Piperin är den viktigaste aktiva föreningen som finns i svartpeppar (Piper nigrum) och är ansvarig för dess skarpa smak. Kemiskt känd som (E,E)-5-(1,3-bensodioxol-5-yl)-1-piperidin-2,4-pentadien{{7 }}för det första har piperin använts i århundraden i traditionella medicinsystem för dess gynnsamma hälsoeffekter [1]. Forskare har bekräftat att piperin bland annat har antiinflammatoriska, antioxidant- och anticanceregenskaper [2]. Med det växande intresset för dess terapeutiska potential blir metoder för att effektivt extrahera piperin från svartpeppar allt viktigare. Detta blogginlägg ger en översikt överSvartpepparextrakt och processen att extrahera det från svartpepparkorn.
Översikt över piperinsextraktion
Även om piperin utgör cirka 5-9% av svartpeppar i vikt [3], kräver piperin selektiv extraktion och reningsprocesser för att få hög renhet. Vanliga extraktionsmetoder är beroende av att använda lösningsmedel som etanol, aceton eller etylacetat för att separera piperin från andra pepparbeståndsdelar som stärkelse, protein, fibrer och eteriska oljor [4]. Mer avancerade tekniker som extraktion av superkritisk vätska med CO2 undersöks också. Efter initial extraktion kan ytterligare steg som omkristallisation eller kolonnkromatografi förfina och koncentrera piperinet. Genom att förstå hela extraktionsarbetsflödet kan man skala upp piperinproduktionen för olika applikationer.
1 Utrustning och material
Att extrahera piperin kräver en del grundläggande laboratorieutrustning och material som:
- Svarta pepparkorn
- Kvarn/mixer
- Filterpapper och glasfiberfilter
- Lösningsmedel: etanol, aceton, etylacetat
- Roterande förångare
- Kristallisationsskålar
- Kromatografikolonner
- Vakuumpumpar
- Analytiska verktyg: TLC-plattor, HPLC
Pepparkornen måste först finmalas för att maximera ytan för extraktion. Lösningsmedel tillsätts sedan och får tid för att blötlägga och dissociera piperinen från andra komponenter antingen vid rumstemperatur eller lätt upphettad. Flera omgångar av filtrering och sköljning hjälper till att isolera råoljapiperinextraktsom sedan kan koncentreras genom att förånga överskott av lösningsmedel [5].
2 Piperineextraktionsmetoder
a.Lösningsmedelsbaserad extraktion
Den enklaste metoden för att extrahera piperin bygger på lösningsmedel som etanol, aceton eller etylacetat. Typiska steg inkluderar:
1. Mal 5-10 g svartpeppar i en mixer till ett fint pulver
2. Överför till en Erlenmeyer-kolv med 100 ml 70 % etanol
3. Värm försiktigt till 60 grader och återloppskoka i 2 timmar under kontinuerlig omrörning
4. Filtrera extraktet genom Whatman-filter för att avlägsna fasta partiklar
5. Koncentrera filtratet med hjälp av en rotationsindunstare
6. Låt koncentrerat extrakt kristallisera vid 4 grader under 48 timmar
7. Rena ytterligare kristaller genom omkristallisation med etanol
Denna etanolextraktionsmetod kan ge ett piperinutbyte som sträcker sig från 4-8% av pepparvikten beroende på faktorer som lösningsmedelspolaritet, temperatur och extraktionslängd [6].
Andra lösningsmedel som aceton kan också användas genom att följa liknande arbetsflöden av malning, blötläggning, filtrering, koncentrering och kristallisering för att erhålla renat piperin. Justering av parametrar ger flexibilitet för att optimera avkastningen.
b. Superkritisk vätskeextraktion
Istället för lösningsmedelsbaserade metoder använder superkritisk vätskeextraktion (SFE) superkritisk CO2 för att isolera piperin under högt tryck och temperaturförhållanden. Denna teknik undviker kvarvarande giftiga lösningsmedel och ger extrakt med högre renhet på kortare tid [7]. SFE kräver dock specialiserad högtrycksutrustning med exakta kontrollmekanismer som ökar komplexiteten.
