Ultraljud Capsaicin extraktion från Hot Chili Peppers
- Capsaicin är den huvudsakliga smak- och kryddföreningen i paprika, även känd som chili.
- För att producera kapsaicin av hög kvalitet som aromatisk smak och medicinsk ingrediens krävs en effektiv, men ändå mild extraktionsteknik för att förhindra nedbrytning.
- Ultraljud extraktion är en mild mekanisk extraktionsmetod, som ger höga utbyten av capsaicin på en mycket kort extraktionstid.
Högpresterande ultraljud för högkvalitativa capsaicinextrakt
Ultraljudsextraktion av capsaicinoider från het chilipeppar (t.ex. Capsicum frutescens) förbättrar extraktionsutbytet avsevärt. Power ultraljud främjar perforering och störning av cellväggar, samt svullnad och hydrering genom att trycka in lösningsmedlet i växtcellerna. Detta resulterar i en ökad massöverföring av de intracellulära ämnena (inklusive capsaicinoider) från växtcellerna till lösningsmedlet.
Som en rent mekanisk, icke-termisk bearbetningsteknik förhindrar ultraljudsextraktion termisk nedbrytning av termo-labil-föreningar. Ultraljud kavitation intensifierar extraktionsprocessen, vilket resulterar i höga utbyten av överlägsen extraktkvalitet. Investerings- och driftskostnaderna för ultraljudsextraktionsutrustning är relativt låga och möjliggör en snabb ROI.
- Överlägsen avkastning
- Extraktion med hög hastighet – inom några minuter
- Extrakt av hög kvalitet – Mild, icke-termisk
- Gröna lösningsmedel (t.ex. vatten/etanol)
- Kostnadseffektiv
- Enkel och säker drift
- Låga investerings- och driftskostnader
- 24/7 drift under tung drift
- Grön, miljövänlig metod
120L ultraljud batch extraktion av växter med UIP2000hdT och omrörare
Ultraljud Capsaicinoid extraktion – i batch- eller kontinuerligt flödesläge
Batch: Ultraljudsextraktionsprocesser kan drivas som enkla batchprocesser eller som inline-behandling, där mediet kontinuerligt matas genom en ultraljudsgenomströmningsreaktor.
Batchbearbetning är en enkel procedur, där extraktionen utförs parti för parti. Hielscher Ultrasonics erbjuder ultraljudsprocessorer för små till stora partier, dvs 1L till 120L.
För bearbetning av satser på 5 till 10L rekommenderar vi UP400ST med sonotrode S24d22L2D. (se bild till vänster)
För bearbetning av batcher på ca 120L rekommenderar vi UIP2000hdT med sonotrode RS4d40L4. (se bild överst till höger)
Genomströmning: För större volymer och fullskalig kommersiell capsaicinextraktion matas en kontinuerlig vätskeström som innehåller heta pepparflingor genom en ultraljudsreaktor, där lösningsmedlet/den botaniska uppslamningen är intensivt sonikerad.
För en volym på ca 8 l/min rekommenderar vi UIP4000hdT med sonotrode RS4d40L3 och trycksatt flödescell FC130L4-3G0.
Fallstudie av ultraljud capsaicin extraktion
Olguín-Rojas et al. (2019) rapporterar att isoleringen av capsaicinoidavkastningen är högre än 96 % med hjälp av tre Capsicum chinense Jacq. sorter ('Bode', 'Habanero' och 'Habanero Roxo' paprika). De använde Hielscher sond-ultraljud UP200S (200 W, 24 kHz) Med provet nedsänkt i ett temperaturkontrollerat vattenbad användes. 0,25 g Capsicum chinense-prov sattes i kontakt med 25 ml metanol i 10 minuter och överfördes sedan till vattenbadet vid 50ºC, 200 W utgångsamplitud och 0,5 sek arbetscykel. Efteråt filtrerades extrakten genom ett nylonsprutfilter och analyserades via kromatografi. I analysen hittades alla fem huvudsakliga capsaicinoider (n-DHC, C, DHC, h-C och h-DHC). Ultraljudsextraktion ger ett fullspektrumsextrakt med en bred smakprofil.
