Пиперинът е ключовото активно съединение в черния пипер (Piper nigrum) и е отговорен за неговия остър вкус. Химически известен като (E,E)-5-(1,3-бензодиоксол-5-ил)-1-пиперидин-2,4-пентадиен{{7 }}първо, пиперинът се използва от векове в системите на традиционната медицина заради благоприятните си ефекти върху здравето [1]. Изследователите са потвърдили, че пиперинът има противовъзпалителни, антиоксидантни и противоракови свойства, наред с други [2]. С нарастващия интерес към неговия терапевтичен потенциал, методите за ефективно извличане на пиперин от черен пипер стават все по-важни. Тази публикация в блога предоставя общ преглед наЕкстракт от черен пипер и процеса на извличането му от зърна черен пипер.
Преглед на екстракцията на пиперин
Докато пиперинът представлява около 5-9% от теглото на черния пипер [3], получаването на пиперин с висока чистота изисква селективни процеси на екстракция и пречистване. Обичайните методи за екстракция разчитат на използване на разтворители като етанол, ацетон или етилацетат за отделяне на пиперин от други съставки на пипер като нишесте, протеини, фибри и етерични масла [4]. Проучват се и по-напреднали техники като екстракция на суперкритичен флуид с помощта на CO2. След първоначалната екстракция, допълнителни стъпки като прекристализация или колонна хроматография могат да рафинират и концентрират пиперина. Разбирането на пълния работен процес на извличане позволява увеличаване на производството на пиперин за различни приложения.
1 Оборудване и материали
Извличането на пиперин изисква основно лабораторно оборудване и материали като:
- черен пипер на зърна
- Мелничка/блендер
- Филтърна хартия и филтри от стъклени влакна
- Разтворители: етанол, ацетон, етилацетат
- Ротационен изпарител
- Съдове за кристализация
- Хроматографски колони
- Вакуумни помпи
- Аналитични инструменти: TLC плаки, HPLC
Зърната черен пипер първо трябва да бъдат фино смлени, за да се увеличи максимално повърхността за екстракция. След това се добавят разтворители и се оставя време за накисване и отделяне на пиперина от другите компоненти или при стайна температура, или леко загрят. Множеството кръгове на филтриране и изплакване помагат за изолирането на суровия петролпиперинови екстрактикоито след това могат да бъдат концентрирани чрез изпаряване на излишните разтворители [5].
2 метода за екстракция на пиперин
a. Екстракция на основата на разтворител
Най-простият подход за извличане на пиперин разчита на разтворители като етанол, ацетон или етилацетат. Типичните стъпки включват:
1. Смелете 5-10 g черен пипер в блендер на фин прах
2. Прехвърлете в ерленмайерова колба със 100 ml 70% етанол
3. Внимателно загрейте до 60 градуса и кипете на обратен хладник за 2 часа при непрекъснато разбъркване
4. Филтрирайте екстракта през филтър Whatman, за да отстраните твърдите частици
5. Концентрирайте филтрата с помощта на ротационен изпарител
6. Оставете концентрирания екстракт да кристализира при 4 градуса за 48 часа
7. Допълнително пречистете кристалите чрез прекристализация с етанол
Този метод на екстракция с етанол може да доведе до добив на пиперин, вариращ от 4-8% от теглото на пипера в зависимост от фактори като полярност на разтворителя, температура и продължителност на екстракция [6].
Могат да се използват и други разтворители като ацетон, като се следват подобни работни процеси на смилане, накисване, филтриране, концентриране и кристализиране за получаване на пречистен пиперин. Регулирането на параметрите осигурява гъвкавост за оптимизиране на добивите.
b. Суперкритична флуидна екстракция
Вместо методи, базирани на разтворители, суперкритичната флуидна екстракция (SFE) използва суперкритичен CO2 за изолиране на пиперин при високо налягане и температурни условия. Тази техника избягва остатъчните токсични разтворители и дава екстракти с по-висока чистота за по-кратко време [7]. SFE обаче изисква специализирано оборудване за високо налягане с прецизни контролни механизми, което добавя сложност.
