Капсаициноиды

Капсаициноиды (capsaicinoids) — группа веществ, придающих остроту жгучему перцу (Capsicum). Основные представители группы: капсаицин (capsaicin), дигидрокапсаицин (dihydrocapsaicin) и нордигидрокапсаицин (nordihydrocapsaicin). Производители пищевой продукции закупают экстракт перца ради остроты, цвета и аромата. Производители БАД, косметики и кормов также используют его, каждый в рамках профильного законодательства.

Сколько содержится в перце?

Капсаициноиды накапливаются во внутренней ткани плода перца (плаценте), к которой крепятся семена [10]. Сами семена и мясистая внешняя часть содержат меньше вещества. Даже в пределах одного сорта количество непостоянно. Исследование образцов халапеньо, хабанеро и бхут джолокия показало, что содержание капсаициноидов сильно варьируется от поставщика к поставщику и даже от плода к плоду у одного поставщика [2]. По этой причине об остроте экстракта судят не по названию растения, а по измеренной доле капсаициноидов.

Капсаицин, дигидрокапсаицин, нордигидрокапсаицин: в чем разница?

Значения взяты из PubChem. XLogP показывает сродство вещества к жирам или воде. Чем выше значение, тем выше липофильность. Все три молекулы нерастворимы в воде, растворимы в жирах и этаноле.

Все три имеют одинаковый остов и различаются небольшими деталями боковых цепей. В натуральном экстракте перца они присутствуют совместно. Два преобладающих компонента — капсаицин и дигидрокапсаицин [8], [12]. В образцах олеорезина капсаицина больше, чем дигидрокапсаицина [3], [5]. Если в сертификате указан только "капсаицин", следует уточнить, идет ли речь о сумме или об отдельном компоненте.

Для чего используется?

Пищевая промышленность: острота, цвет, аромат. Основной рынок сбыта экстракта капсаициноидов — пищевой. Придает остроту соусам, смесям специй, снекам и мясным продуктам. Олеорезин (масляный экстракт, полученный растворителем) также придает цвет и аромат. Обзор промышленного применения производных перца указывает, что экстракты перца обладают потенциалом продления срока годности в качестве добавок, замедляющих окисление и размножение микроорганизмов, однако исследований стабильности и безопасности пока недостаточно [11].

Помимо пищевой отрасли выделяют пять сфер. Каждая представляет собой отдельную категорию продукции и регулируется собственным законодательством.

• Фармацевтика. Высококонцентрированный (8 %) пластырь с капсаицином применяется как лекарственное средство при хронической боли неврогенного происхождения. Кокрейновский обзор 8 исследований с участием 2.488 пациентов сообщает, что при использовании пластыря значительное снижение боли отметило примерно на 10 % больше пациентов по сравнению с контрольной группой (пластырь низкой концентрации). Качество доказательств оценивается от умеренного до очень низкого, а эффект сопоставим с другими методами лечения хронической боли [14]. Эти продукты подпадают под действие фармацевтического законодательства. Это не то же самое, что экстракт пищевого качества.
• БАД. Обзор 20 исследований с участием 563 человек сообщает, что прием капсаициноидов увеличивает суточный расход энергии примерно на 50 ккал, усиливает сжигание жира и снижает аппетит. Регулярный прием также снижал количество абдоминального жира и объем потребляемых калорий. Авторы отмечают, что капсаициноиды не обеспечивают снижение веса сами по себе, но могут быть частью программы контроля массы тела [16]. Рынок БАД опирается на эти данные.
• Косметика. Согласно экспертной группе Cosmetic Ingredient Review (CIR), производные Capsicum используются в косметике как компоненты для ухода за кожей, наружные болеутоляющие, вкусовые и ароматические добавки. На дату отчета они присутствовали в 19 продуктах в концентрации до 5 %. Группа признает эти компоненты безопасными при условии создания рецептур, не вызывающих раздражения [17].
• Корма. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) провело оценку кормовой добавки, содержащей карвакрол, коричный альдегид и олеорезин capsicum, для цыплят-бройлеров. Добавка в дозе 100 мг/кг признана безопасной для животных, потребителей и окружающей среды. Группа указывает на потенциал повышения продуктивности и рекомендует классифицировать добавку как раздражитель кожи, глаз и дыхательных путей [15].
• Защитные спреи. Олеорезин capsicum служит действующим веществом средств самообороны. Исследование коммерческих спреев показало, что количество капсаициноидов варьируется от производителя к производителю и между партиями одного производителя. Хотя продукты классифицируются по шкале Сковилла, они не стандартизированы по содержанию капсаициноидов [12].
• Репелленты для животных. В ходе полевых испытаний в Зимбабве спрей с олеорезином capsicum отпугивал слонов с полей существенно быстрее традиционных методов [13].

Один и тот же экстракт не может использоваться во всех этих областях. Сфера применения определяет спецификацию и документацию.

3 % или 10 %: какой экстракт выбрать?

Капсаициноиды продаются не в чистом виде, а в составе экстракта перца. Распространены две формы.

