Piperine là hợp chất hoạt động chính được tìm thấy trong hạt tiêu đen (Piper nigrum) và chịu trách nhiệm tạo ra vị cay nồng của nó. Về mặt hóa học được gọi là (E,E)-5-(1,3-benzodioxol-5-yl)-1-piperidin-2,4-pentadien{{7 }}thứ nhất, piperine đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ trong hệ thống y học cổ truyền vì những tác dụng có lợi cho sức khỏe [1]. Các nhà nghiên cứu đã xác nhận rằng piperine có đặc tính chống viêm, chống oxy hóa và chống ung thư, cùng nhiều đặc tính khác [2]. Với sự quan tâm ngày càng tăng về tiềm năng chữa bệnh của nó, các phương pháp chiết xuất hiệu quả piperine từ hạt tiêu đen ngày càng trở nên quan trọng. Bài viết blog này cung cấp một cái nhìn tổng quan vềChiết xuất hạt tiêu đen và quá trình chiết xuất nó từ hạt tiêu đen.
Tổng quan về chiết xuất Piperine
Trong khi piperine chiếm khoảng 5-9% trọng lượng của hạt tiêu đen [3], để có được piperine có độ tinh khiết cao đòi hỏi quá trình chiết xuất và tinh chế có chọn lọc. Các phương pháp chiết xuất phổ biến dựa vào việc sử dụng các dung môi như ethanol, axeton hoặc etyl axetat để tách piperine khỏi các thành phần khác của hạt tiêu như tinh bột, protein, chất xơ và tinh dầu [4]. Các kỹ thuật tiên tiến hơn như chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn bằng CO2 cũng đang được khám phá. Sau lần chiết xuất đầu tiên, các bước tiếp theo như kết tinh lại hoặc sắc ký cột có thể tinh chế và cô đặc piperine. Hiểu được quy trình chiết xuất đầy đủ cho phép mở rộng quy mô sản xuất piperine cho các ứng dụng khác nhau.
1 Thiết bị và Vật liệu
Chiết xuất piperine cần một số thiết bị và vật liệu cơ bản trong phòng thí nghiệm như:
- Hạt tiêu đen
- Máy xay/máy xay sinh tố
- Giấy lọc và giấy lọc sợi thủy tinh
- Dung môi: etanol, axeton, etyl axetat
- Thiết bị bay hơi quay
- Đĩa kết tinh
- Cột sắc ký
- Máy bơm chân không
- Dụng cụ phân tích: Tấm TLC, HPLC
Hạt tiêu trước tiên cần được nghiền mịn để tối đa hóa diện tích bề mặt cho quá trình chiết xuất. Sau đó, dung môi được thêm vào và có thời gian để ngâm và tách piperine khỏi các thành phần khác ở nhiệt độ phòng hoặc đun nóng nhẹ. Nhiều vòng lọc và rửa giúp cô lập dầu thôchiết xuất piperinesau đó có thể được cô đặc bằng cách làm bay hơi dung môi dư thừa [5].
2 phương pháp chiết xuất Piperine
a.Chiết xuất dựa trên dung môi
Cách tiếp cận đơn giản nhất để chiết xuất piperine dựa vào các dung môi như ethanol, axeton hoặc etyl axetat. Các bước điển hình bao gồm:
1. Nghiền 5-10 g hạt tiêu đen trong máy xay thành bột mịn
2. Chuyển sang bình Erlenmeyer chứa 100 mL etanol 70%
3. Đun nóng nhẹ đến 60 độ và hồi lưu trong 2 giờ và khuấy liên tục
4. Lọc dịch chiết qua bộ lọc Whatman để loại bỏ chất rắn
5. Cô đặc dịch lọc bằng thiết bị bay hơi quay
6. Để dịch chiết cô đặc kết tinh ở 4 độ trong 48 giờ
7. Tinh chế thêm tinh thể thông qua kết tinh lại bằng ethanol
Phương pháp chiết xuất ethanol này có thể tạo ra hiệu suất piperine dao động từ 4-8% trọng lượng hạt tiêu tùy thuộc vào các yếu tố như độ phân cực của dung môi, nhiệt độ và thời gian chiết [6].
Các dung môi khác như axeton cũng có thể được sử dụng bằng cách thực hiện các quy trình tương tự như nghiền, ngâm, lọc, cô đặc và kết tinh để thu được piperine tinh khiết. Việc điều chỉnh các thông số mang lại sự linh hoạt để tối ưu hóa năng suất.
b.Chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn
Thay vì các phương pháp dựa trên dung môi, chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn (SFE) sử dụng CO2 siêu tới hạn để cô lập piperine trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. Kỹ thuật này tránh được các dung môi độc hại còn sót lại và cho chất chiết có độ tinh khiết cao hơn trong thời gian ngắn hơn [7]. Tuy nhiên, SFE yêu cầu thiết bị áp suất cao chuyên dụng với cơ chế điều khiển chính xác làm tăng thêm độ phức tạp.