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% чистота за хранаекстракт от черен пипер. Въпреки че разходите за инфраструктура са по-високи, SFE осигурява по-чисто и по-ефективно извличане на пипер.
c. Пречистване след екстракция
Първоначалните етапи на екстракция на пипер осигуряват суров екстракт, съдържащ приблизително 50-60% чистота на пиперин заедно с примеси като етерични масла, мастни киселини и остатъчни полимери [9]. За да се рафинира фармацевтичен или хранителен пиперин до чистота, по-голяма или равна на 95%, е необходимо допълнително пречистване.
Обичайните методи включват прекристализация с помощта на разтворители като ацетонитрил, метанол или абсолютен етанол. Това концентрира пиперина чрез последователно разтваряне и разбиване от разтвора [10]. Техниките на колонна хроматография също могат да изолират пиперин от други компоненти на базата на молекулярни афинитети. Високоефективната течна хроматография (HPLC) предлага прецизно аналитично разделяне. Тези стъпки след екстракция в крайна сметка максимизират чистотата на пиперина.
Процентно съдържание на пиперин в черния пипер
Проучванията показват, че пиперинът съставлява около 5-9% от тегловния химически състав на черния пипер [3]. Това обаче може леко да варира в зависимост от регионалните варианти на пипер, методите на обработка и използваните аналитични техники. Например, изследване с газова хроматография установи, че индийският малабарски черен пипер съдържа 8,58% пиперин в сравнение с пипер Tellicherry с 5,12% [11]. Така че, докато повечето черен пипер се движи около 5-9% диапазон на пиперин, съществуват фини разлики в регионите на отглеждане и методите на тестване.
Приложения на екстрахиран пиперин
Веднъж извлечен и пречистен, пиперинът се очертава като молекула, представляваща интерес за фармацевтичната промишленост, хранителните добавки, билковите добавки и функционалната хранителна промишленост. Учените изучават ефекта на повишаване на бионаличността на пиперин за подобряване на усвояването на други лекарства и хранителни вещества [12]. Пиперинът също се оценява клинично за свойства като противовъзпалителни ефекти при състояния като артрит, астма и метаболитен синдром [13]. Хранителните добавки често добавят пиперин, за да повишат ефикасността на съставки като куркумин. Могат да се използват хранителни и сладкарски изделияекстракти от черен пиперза осигуряване на остри, пиперливи сетивни тонове. Диапазонът от настоящи и потенциални употреби ще продължи да се разширява, тъй като изследванията на пиперина разкриват повече полезни за здравето свойства.
Недостатъци на черния пипер
Въпреки че са ценени заради съдържанието на пиперин, зърната черен пипер имат някои недостатъци:
- Може да обостри стомашно-чревни проблеми като язви или раздразнени черва [14]
- Възможни са локални раздразнения при сенсибилизация към пиперин
- Дразнене на дихателните пътища при вдишване на прах от пипер по време на обработка
- Рискове от микробно замърсяване от Salmonella, E. coli
- Алергични рискове с анекдотични съобщения за симптоми на ринит или астма
- Възможни са лекарствени взаимодействия чрез намеса в ензимите на цитохром P450 [15]
Тези неблагоприятни ефекти засягат само малка част от хората, но трябва да се имат предвид при работа и консумация на продукти с черен пипер. Следването на добри практики за безопасност може да помогне за смекчаване на тези рискове.
Заключение
Извличането на пиперин от черен пипер може да използва различни методи за екстракция с разтворител или по-усъвършенствана суперкритична флуидна екстракция. Докато нормалният пипер съдържа около 5-9% пиперин, множество стъпки на пречистване могат допълнително да го концентрират до много високи нива, като същевременно премахват примесите. Това позволява максимално използване на пиперин за продължаване на фармацевтични и хранителни изследвания, насочени към възпаление, бионаличност и абсорбция. С нарастването на потребителското търсене и научния интерес към пиперина, подобряването на методите за екстракция може да предостави възможности за производство на този полезен фитохимикал.
