Piperin je ključna aktivna spojina v črnem popru (Piper nigrum) in je odgovoren za njegov oster okus. Kemično znan kot (E,E)-5-(1,3-benzodioksol-5-il)-1-piperidin-2,4-pentadien{{7 }}prvič, piperin se že stoletja uporablja v sistemih tradicionalne medicine zaradi njegovih ugodnih učinkov na zdravje [1]. Raziskovalci so potrdili, da ima piperin med drugim protivnetne, antioksidativne in protirakave lastnosti [2]. Z naraščajočim zanimanjem za njegov terapevtski potencial postajajo metode za učinkovito pridobivanje piperina iz črnega popra vse bolj pomembne. Ta objava v spletnem dnevniku ponuja pregledIzvleček črnega popra in postopek njegovega pridobivanja iz zrn črnega popra.
Pregled ekstrakcije piperina
Medtem ko piperin predstavlja približno 5-9 % teže črnega popra [3], pridobivanje piperina visoke čistosti zahteva selektivne postopke ekstrakcije in čiščenja. Običajne metode ekstrakcije temeljijo na uporabi topil, kot so etanol, aceton ali etil acetat, za ločevanje piperina od drugih sestavin popra, kot so škrob, beljakovine, vlakna in eterična olja [4]. Raziskujejo se tudi naprednejše tehnike, kot je ekstrakcija superkritične tekočine z uporabo CO2. Po začetni ekstrakciji lahko nadaljnji koraki, kot je rekristalizacija ali kolonska kromatografija, prečistijo in koncentrirajo piperin. Razumevanje celotnega delovnega procesa ekstrakcije omogoča povečanje proizvodnje piperina za različne aplikacije.
1 Oprema in materiali
Pridobivanje piperina zahteva nekaj osnovne laboratorijske opreme in materialov, kot so:
- Črni poper v zrnu
- Mlinček/mešalnik
- Filtrirni papir in filtri iz steklenih vlaken
- Topila: etanol, aceton, etil acetat
- Rotacijski uparjalnik
- Posode za kristalizacijo
- Kromatografske kolone
- Vakuumske črpalke
- Analitična orodja: TLC plošče, HPLC
Poprova zrna je treba najprej fino zmleti, da povečate površino za ekstrakcijo. Nato dodamo topila in pustimo čas za namakanje in disociacijo piperina od drugih komponent pri sobni temperaturi ali rahlo segretem. Več krogov filtriranja in izpiranja pomaga pri izolaciji surove nafteizvlečki piperinaki se nato lahko koncentrirajo z izhlapevanjem odvečnih topil [5].
2 Metode ekstrakcije piperina
a. Ekstrakcija na osnovi topil
Najbolj enostaven pristop za ekstrakcijo piperina se opira na topila, kot so etanol, aceton ali etil acetat. Tipični koraki vključujejo:
1. 5-10 g črnega popra zmeljemo v mešalniku v fin prah
2. Prenesite v erlenmajerico s 100 ml 70 % etanola
3. Nežno segrejte na 60 stopinj in refluktirajte 2 uri z nenehnim mešanjem
4. Filtrirajte ekstrakt skozi Whatmanov filter, da odstranite trdne delce
5. Koncentrirajte filtrat z uporabo rotacijskega uparjalnika
6. Pustite, da koncentrirani ekstrakt kristalizira pri 4 stopinjah v 48 urah
7. Nadalje očistite kristale s prekristalizacijo z etanolom
Ta metoda ekstrakcije z etanolom lahko proizvede izkoristek piperina v razponu od 4-8 % teže paprike, odvisno od dejavnikov, kot so polarnost topila, temperatura in trajanje ekstrakcije [6].
Tudi druga topila, kot je aceton, je mogoče uporabiti po podobnih delovnih tokovih mletja, namakanja, filtriranja, koncentriranja in kristalizacije, da dobimo prečiščen piperin. Prilagoditev parametrov zagotavlja prilagodljivost za optimizacijo donosa.
b. Ekstrakcija superkritične tekočine
Namesto metod, ki temeljijo na topilih, superkritična tekočinska ekstrakcija (SFE) uporablja superkritični CO2 za izolacijo piperina pod visokim pritiskom in temperaturnimi pogoji. Ta tehnika se izogne preostalim strupenim topilom in daje ekstrakte višje čistosti v krajših časih [7]. Vendar pa SFE zahteva specializirano visokotlačno opremo z natančnimi nadzornimi mehanizmi, ki dodatno zapletejo.
