Пиперин является ключевым активным соединением, содержащимся в черном перце (Piper nigrum), и отвечает за его острый вкус. Химически известен как (E,E)-5-(1,3-бензодиоксол-5-ил)-1-пиперидин-2,4-пентадиен{{7 }}Во-первых, пиперин веками использовался в системах традиционной медицины из-за его благотворного воздействия на здоровье [1]. Исследователи подтвердили, что пиперин обладает, среди прочего, противовоспалительными, антиоксидантными и противораковыми свойствами [2]. С ростом интереса к его терапевтическому потенциалу методы эффективного извлечения пиперина из черного перца становятся все более важными. В этом сообщении блога представлен обзорЭкстракт черного перца и процесс его извлечения из горошин черного перца.
Обзор экстракции пиперина
Хотя пиперин составляет около 5-9% черного перца по массе [3], получение пиперина высокой чистоты требует процессов селективной экстракции и очистки. Обычные методы экстракции основаны на использовании растворителей, таких как этанол, ацетон или этилацетат, для отделения пиперина от других компонентов перца, таких как крахмал, белок, клетчатка и эфирные масла [4]. Также изучаются более продвинутые методы, такие как сверхкритическая флюидная экстракция с использованием CO2. После первоначальной экстракции дальнейшие этапы, такие как перекристаллизация или колоночная хроматография, могут очистить и сконцентрировать пиперин. Понимание всего рабочего процесса экстракции позволяет масштабировать производство пиперина для различных применений.
1 Оборудование и материалы
Для извлечения пиперина требуется некоторое базовое лабораторное оборудование и материалы, такие как:
- Черный перец горошком
- Мельница/блендер
- Фильтровальная бумага и фильтры из стекловолокна.
- Растворители: этанол, ацетон, этилацетат.
- Роторный испаритель
- Посуда для кристаллизации
- Хроматографические колонки
- Вакуумные насосы
- Аналитические инструменты: пластины ТСХ, ВЭЖХ.
Горошины перца сначала необходимо мелко измельчить, чтобы максимально увеличить площадь поверхности для извлечения. Затем добавляют растворители и дают время для пропитки и диссоциации пиперина от других компонентов либо при комнатной температуре, либо при небольшом нагревании. Многократные циклы фильтрации и промывки помогают изолировать сырую нефть.экстракты пиперинакоторые затем можно концентрировать путем выпаривания избытка растворителей [5].
2 метода экстракции пиперина
а. Экстракция на основе растворителя
Самый простой способ экстракции пиперина основан на использовании таких растворителей, как этанол, ацетон или этилацетат. Типичные шаги включают в себя:
1. Измельчите 5-10 г черного перца в блендере в мелкий порошок.
2. Перенос в колбу Эрленмейера со 100 мл 70% этанола.
3. Аккуратно нагрейте до 60 градусов и кипятите с обратным холодильником в течение 2 часов при непрерывном помешивании.
4. Профильтруйте экстракт через фильтр Whatman для удаления твердых частиц.
5. Концентрируют фильтрат с помощью роторного испарителя.
6. Дайте концентрированному экстракту кристаллизоваться при температуре 4 градуса в течение 48 часов.
7. Дальнейшая очистка кристаллов перекристаллизацией из этанола.
Этот метод экстракции этанолом может давать выход пиперина в пределах 4-8% от массы перца в зависимости от таких факторов, как полярность растворителя, температура и продолжительность экстракции [6].
Другие растворители, такие как ацетон, также можно использовать, выполнив аналогичные рабочие процессы измельчения, замачивания, фильтрации, концентрирования и кристаллизации для получения очищенного пиперина. Регулировка параметров обеспечивает гибкость для оптимизации урожайности.
б. Сверхкритическая экстракция жидкости.
Вместо методов, основанных на растворителях, при сверхкритической флюидной экстракции (SFE) используется сверхкритический CO2 для выделения пиперина в условиях высокого давления и температуры. Этот метод позволяет избежать остаточных токсичных растворителей и позволяет получить экстракты более высокой чистоты за более короткое время [7]. Однако для SFE требуется специализированное оборудование высокого давления с точными механизмами управления, что усложняет процесс.