Впуснете се в своето бодибилдинг пътуване с подкрепата на Botanical Cube Inc. Ние се фокусираме върху персонализирането на решения за клиентите и имаме три независими центъра за научноизследователска и развойна дейност, непрекъснато разработващи нови проекти. С доволни клиенти в над 100 държави и региони и повече от 500 индустрии, ние се ангажираме да предоставяме отлично качество на продукта и обслужване. Ако се интересувате от екстракт от черен пипер на прах или други ботанически продукти, обмислете да се свържете с Botanical Cube Inc., професионалистПиперин 95% екстракт от черен пипер на прах производител. Свържете се с нас наsales@botanicalcube.comили посетете нашия уебсайт, за да научите повече.
Препратки
[1] Parthasarathy, VA, Chempakam, B., & Zachariah, TJ (2008). Химия на подправките. CABI.
[2] Butt, MS, & Sultan, MT (2013). Пиперин. Критични прегледи в науката за храните и храненето, 53 (5), 511–533.
[3] Sharma, A., Gautam, S., & Jadhav, SS (2019). Технологии за извличане и химическа характеристика на пиперин: цялостен преглед. Journal of Food Bioactives, 8, 7–16.
[4] Puri, A., Saxena, RP, Saxena, KC и Tiwari, S. (2012). Пиперин и неговите различни физикохимични и биологични аспекти: преглед. Съобщения за естествен продукт, 7 (11), 1657–1664.
[5] Рафинска, К., Помастовски, П., Врона, О. и Бушевски, Б. (2017). Изолиране на пиперин от черен пипер чрез високоскоростна противотокова хроматография. Journal of Separation Science, 40 (44), 1694–1699.
[6] Ghasemzadeh, A., Jaafar, HZ, & Rahmat, A. (2015). Протокол за оптимизация за извличане на 6-Gingerol и 6-Shogaol от Zingiber officinale Var. Rubrum Theilade и подобряване на антиоксидантните и противовъзпалителните дейности с помощта на методологията на повърхността на реакцията. BMC допълваща и алтернативна медицина, 15 (1).
[7] Wang, X., Yang, B., Deng, Q., Huang, Q., Mao, S., Liu, C., ... & Huang, W. (2015). Суперкритична течна екстракция на пипер (Piper nigrum L.) и последващо отделяне на пиперин. The Journal of Supercritical Fluids, 96, 89-95.
[8] Khaw, KY, Parat, MO, Shaw, PN, & Falconer, JR (2017). Технологии за свръхкритични флуиди на разтворители за извличане на биоактивни съединения от естествени източници: преглед. Молекули, 22 (7), 1186.
[9] Choudhary, N., Sekhon, BS, & Kaur, G. (2021). Пиперин-А биоактивен фитопринцип. Journal of Pharmacopuncture, 24 (4), 195–203.
[10] Mangunwidjaja, D., Sunarti, TC, Supardjan, AM, & Asih, YN (2019). Пречистване на пиперин от олеорезин на черен пипер с помощта на метод на кристализация. Процеси, 7(10), 671.
[11] Johri RK (2011). Cuminum cyminum и Carum carvi: Актуализация. Фармакогнозия прегледи, 5 (9), 63-72.
[12] Meghwal, M., & Goswami, TK (2012). Piper nigrum и пиперин: актуализация. Фитотерапевтични изследвания, 27 (8), 1121–1130.
[13] Gul, P., & Bakht, J. (2015). Противовъзпалителни действия на Catharanthus roseus и Piper nigrum. Клетка, 16 (2), 24.
[14] Uma Pradeep, K., Geervani, P., & Eggum, BO (1993). Общи индийски подправки: Хранителен състав, консумация и принос към диетичната стойност. Растителни храни за човешко хранене, 44 (2), 137-148.
[15] Bhardwaj, RK (2010). Пиперинът, основна съставка на черния пипер, инхибира човешкия P-гликопротеин и CYP3A4. Вестник по фармакология и експериментална терапия, 302 (2), 645–650.