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-odstotna čistost za hranoizvleček črnega popra. Čeprav so stroški infrastrukture višji, SFE zagotavlja čistejšo in učinkovitejšo ekstrakcijo paprike.
c. Čiščenje po ekstrakciji
Začetni koraki ekstrakcije popra zagotavljajo surovi ekstrakt, ki vsebuje približno 50-60 % čistosti piperina skupaj z nečistočami, kot so eterična olja, maščobne kisline in ostanki polimerov [9]. Za prečiščevanje farmacevtskega ali živilskega piperina na večjo ali enako čistost 95 % je potrebno dodatno čiščenje.
Običajne metode vključujejo rekristalizacijo z uporabo topil, kot so acetonitril, metanol ali absolutni etanol. To koncentrira piperin tako, da se izmenično raztaplja in izloča iz raztopine [10]. Tehnike kolonske kromatografije lahko prav tako izolirajo piperin od drugih komponent na podlagi molekulskih afinitet. Tekočinska kromatografija visoke ločljivosti (HPLC) ponuja natančno analitično ločevanje. Ti koraki po ekstrakciji končno povečajo čistost piperina.
Odstotek piperina v črnem popru
Raziskave so pokazale, da piperin predstavlja približno 5-9 % teže kemične sestave črnega popra [3]. Vendar se to lahko nekoliko razlikuje glede na regionalne različice paprike, metode predelave in uporabljene analitične tehnike. Na primer, študija s plinsko kromatografijo je pokazala, da indijski črni poper Malabar vsebuje 8,58 % piperina v primerjavi s poprom Tellicherry s 5,12 % [11]. Medtem ko se večina črnega popra giblje okoli 5-9% območja piperina, obstajajo subtilne razlike med regijami gojenja in metodami testiranja.
Uporaba ekstrahiranega piperina
Ko je bil piperin ekstrahiran in prečiščen, se je pojavila kot molekula, ki je zanimiva za farmacevtsko industrijo, nutricevtiko, zeliščno industrijo in industrijo funkcionalne hrane. Znanstveniki preučujejo učinek povečanja biološke uporabnosti piperina za izboljšanje absorpcije drugih zdravil in hranil [12]. Piperin se tudi klinično ocenjuje glede lastnosti, kot so protivnetni učinki pri stanjih, kot so artritis, astma in presnovni sindrom [13]. Prehranska dopolnila pogosto dodajajo piperin za povečanje učinkovitosti sestavin, kot je kurkumin. Uporabljajo se lahko živila in slaščiceizvlečki črnega popraza zagotavljanje ostrih, pikantnih čutnih tonov. Razpon sedanjih in potencialnih uporab se bo še naprej širil, saj raziskave piperina odkrivajo več zdravju koristnih lastnosti.
Slabosti črnega popra
Čeprav so zrna črnega popra cenjena zaradi vsebnosti piperina, imajo nekaj pomanjkljivosti:
- Lahko poslabša prebavne težave, kot so razjede ali razdražljivo črevesno bolezen [14]
- Lokalno draženje je možno s preobčutljivostjo na piperin
- Draženje dihal pri vdihavanju poprovega prahu med predelavo
- Tveganje mikrobne kontaminacije s salmonelo, E. coli
- Alergijska tveganja z anekdotičnimi poročili o simptomih rinitisa ali astme
- možne interakcije z zdravili zaradi motenj encimov citokroma P450 [15]
Ti škodljivi učinki zadevajo le manjšino ljudi, vendar jih je treba upoštevati pri rokovanju in uživanju izdelkov s črnim poprom. Upoštevanje dobrih varnostnih praks lahko pomaga ublažiti ta tveganja.
Zaključek
Pri ekstrakciji piperina iz črnega popra lahko uporabimo različne metode ekstrakcije s topilom ali naprednejšo ekstrakcijo superkritične tekočine. Medtem ko običajni poper vsebuje približno 5-9 % piperina, ga lahko več korakov čiščenja dodatno koncentrira na zelo visoke ravni, hkrati pa odstrani nečistoče. To omogoča maksimalno uporabo piperina za nadaljnje farmacevtske in prehranske raziskave, usmerjene v vnetje, biološko uporabnost in absorpcijo. Ker povpraševanje potrošnikov in znanstveno zanimanje za piperin naraščata, lahko izboljšanje metod ekstrakcije ponudi priložnosti za proizvodnjo te koristne fitokemikalije.