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% renhet livsmedelskvalitetsvartpepparextrakt. Även om infrastrukturkostnaden är högre, ger SFE renare och effektivare pepparutvinning.
c.Rening efter extraktion
De första pepparextraktionsstegen ger ett råextrakt som innehåller cirka 50-60% renhet av piperin tillsammans med föroreningar som eteriska oljor, fettsyror och restpolymerer [9]. För att förfina farmaceutisk eller livsmedelsklassad piperin till högre än eller lika med 95 % renhet är ytterligare rening nödvändig.
Vanliga metoder inkluderar omkristallisation med användning av lösningsmedel som acetonitril, metanol eller absolut etanol. Detta koncentrerar piperinet genom att växelvis lösa upp och krascha ut det ur lösningen [10]. Kolonnkromatografitekniker kan också isolera piperin från andra komponenter baserat på molekylära affiniteter. Högpresterande vätskekromatografi (HPLC) erbjuder exakt analytisk separation. Dessa efterextraktionssteg maximerar slutligen piperinens renhet.
Andel piperin i svartpeppar
Forskningsstudier har visat att piperin utgör cirka 5-9% av svartpeppars kemiska sammansättning i vikt [3]. Detta kan dock variera något beroende på regionala pepparvarianter, bearbetningsmetoder och analytiska tekniker som används. Till exempel fann en gaskromatografistudie att indisk Malabar-svartpeppar innehåller 8,58 % piperin jämfört med Tellicherry-peppar med 5,12 % [11]. Så medan de flesta svartpeppar svävar runt 5-9% piperinintervall, finns det subtila skillnader mellan odlingsregioner och testmetoder.
Tillämpningar av extraherad piperin
När det väl extraherats och renats har piperin dykt upp som en molekyl av intresse för läkemedels-, nutraceutiska, örttillskott och funktionella livsmedelsindustrier. Forskare studerar piperins biotillgänglighetshöjande effekt för att förbättra absorptionen av andra läkemedel och näringsämnen [12]. Piperin utvärderas också kliniskt för egenskaper som antiinflammatoriska effekter vid tillstånd som artrit, astma och metabolt syndrom [13]. Kosttillskott lägger ofta till piperin för att öka effektiviteten hos ingredienser som curcumin. Mat och konfektyrprodukter kan användasvartpepparextraktför att ge skarpa, peppriga sensoriska toner. Utbudet av nuvarande och potentiella användningsområden kommer att fortsätta att expandera i takt med att piperinforskningen avslöjar fler hälsofördelaktiga egenskaper.
Nackdelar med svartpeppar
Även om de är värderade för sitt piperininnehåll, har svartpepparkorn några nackdelar:
- Kan förvärra gastrointestinala problem som sår eller irritabel tarmsjukdom [14]
- Topikala irritationer möjliga med piperinsensibilisering
- Luftvägsirritation vid inandning av peppardamm under bearbetning
- Risker för mikrobiell kontaminering från Salmonella, E. coli
- Allergirisker med anekdotiska rapporter om rinit eller astmasymtom
- Läkemedelsinteraktioner möjliga genom att störa cytokrom P450-enzymer [15]
Dessa negativa effekter involverar endast en minoritet av människor men bör beaktas vid hantering och konsumtion av svartpepparprodukter. Att följa goda säkerhetsrutiner kan hjälpa till att minska dessa risker.
Slutsats
Att extrahera piperin från svartpeppar kan använda olika lösningsmedelsextraktionsmetoder eller mer avancerad extraktion av superkritisk vätska. Medan vanlig peppar innehåller cirka 5-9 % piperin, kan flera reningssteg koncentrera den ytterligare till mycket höga nivåer samtidigt som föroreningar tas bort. Detta möjliggör maximalt utnyttjande av piperin för fortsatt farmaceutisk och näringsforskning riktad mot inflammation, biotillgänglighet och absorption. När konsumenternas efterfrågan och det vetenskapliga intresset för piperin ökar, kan förbättrade extraktionsmetoder ge möjligheter för att producera denna fördelaktiga fytokemikali.
