледача и многе друге функције које олакшавају употребу. Сонотроде и проточне ћелије (делови који су у контакту са медијумом) могу се аутоклавирати и лако се чисте. Сви наши ултразвучни уређаји направљени су за рад 24/7, захтевају мало одржавања и омогућавају једноставно и безбедно руковање.
Дигитални екран у боји омогућава једноставно управљање ултразвучним уређајем. Наши системи могу да остваре амплитуде од ниских до веома високих. За екстракцију полифенола и других биоактивних фитохемикалија, као што су капсаициноиди, нудимо посебне ултразвучне сонотроде (познате и као ултразвучне сонде или рогови) које су оптимизоване за пажљиво изоловање висококвалитетних активних супстанци. Робусност ултразвучне опреме компаније Hielscher омогућава рад 24/7 при великом оптерећењу и у захтевним окружењима.
Прецизна контрола параметара ултразвучног процеса обезбеђује поновљивост и стандардизацију процеса.

Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја: