Chiết xuất siêu âm Piperine từ hạt tiêu

• Piperine là một hoạt chất sinh học được tìm thấy trong hạt tiêu và được đánh giá cao về đặc tính dược lý của nó.
• Siêu âm là một kỹ thuật chiết xuất hiệu quả, đơn giản và nhanh chóng để phân lập piperine chất lượng cao.
• Chiết xuất siêu âm là một phương pháp đáng tin cậy và đã được chứng minh, đã được sử dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm và thực phẩm.

Chiết xuất piperine bằng siêu âm hiệu suất cao

Piperine là một hợp chất hoạt tính sinh học có giá trị được biết đến với tiềm năng tăng hấp thụ curcumin, selen, vitamin B12, beta-carotene và các hợp chất khác. Do đó, ngành dược phẩm và dinh dưỡng rất quan tâm đến việc chiết xuất piperine chất lượng cao nhanh chóng và đơn giản.
Chiết xuất piperine và piperidine thông thường được thực hiện bằng cách chiết xuất dung môi tốn thời gian sử dụng DMC độc hại (dichloromethane). Chiết xuất siêu âm vượt trội so với chiết xuất dung môi thông thường bởi năng suất cao hơn, sử dụng dung môi không độc hại (ví dụ như etanol) và quá trình chiết xuất nhanh chóng. Siêu âm hiệu suất cao tạo ra sự xâm thực trong chất lỏng. Xâm thực âm thanh hoặc siêu âm tạo ra các điều kiện khắc nghiệt cục bộ như chênh lệch nhiệt độ và áp suất siêu cao, tia chất lỏng và lực cắt. Những lực siêu âm này phá vỡ thành tế bào và tăng sự truyền khối lượng giữa bên trong tế bào và dung môi xung quanh để các chất hoạt tính sinh học được giải phóng. Chiết xuất siêu âm là một kỹ thuật đã được chứng minh để phân lập các hợp chất mục tiêu như piperine từ hạt tiêu xay (Piper nigrum, Piper Longum).

Điều kiện chiết xuất tối ưu bằng cách sử dụng Sonication

Một trong những ưu điểm quan trọng nhất của cách ly siêu âm là kiểm soát chính xác tất cả các thông số quy trình. Cường độ siêu âm (biên độ, công suất, chu kỳ làm việc), thời gian chiết xuất, dung môi, tỷ lệ rắn trên dung môi và nhiệt độ có thể được điều chỉnh đến các điều kiện tối ưu để đạt được năng suất cao nhất của piperine chất lượng cao.

Giao thức mẫu mực để chiết xuất piperine siêu âm

Trong thiết lập cốc quy mô nhỏ, năng suất tối đa của piperine (5,8 mg / g) từ mặt đất Piper Longum thu được ở các điều kiện chiết xuất siêu âm được tối ưu hóa, đã được tìm thấy như sau:
Sonicator UP200St hoặc UP200Ht (200W, 26kHz)
Thông số siêu âm: biên độ 100%, chu kỳ làm việc 80%
Thời gian siêu âm: Xấp xỉ 18 phút.
dung môi: ethanol
Tỷ lệ rắn trên dung môi: 1:10
nhiệt độ: 50 °C

Kết quả vượt trội

Chiết xuất siêu âm có lợi thế đáng kể so với chiết xuất hàng loạt và dung môi truyền thống. Rathod (2014) chỉ ra rằng thời gian chiết giảm từ chiết dung môi hàng loạt 8 giờ và chiết Soxhlet 4 giờ giảm xuống còn chiết siêu âm 18 phút. Hơn nữa, chiết xuất siêu âm cho năng suất chiết piperine cao hơn. Năng suất chiết xuất piperine thu được từ các phương pháp chiết xuất Soxhlet và chiết xuất hàng loạt lần lượt là 1,67 mg / g và 0,98 mg / g, thấp hơn nhiều so với năng suất siêu âm thu được là 5,8mg / g. Rathod (2014) kết luận rằng việc chiết xuất các thành phần thực vật tự nhiên như piperine có sự hỗ trợ của siêu âm làm giảm vấn đề khả năng chiết xuất thấp và thời gian chiết xuất lâu hơn so với các phương pháp truyền thống.