Ge dig ut på din kroppsbyggande resa med stöd från Botanical Cube Inc. Vi fokuserar på att anpassa lösningar för kunder och har tre oberoende FoU-center som ständigt utvecklar nya projekt. Med nöjda kunder i över 100 länder och regioner och mer än 500 branscher är vi fast beslutna att tillhandahålla utmärkt produktkvalitet och service. Om du är intresserad av svartpepparextraktpulver eller andra botaniska produkter, överväg att kontakta Botanical Cube Inc., en professionellPiperine 95% svartpeppar extrakt pulver tillverkare. Kontakta oss påsales@botanicalcube.comeller besök vår hemsida för att lära dig mer.
Referenser
[1] Parthasarathy, VA, Chempakam, B., & Zachariah, TJ (2008). Kryddors kemi. CABI.
[2] Butt, MS, & Sultan, MT (2013). Piperin. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 53(5), 511–533.
[3] Sharma, A., Gautam, S., & Jadhav, SS (2019). Extraktionsteknik och kemisk karakterisering av piperin: En omfattande översyn. Journal of Food Bioactives, 8, 7–16.
[4] Puri, A., Saxena, RP, Saxena, KC, & Tiwari, S. (2012). Piperine och dess olika fysikalisk-kemiska och biologiska aspekter: en översyn. Natural Product Communications, 7(11), 1657–1664.
[5] Rafińska, K., Pomastowski, P., Wrona, O., & Buszewski, B. (2017). Isolering av piperin från svartpeppar genom höghastighetsmotströmskromatografi. Journal of Separation Science, 40(44), 1694–1699.
[6] Ghasemzadeh, A., Jaafar, HZ, & Rahmat, A. (2015). Optimeringsprotokoll för utvinning av 6-Gingerol och 6-Shogaol från Zingiber officinale Var. Rubrum Theilade och förbättrade antioxidanter och antiinflammatoriska aktiviteter med hjälp av responsytmetodologi. BMC komplementär och alternativ medicin, 15(1).
[7] Wang, X., Yang, B., Deng, Q., Huang, Q., Mao, S., Liu, C., ... & Huang, W. (2015). Superkritisk vätskeextraktion av peppar (Piper nigrum L.) och efterföljande separation av piperin. The Journal of Supercritical Fluids, 96, 89-95.
[8] Khaw, KY, Parat, MO, Shaw, PN, & Falconer, JR (2017). Lösningsmedel superkritiska vätsketekniker för att extrahera bioaktiva föreningar från naturliga källor: en recension. Molecules, 22(7), 1186.
[9] Choudhary, N., Sekhon, BS, & Kaur, G. (2021). Piperine-A bioaktiv fytoprincip. Journal of Pharmacopuncture, 24(4), 195–203.
[10] Mangunwidjaja, D., Sunarti, TC, Supardjan, AM, & Asih, YN (2019). Rening av piperin från svartpeppar oleoresin med användning av kristallisationsmetod. Processer, 7(10), 671.
[11] Johri RK (2011). Cuminum cyminum och Carum carvi: En uppdatering. Pharmacognosy reviews, 5(9), 63–72.
[12] Meghwal, M., & Goswami, TK (2012). Piper nigrum och piperin: en uppdatering. Phytotherapy Research, 27(8), 1121–1130.
[13] Gul, P., & Bakht, J. (2015). Antiinflammatoriska aktiviteter av Catharanthus roseus och Piper nigrum. Cell, 16(2), 24.
[14] Uma Pradeep, K., Geervani, P., & Eggum, BO (1993). Vanliga indiska kryddor: Näringssammansättning, konsumtion och bidrag till kostvärde. Plant Foods for Human Nutrition, 44(2), 137-148.
[15] Bhardwaj, RK (2010). Piperin, en huvudbeståndsdel av svartpeppar, hämmar humant P-glykoprotein och CYP3A4. The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 302(2), 645–650.