Podajte se na svojo pot bodybuildinga s podporo Botanical Cube Inc. Osredotočeni smo na prilagajanje rešitev strankam in imamo tri neodvisne centre za raziskave in razvoj, ki nenehno razvijajo nove projekte. Z zadovoljnimi strankami v več kot 100 državah in regijah ter v več kot 500 panogah smo predani zagotavljanju odlične kakovosti izdelkov in storitev. Če vas zanima izvleček črnega popra v prahu ali drugi botanični izdelki, se obrnite na strokovnjaka Botanical Cube Inc.Piperin 95% izvleček črnega popra v prahu proizvajalec. Pišite nam nasales@botanicalcube.comali obiščite našo spletno stran, če želite izvedeti več.
Reference
[1] Parthasarathy, VA, Chempakam, B., & Zachariah, TJ (2008). Kemija začimb. CABI.
[2] Butt, MS, & Sultan, MT (2013). piperin. Kritični pregledi v znanosti o hrani in prehrani, 53 (5), 511–533.
[3] Sharma, A., Gautam, S. in Jadhav, SS (2019). Tehnologije ekstrakcije in kemijska karakterizacija piperina: celovit pregled. Journal of Food Bioactives, 8, 7–16.
[4] Puri, A., Saxena, RP, Saxena, KC in Tiwari, S. (2012). Piperin in njegovi različni fizikalno-kemijski in biološki vidiki: pregled. Sporočila o naravnih izdelkih, 7 (11), 1657–1664.
[5] Rafińska, K., Pomastowski, P., Wrona, O., & Buszewski, B. (2017). Izolacija piperina iz črnega popra s hitro protitočno kromatografijo. Journal of Separation Science, 40(44), 1694–1699.
[6] Ghasemzadeh, A., Jaafar, HZ, & Rahmat, A. (2015). Optimizacijski protokol za ekstrakcijo 6-gingerola in 6-shogaola iz Zingiber officinale Var. Rubrum Theilade in izboljšanje antioksidativnih in protivnetnih aktivnosti z uporabo metodologije odzivne površine. BMC komplementarna in alternativna medicina, 15 (1).
[7] Wang, X., Yang, B., Deng, Q., Huang, Q., Mao, S., Liu, C., ... & Huang, W. (2015). Superkritična tekočinska ekstrakcija popra (Piper nigrum L.) in kasnejše ločevanje piperina. The Journal of Supercritical Fluids, 96, 89-95.
[8] Khaw, KY, Parat, MO, Shaw, PN in Falconer, JR (2017). Tehnologije superkritičnih tekočin s topili za ekstrakcijo bioaktivnih spojin iz naravnih virov: pregled. Molecules, 22(7), 1186.
[9] Choudhary, N., Sekhon, BS in Kaur, G. (2021). Piperin-bioaktivni fitoprincip. Journal of Pharmacopuncture, 24 (4), 195–203.
[10] Mangunwidjaja, D., Sunarti, TC, Supardjan, AM, & Asih, YN (2019). Čiščenje piperina iz oljne smole črnega popra z uporabo kristalizacijske metode. Procesi, 7(10), 671.
[11] Johri RK (2011). Cuminum cyminum in Carum carvi: posodobitev. Pregledi farmakognozije, 5 (9), 63–72.
[12] Meghwal, M. in Goswami, TK (2012). Piper nigrum in piperin: posodobitev. Raziskave fitoterapije, 27 (8), 1121–1130.
[13] Gul, P. in Bakht, J. (2015). Protivnetne aktivnosti Catharanthus roseus in Piper nigrum. Celica, 16(2), 24.
[14] Uma Pradeep, K., Geervani, P. in Eggum, BO (1993). Skupne indijske začimbe: sestava hranil, poraba in prispevek k prehranski vrednosti. Rastlinska hrana za prehrano ljudi, 44(2), 137-148.
[15] Bhardwaj, RK (2010). Piperin, glavna sestavina črnega popra, zavira človeški P-glikoprotein in CYP3A4. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 302(2), 645–650.