Siêu âm cũng được sử dụng thành công để chiết xuất tinh dầu từ hạt tiêu đen. Bấm vào đây để tìm hiểu thêm về quá trình chưng cất tinh dầu siêu âm!

Tìm thiết bị siêu âm tốt nhất để chiết xuất piperine

Hielscher Ultrasonics là nhà sản xuất có kinh nghiệm lâu năm về hệ thống chiết siêu âm hiệu suất cao. Danh mục sản phẩm của chúng tôi bao gồm từ nhỏ, mạnh mẽ Máy siêu âm phòng thí nghiệm đến mạnh mẽ Hệ thống để bàn và công nghiệp, cung cấp siêu âm cường độ cao để chiết xuất và phân lập hiệu quả các chất hoạt tính sinh học (ví dụ: piperine, Curcumin vân vân).
Tất cả các thiết bị siêu âm từ 200W đến 16.000W đều có màn hình màu để điều khiển kỹ thuật số, thẻ SD tích hợp để ghi dữ liệu tự động, điều khiển từ xa của trình duyệt và nhiều tính năng thân thiện với người dùng khác. Các sonotrodes và tế bào dòng chảy (các bộ phận tiếp xúc với môi trường) có thể được hấp tiệt trùng và dễ dàng làm sạch.
Tất cả các máy siêu âm của chúng tôi được chế tạo để hoạt động 24/7, yêu cầu bảo trì thấp và dễ vận hành và an toàn.

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:

Văn học/Tài liệu tham khảo

• Leonardo Cristian Favre, Guido Rolandelli, Ndumiso Mshicileli, Lusani Norah Vhangani, Cristina dos Santos Ferreira, Jessy van Wyk, María del Pilar Buera (2020): Khả năng chống oxy hóa và chống glycation của ớt xanh (Piper nigrum): Tối ưu hóa chiết xuất dựa trên β-cyclodextrin bằng phương pháp bề mặt phản ứng. Hóa học thực phẩm, Tập 316, 2020.
• Cao X.; Ye X.; Lu Y.; Mo W. (2009): Siêu âm dựa trên chất lỏng ion hỗ trợ chiết xuất piperine từ hạt tiêu trắng. Analytica Chimica Acta 640, 2009. 47-51.
• Rathod SS; Rathod VK (2014): Chiết xuất piperine từ Piper longum bằng siêu âm. Cây trồng và sản phẩm công nghiệp Vol. 58, 2014. 259-264.
• Fooladi, Hamed; Mortazavi, Seyyed Ali; Rajaei, Ahmad; Elhami Rad, Amir Hossein; Salar Bashi, Davoud; Savabi Sani Kargar, Samira (2013): Tối ưu hóa việc chiết xuất các hợp chất phenolic của táo tàu (Ziziphus Jujube) bằng phương pháp chiết xuất có sự hỗ trợ của siêu âm.
• Sitthiya, K.; Devkota, L.; Sadiq, MB; Hậu môn AK (2018): Chiết xuất và mô tả đặc tính của protein từ hoa chuối (Musa Sapientum L) và đánh giá các hoạt động kháng khuẩn. J Food Sci Technol (Tháng Hai 2018) 55 (2): 658–666.
• Ayyildiz, Sena Saklar; Karadeniz, Bulent; Sagcanb, Nihan; Bahara, Banu; Chúng tôi, Ahmet Abdullah; Alasalvar, Cesarettin (2018): Tối ưu hóa các thông số chiết xuất epigallocatechin gallate bằng nước nóng thông thường và phương pháp hỗ trợ siêu âm từ trà xanh. Chế biến thực phẩm và chế phẩm sinh học 111 (2018). 37–44.

Sự thật đáng biết

khai thác siêu âm

Chiết xuất siêu âm các chất hoạt tính sinh học từ thực vật dựa trên nguyên tắc Xâm thực âm thanh. Sự xâm thực âm thanh xảy ra khi sóng siêu âm cường độ cao (ví dụ: biên độ cao 100μm, được tạo ra bởi siêu âm 20-26kHz) được ghép thành chất lỏng. Lực cắt xâm thực xuyên thủng và phá vỡ thành tế bào của vật liệu thực vật, đồng thời đẩy và kéo dung môi xung quanh vào và ra khỏi bên trong tế bào. Sau quá trình chiết xuất, dung môi mang các phân tử mục tiêu, sau đó có thể tách ra (ví dụ: bằng cách ly tâm). Chiết xuất siêu âm được biết đến là mang lại năng suất cao của chiết xuất phyto nguyên vẹn.

