Піперин є ключовою активною речовиною, що міститься в чорному перці (Piper nigrum), і відповідає за його гострий смак. Хімічно відомий як (E,E)-5-(1,3-бензодіоксол-5-іл)-1-піперидин-2,4-пентадієн{{7 }}по-перше, піперин століттями використовувався в системах традиційної медицини через його благотворний вплив на здоров’я [1]. Дослідники підтвердили, що піперин, серед іншого, має протизапальні, антиоксидантні та протипухлинні властивості [2]. Із зростанням інтересу до його терапевтичного потенціалу методи ефективного вилучення піперину з чорного перцю стають все більш важливими. Ця публікація в блозі містить оглядЕкстракт чорного перцю і процес його вилучення з горошин чорного перцю.
Огляд піперину
Хоча піперин становить близько 5-9% чорного перцю за вагою [3], отримання піперину високої чистоти вимагає процесів селективної екстракції та очищення. Загальні методи екстракції покладаються на використання розчинників, таких як етанол, ацетон або етилацетат, для відділення піперину від інших компонентів перцю, таких як крохмаль, білок, клітковина та ефірні олії [4]. Також досліджуються більш просунуті методи, такі як екстракція надкритичної рідини за допомогою CO2. Після первинної екстракції подальші етапи, такі як перекристалізація або колонкова хроматографія, можуть очищати та концентрувати піперин. Розуміння повного робочого процесу видобутку дозволяє збільшити виробництво трубопроводу для різних застосувань.
1 Обладнання та матеріали
Видобуток піперину потребує базового лабораторного обладнання та матеріалів, таких як:
- Чорний перець горошком
- Подрібнювач/блендер
- Фільтрувальний папір і фільтри зі скловолокна
- Розчинники: етанол, ацетон, етилацетат
- Роторний випарник
- Кристалізаційний посуд
- Хроматографічні колонки
- Вакуумні насоси
- Аналітичні засоби: ТШХ пластини, ВЕРХ
Горошини перцю спочатку потрібно дрібно подрібнити, щоб збільшити площу поверхні для екстракції. Потім розчинники додають і дозволяють часу для замочування та відмежування піперину від інших компонентів або при кімнатній температурі, або злегка нагріваються. Кілька раундів фільтрування та промивання допомагають виділити сируекстракти пиперинаякий потім можна сконцентрувати шляхом випаровування надлишку розчинників [5].
2 Методи екстракції піперину
a. Екстракція на основі розчинників
Найпростіший підхід для вилучення піперину покладається на такі розчинники, як етанол, ацетон або етилацетат. Типові дії включають:
1. Подрібніть 5-10 г чорного перцю в блендері в дрібний порошок
2. Перенесіть у колбу Ерленмейера з 100 мл 70% етанолу
3. Обережно нагрійте до 60 градусів і кип’ятіть із зворотним холодильником протягом 2 годин при постійному помішуванні
4. Відфільтруйте екстракт через фільтр Ватман для видалення твердих частинок
5. Концентруйте фільтрат за допомогою роторного випарника
6. Дайте концентрованому екстракту кристалізуватися при 4 градусах протягом 48 годин
7. Подальше очищення кристалів шляхом перекристалізації етанолом
Цей метод екстракції етанолом може забезпечити вихід піперину в діапазоні від 4-8% ваги перцю залежно від таких факторів, як полярність розчинника, температура та тривалість екстракції [6].
Інші розчинники, такі як ацетон, також можна використовувати, дотримуючись аналогічних робочих процесів подрібнення, замочування, фільтрування, концентрування та кристалізації для отримання очищеного піперину. Регулювання параметрів забезпечує гнучкість для оптимізації врожайності.
b. Екстракція надкритичною рідиною
Замість методів на основі розчинників, екстракція надкритичної рідини (SFE) використовує надкритичний CO2 для виділення піперину в умовах високого тиску та температури. Ця техніка дозволяє уникнути залишкових токсичних розчинників і дає екстракти вищої чистоти за коротший час [7]. Однак SFE потребує спеціалізованого обладнання високого тиску з точними механізмами керування, що додає складності.
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% харчової чистотиекстракт чорного перцю. Хоча вартість інфраструктури вища, SFE забезпечує чистіше та ефективніше вилучення перцю.
c. Очищення після екстракції
Початкові етапи екстрагування перцю забезпечують сирий екстракт, який містить приблизно 50-60% чистоти піперину разом із домішками, такими як ефірні олії, жирні кислоти та залишкові полімери [9]. Щоб очистити фармацевтичний або харчовий піперин до рівня чистоти, що перевищує або дорівнює 95%, необхідне додаткове очищення.
Загальні методи включають перекристалізацію з використанням таких розчинників, як ацетонітрил, метанол або абсолютний етанол. Це концентрує піперин шляхом почергового розчинення та випадання його з розчину [10]. Методи колонкової хроматографії також можуть виділити піперин з інших компонентів на основі молекулярної спорідненості. Високоефективна рідинна хроматографія (ВЕРХ) забезпечує точне аналітичне розділення. Ці етапи після екстракції зрештою максимізують чистоту піперину.
Відсоток піперину в чорному перці
Дослідження показали, що піперин становить приблизно 5-9% хімічного складу чорного перцю за вагою [3]. Однак це може дещо відрізнятися залежно від регіональних варіантів перцю, методів обробки та використовуваних аналітичних методів. Наприклад, дослідження газової хроматографії показало, що індійський малабарський чорний перець містить 8,58% піперину порівняно з перцем Телічеррі з 5,12% [11]. Отже, хоча більшість чорного перцю коливається в діапазоні 5-9% піперину, між регіонами вирощування та методами тестування існують незначні відмінності.
Застосування екстрагованого піперину
Після вилучення та очищення піперин став цікавою молекулою для фармацевтичної промисловості, нутрицевтики, трав’яних добавок і функціональної харчової промисловості. Вчені вивчають ефект підвищення біодоступності піперину для покращення засвоєння інших ліків і поживних речовин [12]. Піперин також клінічно оцінюється щодо таких властивостей, як протизапальна дія при таких станах, як артрит, астма та метаболічний синдром [13]. Дієтичні добавки часто додають піперин для підвищення ефективності таких інгредієнтів, як куркумін. Можна використовувати харчові та кондитерські виробиекстракти чорного перцющоб забезпечити різкі, перцеві сенсорні тони. Діапазон поточних і потенційних застосувань буде продовжувати розширюватися, оскільки дослідження піперину виявляють більше корисних для здоров’я властивостей.
Недоліки чорного перцю
Хоча горошини чорного перцю цінуються за вміст піперину, вони мають деякі недоліки:
- Може загострювати шлунково-кишкові проблеми, такі як виразка або подразнена кишкова хвороба [14]
- Можливе місцеве подразнення при сенсибілізації до піперину
- Подразнення дихальних шляхів при вдиханні перцевого пилу під час обробки
- Ризик мікробного зараження від Salmonella, E. coli
- Алергічні ризики з випадковими повідомленнями про симптоми риніту або астми
- Можлива лікарська взаємодія через вплив на ферменти цитохрому P450 [15]
Ці побічні ефекти стосуються лише незначної кількості людей, але їх слід враховувати під час обробки та споживання продуктів із чорним перцем. Дотримання правил безпеки може допомогти зменшити ці ризики.
Висновок
Для вилучення піперину з чорного перцю можна використовувати різні методи екстракції розчинником або більш просунуту екстракцію надкритичною рідиною. Хоча звичайний перець містить близько 5-9% піперину, кілька етапів очищення можуть ще більше концентрувати його до дуже високих рівнів, видаляючи домішки. Це дозволяє максимально використовувати піперин для продовження фармацевтичних і харчових досліджень, спрямованих на запалення, біодоступність і всмоктування. У міру зростання споживчого попиту та наукового інтересу до піперину вдосконалення методів екстракції може створити можливості для виробництва цієї корисної фітохімічної речовини.
Розпочніть свою подорож бодібілдингу за підтримки Botanical Cube Inc. Ми зосереджені на індивідуальних рішеннях для клієнтів і маємо три незалежні науково-дослідні центри, які постійно розробляють нові проекти. Маючи задоволених клієнтів у більш ніж 100 країнах і регіонах і більш ніж 500 галузях промисловості, ми прагнемо надавати чудову якість продукції та обслуговування. Якщо вас цікавить порошок екстракту чорного перцю або інші рослинні продукти, зверніться до Botanical Cube Inc., професіоналаВиробник порошку екстракту чорного перцю Piperine 95%.. Зв'яжіться з нами за адресоюsales@botanicalcube.comабо відвідайте наш веб-сайт, щоб дізнатися більше.
Список літератури
[1] Партхасараті, В.А., Чемпакам, Б., Захарія, Т.Дж. (2008). Хімія прянощів. CABI.
[2] Butt, MS, & Sultan, MT (2013). Піперин. Критичні огляди харчової науки та харчування, 53(5), 511–533.
[3] Шарма А., Гаутам С. та Джадхав С.С. (2019). Технології вилучення та хімічна характеристика піперину: комплексний огляд. Journal of Food Bioactives, 8, 7–16.
[4] Пурі, А., Саксена, Р.П., Саксена, К.С., і Тіварі, С. (2012). Піперин та його різні фізико-хімічні та біологічні аспекти: огляд. Комунікації про натуральний продукт, 7 (11), 1657–1664.
[5] Рафінська К., Помастовський П., Врона О. та Бушевський Б. (2017). Виділення піперину з чорного перцю методом високошвидкісної протиточної хроматографії. Journal of Separation Science, 40(44), 1694–1699.
[6] Ghasemzadeh, A., Jaafar, HZ, & Rahmat, A. (2015). Протокол оптимізації для вилучення 6-гінгеролу та 6-шогаолу з Zingiber officinale Var. Rubrum Theilade та покращення антиоксидантної та протизапальної активності за допомогою методології поверхні відповіді. Додаткова та альтернативна медицина BMC, 15 (1).
[7] Ван X., Ян Б., Ден К., Хуан К., Мао С., Лю К. ... та Хуан В. (2015). Надкритична флюїдна екстракція перцю (Piper nigrum L.) і подальше відділення піперину. The Journal of Supercritical Fluids, 96, 89-95.
[8] Khaw, KY, Parat, MO, Shaw, PN, & Falconer, JR (2017). Технології надкритичних рідин із розчинниками для вилучення біоактивних сполук із природних джерел: огляд. Молекули, 22(7), 1186.
[9] Чоудхарі, Н., Секон, Б. С., Каур, Г. (2021). Біоактивний фітопринцип Піперін-А. Journal of Pharmacopuncture, 24 (4), 195–203.
[10] Mangunwidjaja, D., Sunarti, TC, Supardjan, AM, & Asih, YN (2019). Очищення піперину з олеорезини чорного перцю методом кристалізації. Процеси, 7(10), 671.
[11] Джохрі Р.К. (2011). Cuminum cyminum і Carum carvi: оновлення. Огляди фармакогнозії, 5 (9), 63–72.
[12] Meghwal, M., & Goswami, TK (2012). Piper nigrum і піперин: оновлення. Дослідження фітотерапії, 27 (8), 1121–1130.
[13] Гул, П. та Бахт, Дж. (2015). Протизапальна активність Catharanthus roseus і Piper nigrum. Комірка, 16(2), 24.
[14] Uma Pradeep, K., Geervani, P., & Eggum, BO (1993). Звичайні індійські спеції: склад поживних речовин, споживання та внесок у дієтичну цінність. Рослинна їжа для харчування людини, 44(2), 137-148.
[15] Бхардвадж, РК (2010). Піперин, основний компонент чорного перцю, пригнічує Р-глікопротеїн людини та CYP3A4. Журнал фармакології та експериментальної терапії, 302 (2), 645–650.