Ультразвукова екстракція піперину з перцю

• Піперин - це біологічно активна речовина, яка міститься в горошинах перцю і цінується за свої фармакологічні властивості.
• Ультразвук – це ефективний, простий і швидкий метод екстракції для виділення високоякісного піперину.
• Ультразвукова екстракція - надійний і перевірений метод, який вже широко застосовується у фармацевтиці та харчовій промисловості.

Екстракція піперину високоефективним ультразвуком

Піперин є цінною біологічно активною сполукою, відомою своїм потенціалом для збільшення засвоєння куркуміну, селену, вітаміну B12, бета-каротину та інших сполук. Тому фармацевтична та харчова промисловість активно зацікавлені у швидкому та простому видобутку високоякісного піперину.
Звичайна екстракція піперином і піперидином виконується шляхом трудомісткої екстракції розчинником з використанням токсичного ДМК (дихлорметану). Ультразвукова екстракція перевершує звичайну екстракцію розчинником завдяки більш високому виходу, використанню нетоксичних розчинників (наприклад, етанолу) і швидкому процесу екстракції. Високоефективний ультразвук створює кавітацію в рідинах. Акустична або ультразвукова кавітація створює локально екстремальні умови, такі як надвисокі перепади температур і тиску, струмені рідини та сили зсуву. Ці ультразвукові сили руйнують клітинні стінки та збільшують перенесення маси між внутрішньою частиною клітини та навколишнім розчинником, щоб біологічно активні речовини вивільнялися. Ультразвукова екстракція є перевіреним методом виділення цільових сполук, таких як піперин, з меленого перцю (Piper nigrum, Piper longum).

Оптимальні умови екстракції за допомогою ультразвукового апарату

Одним з найважливіших переваг ультразвукової ізоляції є точний контроль всіх параметрів процесу. Інтенсивність ультразвуку (амплітуда, потужність, робочий цикл), час екстракції, розчинник, співвідношення твердої речовини та розчинника та температуру можна налаштувати на оптимальні умови для отримання найвищого виходу високоякісного піперину.

Зразковий протокол для ультразвукової екстракції піперину

При установці дрібномасштабної мензурки максимальний вихід піперину (5,8 мг/г) з грунту Piper longum отримано при оптимізованих умовах ультразвукової екстракції, в яких встановлено наступні:
Звуковий апарат UP200St або UP200Ht (200 Вт, 26 кГц)
Ультразвукові параметри: 100% амплітуда, шпаруватість 80%
Час ультразвукового дослідження: приблизно 18 хв.
розчинник: етанол
Співвідношення твердої речовини та розчинника: 1:10
температура: 50°C

Неперевершені результати

Ультразвукова екстракція має значні переваги перед традиційною періодичною екстракцією та екстракцією розчинником. Rathod (2014) показує, що час екстракції зменшується з 8-годинної порційної екстракції розчинником, а 4-годинна екстракція за Сокслетом скорочується до 18 хв ультразвукової екстракції. Крім того, ультразвукова екстракція дає більш високий вихід екстракції піперину. Було виявлено, що вихід екстракції піперину, отриманого за допомогою екстракції Сокслета та методів періодичної екстракції, становив 1,67 мг/г та 0,98 мг/г відповідно, що було значно нижчим, ніж вихід, отриманий ультразвуковим способом 5,8 мг/г. Rathod (2014) робить висновок, що екстракція природних фітокомпонентів, таких як піперин, за допомогою ультразвуку зменшує проблему низької екстрагації та тривалого часу екстракції порівняно з традиційними методами.

Ультразвук з успіхом використовується і для екстракції ефірних масел з чорного перцю. Натисніть тут, щоб дізнатися більше про ультразвукову гідродистиляцію ефірних олій!

Знайдіть найкращий звуковий апарат для екстракції піперину

Компанія Hielscher Ultrasonics є багаторічним виробником високопродуктивних ультразвукових екстракційних систем. Наш асортимент продукції варіюється від невеликих, потужних лабораторні ультразвукові апарати до міцних настільні та промислові системи, які забезпечують ультразвук високої інтенсивності для ефективного вилучення та виділення біологічно активних речовин (наприклад, піперину, куркумін і т.д.).
Всі ультразвукові пристрої потужністю від 200 Вт до 16 000 Вт оснащені кольоровим дисплеєм для цифрового управління, вбудованою SD-картою для автоматичного запису даних, дистанційним керуванням браузером і багатьма іншими зручними функціями. Сонотроди і проточні комірки (деталі, які контактують із середовищем) можуть бути автоклавовані і легко чистяться.
Всі наші ультразвукові апарати створені для роботи 24/7, не вимагають особливого обслуговування та прості та безпечні в експлуатації.

