چگونه پیپرین را از فلفل سیاه استخراج کنیم؟

پیپرین ترکیب فعال کلیدی موجود در فلفل سیاه (Piper nigrum) است و مسئول طعم تند آن است. از نظر شیمیایی به عنوان (E, E)-5-(1,3-benzodioxol-5-yl)-1-piperidine-2،4-pentadien{{7 شناخته می‌شود. }}یک، پیپرین برای قرن ها در سیستم های طب سنتی به دلیل اثرات مفید آن بر سلامتی استفاده شده است [1]. محققان تایید کرده اند که پیپرین دارای خواص ضد التهابی، آنتی اکسیدانی و ضد سرطانی است [2]. با افزایش علاقه به پتانسیل درمانی آن، روش‌های استخراج موثر پیپرین از فلفل سیاه اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند. این پست وبلاگ یک نمای کلی ازعصاره فلفل سیاه و فرآیند استخراج آن از دانه های فلفل سیاه.

بررسی اجمالی استخراج Piperine

در حالی که پیپرین حدود 5-9٪ از فلفل سیاه را تشکیل می دهد [3]، دریافت پیپرین با خلوص بالا نیاز به فرآیندهای استخراج و خالص سازی انتخابی دارد. روش‌های رایج استخراج متکی به استفاده از حلال‌هایی مانند اتانول، استون یا اتیل استات برای جداسازی پیپرین از سایر ترکیبات فلفل مانند نشاسته، پروتئین، فیبر و اسانس‌ها است [4]. تکنیک های پیشرفته تری مانند استخراج سیال فوق بحرانی با استفاده از CO2 نیز در حال بررسی هستند. پس از استخراج اولیه، مراحل بعدی مانند تبلور مجدد یا کروماتوگرافی ستونی می تواند پیپرین را تصفیه و تغلیظ کند. درک گردش کار کامل استخراج اجازه می دهد تا تولید پیپرین را برای کاربردهای مختلف افزایش دهید.

1 تجهیزات و مواد

استخراج پیپرین به برخی تجهیزات و مواد اولیه آزمایشگاهی مانند:

- دانه های فلفل سیاه

- آسیاب / مخلوط کن

- فیلتر کاغذ و فیبر شیشه ای

- حلال ها: اتانول، استون، اتیل استات

- اواپراتور چرخشی

- ظروف کریستالیزاسیون

- ستون های کروماتوگرافی

- پمپ های خلاء

- ابزارهای تحلیلی: صفحات TLC، HPLC

دانه های فلفل ابتدا باید ریز آسیاب شوند تا سطح آن برای استخراج به حداکثر برسد. سپس حلال ها اضافه می شوند و زمان برای خیساندن و جداسازی پیپرین از سایر اجزا در دمای اتاق یا کمی حرارت داده می شود. چندین دور فیلتر کردن و شستشو به جداسازی نفت خام کمک می کندعصاره های پیپرینکه سپس می توان با تبخیر حلال های اضافی [5] تغلیظ کرد.

2 روش استخراج پیپرین

الف. استخراج مبتنی بر حلال

ساده ترین روش برای استخراج پیپرین بر حلال هایی مانند اتانول، استون یا اتیل استات متکی است. مراحل معمولی عبارتند از:

1. 5-10 گرم فلفل سیاه را در مخلوط کن به صورت پودر ریز خرد کنید

2. به ارلن با 100 میلی لیتر اتانول 70 درصد انتقال دهید.

3. به آرامی تا 60 درجه حرارت داده و به مدت 2 ساعت با هم زدن مداوم رفلاکس کنید

4. عصاره را از طریق فیلتر Whatman برای حذف مواد جامد فیلتر کنید

5. با استفاده از اواپراتور چرخشی، فیلتر را غلیظ کنید

6. اجازه دهید عصاره غلیظ در 4 درجه در مدت 48 ساعت متبلور شود

7. بیشتر کریستال ها را از طریق تبلور مجدد با اتانول خالص کنید

این روش استخراج اتانول می تواند بازدهی پیپرین در محدوده 4-8 درصد وزن فلفل بسته به عواملی مانند قطبیت حلال، دما، و مدت زمان استخراج تولید کند [6].

حلال‌های دیگر مانند استون نیز می‌توانند با پیروی از جریان‌های کاری مشابه آسیاب، خیساندن، فیلتر کردن، تغلیظ و تبلور برای بدست آوردن پیپرین خالص استفاده شوند. تنظیم پارامترها انعطاف پذیری را برای بهینه سازی بازده فراهم می کند.

ب. استخراج سیال فوق بحرانی

به جای روش‌های مبتنی بر حلال، استخراج سیال فوق بحرانی (SFE) از CO2 فوق بحرانی برای جداسازی پیپرین در شرایط فشار و دمای بالا استفاده می‌کند. این تکنیک از حلال‌های سمی باقیمانده جلوگیری می‌کند و عصاره‌های خلوص بالاتر را در زمان‌های کوتاه‌تر می‌دهد [7]. با این حال، SFE به تجهیزات تخصصی فشار بالا با مکانیسم های کنترل دقیق نیاز دارد که پیچیدگی را اضافه می کند.

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 >درجه خلوص 99 درصد مواد غذاییعصاره فلفل سیاه. اگرچه هزینه زیرساخت بالاتر است، اما SFE استخراج فلفل تمیزتر و کارآمدتر را فراهم می کند.

c.Post-استخراج تصفیه

مراحل اولیه استخراج فلفل، عصاره خام حاوی تقریباً 50-60 درصد خلوص پیپرین همراه با ناخالصی هایی مانند اسانس، اسیدهای چرب و پلیمرهای باقیمانده را ارائه می دهد [9]. برای پالایش پیپرین دارویی یا غذایی به خلوص بیشتر یا مساوی 95 درصد، تصفیه اضافی لازم است.

روش‌های رایج شامل تبلور مجدد با استفاده از حلال‌هایی مانند استونیتریل، متانول یا اتانول مطلق است. این باعث غلیظ شدن پیپرین با حل کردن متناوب و شکستن آن از محلول می شود [10]. تکنیک‌های کروماتوگرافی ستونی همچنین می‌توانند پیپرین را از سایر اجزا بر اساس قرابت‌های مولکولی جدا کنند. کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) جداسازی تحلیلی دقیقی را ارائه می دهد. این مراحل پس از استخراج در نهایت خلوص پیپرین را به حداکثر می رساند.

درصد پیپرین در فلفل سیاه

مطالعات تحقیقاتی نشان داده است که پیپرین حدود 5-9٪ از ترکیب شیمیایی فلفل سیاه را از نظر وزنی تشکیل می‌دهد [3]. با این حال، بسته به انواع فلفل منطقه ای، روش های فرآوری و تکنیک های تحلیلی مورد استفاده، می تواند کمی متفاوت باشد. به عنوان مثال، یک مطالعه کروماتوگرافی گازی نشان داد فلفل سیاه مالابار هندی حاوی 8.58٪ پیپرین در مقایسه با فلفل Tellicherry با 5.12٪ است [11]. بنابراین در حالی که بیشتر فلفل سیاه در محدوده 5-9% پیپرین قرار دارد، تفاوت‌های ظریفی در مناطق کشت و روش‌های آزمایش وجود دارد.

کاربردهای پیپرین استخراج شده

پس از استخراج و خالص سازی، پیپرین به عنوان یک مولکول مورد علاقه برای صنایع دارویی، غذایی، مکمل های گیاهی و مواد غذایی کاربردی ظاهر شد. دانشمندان در حال مطالعه اثر افزایش فراهمی زیستی پیپرین برای بهبود جذب سایر داروها و مواد مغذی هستند [12]. پیپرین همچنین از نظر بالینی برای خواصی مانند اثرات ضد التهابی در شرایطی مانند آرتریت، آسم و سندرم متابولیک مورد ارزیابی قرار می گیرد [13]. مکمل های غذایی اغلب پیپرین را برای افزایش کارایی موادی مانند کورکومین اضافه می کنند. محصولات غذایی و شیرینی پزی می توانید استفاده کنیدعصاره فلفل سیاهبرای ارائه تون های حسی تند و فلفلی. دامنه کاربردهای فعلی و بالقوه همچنان در حال گسترش است زیرا تحقیقات پیپرین خواص مفید بیشتری برای سلامتی را آشکار می کند.

مضرات فلفل سیاه

در حالی که دانه فلفل سیاه به دلیل محتوای پیپرین ارزش دارد، معایبی نیز دارد:

- می تواند مسائل گوارشی مانند زخم یا بیماری روده تحریک پذیر را تشدید کند [14]

- تحریکات موضعی با حساسیت پیپرین امکان پذیر است

- تحریک تنفسی در صورت استنشاق گرد و غبار فلفل در حین فرآوری

- خطرات آلودگی میکروبی ناشی از سالمونلا، E. coli

- خطرات آلرژی همراه با گزارشات حکایتی از رینیت یا علائم آسم

- تداخلات دارویی با تداخل با آنزیم های سیتوکروم P450 امکان پذیر است [15]

این اثرات نامطلوب فقط تعداد کمی از مردم را شامل می شود، اما باید هنگام استفاده و مصرف محصولات فلفل سیاه در نظر گرفته شود. پیروی از اقدامات ایمنی خوب می تواند به کاهش این خطرات کمک کند.

نتیجه

استخراج پیپرین از فلفل سیاه می تواند از روش های مختلف استخراج با حلال یا استخراج سیال فوق بحرانی پیشرفته تر استفاده کند. در حالی که فلفل معمولی حاوی حدود 5-9٪ پیپرین است، چندین مرحله تصفیه می‌تواند آن را تا سطوح بسیار بالایی متمرکز کند و در عین حال ناخالصی‌ها را از بین ببرد. این امکان استفاده حداکثری از پیپرین را برای ادامه تحقیقات دارویی و تغذیه ای با هدف قرار دادن التهاب، فراهمی زیستی و جذب فراهم می کند. با افزایش تقاضای مصرف کنندگان و علاقه علمی به پیپرین، بهبود روش های استخراج می تواند فرصت هایی را برای تولید این فیتوشیمیایی مفید فراهم کند.

سفر بدنسازی خود را با پشتیبانی Botanical Cube Inc آغاز کنید. ما بر سفارشی کردن راه حل ها برای مشتریان تمرکز می کنیم و سه مرکز مستقل تحقیق و توسعه داریم که دائماً پروژه های جدید را توسعه می دهند. با مشتریان راضی در بیش از 100 کشور و منطقه و بیش از 500 صنعت، ما متعهد به ارائه کیفیت و خدمات عالی محصول هستیم. اگر به پودر عصاره فلفل سیاه یا سایر محصولات گیاه شناسی علاقه دارید، با شرکت Botanical Cube که یک متخصص حرفه ای است تماس بگیرید.تولید کننده پودر عصاره فلفل سیاه 95% Piperine. تماس با ما درsales@botanicalcube.comیا برای کسب اطلاعات بیشتر به وب سایت ما مراجعه کنید.

منابع

[1] Parthasarathy، VA، Chempakam، B.، & Zachariah، TJ (2008). شیمی ادویه جات ترشی جات. CABI.

[2] Butt, MS, & Sultan, MT (2013). پیپرین. بررسی های انتقادی در علوم غذایی و تغذیه، 53 (5)، 511-533.

[3] Sharma، A.، Gautam، S.، & Jadhav، SS (2019). فن آوری های استخراج و خصوصیات شیمیایی پیپرین: یک بررسی جامع مجله مواد غذایی بیواکتیو، 8، 7-16.

[4] Puri, A., Saxena, RP, Saxena, KC, & Tiwari, S. (2012). پیپرین و جنبه های مختلف فیزیکوشیمیایی و بیولوژیکی آن: بررسی. ارتباطات محصولات طبیعی، 7 (11)، 1657-1664.

[5] Rafińska, K., Pomastowski, P., Wrona, O., & Buszewski, B. (2017). جداسازی پیپرین از فلفل سیاه با کروماتوگرافی ضد جریان با سرعت بالا. مجله علوم جدایی، 40 (44)، 1694-1699.

[6] قاسم زاده، ع.، جعفر، ح.ز، و رحمت، ع. (1394). پروتکل بهینه سازی برای استخراج 6-Gingerol و 6-Shogaol از Zingiber officinale Var. Rubrum Theilade و بهبود فعالیت های آنتی اکسیدانی و ضد التهابی با استفاده از روش سطح پاسخ. BMC Complementary and Alternative Medicine، 15(1).

[7] Wang, X., Yang, B., Deng, Q., Huang, Q., Mao, S., Liu, C., ... & Huang, W. (2015). استخراج سیال فوق بحرانی فلفل (Piper nigrum L.) و جداسازی بعدی پیپرین. مجله سیالات فوق بحرانی، 96، 89-95.

[8] Khaw، KY، Parat، MO، Shaw، PN، & Falconer، JR (2017). فن آوری های مایع فوق بحرانی حلال برای استخراج ترکیبات زیست فعال از منابع طبیعی: مروری. Molecules, 22(7)، 1186.

[9] Choudhary, N., Sekhon, BS, & Kaur, G. (2021). Piperine-A Bioactive Phytopinciple. مجله Pharmacopuncture، 24 (4)، 195-203.

[10] Mangunwidjaja, D., Sunarti, TC, Supardjan, AM, & Asih, YN (2019). تصفیه پیپرین از اولئورسین فلفل سیاه با استفاده از روش کریستالیزاسیون. فرآیندها، 7(10)، 671.

[11] جوهری ر.ک (1390). Cuminum cyminum و Carum carvi: به روز رسانی. بررسی های فارماکگنوزی، 5 (9)، 63-72.

[12] میگوال، م.، و گوسوامی، تی کی (2012). Piper nigrum و piperine: به روز رسانی. تحقیقات گیاه درمانی، 27 (8)، 1121-1130.

[13] Gul, P., & Bakht, J. (2015). فعالیت های ضد التهابی Catharanthus roseus و Piper nigrum. سلول، 16 (2)، 24.

[14] Uma Pradeep, K., Geervani, P., & Eggum, BO (1993). ادویه های رایج هندی: ترکیب مواد مغذی، مصرف و کمک به ارزش غذایی. غذاهای گیاهی برای تغذیه انسان، 44(2)، 137-148.

[15] Bhardwaj، RK (2010). پیپرین، ترکیب اصلی فلفل سیاه، از P-گلیکوپروتئین انسانی و CYP3A4 جلوگیری می کند. مجله فارماکولوژی و درمان تجربی، 302 (2)، 645-650.