Sganzerla et al. (2014) fann att ultraljudsextraktion är en utmärkt metod för kvantitativ och reproducerbar extraktion av capsaicinoider från chilipeppar med metanol som lösningsmedel. På grund av sin enkelhet och effektivitet kan ultraljudsextraktion användas för snabb rutinanalys av capsaicinoider i chilipeppar.
Utrustning för extraktion med ultraljud
Hielscher Ultrasonics är specialiserat på tillverkning av högpresterande ultraljudsprocessorer för produktion av högkvalitativa extrakt från växter.
Den breda produktportföljen hos Hielscher Ultarsonics sträcker sig från kompakta, kraftfulla laboratoriesonikatorer till robusta stationära och helt industriella system, som levererar ultraljud med hög intensitet för effektiv extraktion och isolering av bioaktiva ämnen (t.ex. quercetin, koffein, curcumin, terpener etc.). Alla digitala sonikatorer från 200W till 16 000W har en intuitiv meny med programmerbara inställningar, en färgad pekskärm för digital kontroll, ett integrerat SD-kort för automatisk dataregistrering, webbläsarens fjärrkontroll och många fler användarvänliga funktioner. Sonotroderna och flödescellerna (de delar som är i kontakt med mediet) kan autoklaveras och är lätta att rengöra. Alla våra ultraljudsapparater är byggda för 24/7 drift, kräver lågt underhåll och är enkla och säkra att använda.
En digital färgdisplay möjliggör en användarvänlig kontroll av ultraljudsapparaten. Våra system är kapabla att leverera från låga upp till mycket höga amplituder. För extraktion av polyfenoler och andra bioaktiva faktommiska som capsaicinoider erbjuder vi speciella ultraljudssonotroder (även kända som ultraljudssonder eller horn) som är optimerade för förnuftig isolering av högkvalitativa aktiva substanser. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer.
Den exakta kontrollen av ultraljudsprocessparametrarna säkerställer reproducerbarhet och processstandardisering.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
| Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
|---|---|---|
| 0.5 till 1,5 ml | N.A. | VialTweeter |
| 1 till 500 ml | 10 till 200 ml/min | UP100H |
| 10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
| N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
Den lätta men ändå kraftfulla sonikator UP200Ht är idealisk för capsaicinextraktion i bägare
Litteratur / Referenser
- 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.
Fakta som är värda att veta
Capsaicinoider
Paprika är populär runt om i världen och används ofta som livsmedelstillsatser för att ge en het och skarp smak. Capsaicinoider är smakämnen i röd chilipeppar, huvudsakligen sammansatta av capsaicin (trans-8 metyl-N-vanillyl-6-nonenamid) och dihydrocapsaicin (8 metyl-N-vanillylnonamid), nordihydrocapsaicin, homocapsaicin och homodihydrocapsaicin. Capsaicin och dihydrocapsaicin är de vanligaste capsaicinoiderna, som står för cirka 90 % av kryddigheten. Sammanlagt har mer än 20 capsaicinoider kunnat urskiljas hos olika peppararter.
Capsaicinoider är den mest framträdande typen av fytokemikalier i paprika. De är icke-flyktiga alkaloider, som är kemiskt sura amider av C9–C11 grenade fettsyror och vanillylamin. Capsaicinoider är ansvariga för den skarpa och kryddiga smaken i chilipeppar och är en populär kryddingrediens. Förutom deras användning som livsmedelsingrediens är capsaicinoider kända för sina farmakologiska egenskaper, som inkluderar deras funktion som kemoprotektorer mot mutagenes eller tumörbildning, som antimikrobiella medel, som antioxidanter, för deras anticancereffekt, deras smärtstillande effekter och deras effekt på neuronala som ansvarar för smärtöverföring och neurogen inflammation. En annan vanlig användning av capsaicinoider är i aktuella smärtstillande medel mot smärta, antiartrit och antiinflammatoriska salvor och som naturlig hämmare av patogena mikroorganismer
Inom livsmedelsindustrin tillsätts capsaicinoider ibland som naturligt konserveringsmedel på grund av deras antimikrobiella egenskaper.
Chilifrukter av Capsicum annuum L., Capsicum frutescens L., Capsicum baccatum L., Capsicum pubescens Ruiz & Pav., och Capsicum chinense odlas runt om i världen och är därför välkända.