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:

Література/Список літератури

• Леонардо Крістіан Фавр, Гвідо Роланделлі, Ндумісо Мшіцілелі, Лусані Нора Вангані, Крістіна дос Сантос Феррейра, Джессі ван Вік, Марія дель Пілар Буера (2020): Антиоксидантний та антиглікаційний потенціал зеленого перцю (Piper nigrum): оптимізація екстракції на основі β-циклодекстрину за методологією поверхні реагування. Харчова хімія, Том 316, 2020.
• Цао X.; Є X.; Лу Ю.; Мо В. (2009): Ультразвукова екстракція піперину з білого перцю на основі іонної рідини. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47-51.
• Ратход С.С.; Ратход В.К. (2014): Екстракція піперину з Piper longum за допомогою ультразвуку. Технічні культури та продукція Том 58, 2014. 259-264.
• Дурень, Хамед; Мортазаві, Сейєд Алі; Раджаї, Ахмад; Ельхамі Рад, Амір Хоссейн; Салар Баші, Давуд; Савабі Сані Каргар, Саміра (2013): Оптимізуйте екстракцію фенольних сполук зизифуса (Ziziphus Jujube) за допомогою методу ультразвукової екстракції.
• Сіттхія, К.; Девкота, Л.; Садік, М.Б.; Анал А.К. (2018): Екстракція та характеристика білків квітки банана (Musa Sapientum L) та оцінка антимікробної активності. J Food Sci Technol (лютий 2018) 55(2):658–666.
• Айїлдіз, Сена Саклар; Караденіз, Бюлент; Сагканб, Ніхан; Бахара, Бану; Ми, Ахмет Абдулла; Аласальвар, Чезареттін (2018): Оптимізація параметрів екстракції галлату епігаллокатехіну за допомогою звичайних методів гарячої води та ультразвуку із зеленого чаю. Переробка харчових продуктів та біопродукції 111 (2018). 37–44.

Факти, які варто знати

Ультразвукова екстракція

Ультразвукова екстракція біологічно активних речовин з рослинних компонентів заснована на принципі акустична кавітація. Акустична кавітація виникає, коли високоінтенсивні ультразвукові хвилі (наприклад, високі амплітуди 100 мкм, що генеруються ультразвуком 20-26 кГц) з'єднуються з рідиною. Кавітаційний зсув змушує перфорувати та розривати клітинні стінки рослинного матеріалу, а також штовхати та витягувати навколишній розчинник всередину клітини та з неї. Після процесу екстракції розчинник переносить цільові молекули, які потім можна розділити (наприклад, за допомогою центрифугування). Добре відомо, що ультразвукова екстракція дає високі виходи непошкоджених фітоекстрактів.

Ультразвукова екстракція з клітин: мікроскопічний поперечний зріз (TS) апікального стебла м'яти (Mentha piperita) показує механізм дії під час ультразвукової екстракції з клітин (збільшення 2000x) [джерело: Vilkhu et al. 2011]

Піперин

Піперин (1-піпериол-піперидин) є основною їдкою сполукою перцю (Piper nigrum? Piper longum, Трубоцвіті (Piperaceae)). Смак перцю, його гострота, а отже, і якість, корелюють з кількістю піперину. Цей атрибут якості можна змінити шляхом гідролізу піперину, завдяки чому піперидинове кільце розщеплюється.
Піперин відомий різними фармакологічними ефектами, наприклад, протигрибковими, протидіарейними, протизапальними, а також інгібуючою активністю 5-ліпоксигенази та циклооксигенази-1. Крім того, піперин підвищує біодоступність куркумін на 2000%. Таким чином, піперин є популярною речовиною, яка використовується в рецептурах добавок (наприклад, BioPerine®).
Піперин можна витягти з Piper nigrum і Piper longum.
Піперидин є циклічним вторинним аміном, який є молекулярною структурою, що міститься в багатьох рослинних алкалоїдах. Піперидин утворюється в результаті гідролізу піперину. Піперидин та його похідні є повсюдними будівельними блоками в синтезі фармацевтичних препаратів та тонких хімічних речовин.

перець

Piper nigrum, чорний перець, є квітучою ліаною в сімействі Трубоцвіті (Piperaceae). Його культивують заради плодів перцю, які зазвичай сушать і використовують як спецію та приправу. Чорний, зелений і білий перець горошком отримують з рослини чорного перцю. Різні кольори є результатом обробки та приготування перцю горошком. Чорний перець горошком отримують шляхом відварювання незрілих кістянок у гарячій воді та їх подальшого сушіння. Білий перець збирають у вигляді повністю дозрілих ягід рослини перцю; Потім з темної шкірки стиглого плоду знімають (ретинг). Зелений перець горошком виготовляють з незрілих кістянок шляхом обробки діоксидом сірки, консервування або сублімаційного сушіння, щоб зберегти його зелені барвники.

Piper longum Linn, також відомий як індійський довгий перець (піплі), є близьким родичем Piper nigrum і має смак схожий, але більш гострий смак, ніж Piper nigrum.
Плоди Piper longum містить близько 1% летких олій, смолу, алкалоїди піперин і піперлонгумінін, воскоподібний алкалоїд нізобутилдека-транс-2-транс-4-дієнамід і терпеноїдну речовину. Алкалоїд піперин піперин відповідає за гострий, гострий смак ягід перцю. Піперлонгумін є фармакологічною активною речовиною, яка проявляє активність проти багатьох видів раку, включаючи передміхурову залозу, молочну залозу, легені, товсту кишку, лейкемію, первинні пухлини головного мозку та рак шлунка.
Крім того, в ягодах перцю можна знайти таку кількість мінералів: 1230 мг/100 г кальцію, 190 мг/100 г фосфору та 62,1 мг/100 г заліза. Коріння містять піперин, піперлонгумін або піплартин і дигідростигмастерин.