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 >Cấp thực phẩm có độ tinh khiết 99%chiết xuất hạt tiêu đen. Mặc dù chi phí cơ sở hạ tầng cao hơn nhưng SFE cung cấp dịch vụ chiết xuất hạt tiêu sạch hơn và hiệu quả hơn.
c.Làm sạch sau chiết xuất
Các bước chiết xuất hạt tiêu ban đầu cung cấp dịch chiết thô chứa khoảng 50-60% độ tinh khiết của piperine cùng với các tạp chất như tinh dầu, axit béo và polyme dư [9]. Để tinh chế piperine cấp dược phẩm hoặc thực phẩm đến độ tinh khiết lớn hơn hoặc bằng 95%, cần phải tinh chế thêm.
Các phương pháp phổ biến bao gồm kết tinh lại bằng dung môi như acetonitril, metanol hoặc etanol tuyệt đối. Điều này làm cô đặc piperine bằng cách lần lượt hòa tan và tách nó ra khỏi dung dịch [10]. Kỹ thuật sắc ký cột cũng có thể tách piperine khỏi các thành phần khác dựa trên ái lực phân tử. Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) mang lại sự phân tách chính xác. Những bước sau chiết xuất này cuối cùng sẽ tối đa hóa độ tinh khiết của piperine.
Tỷ lệ Piperine trong hạt tiêu đen
Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng piperine chiếm khoảng 5-9% thành phần hóa học của hạt tiêu đen tính theo trọng lượng [3]. Tuy nhiên, điều này có thể thay đổi đôi chút tùy thuộc vào các biến thể hạt tiêu trong khu vực, phương pháp chế biến và kỹ thuật phân tích được sử dụng. Ví dụ, một nghiên cứu sắc ký khí cho thấy hạt tiêu đen Malabar của Ấn Độ chứa 8,58% piperine so với hạt tiêu Tellicherry với 5,12% [11]. Vì vậy, trong khi hầu hết hạt tiêu đen dao động trong khoảng 5-9% piperine, vẫn tồn tại những khác biệt nhỏ giữa các vùng trồng trọt và phương pháp thử nghiệm.
Ứng dụng của Piperine chiết xuất
Sau khi được chiết xuất và tinh chế, piperine đã nổi lên như một phân tử được quan tâm trong các ngành công nghiệp dược phẩm, dinh dưỡng, thảo dược bổ sung và thực phẩm chức năng. Các nhà khoa học đang nghiên cứu tác dụng tăng cường sinh khả dụng của piperine để cải thiện sự hấp thụ các loại thuốc và chất dinh dưỡng khác [12]. Piperine cũng đang được đánh giá lâm sàng về các đặc tính như tác dụng chống viêm trong các tình trạng như viêm khớp, hen suyễn và hội chứng chuyển hóa [13]. Thực phẩm bổ sung thường bổ sung piperine để tăng hiệu quả của các thành phần như chất curcumin. Các sản phẩm thực phẩm, bánh kẹo có thể sử dụngchiết xuất hạt tiêu đenđể cung cấp tông màu cảm giác sắc nét, tiêu. Phạm vi sử dụng hiện tại và tiềm năng sẽ tiếp tục mở rộng khi nghiên cứu về piperine phát hiện ra nhiều đặc tính có lợi cho sức khỏe hơn.
Nhược điểm của hạt tiêu đen
Mặc dù được đánh giá cao nhờ hàm lượng piperine nhưng hạt tiêu đen vẫn có một số nhược điểm:
- Có thể làm trầm trọng thêm các vấn đề về đường tiêu hóa như loét hoặc bệnh ruột kích thích [14]
- Có thể gây kích ứng tại chỗ do mẫn cảm với piperine
- Kích ứng hô hấp nếu hít phải bụi tiêu trong quá trình chế biến
- Nguy cơ ô nhiễm vi khuẩn từ Salmonella, E. coli
- Nguy cơ dị ứng với các báo cáo giai thoại về viêm mũi hoặc triệu chứng hen suyễn
- Có thể tương tác thuốc bằng cách can thiệp vào enzym cytochrome P450 [15]
Những tác dụng phụ này chỉ liên quan đến một số ít người nhưng cần được cân nhắc khi xử lý và tiêu thụ các sản phẩm hạt tiêu đen. Việc tuân theo các thực hành an toàn tốt có thể giúp giảm thiểu những rủi ro này.
Phần kết luận
Chiết xuất piperine từ hạt tiêu đen có thể sử dụng các phương pháp chiết dung môi khác nhau hoặc chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn tiên tiến hơn. Mặc dù hạt tiêu bình thường chứa khoảng 5-9% piperine nhưng nhiều bước tinh chế có thể cô đặc thêm đến mức rất cao đồng thời loại bỏ tạp chất. Điều này cho phép sử dụng tối đa piperine để tiếp tục nghiên cứu dược phẩm và dinh dưỡng nhắm vào tình trạng viêm, khả dụng sinh học và khả năng hấp thụ. Khi nhu cầu của người tiêu dùng và sự quan tâm của giới khoa học đối với piperine ngày càng tăng, việc cải tiến các phương pháp chiết xuất có thể mang lại cơ hội sản xuất hóa chất thực vật có lợi này.
