피페린은 후추(Piper nigrum)에서 발견되는 주요 활성 화합물이며 매운 맛을 담당합니다. 화학적으로 (E,E)-5-(1,3-벤조디옥솔-5-yl)-1-피페리딘-2,4-펜타디엔{{7으로 알려져 있음 }}첫째, 피페린은 유익한 건강 효과로 인해 전통 의학 시스템에서 수세기 동안 사용되어 왔습니다[1]. 연구자들은 피페린이 항염증, 항산화, 항암 특성을 가지고 있음을 확인했습니다[2]. 치료 잠재력에 대한 관심이 높아지면서 흑후추에서 피페린을 효과적으로 추출하는 방법이 점점 더 중요해지고 있습니다. 이 블로그 게시물에서는 다음에 대한 개요를 제공합니다.후추 추출물 그리고 흑후추 열매에서 이를 추출하는 과정.
피페린 추출 개요
피페린은 중량 기준으로 흑후추의 약 5-9%를 구성하지만[3], 고순도 피페린을 얻으려면 선택적 추출 및 정제 공정이 필요합니다. 일반적인 추출 방법은 에탄올, 아세톤 또는 에틸 아세테이트와 같은 용매를 사용하여 전분, 단백질, 섬유질 및 에센셜 오일과 같은 다른 고추 성분으로부터 피페린을 분리하는 데 의존합니다[4]. CO2를 이용한 초임계 유체 추출과 같은 보다 진보된 기술도 연구되고 있습니다. 초기 추출 후 재결정화 또는 컬럼 크로마토그래피와 같은 추가 단계를 통해 피페린을 정제하고 농축할 수 있습니다. 전체 추출 작업 흐름을 이해하면 다양한 응용 분야에 맞게 피페린 생산을 확장할 수 있습니다.
1 장비 및 재료
피페린을 추출하려면 다음과 같은 몇 가지 기본 실험실 장비와 재료가 필요합니다.
- 검은 후추 열매
- 그라인더/블렌더
- 여과지 및 유리섬유 필터
- 용매: 에탄올, 아세톤, 에틸아세테이트
- 회전 증발기
- 결정화 요리
- 크로마토그래피 컬럼
- 진공 펌프
- 분석 도구: TLC 플레이트, HPLC
먼저 후추 열매를 잘게 갈아서 추출 표면적을 최대화해야 합니다. 그런 다음 용매를 첨가하고 실온 또는 약간 가열하여 피페린을 다른 성분으로부터 담그고 분리하는 시간을 허용합니다. 여러 차례의 필터링과 헹굼을 통해 원유를 분리하는 데 도움이 됩니다.피페린 추출물그런 다음 과잉 용매를 증발시켜 농축할 수 있습니다[5].
2 피페린 추출 방법
a.용매 기반 추출
피페린을 추출하는 가장 간단한 방법은 에탄올, 아세톤 또는 에틸 아세테이트와 같은 용매를 사용하는 것입니다. 일반적인 단계는 다음과 같습니다.
1. 흑후추 5-10g을 블렌더로 갈아서 고운 가루로 만듭니다.
2. 70% 에탄올 100mL를 삼각 플라스크에 옮깁니다.
3. 60도까지 천천히 가열하고 계속 저어주면서 2시간 동안 환류시킵니다.
4. 추출물을 Whatman 필터로 여과하여 고형물을 제거한다.
5. 회전증발기를 이용하여 여액을 농축한다.
6. 농축된 추출물이 48시간에 걸쳐 4도에서 결정화되도록 허용합니다.
7. 에탄올을 이용한 재결정을 통해 결정을 추가로 정제합니다.
이 에탄올 추출 방법은 용매 극성, 온도 및 추출 기간과 같은 요인에 따라 고추 중량의 4-8% 범위의 피페린 수율을 생성할 수 있습니다[6].
아세톤과 같은 다른 용매도 정제된 피페린을 얻기 위해 분쇄, 담그기, 필터링, 농축 및 결정화의 유사한 작업 흐름을 따라 사용할 수 있습니다. 매개변수를 조정하면 수율을 최적화할 수 있는 유연성이 제공됩니다.
b.초임계 유체 추출
초임계 유체 추출(SFE)은 용매 기반 방법 대신 초임계 CO2를 사용하여 고압 및 온도 조건에서 피페린을 분리합니다. 이 기술은 잔류 독성 용매를 방지하고 더 짧은 시간에 더 높은 순도의 추출물을 제공합니다[7]. 그러나 SFE에는 복잡성을 추가하는 정밀한 제어 메커니즘을 갖춘 특수 고압 장비가 필요합니다.
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 >순도 99% 식품등급흑후추 추출물. 인프라 비용은 더 높지만 SFE는 더 깨끗하고 효율적인 고추 추출을 제공합니다.
c.추출 후 정제
초기 고추 추출 단계에서는 에센셜 오일, 지방산 및 잔류 폴리머와 같은 불순물과 함께 약 50-60% 순도의 피페린을 포함하는 조 추출물을 제공합니다[9]. 의약품 또는 식품 등급 피페린을 95% 이상의 순도로 정제하려면 추가적인 정제가 필요합니다.
