Η πιπερίνη είναι η βασική δραστική ένωση που βρίσκεται στο μαύρο πιπέρι (Piper nigrum) και είναι υπεύθυνη για την πικάντικη γεύση του. Χημικά γνωστό ως (Ε, Ε)-5-(1,3-βενζοδιοξόλη-5-υλ)-1-πιπεριδίνη-2,4-πενταδιέν{{7 }}έναν, η πιπερίνη έχει χρησιμοποιηθεί για αιώνες στα συστήματα παραδοσιακής ιατρικής για τις ευεργετικές της επιδράσεις στην υγεία [1]. Οι ερευνητές έχουν επιβεβαιώσει ότι η πιπερίνη έχει αντιφλεγμονώδεις, αντιοξειδωτικές και αντικαρκινικές ιδιότητες, μεταξύ άλλων [2]. Με το αυξανόμενο ενδιαφέρον για τις θεραπευτικές του δυνατότητες, οι μέθοδοι για την αποτελεσματική εξαγωγή πιπερίνης από το μαύρο πιπέρι γίνονται όλο και πιο σημαντικές. Αυτή η ανάρτηση ιστολογίου παρέχει μια επισκόπησηΕκχύλισμα μαύρου πιπεριού και τη διαδικασία εξαγωγής του από κόκκους μαύρου πιπεριού.
Επισκόπηση της εκχύλισης πιπερίνης
Ενώ η πιπερίνη αποτελεί περίπου το 5-9% του μαύρου πιπεριού κατά βάρος [3], η λήψη πιπερίνης υψηλής καθαρότητας απαιτεί επιλεκτικές διαδικασίες εκχύλισης και καθαρισμού. Οι κοινές μέθοδοι εκχύλισης βασίζονται στη χρήση διαλυτών όπως η αιθανόλη, η ακετόνη ή ο οξικός αιθυλεστέρας για τον διαχωρισμό της πιπερίνης από άλλα συστατικά πιπεριού όπως το άμυλο, η πρωτεΐνη, οι φυτικές ίνες και τα αιθέρια έλαια [4]. Πιο προηγμένες τεχνικές όπως η εξαγωγή υπερκρίσιμου υγρού με χρήση CO2 διερευνώνται επίσης. Μετά την αρχική εκχύλιση, περαιτέρω βήματα όπως η ανακρυστάλλωση ή η χρωματογραφία στήλης μπορούν να καθαρίσουν και να συμπυκνώσουν την πιπερίνη. Η κατανόηση της πλήρους ροής εργασιών εξαγωγής επιτρέπει την κλιμάκωση της παραγωγής πιπερίνης για διαφορετικές εφαρμογές.
1 Εξοπλισμός και Υλικά
Η εξαγωγή πιπερίνης απαιτεί κάποιο βασικό εργαστηριακό εξοπλισμό και υλικά όπως:
- Κόκκους μαύρου πιπεριού
- Μύλος/μπλέντερ
- Διηθητικό χαρτί και φίλτρα από ίνες γυαλιού
- Διαλύτες: αιθανόλη, ακετόνη, οξικός αιθυλεστέρας
- Περιστροφικός εξατμιστής
- Πιάτα κρυστάλλωσης
- Στήλες χρωματογραφίας
- Αντλίες κενού
- Αναλυτικά εργαλεία: πλάκες TLC, HPLC
Οι κόκκοι πιπεριού πρέπει πρώτα να αλεσθούν για να μεγιστοποιηθεί η επιφάνεια για εκχύλιση. Στη συνέχεια προστίθενται διαλύτες και αφήνεται χρόνος για εμποτισμό και αποσύνδεση της πιπερίνης από άλλα συστατικά είτε σε θερμοκρασία δωματίου είτε ελαφρά θερμαινόμενη. Πολλαπλοί γύροι φιλτραρίσματος και ξεβγάλματος βοηθούν στην απομόνωση του ακατέργαστουεκχυλίσματα πιπερίνηςτο οποίο μπορεί στη συνέχεια να συμπυκνωθεί με εξάτμιση της περίσσειας διαλυτών [5].
