Piperin je klíčovou aktivní sloučeninou obsaženou v černém pepři (Piper nigrum) a je zodpovědný za jeho štiplavou chuť. Chemicky známý jako (E,E)-5-(1,3-benzodioxol-5-yl)-1-piperidin-2,4-pentadien{{7 Za prvé, piperin se pro své příznivé účinky na zdraví používá po staletí v systémech tradiční medicíny [1]. Výzkumníci potvrdili, že piperin má mimo jiné protizánětlivé, antioxidační a protirakovinné vlastnosti [2]. S rostoucím zájmem o jeho léčebný potenciál jsou metody účinného získávání piperinu z černého pepře stále důležitější. Tento blogový příspěvek poskytuje přehledExtrakt z černého pepře a proces jeho extrakce z černého pepře.
Přehled extrakce piperinu
Zatímco piperin tvoří asi 5-9 % hmotnosti černého pepře [3], získání vysoce čistého piperinu vyžaduje selektivní extrakční a purifikační procesy. Běžné extrakční metody spoléhají na použití rozpouštědel, jako je ethanol, aceton nebo ethylacetát, k oddělení piperinu od ostatních složek pepře, jako je škrob, protein, vláknina a esenciální oleje [4]. Zkoumají se také pokročilejší techniky, jako je extrakce superkritickou tekutinou pomocí CO2. Po počáteční extrakci mohou další kroky, jako je rekrystalizace nebo sloupcová chromatografie, rafinovat a koncentrovat piperin. Pochopení celého pracovního postupu extrakce umožňuje zvýšit výrobu piperinu pro různé aplikace.
1 Vybavení a materiály
Extrakce piperinu vyžaduje některé základní laboratorní vybavení a materiály, jako jsou:
- Zrnka černého pepře
- Mlýnek/mixér
- Filtrační papír a filtry ze skleněných vláken
- Rozpouštědla: ethanol, aceton, ethylacetát
- Rotační výparník
- Krystalizační misky
- Chromatografické kolony
- Vakuové pumpy
- Analytické nástroje: TLC desky, HPLC
Zrnka pepře je třeba nejprve jemně namlít, aby se maximalizovala plocha pro extrakci. Poté se přidají rozpouštědla a nechá se čas na nasáknutí a oddělení piperinu od ostatních složek buď při teplotě místnosti nebo při mírném zahřátí. Vícenásobné filtrování a proplachování pomáhá izolovat ropupiperinové extraktykteré lze následně koncentrovat odpařením přebytečných rozpouštědel [5].
2 Metody extrakce piperinu
a.Extrakce na bázi rozpouštědla
Nejpřímější přístup k extrakci piperinu se opírá o rozpouštědla, jako je ethanol, aceton nebo ethylacetát. Mezi typické kroky patří:
1. Rozdrťte 5-10 g černého pepře v mixéru na jemný prášek
2. Přeneste do Erlenmeyerovy baňky se 100 ml 70% ethanolu
3. Jemně zahřejte na 60 stupňů a refluxujte 2 hodiny za stálého míchání
4. Filtrujte extrakt přes Whatmanův filtr pro odstranění pevných látek
5. Filtrát se zahustí na rotační odparce
6. Koncentrovaný extrakt se nechá krystalizovat při 4 stupních po dobu 48 hodin
7. Krystaly dále čistěte rekrystalizací s ethanolem
Tato metoda extrakce ethanolem může produkovat výtěžek piperinu v rozmezí od 4-8 % hmotnosti pepře v závislosti na faktorech, jako je polarita rozpouštědla, teplota a doba extrakce [6].
Další rozpouštědla, jako je aceton, lze také použít podle podobných pracovních postupů mletí, namáčení, filtrace, koncentrace a krystalizace, aby se získal čištěný piperin. Nastavení parametrů poskytuje flexibilitu pro optimalizaci výnosů.
b. Superkritická extrakce tekutin
Namísto metod založených na rozpouštědlech využívá superkritická fluidní extrakce (SFE) superkritický CO2 k izolaci piperinu za podmínek vysokého tlaku a teploty. Tato technika se vyhýbá zbytkovým toxickým rozpouštědlům a poskytuje extrakty vyšší čistoty v kratších časech [7]. SFE však vyžaduje specializované vysokotlaké zařízení s přesnými kontrolními mechanismy, které zvyšují složitost.