일반적인 방법에는 아세토니트릴, 메탄올 또는 무수 에탄올과 같은 용매를 사용한 재결정화가 포함됩니다. 이는 용액에서 피페린을 교대로 용해하고 분쇄하여 농축합니다[10]. 컬럼 크로마토그래피 기술은 또한 분자 친화성을 기반으로 다른 성분으로부터 피페린을 분리할 수 있습니다. 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)는 정밀한 분석 분리를 제공합니다. 이러한 추출 후 단계는 궁극적으로 피페린 순도를 극대화합니다.
후추의 피페린 비율
연구 조사에 따르면 피페린은 중량 기준으로 흑후추 화학 성분의 약 5-9%를 구성하는 것으로 나타났습니다[3]. 그러나 이는 지역 고추 변종, 처리 방법 및 사용된 분석 기술에 따라 약간 다를 수 있습니다. 예를 들어, 가스 크로마토그래피 연구에 따르면 인도 말라바르 후추에는 피페린이 8.58% 함유되어 있는 반면 텔리체리 고추에는 5.12%의 피페린이 함유되어 있는 것으로 나타났습니다[11]. 따라서 대부분의 후추는 5-9% 피페린 범위를 맴돌지만 재배 지역과 테스트 방법에 따라 미묘한 차이가 있습니다.
추출된 피페린의 응용
추출 및 정제된 피페린은 제약, 기능 식품, 약초 보충제 및 기능성 식품 산업에서 관심을 끄는 분자로 떠올랐습니다. 과학자들은 다른 약물과 영양소의 흡수를 개선하기 위해 피페린의 생체 이용률 향상 효과를 연구하고 있습니다[12]. 피페린은 또한 관절염, 천식, 대사증후군과 같은 질환의 항염증 효과와 같은 특성에 대해 임상적으로 평가되고 있습니다[13]. 식이 보충제는 종종 커큐민과 같은 성분의 효능을 높이기 위해 피페린을 첨가합니다. 식품 및 제과 제품에 사용할 수 있습니다.검은 후추 추출물날카롭고 후추 같은 감각적인 톤을 제공합니다. 피페린 연구를 통해 더 많은 건강에 유익한 특성이 밝혀짐에 따라 현재 및 잠재적 용도의 범위는 계속 확대될 것입니다.
흑후추의 단점
검은 후추 열매는 피페린 함량으로 인해 가치가 높지만 몇 가지 단점이 있습니다.
- 궤양이나 과민성 대장 질환과 같은 위장 문제를 악화시킬 수 있습니다 [14]
- 피페린 감작으로 인해 국소 자극이 가능함
- 가공 중 고추가루 흡입 시 호흡기 자극
- 살모넬라균, 대장균에 의한 미생물 오염 위험
- 비염이나 천식 증상에 대한 일화 보고에 따른 알레르기 위험
- 시토크롬 P450 효소를 방해하여 약물상호작용 가능[15]
이러한 부작용은 소수의 사람들에게만 영향을 미치지만 후추 제품을 취급하고 섭취할 때 고려해야 합니다. 올바른 안전 관행을 따르면 이러한 위험을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
결론
후추에서 피페린을 추출하는 데는 다양한 용매 추출 방법이나 보다 발전된 초임계 유체 추출 방법을 활용할 수 있습니다. 일반 고추에는 약 5-9%의 피페린이 포함되어 있지만 여러 정제 단계를 거치면 불순물을 제거하면서 피페린을 매우 높은 수준으로 더욱 농축할 수 있습니다. 이를 통해 염증, 생체 이용률 및 흡수를 목표로 하는 지속적인 제약 및 영양 연구에 피페린을 최대한 활용할 수 있습니다. 피페린에 대한 소비자 수요와 과학적 관심이 증가함에 따라 추출 방법을 개선하면 이 유익한 식물화학물질을 생산할 수 있는 기회를 제공할 수 있습니다.
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참고자료
[1] Parthasarathy, VA, Chempakam, B. 및 Zachariah, TJ (2008). 향신료의 화학. CABI.
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[3] Sharma, A., Gautam, S., & Jadhav, SS (2019). 피페린의 추출 기술 및 화학적 특성 분석: 종합적인 검토. 식품 생물 활성 저널, 8, 7–16.
[4] 푸리, A., Saxena, RP, Saxena, KC, & Tiwari, S. (2012). 피페린과 그 다양한 물리화학적, 생물학적 측면: 검토. 천연물 커뮤니케이션, 7(11), 1657-1664.
[5] Rafińska, K., Pomastowski, P., Wrona, O., & Buszewski, B. (2017). 고속 역류 크로마토그래피를 통해 후추에서 피페린을 분리합니다. 분리 과학 저널, 40(44), 1694-1699.
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[8] Khaw, KY, Parat, MO, Shaw, PN 및 Falconer, JR(2017). 천연 자원에서 생체 활성 화합물을 추출하는 용매 초임계 유체 기술: 검토. 분자, 22(7), 1186.
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[11] 조리 RK(2011). Cuminum cyminum 및 Carum carvi: 업데이트. 약리학 리뷰, 5(9), 63–72.
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