2 Μέθοδοι Εκχύλισης Πιπερίνης
α. Εκχύλιση με βάση διαλύτες
Η πιο απλή προσέγγιση για την εκχύλιση πιπερίνης βασίζεται σε διαλύτες όπως η αιθανόλη, η ακετόνη ή ο οξικός αιθυλεστέρας. Τα τυπικά βήματα περιλαμβάνουν:
1. Τρίψτε 5-10 g μαύρο πιπέρι στο μπλέντερ σε λεπτή σκόνη
2. Μεταφέρετε σε φιάλη Erlenmeyer με 100 mL 70% αιθανόλη
3. Ζεσταίνουμε απαλά στους 60 βαθμούς και ζυμώνουμε με κάθετο ψυκτήρα για 2 ώρες με συνεχή ανάδευση
4. Διηθήστε το εκχύλισμα μέσω του φίλτρου Whatman για να αφαιρέσετε τα στερεά
5. Συμπυκνώστε το διήθημα χρησιμοποιώντας περιστροφικό εξατμιστή
6. Αφήστε το συμπυκνωμένο εκχύλισμα να κρυσταλλωθεί στους 4 βαθμούς για 48 ώρες
7. Περαιτέρω καθαρισμός των κρυστάλλων μέσω ανακρυστάλλωσης με αιθανόλη
Αυτή η μέθοδος εκχύλισης αιθανόλης μπορεί να παράγει μια απόδοση πιπερίνης που κυμαίνεται από 4-8% του βάρους του πιπεριού ανάλογα με παράγοντες όπως η πολικότητα του διαλύτη, η θερμοκρασία και η διάρκεια εκχύλισης [6].
Άλλοι διαλύτες όπως η ακετόνη μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ακολουθώντας παρόμοιες ροές εργασίας άλεσης, διαβροχής, φιλτραρίσματος, συμπύκνωσης και κρυστάλλωσης για να ληφθεί καθαρισμένη πιπερίνη. Η προσαρμογή των παραμέτρων παρέχει ευελιξία για τη βελτιστοποίηση των αποδόσεων.
β.Εξαγωγή Υπερκρίσιμου Υγρού
Αντί για μεθόδους που βασίζονται σε διαλύτες, η εκχύλιση με υπερκρίσιμο υγρό (SFE) χρησιμοποιεί υπερκρίσιμο CO2 για την απομόνωση της πιπερίνης υπό συνθήκες υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας. Αυτή η τεχνική αποφεύγει τους υπολειμματικούς τοξικούς διαλύτες και δίνει εκχυλίσματα υψηλότερης καθαρότητας σε μικρότερους χρόνους [7]. Ωστόσο, το SFE απαιτεί εξειδικευμένο εξοπλισμό υψηλής πίεσης με ακριβείς μηχανισμούς ελέγχου που προσθέτουν πολυπλοκότητα.
For piperine extraction conditions typically use >100 bar pressure and 40-60°C temperatures processing pepper for about 2 hours [8]. Further chromatographic purification produces >99% καθαρότητα ποιότητας τροφίμωνεκχύλισμα μαύρου πιπεριού. Αν και το κόστος υποδομής είναι υψηλότερο, το SFE παρέχει καθαρότερη και πιο αποτελεσματική εξαγωγή πιπεριού.
γ.Καθαρισμός μετά την εκχύλιση
Τα αρχικά βήματα εκχύλισης πιπεριού παρέχουν ένα ακατέργαστο εκχύλισμα που περιέχει περίπου 50-60% καθαρότητα πιπερίνης μαζί με ακαθαρσίες όπως αιθέρια έλαια, λιπαρά οξέα και υπολειμματικά πολυμερή [9]. Για τη βελτίωση της φαρμακευτικής ή της ποιότητας πιπερίνης για τρόφιμα σε καθαρότητα μεγαλύτερη ή ίση με 95%, απαιτείται πρόσθετος καθαρισμός.
Οι συνήθεις μέθοδοι περιλαμβάνουν την ανακρυστάλλωση με τη χρήση διαλυτών όπως το ακετονιτρίλιο, η μεθανόλη ή η απόλυτη αιθανόλη. Αυτό συμπυκνώνει την πιπερίνη διαλύοντας και απορρίπτοντάς την εναλλάξ από το διάλυμα [10]. Οι τεχνικές χρωματογραφίας στήλης μπορούν επίσης να απομονώσουν την πιπερίνη από άλλα συστατικά με βάση τις μοριακές συγγένειες. Η υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης (HPLC) προσφέρει ακριβή αναλυτικό διαχωρισμό. Αυτά τα βήματα μετά την εκχύλιση μεγιστοποιούν τελικά την καθαρότητα πιπερίνης.
Ποσοστό πιπερίνης σε μαύρο πιπέρι
Ερευνητικές μελέτες έχουν βρει ότι η πιπερίνη αποτελεί περίπου το 5-9% της χημικής σύνθεσης του μαύρου πιπεριού κατά βάρος [3]. Ωστόσο, αυτό μπορεί να διαφέρει ελαφρώς ανάλογα με τις τοπικές παραλλαγές πιπεριάς, τις μεθόδους επεξεργασίας και τις αναλυτικές τεχνικές που χρησιμοποιούνται. Για παράδειγμα, μια μελέτη αέριας χρωματογραφίας βρήκε το ινδικό μαύρο πιπέρι Malabar να περιέχει 8,58% πιπερίνη σε σύγκριση με το πιπέρι Tellicherry με 5,12% [11]. Έτσι, ενώ το περισσότερο μαύρο πιπέρι αιωρείται γύρω από το εύρος 5-9% πιπερίνης, υπάρχουν ανεπαίσθητες διαφορές μεταξύ των περιοχών καλλιέργειας και των μεθόδων δοκιμής.
Εφαρμογές Εκχυλισμένης Πιπερίνης
Μόλις εκχυλιστεί και καθαριστεί, η πιπερίνη έχει αναδειχθεί ως μόριο ενδιαφέροντος για φαρμακευτικές, διατροφικές, φυτικά συμπληρώματα και λειτουργικές βιομηχανίες τροφίμων. Οι επιστήμονες μελετούν την επίδραση της πιπερίνης στη βελτίωση της βιοδιαθεσιμότητας για τη βελτίωση της απορρόφησης άλλων φαρμάκων και θρεπτικών συστατικών [12]. Η πιπερίνη αξιολογείται επίσης κλινικά για ιδιότητες όπως αντιφλεγμονώδη αποτελέσματα σε καταστάσεις όπως η αρθρίτιδα, το άσθμα και το μεταβολικό σύνδρομο [13]. Τα συμπληρώματα διατροφής συχνά προσθέτουν πιπερίνη για να ενισχύσουν την αποτελεσματικότητα συστατικών όπως η κουρκουμίνη. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τρόφιμα και προϊόντα ζαχαροπλαστικήςεκχυλίσματα μαύρου πιπεριούγια να παρέχει έντονους, πιπεράτους αισθητικούς τόνους. Το φάσμα των τρεχουσών και των πιθανών χρήσεων θα συνεχίσει να επεκτείνεται καθώς η έρευνα πιπερίνης αποκαλύπτει περισσότερες ευεργετικές για την υγεία ιδιότητες.
Μειονεκτήματα του μαύρου πιπεριού
Αν και εκτιμώνται για την περιεκτικότητά τους σε πιπερίνη, οι κόκκοι μαύρου πιπεριού έχουν ορισμένα μειονεκτήματα:
- Μπορεί να επιδεινώσει γαστρεντερικά προβλήματα όπως έλκη ή ευερέθιστη νόσο του εντέρου [14]
- Πιθανοί τοπικοί ερεθισμοί με ευαισθητοποίηση πιπερίνης
- Ερεθισμός του αναπνευστικού συστήματος σε περίπτωση εισπνοής σκόνης πιπεριού κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας
- Κίνδυνοι μικροβιακής μόλυνσης από Salmonella, E. coli
- Κίνδυνοι αλλεργίας με ανέκδοτες αναφορές συμπτωμάτων ρινίτιδας ή άσθματος
- Αλληλεπιδράσεις φαρμάκων είναι δυνατές με παρεμβολή στα ένζυμα του κυτοχρώματος P450 [15]
Αυτές οι ανεπιθύμητες ενέργειες αφορούν μόνο μια μειοψηφία ανθρώπων, αλλά θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το χειρισμό και την κατανάλωση προϊόντων μαύρου πιπεριού. Η τήρηση καλών πρακτικών ασφαλείας μπορεί να βοηθήσει στον μετριασμό αυτών των κινδύνων.
συμπέρασμα
Η εκχύλιση πιπερίνης από μαύρο πιπέρι μπορεί να χρησιμοποιήσει διάφορες μεθόδους εκχύλισης με διαλύτες ή πιο προηγμένη εκχύλιση υπερκρίσιμου υγρού. Ενώ το κανονικό πιπέρι περιέχει περίπου 5-9% πιπερίνη, πολλαπλά στάδια καθαρισμού μπορούν να το συμπυκνώσουν περαιτέρω σε πολύ υψηλά επίπεδα αφαιρώντας τις ακαθαρσίες. Αυτό επιτρέπει τη μέγιστη χρήση της πιπερίνης για τη συνέχιση της φαρμακευτικής και διατροφικής έρευνας με στόχο τη φλεγμονή, τη βιοδιαθεσιμότητα και την απορρόφηση. Καθώς η ζήτηση των καταναλωτών και το επιστημονικό ενδιαφέρον για την πιπερίνη αυξάνεται, η βελτίωση των μεθόδων εκχύλισης μπορεί να προσφέρει ευκαιρίες για την παραγωγή αυτής της ευεργετικής φυτοχημικής ουσίας.