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% čistota potravinářské kvalityextrakt z černého pepře. I když jsou náklady na infrastrukturu vyšší, SFE poskytuje čistší a účinnější extrakci pepře.
c. Purifikace po extrakci
Počáteční kroky extrakce pepře poskytují surový extrakt obsahující přibližně 50-60 % čistoty piperinu spolu s nečistotami, jako jsou esenciální oleje, mastné kyseliny a zbytkové polymery [9]. Pro rafinaci farmaceutického nebo potravinářského piperinu na čistotu vyšší nebo rovnou 95 % je nutné další čištění.
Mezi běžné způsoby patří rekrystalizace za použití rozpouštědel, jako je acetonitril, methanol nebo absolutní ethanol. Tím se piperin koncentruje střídavým rozpouštěním a vyrážením z roztoku [10]. Techniky sloupcové chromatografie mohou také izolovat piperin od jiných složek na základě molekulárních afinit. Vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) nabízí přesnou analytickou separaci. Tyto kroky po extrakci nakonec maximalizují čistotu piperinu.
Procento piperinu v černém pepři
Výzkumné studie zjistily, že piperin tvoří přibližně 5-9 % hmotnosti černého pepře v chemickém složení [3]. To se však může mírně lišit v závislosti na regionálních variantách pepře, metodách zpracování a použitých analytických technikách. Například studie plynové chromatografie zjistila, že indický malabarský černý pepř obsahuje 8,58 % piperinu ve srovnání s pepřem Tellicherry s 5,12 % [11]. Takže zatímco většina černého pepře se pohybuje kolem 5-9% rozsahu piperinu, existují jemné rozdíly mezi pěstitelskými oblastmi a testovacími metodami.
Aplikace extrahovaného piperinu
Jakmile je piperin extrahován a vyčištěn, objevil se jako molekula zájmu pro farmaceutický průmysl, nutriční produkty, bylinné doplňky a průmysl funkčních potravin. Vědci studují účinek zvyšující biologickou dostupnost piperinu ke zlepšení vstřebávání jiných léků a živin [12]. Piperin je také klinicky hodnocen z hlediska vlastností, jako jsou protizánětlivé účinky u stavů, jako je artritida, astma a metabolický syndrom [13]. Doplňky stravy často přidávají piperin, aby zvýšily účinnost složek, jako je kurkumin. Potraviny a cukrářské výrobky lze použítextrakty z černého pepřeposkytnout ostré, peprné smyslové tóny. Rozsah současných a potenciálních použití se bude nadále rozšiřovat, protože výzkum piperinů odhaluje další vlastnosti prospěšné pro zdraví.
Nevýhody černého pepře
Přestože je černý pepř ceněn pro svůj obsah piperinu, má některé nevýhody:
- Může zhoršit gastrointestinální problémy, jako jsou vředy nebo onemocnění dráždivého střeva [14]
- Při senzibilizaci na piperin je možné místní podráždění
- Podráždění dýchacích cest při vdechování pepřového prachu během zpracování
- Rizika mikrobiální kontaminace Salmonella, E. coli
- Riziko alergií s neoficiálními zprávami o rýmě nebo příznacích astmatu
- Lékové interakce možné interferencí s enzymy cytochromu P450 [15]
Tyto nepříznivé účinky se týkají pouze menšiny lidí, ale měly by být zohledněny při manipulaci a konzumaci produktů z černého pepře. Dodržování správných bezpečnostních postupů může pomoci zmírnit tato rizika.
Závěr
Extrakce piperinu z černého pepře může využívat různé metody extrakce rozpouštědlem nebo pokročilejší extrakci superkritickou tekutinou. Zatímco normální pepř obsahuje přibližně 5-9 % piperinu, několik kroků čištění jej může dále koncentrovat na velmi vysokou úroveň a zároveň odstranit nečistoty. To umožňuje maximální využití piperinu pro pokračující farmaceutický a nutriční výzkum zaměřený na zánět, biologickou dostupnost a absorpci. Vzhledem k tomu, že poptávka spotřebitelů a vědecký zájem o piperin roste, zlepšení metod extrakce může poskytnout příležitosti pro výrobu této prospěšné fytochemikálie.