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 >Пищевая чистота 99%экстракт черного перца. Хотя затраты на инфраструктуру выше, лесхоз обеспечивает более чистую и эффективную добычу перца.
c.Постэкстракционная очистка
На начальных этапах экстракции перца получается неочищенный экстракт, содержащий примерно 50-60% чистоты пиперина, а также примеси, такие как эфирные масла, жирные кислоты и остаточные полимеры [9]. Для очистки фармацевтического или пищевого пиперина до чистоты не менее 95 % необходима дополнительная очистка.
Общие методы включают перекристаллизацию с использованием таких растворителей, как ацетонитрил, метанол или абсолютный этанол. При этом пиперин концентрируется путем попеременного растворения и выщелачивания его из раствора [10]. Методы колоночной хроматографии также позволяют изолировать пиперин от других компонентов на основе молекулярного сродства. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) обеспечивает точное аналитическое разделение. Эти этапы постэкстракции в конечном итоге максимизируют чистоту пиперина.
Процент пиперина в черном перце
Исследования показали, что пиперин составляет около 5-9% химического состава черного перца по весу [3]. Однако это может незначительно отличаться в зависимости от региональных вариантов перца, методов обработки и используемых аналитических методов. Например, исследование газовой хроматографии показало, что индийский малабарский черный перец содержит 8,58% пиперина по сравнению с перцем Телличерри с 5,12% [11]. Таким образом, хотя большая часть черного перца колеблется в диапазоне 5-9% пиперина, существуют тонкие различия в зависимости от региона выращивания и методов тестирования.
Применение экстрагированного пиперина
После экстракции и очистки пиперин стал молекулой, представляющей интерес для фармацевтической, нутрицевтической, растительной и функциональной пищевой промышленности. Ученые изучают эффект повышения биодоступности пиперина для улучшения всасывания других лекарств и питательных веществ [12]. Пиперин также клинически оценивается на предмет его противовоспалительных свойств при таких состояниях, как артрит, астма и метаболический синдром [13]. В пищевые добавки часто добавляют пиперин, чтобы повысить эффективность таких ингредиентов, как куркумин. Пищевые и кондитерские изделия можно использоватьэкстракты черного перцадля обеспечения острых, перечных сенсорных тонов. Диапазон текущих и потенциальных применений будет продолжать расширяться, поскольку исследования пиперина открывают все больше полезных для здоровья свойств.
Недостатки черного перца
Несмотря на то, что черный перец горошком ценится за содержание пиперина, он имеет некоторые недостатки:
- Может усугубить желудочно-кишечные проблемы, такие как язвы или заболевания раздраженного кишечника [14]
- Возможны местные раздражения при сенсибилизации к пиперину.
- Раздражение дыхательных путей при вдыхании перцовой пыли во время обработки.
- Риски микробного заражения сальмонеллой, кишечной палочкой.
- Риски аллергии при отдельных сообщениях о симптомах ринита или астмы.
- Возможны лекарственные взаимодействия за счет взаимодействия с ферментами цитохрома P450 [15]
Эти побочные эффекты затрагивают лишь меньшинство людей, но их следует учитывать при обращении и употреблении продуктов с черным перцем. Соблюдение правил техники безопасности может помочь снизить эти риски.
Заключение
Для экстракции пиперина из черного перца можно использовать различные методы экстракции растворителем или более совершенную сверхкритическую жидкостную экстракцию. Хотя обычный перец содержит около 5-9 % пиперина, несколько стадий очистки позволяют еще больше сконцентрировать его до очень высокого уровня, удаляя при этом примеси. Это позволяет максимально использовать пиперин для продолжения фармацевтических и пищевых исследований, направленных на воспаление, биодоступность и абсорбцию. По мере роста потребительского спроса и научного интереса к пиперину улучшение методов экстракции может открыть возможности для производства этого полезного фитохимического вещества.
Отправьтесь в свой путь бодибилдинга при поддержке Botanical Cube Inc. Мы фокусируемся на индивидуальных решениях для клиентов и имеем три независимых центра исследований и разработок, постоянно разрабатывающих новые проекты. Имея довольных клиентов в более чем 100 странах и регионах и более чем в 500 отраслях, мы стремимся обеспечить превосходное качество продукции и обслуживания. Если вы заинтересованы в порошке экстракта черного перца или других растительных продуктах, подумайте о том, чтобы обратиться к Botanical Cube Inc., профессиональному специалисту.Пиперин 95% производитель порошка экстракта черного перца. Свяжитесь с нами по адресуsales@botanicalcube.comили посетите наш сайт, чтобы узнать больше.
Рекомендации
[1] Партасарати, В.А., Чемпакам, Б., и Захария, Т.Дж. (2008). Химия специй. КАБИ.
[2] Батт, М.С., и Султан, М.Т. (2013). Пиперин. Критические обзоры в области пищевой науки и питания, 53 (5), 511–533.
[3] Шарма А., Гаутам С. и Джадхав С.С. (2019). Технологии экстракции и химическая характеристика пиперина: комплексный обзор. Журнал пищевых биоактивных веществ, 8, 7–16.
[4] Пури А., Саксена Р.П., Саксена К.К. и Тивари С. (2012). Пиперин и его различные физико-химические и биологические аспекты: обзор. Коммуникации о натуральных продуктах, 7 (11), 1657–1664.
[5] Рафиньска К., Помастовски П., Врона О. и Бушевски Б. (2017). Выделение пиперина из черного перца методом высокоскоростной противоточной хроматографии. Журнал науки о разделении, 40 (44), 1694–1699.
[6] Гасемзаде А., Джаафар Х.З. и Рахмат А. (2015). Протокол оптимизации экстракции 6-гингерола и 6-шогаола из Zingiber officinale Var. Рубрум Тейладе и улучшение антиоксидантной и противовоспалительной активности с использованием методологии поверхности ответа. Дополнительная и альтернативная медицина BMC, 15 (1).
[7] Ван, X., Ян, Б., Дэн, Ц., Хуан, Ц., Мао, С., Лю, К., ... и Хуан, В. (2015). Сверхкритическая флюидная экстракция перца (Piper nigrum L.) и последующее отделение пиперина. Журнал сверхкритических жидкостей, 96, 89-95.
[8] Хоу, Кентукки, Парат, М.О., Шоу, П.Н., и Фальконер, младший (2017). Технологии сверхкритических жидкостей на основе растворителей для извлечения биологически активных соединений из природных источников: обзор. Молекулы, 22(7), 1186.
[9] Чоудхари Н., Сехон Б.С. и Каур Г. (2021). Пиперин-биоактивный фитопринцип. Журнал фармакопунктуры, 24 (4), 195–203.
[10] Мангунвиджаджа Д., Сунарти Т.С., Супарджан А.М. и Асих Ю.Н. (2019). Очистка пиперина из олеосмолы черного перца методом кристаллизации. Процессы, 7(10), 671.
[11] Джохри Р.К. (2011). Cuminum cyminum и Carum carvi: обновление. Обзоры фармакогнозии, 5(9), 63–72.
[12] Мегвал М. и Госвами ТК (2012). Piper nigrum и пиперин: обновленная информация. Исследования в области фитотерапии, 27 (8), 1121–1130.
[13] Гюль П. и Бахт Дж. (2015). Противовоспалительное действие Catharanthus roseus и Piper nigrum. Ячейка, 16(2), 24.
[14] Ума Прадип, К., Гирвани, П. и Эггам, Б.О. (1993). Распространенные индийские специи: состав питательных веществ, потребление и вклад в диетическую ценность. Растительные продукты для питания человека, 44(2), 137-148.
[15] Бхардвадж, РК (2010). Пиперин, основной компонент черного перца, ингибирует P-гликопротеин человека и CYP3A4. Журнал фармакологии и экспериментальной терапии, 302 (2), 645–650.