Chiết xuất siêu âm từ tế bào: mặt cắt ngang bằng kính hiển vi (TS) của thân đỉnh bạc hà (Mentha piperita) cho thấy cơ chế hoạt động trong quá trình chiết xuất siêu âm từ tế bào (độ phóng đại 2000x) [nguồn: Vilkhu et al. 2011]

Piperine

Piperine (1-piperyol-piperidine) là hợp chất cay năng chính của hạt tiêu (Piper nigrum / Piper Longum, Họ Piperaceae). Hương vị hạt tiêu, vị cay nồng và do đó chất lượng của nó, tương quan với lượng piperine. Thuộc tính chất lượng này có thể được thay đổi bằng cách thủy phân piperine, để vòng piperidine bị tách.
Piperine được biết đến với nhiều tác dụng dược lý khác nhau, ví dụ như các hoạt động chống nấm, chống tiêu chảy, chống viêm, và ức chế 5-lipoxygenase và cyclooxygenase-1. Hơn nữa, piperine làm tăng sinh khả dụng của Curcumin bằng 2000%. Do đó, piperine là một chất phổ biến được sử dụng trong các công thức bổ sung (ví dụ: BioPerine®).
Piperine có thể được chiết xuất từ Piper nigrum và Piper Longum.
Piperidine là một amin thứ cấp tuần hoàn, là một cấu trúc phân tử được tìm thấy trong nhiều alkaloid thực vật. Piperidine là kết quả của quá trình thủy phân piperine. Piperidine và các dẫn xuất của nó là những khối xây dựng phổ biến trong quá trình tổng hợp dược phẩm và hóa chất tốt.

tiêu

Piper nigrum, tiêu đen, là một loại cây nho có hoa trong họ Họ Piperaceae. Nó được trồng để lấy quả hạt tiêu thường được sấy khô và được sử dụng làm gia vị và gia vị. Các hạt tiêu đen, xanh và trắng đều được lấy từ cây tiêu đen. Các màu sắc khác nhau là kết quả của quá trình xử lý và chuẩn bị hạt tiêu. Hạt tiêu đen thu được bằng cách luộc hạt chưa chín trong nước nóng và lau khô sau đó. Hạt tiêu trắng được thu hoạch dưới dạng quả chín hoàn toàn của cây tiêu; sau đó loại bỏ vỏ sẫm màu của quả chín (retting). Hạt tiêu xanh được làm từ hạt chưa chín bằng cách xử lý chúng bằng lưu huỳnh đioxit, đóng hộp hoặc đông khô để giữ lại màu xanh lá cây.

Piper longum Linn, còn được gọi là ớt dài Ấn Độ (pipli), là một họ hàng gần gũi với Piper nigrum và có hương vị tương tự, nhưng vị nóng hơn Piper nigrum.
Thành quả của Piper Longum chứa khoảng 1% dầu dễ bay hơi, nhựa, ancaloit piperine và piperlonguminine, một alkaloid sáp Nisobutyldeca-trans-2-trans-4-dienamide và một chất terpenoid. Piperine alkaloid piperidine chịu trách nhiệm cho vị cay, hăng của quả tiêu. Piperlongumine là một hoạt chất dược lý cho thấy hoạt động chống lại nhiều bệnh ung thư bao gồm tuyến tiền liệt, vú, phổi, ruột kết, ung thư hạch, bệnh bạch cầu, khối u não nguyên phát và ung thư dạ dày.
Hơn nữa, một lượng khoáng chất sau có thể được tìm thấy trong quả tiêu: 1230mg / 100g canxi, 190mg / 100g phốt pho và 62,1mg / 100g sắt. Rễ có chứa piperine, piperlongumine hoặc piplartine và dihydrostigmasterol.