Ультразвукова екстракція капсаїцину з гострого перцю чилі

• Капсаїцин є основною ароматичною та пряною сполукою в гострому перці, також відомому як чилі.
• Для виробництва високоякісного капсаїцину як ароматичної приправи та лікарського інгредієнта необхідна ефективна, але м’яка техніка екстракції для запобігання деградації.
• Ультразвукова екстракція є м’яким механічним методом екстракції, який забезпечує високі виходи капсаїцину за дуже короткий час екстракції.

Високопродуктивні ультразвукові системи для високоякісних екстрактів капсаїцину

Ультразвукова екстракція капсаїциноїдів з гострого перцю чилі (наприклад, Capsicum frutescens) значно покращує вихід екстракції. Потужний ультразвук сприяє перфорації та руйнуванню клітинних стінок, а також набуханню та гідратації, штовхаючи розчинник у клітини рослин. Це призводить до збільшення масоперенесення внутрішньоклітинних речовин (включаючи капсаїциноїди) з клітин рослин у розчинник.
Як чисто механічна, нетермічна технологія обробки, ультразвукова екстракція запобігає термічній деградації термочутливих сполук. Ультразвукова кавітація інтенсифікує процес екстракції, забезпечуючи високі виходи екстракту вищої якості. Інвестиційні та експлуатаційні витрати на обладнання для ультразвукової екстракції є відносно низькими та дозволяють швидко окупити інвестиції.

Ультразвукова екстракція капсаїциноїдів – у партійному або безперервному потоковому режимі

Партія: Процеси ультразвукової екстракції можуть працювати як прості партійні процеси або як інлайн-обробка, де середовище безперервно подається через ультразвуковий проточний реактор.
Партійна обробка – це проста процедура, де екстракція виконується партіями. Hielscher Ultrasonics пропонує ультразвукові процесори для малих та великих партій, тобто від 1L до 120L.
Для обробки партій від 5 до 10L ми рекомендуємо UP400ST із сонотродом S24d22L2D. (див. фото ліворуч)
Для обробки партій приблизно 120L ми рекомендуємо UIP2000hdT із сонотродом RS4d40L4. (див. фото праворуч зверху)

Проточний: Для більших об’ємів та повномасштабної комерційної екстракції капсаїцину безперервний потік рідини, що містить пластівці гострого перцю, подається через ультразвуковий реактор, де суспензія розчинника/рослинної сировини інтенсивно піддається ультразвуковій обробці.
Для об’єму приблизно 8L/min. ми рекомендуємо UIP4000hdT із сонотродом RS4d40L3 та проточною коміркою FC130L4-3G0, що працює під тиском.

Кейс-стаді ультразвукової екстракції капсаїцину

Olguín-Rojas et al. (2019) повідомляють про ізоляцію капсаїциноїдів з виходом понад 96% з використанням трьох сортів Capsicum chinense Jacq. (перці ‘Bode’, ‘Habanero’ та ‘Habanero Roxo’). Вони використовували зондовий ультразвуковий гомогенізатор Hielscher UP200S (200 W, 24 kHz), де зразок був занурений у термостатовану водяну ванну. 0,25g зразка Capsicum chinense контактували з 25mL метанолу протягом 10 хвилин, а потім перенесли у водяну ванну при 50ºC, амплітуді виходу 200 W та робочому циклі 0,5sec. Після цього екстракти фільтрували через нейлоновий шприцевий фільтр та аналізували за допомогою хроматографії. В аналізі були виявлені всі п’ять основних капсаїциноїдів (n-DHC, C, DHC, h-C та h-DHC). Ультразвукова екстракція дає повноспектровий екстракт із широким профілем смаку.

Sganzerla et al. (2014) виявили, що ультразвукова екстракція є чудовим методом для кількісної та відтворюваної екстракції капсаїциноїдів з перцю чилі з використанням метанолу як розчинника. Завдяки своїй простоті та ефективності ультразвукова екстракція може застосовуватися для швидкого рутинного аналізу капсаїциноїдів у перці чилі.

Обладнання для ультразвукової екстракції

Hielscher Ultrasonics спеціалізується на виробництві високоефективних ультразвукових процесорів для виробництва екстрактів високої якості з рослинної сировини.

Широкий продуктовий портфель Hielscher Ultarsonics охоплює від компактних, потужних лабораторних ультразвукових гомогенізаторів до надійних настільних та повністю промислових систем, які забезпечують ультразвук високої інтенсивності для ефективної екстракції та ізоляції біоактивних речовин (наприклад, кверцетин, кофеїн, куркумін, терпени тощо). Усі цифрові ультразвукові гомогенізатори від 200W до 16 000W мають інтуїтивне меню з програмованими налаштуваннями, кольоровий сенсорний дисплей для цифрового управління, вбудовану SD-карту для автоматичного запису даних, дистанційне керування через браузер та багато інших зручних функцій. Сонотроди та проточні комірки (частини, які контактують із середовищем) можна автоклавізувати, і їх легко чистити. Усі наші ультразвукові гомогенізатори розраховані на 24/7 роботу, вимагають низького обслуговування та є простими та безпечними в експлуатації.
Цифровий кольоровий дисплей дозволяє зручно керувати ультразвуковим гомогенізатором. Наші системи здатні забезпечувати від низьких до дуже високих амплітуд. Для екстракції поліфенолів та інших біоактивних фітохімічних речовин, таких як капсаїциноїди, ми пропонуємо спеціальні ультразвукові сонотроди (також відомі як ультразвукові зонди або рупори), оптимізовані для делікатної ізоляції високоякісних активних речовин. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє 24/7 роботу в умовах високого навантаження та у складних середовищах.
Точне керування параметрами ультразвукового процесу забезпечує відтворюваність та стандартизацію процесу.

Нижче наведена таблиця дає уявлення про приблизну продуктивність наших ультразвукових гомогенізаторів: