Химики разработали нетоксичный способ получения пиперина из черного перца

12:15, 17 февраля 2023

Для экстракции они использовали природный растворитель

Новый метод получения пиперина из черного перца более экологичный, чем традиционный. Фото: Anas Alhajj / unsplash.com

Международная группа химиков из России (УрФУ), Республики Конго и Индии придумала альтернативу традиционному способу получения пиперина из черного перца. Для экстракции ученые использовали природный растворитель, который не обладает токсическими свойствами, потому что состоит из композиции органических солей и кислот, хорошо растворимых в воде. Кроме того, экстракт, полученный с помощью данной технологии, обладает более высокой антиоксидантной активностью. Результаты исследования опубликованы в журнале Sustainable Chemistry.

«Пиперин — это биологически активное вещество, которое находится в черном перце. Он обладает множеством полезных свойств. Прежде всего, именно он вызывает тот самый жгучий вкус. Пиперин используют в продуктах питания для повышения усвояемости микро- и макронутриентов в организме человека. Его могут добавлять, например, в йогурт, сыр. Существует множество исследований про пиперин, но новизной конкретно нашей работы является разработка новой технологии экстракции данного вещества из черного перца с использованием природных, „зеленых“ растворителей», — говорит профессор кафедры технологии органического синтеза УрФУ Елена Ковалёва.

Традиционные растворители — метанол, этанол, этилацетат — обладают токсическими свойствами: после извлечения экстрактам требуется дополнительная очистка, иначе их нельзя использовать в пищевой промышленности. В настоящее время природные водорастворимые растворители — смесь в определенных пропорциях неорганических солей, кислот и воды — все активнее применяют для выделения различных биологически активных соединений. После экстракции полученные вещества не имеют токсичных примесей. Для выделения наибольшего количества пиперина из черного перца ученые провели эксперименты по оптимизации состава и условий получения природного растворителя. Они использовали различные комбинации компонентов, варьируя температуру, время экстракции, соотношение компонентов смеси и содержание воды.

«Для создания растворителя мы использовали 16 разных сочетаний компонентов. Все соединения были нетоксичными, исключительно для пищевого использования. В оптимизационных экспериментах с целью получения наибольшего выхода пиперина использовали математическое планирование с применением методологии поверхностного отклика. В итоге лучшим природным растворителем стала смесь холин хлорида, 1,2 пропиленгликоля и лимонной кислоты в мольном соотношении 1:2:2. Мы получили оптимальный выход — 39 миллиграммов пиперина на грамм черного перца», — добавляет Елена Ковалёва.

После того, как ученые достигли желаемого результата, они сравнили антиоксидантные свойства полученного экстракта пиперина с таковыми при использовании традиционных методов экстракции. Они выяснили, что при использовании природного растворителя, показатель антиоксидантной активности экстракта пиперина увеличивается в 2–4 раза по сравнению с использованием традиционных растворителей, таких как вода, метанол и этанол. Он хорошо коррелирует с ростом как общего содержания фенольных соединений в 2–23 раза, так и общего содержания флавоноидов в 2–80 раз.

В будущем ученые сосредоточатся на получении функциональных сыров с пиперином в порошковом или инкапсулированном виде — для адресной доставки и с целью ослабления горечи.

Справка

Химики провели исследование при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках программы «Приоритет-2030».