Vydejte se na svou kulturistickou cestu s podporou společnosti Botanical Cube Inc. Zaměřujeme se na přizpůsobení řešení pro zákazníky a máme tři nezávislá výzkumná a vývojová centra, která neustále vyvíjí nové projekty. Se spokojenými zákazníky ve více než 100 zemích a regionech a více než 500 průmyslových odvětvích jsme odhodláni poskytovat vynikající kvalitu produktů a služeb. Máte-li zájem o prášek z extraktu z černého pepře nebo jiné rostlinné produkty, zvažte oslovení společnosti Botanical Cube Inc., profesionálníhoVýrobce prášku s extraktem z černého pepře Piperine 95%.. Kontaktujte nás nasales@botanicalcube.comnebo navštivte naše webové stránky, kde se dozvíte více.
Reference
[1] Parthasarathy, VA, Chempakam, B., & Zachariah, TJ (2008). Chemie koření. CABI.
[2] Butt, MS, & Sultan, MT (2013). Piperine. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 53 (5), 511–533.
[3] Sharma, A., Gautam, S., & Jadhav, SS (2019). Extrakční technologie a chemická charakterizace piperinu: Komplexní přehled. Journal of Food Bioactives, 8, 7–16.
[4] Puri, A., Saxena, RP, Saxena, KC, & Tiwari, S. (2012). Piperin a jeho různé fyzikálně-chemické a biologické aspekty: přehled. Natural Product Communications, 7(11), 1657–1664.
[5] Rafińska, K., Pomastowski, P., Wrona, O., & Buszewski, B. (2017). Izolace piperinu z černého pepře vysokorychlostní protiproudovou chromatografií. Journal of Separation Science, 40(44), 1694–1699.
[6] Ghasemzadeh, A., Jaafar, HZ, & Rahmat, A. (2015). Optimalizační protokol pro extrakci 6-Gingerolu a 6-Shogaolu ze Zingiber officinale Var. Rubrum Theilade a zlepšení antioxidačních a protizánětlivých aktivit pomocí metodologie povrchu odezvy. BMC doplňková a alternativní medicína, 15(1).
[7] Wang, X., Yang, B., Deng, Q., Huang, Q., Mao, S., Liu, C., ... & Huang, W. (2015). Superkritická fluidní extrakce pepře (Piper nigrum L.) a následná separace piperinu. The Journal of Supercritical Fluids, 96, 89-95.
[8] Khaw, KY, Parat, MO, Shaw, PN a Falconer, JR (2017). Technologie rozpouštědlových superkritických tekutin k extrakci bioaktivních sloučenin z přírodních zdrojů: Recenze. Molekuly, 22(7), 1186.
[9] Choudhary, N., Sekhon, BS, & Kaur, G. (2021). Piperin-A Bioaktivní fytoprincip. Journal of Pharmacopuncture, 24(4), 195–203.
[10] Mangunwidjaja, D., Sunarti, TC, Supardjan, AM a Asih, YN (2019). Čištění piperinu z oleoresinu z černého pepře pomocí krystalizační metody. Process, 7(10), 671.
[11] Johri RK (2011). Cuminum cyminum a Carum carvi: Aktualizace. Pharmacognosy reviews, 5(9), 63–72.
[12] Meghwal, M., & Goswami, TK (2012). Piper nigrum a piperin: aktualizace. Fytoterapeutický výzkum, 27(8), 1121–1130.
[13] Gul, P., & Bakht, J. (2015). Protizánětlivé účinky Catharanthus roseus a Piper nigrum. Cell, 16(2), 24.
[14] Uma Pradeep, K., Geervani, P., & Eggum, BO (1993). Běžné indické koření: Složení živin, spotřeba a příspěvek k dietní hodnotě. Plant Foods for Human Nutrition, 44(2), 137-148.
[15] Bhardwaj, RK (2010). Piperin, hlavní složka černého pepře, inhibuje lidský P-glykoprotein a CYP3A4. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 302(2), 645–650.