Давление и температура при экстракции изменяют как выход продукта, так и долю капсаициноидов [3]. С ростом давления увеличивается и выход окрашивающих каротиноидов [4]. С повышением концентрации для получения того же количества капсаициноидов требуется меньше экстракта, уменьшается количество сопутствующих жиров и цвета. Выбор зависит от четырех вопросов.

• Сколько капсаициноидов требуется? В 1 грамме 3 % экстракта содержится 30 мг капсаициноидов. Если ввести 1 г 3 % экстракта на 1 кг соуса, в соусе будет 30 мг/кг капсаициноидов. Для получения того же количества достаточно 0,3 г 10 % экстракта. Числа приведены для примера и не являются рекомендацией по дозированию.
• Нужны ли цвет и аромат? В таких продуктах, как соусы, цвет и аромат олеорезина востребованы. В капсулах объем ограничен, высокая концентрация уменьшает занимаемый объем.
• Взвешивание и смешивание. 10 % экстракт высококонцентрирован. Он требует повышенных мер защиты и более тщательной гомогенизации.
• Цена. Сравнивают не цену за килограмм продукта, а цену за килограмм капсаициноидов. Экстракт 3 % по цене 100 ед./кг дает 3.333 ед./кг капсаициноидов. Экстракт 10 % по цене 250 ед./кг дает 2.500 ед./кг капсаициноидов. Числа приведены для примера.

Как читать протокол анализа?

Метод. Измерение капсаициноидов эволюционировало от дегустационных тестов к лабораторным методам [1]. Сегодня стандартным методом является ВЭЖХ (жидкостная хроматография). ВЭЖХ измеряет компоненты раздельно. Устаревшие методы, основанные на светопоглощении, дают только общее содержание. Если метод не указан в сертификате, его следует запросить.

Сумма капсаициноидов и капсаицин — не одно и то же. В одних документах указывается сумма, в других — отдельный компонент. В экстракте с общим содержанием капсаициноидов 5 % доля одного капсаицина может составлять 3,5 %. Числа приведены для примера. При сравнении двух документов сопоставляют одинаковые показатели.

Единицы Сковилла (SHU) — это расчет, а не прямое измерение. Изначально это был дегустационный тест [1]. Сегодня показатель рассчитывается умножением на коэффициент доли капсаициноидов, полученной на ВЭЖХ [9]. Коэффициент зависит от источника. По данным одного исследования, чистый капсаицин эквивалентен 16 миллионам SHU [8]. Другое исследование образцов олеорезина дает около 15 миллионов для суммы капсаициноидов [12]. Соответствие суммы капсаициноидов результатам дегустационных тестов доказано на образцах перца и олеорезина [7]. Один и тот же экстракт с коэффициентами 15 миллионов и 16 миллионов дает разные значения SHU. Перед сравнением двух значений SHU уточняют использованный коэффициент.

Спецификация и измеренное значение — разные вещи. Спецификация — это нижний или верхний предел, гарантируемый производителем. Измеренное значение — результат конкретной партии. Лист технических данных (TDS) представляет собой общий документ. Сертификат анализа (CoA) относится к одной партии. При закупке обязательную силу имеют спецификация и CoA данной партии.

Что указывает на качество?

Профиль компонентов. В натуральном экстракте капсаицин, дигидрокапсаицин и нордигидрокапсаицин присутствуют одновременно. Если в сертификате указана только строка "капсаицин", следует убедиться, что общее количество не перепутано с отдельным компонентом.

Сопутствующие вещества. Доля пигментов и жирных масел в олеорезине зависит от технологического процесса. Оба фактора снижают концентрацию капсаициноидов.

Остаточные растворители. Наличие остатков зависит от экстракционного растворителя. Для экстракта, полученного органическим растворителем, запрашивают лимиты остаточных количеств. При CO₂-экстракции с применением сорастворителя этот вопрос также актуален.

Обязательные пункты в сертификате. Название метода, содержание отдельных капсаициноидов и их сумма, потери при высушивании, тяжелые металлы (As, Cd, Pb, Hg), микробиология. Для сырья: пестициды, афлатоксины, охратоксин А и бензо(а)пирен.

Как ведет себя в рецептуре?

Растворимость. Капсаициноиды нерастворимы в воде, растворимы в жирах и этаноле. В одном исследовании перцовая система на масляной основе переносила нагрев лучше, чем водная система [6]. Поэтому в водной рецептуре встает вопрос о введении масляной фазы или эмульсии.

Свет, температура и хранение. В том же исследовании ультрафиолетовое излучение снижало содержание капсаициноидов как в водной, так и в масляной среде, а температура 4 °C замедляла деградацию [6]. В олеорезине хабанеро капсаицин сохранял стабильность в течение 35 дней хранения [5]. Экстракт хранят в сухом прохладном месте, защищенном от света и тепла. Срок годности указывается в документации производителя.

Раздражающее действие. Капсаициноиды вызывают раздражение кожи, глаз и дыхательных путей. При отвешивании концентрированного экстракта требуются перчатки, защитные очки и вентиляция. Для экстрактов высокой концентрации предпочтительны закрытые системы. Подробности приведены в паспорте безопасности (SDS).

Маркировка. Наименование косметического ингредиента (INCI) присваивается в зависимости от вида перца. Выбор идентификатора на этикетке зависит от категории продукта и законодательства.