Bắt tay vào hành trình tập thể hình của bạn với sự hỗ trợ của Botanical Cube Inc. Chúng tôi tập trung vào việc tùy chỉnh các giải pháp cho khách hàng và có ba trung tâm R&D độc lập, không ngừng phát triển các dự án mới. Với sự hài lòng của khách hàng ở hơn 100 quốc gia và khu vực và hơn 500 ngành công nghiệp, chúng tôi cam kết cung cấp chất lượng sản phẩm và dịch vụ tuyệt vời. Nếu bạn quan tâm đến bột chiết xuất hạt tiêu đen hoặc các sản phẩm thực vật khác, hãy cân nhắc liên hệ với Botanical Cube Inc., một chuyên giaNhà sản xuất bột chiết xuất hạt tiêu đen Piperine 95%. Liên hệ chúng tôi tạisales@botanicalcube.comhoặc truy cập trang web của chúng tôi để tìm hiểu thêm.
Người giới thiệu
[1] Parthasarathy, VA, Chempakam, B., & Zachariah, TJ (2008). Hóa học của gia vị. CABI.
[2] Mông, MS, & Sultan, MT (2013). Piperine. Các bài phê bình về khoa học thực phẩm và dinh dưỡng, 53(5), 511–533.
[3] Sharma, A., Gautam, S., & Jadhav, SS (2019). Công nghệ chiết xuất và đặc tính hóa học của piperine: Đánh giá toàn diện. Tạp chí Hoạt tính sinh học thực phẩm, 8, 7–16.
[4] Puri, A., Saxena, RP, Saxena, KC, & Tiwari, S. (2012). Piperine và các khía cạnh hóa lý và sinh học khác nhau của nó: đánh giá. Truyền thông Sản phẩm Tự nhiên, 7(11), 1657–1664.
[5] Rafińska, K., Pomastowski, P., Wrona, O., & Buszewski, B. (2017). Phân lập piperine từ hạt tiêu đen bằng sắc ký ngược dòng tốc độ cao. Tạp chí Khoa học Tách, 40(44), 1694–1699.
[6] Ghasemzadeh, A., Jaafar, HZ, & Rahmat, A. (2015). Giao thức tối ưu hóa để chiết xuất 6-Gingerol và 6-Shogaol từ Zingiber officinale Var. Rubrum Theilade và cải thiện các hoạt động chống oxy hóa và chống viêm bằng phương pháp bề mặt phản ứng. Thuốc bổ sung và thay thế BMC, 15(1).
[7] Wang, X., Yang, B., Đặng, Q., Huang, Q., Mao, S., Liu, C., ... & Huang, W. (2015). Chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn của hạt tiêu (Piper nigrum L.) và sau đó tách piperine. Tạp chí chất lỏng siêu tới hạn, 96, 89-95.
[8] Khaw, KY, Parat, MO, Shaw, PN, & Falconer, JR (2017). Công nghệ dung môi chất lỏng siêu tới hạn để chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ các nguồn tự nhiên: Đánh giá. Phân tử, 22(7), 1186.
[9] Choudhary, N., Sekhon, BS, & Kaur, G. (2021). Nguyên lý hoạt tính sinh học Piperine-A. Tạp chí Dược học, 24(4), 195–203.
[10] Mangunwidjaja, D., Sunarti, TC, Supardjan, AM, & Asih, YN (2019). Tinh chế Piperine từ nhựa dầu hạt tiêu đen bằng phương pháp kết tinh. Quy trình, 7(10), 671.
[11] Johri RK (2011). Cuminum cyminum và Carum carvi: Bản cập nhật. Đánh giá dược lý học, 5(9), 63–72.
[12] Meghwal, M., & Goswami, TK (2012). Piper nigrum và piperine: bản cập nhật. Nghiên cứu liệu pháp tế bào học, 27(8), 1121–1130.
[13] Gul, P., & Bakht, J. (2015). Hoạt động chống viêm của Catharanthus roseus và Piper nigrum. Phòng giam, 16(2), 24.
[14] Uma Pradeep, K., Geervani, P., & Eggum, BO (1993). Các loại gia vị phổ biến của Ấn Độ: Thành phần dinh dưỡng, mức tiêu thụ và đóng góp vào giá trị dinh dưỡng. Thực phẩm thực vật cho dinh dưỡng con người, 44(2), 137-148.
[15] Bhardwaj, RK (2010). Piperine, thành phần chính của hạt tiêu đen, ức chế P-glycoprotein ở người và CYP3A4. Tạp chí Dược lý và Trị liệu Thực nghiệm, 302(2), 645–650.