Ξεκινήστε το ταξίδι σας στο bodybuilding με την υποστήριξη της Botanical Cube Inc. Εστιάζουμε στην προσαρμογή λύσεων για πελάτες και έχουμε τρία ανεξάρτητα κέντρα Ε&Α, που αναπτύσσουν συνεχώς νέα έργα. Με ικανοποιημένους πελάτες σε περισσότερες από 100 χώρες και περιοχές και σε περισσότερες από 500 βιομηχανίες, δεσμευόμαστε να παρέχουμε άριστη ποιότητα προϊόντων και υπηρεσίες. Εάν ενδιαφέρεστε για σκόνη εκχυλίσματος μαύρου πιπεριού ή άλλα βοτανικά προϊόντα, εξετάστε το ενδεχόμενο να απευθυνθείτε στην Botanical Cube Inc., έναν επαγγελματίαΚατασκευαστής Piperine 95% Black Pepper Extract σε σκόνη. Επικοινωνήστε μαζί μας στοsales@botanicalcube.comή επισκεφθείτε την ιστοσελίδα μας για να μάθετε περισσότερα.
βιβλιογραφικές αναφορές
[1] Parthasarathy, VA, Chempakam, B., & Zachariah, TJ (2008). Χημεία Μπαχαρικών. CABI.
[2] Butt, MS, & Sultan, MT (2013). Πιπερίνη. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 53(5), 511–533.
[3] Sharma, A., Gautam, S., & Jadhav, SS (2019). Τεχνολογίες εκχύλισης και χημικός χαρακτηρισμός πιπερίνης: Μια ολοκληρωμένη ανασκόπηση. Journal of Food Bioactives, 8, 7–16.
[4] Puri, A., Saxena, RP, Saxena, KC, & Tiwari, S. (2012). Η πιπερίνη και οι διάφορες φυσικοχημικές και βιολογικές της πτυχές: μια ανασκόπηση. Natural Product Communications, 7(11), 1657–1664.
[5] Rafińska, K., Pomastowski, P., Wrona, O., & Buszewski, B. (2017). Απομόνωση πιπερίνης από μαύρο πιπέρι με χρωματογραφία αντίθετης ροής υψηλής ταχύτητας. Journal of Separation Science, 40(44), 1694–1699.
[6] Ghasemzadeh, A., Jaafar, HZ, & Rahmat, A. (2015). Πρωτόκολλο βελτιστοποίησης για την εξαγωγή των 6-Gingerol και 6-Shogaol από το Zingiber officinale Var. Rubrum Theilade και Βελτίωση Αντιοξειδωτικών και Αντιφλεγμονωδών Δραστηριοτήτων με χρήση Μεθοδολογίας Επιφάνειας Απόκρισης. BMC Complementary and Alternative Medicine, 15(1).
[7] Wang, X., Yang, B., Deng, Q., Huang, Q., Mao, S., Liu, C., ... & Huang, W. (2015). Εκχύλιση πιπεριού με υπερκρίσιμο υγρό (Piper nigrum L.) και επακόλουθος διαχωρισμός πιπερίνης. The Journal of Supercritical Fluids, 96, 89-95.
[8] Khaw, KY, Parat, MO, Shaw, PN, & Falconer, JR (2017). Τεχνολογίες Supercritical Fluid Solvent to Extract Bioactive Compounds from Natural Sources: A Review. Molecules, 22(7), 1186.
[9] Choudhary, N., Sekhon, BS, & Kaur, G. (2021). Piperine-A Bioactive Phytoprinciple. Journal of Pharmacopuncture, 24(4), 195-203.
[10] Mangunwidjaja, D., Sunarti, TC, Supardjan, AM, & Asih, YN (2019). Καθαρισμός πιπερίνης από ελαιορητίνη μαύρου πιπεριού με χρήση μεθόδου κρυστάλλωσης. Processes, 7(10), 671.
[11] Johri RK (2011). Cuminum cyminum και Carum carvi: Μια ενημέρωση. Pharmacognosy reviews, 5(9), 63–72.
[12] Meghwal, M., & Goswami, TK (2012). Piper nigrum και πιπερίνη: μια ενημέρωση. Phytotherapy Research, 27(8), 1121–1130.
[13] Gul, P., & Bakht, J. (2015). Αντιφλεγμονώδεις δράσεις του Catharanthus roseus και του Piper nigrum. Cell, 16(2), 24.
[14] Uma Pradeep, Κ., Geervani, Ρ., & Eggum, ΒΟ (1993). Κοινά ινδικά μπαχαρικά: Θρεπτική σύνθεση, κατανάλωση και συμβολή στη διατροφική αξία. Plant Foods for Human Nutrition, 44(2), 137-148.
[15] Bhardwaj, RK (2010). Η πιπερίνη, ένα κύριο συστατικό του μαύρου πιπεριού, αναστέλλει την ανθρώπινη P-γλυκοπρωτεΐνη και το CYP3A4. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 302(2), 645–650.