Kütüphane: Kapsaisinoid

Kapsaisinoid

Kapsaisinoidler (capsaicinoids), acı bibere (Capsicum) acılığını veren madde grubudur. Grubun ana üyeleri kapsaisin (capsaicin), dihidrokapsaisin (dihydrocapsaicin) ve nordihidrokapsaisindir (nordihydrocapsaicin). Biber ekstraktını gıda üreticisi acılık, renk ve aroma için alır. Takviye, kozmetik ve yem üreticileri de kullanır, her biri kendi mevzuatı içinde.

Biberde ne kadar var?

Kapsaisinoidler biber meyvesinde tohumların tutunduğu iç dokuda (plasenta) birikir [10]. Tohumun kendisi ve etli dış kısım daha az içerir. Aynı çeşitte bile miktar sabit değildir. Jalapeño, habanero ve Bhut Jolokia örneklerini ölçen bir çalışma, kapsaisinoid miktarının tedarikçiden tedarikçiye, hatta aynı tedarikçide meyveden meyveye büyük farkla değiştiğini bildirir [2]. Bu yüzden bir ekstraktın acılığı bitkinin adından değil, ölçülen kapsaisinoid oranından anlaşılır.

Kapsaisin, dihidrokapsaisin, nordihidrokapsaisin: fark ne?

MolekülCASFormülMolar kütle (g/mol)XLogPPubChem
Kapsaisin404-86-4C₁₈H₂₇NO₃305,43,61548943
Dihidrokapsaisin19408-84-5C₁₈H₂₉NO₃307,44,4107982
Nordihidrokapsaisin28789-35-7C₁₇H₂₇NO₃293,43,9168836

Değerler PubChem'den alınmıştır. XLogP maddenin yağa mı suya mı yakın olduğunu gösterir. Değer büyüdükçe yağı sever. Üç molekül de suda çözünmez, yağda ve etanolde çözünür.

Üçü aynı iskeleti taşır, yan zincirleri küçük farklarla ayrılır. Doğal biber ekstraktında üçü birlikte bulunur. En büyük iki bileşen kapsaisin ve dihidrokapsaisindir [8], [12]. Oleoresin örneklerinde kapsaisin dihidrokapsaisinden fazladır [3], [5]. Bir sertifikada yalnız "kapsaisin" yazıyorsa bunun toplam mı, tek bileşen mi olduğu sorulur.

Ne için kullanılıyor?

Gıda: acılık, renk, aroma. Kapsaisinoid ekstraktının başlıca pazarı gıdadır. Sos, baharat karışımı, atıştırmalık ve et ürünlerinde acılık verir. Oleoresin (çözücüyle alınan yağlı özüt) aynı zamanda renk ve aroma katar. Biber türevlerinin sanayi kullanımını derleyen bir inceleme, biber ekstraktlarının oksidasyonu ve mikrop üremesini yavaşlatan katkı olarak raf ömrünü uzatma potansiyeli taşıdığını, ama kararlılık ve güvenlik çalışmalarının henüz yeterli olmadığını yazar [11].

Gıda dışında beş alan vardır. Her biri ayrı ürün sınıfıdır ve ayrı mevzuata tabidir.

  • İlaç. Yüksek derişimli (8 %) kapsaisin yaması sinir kaynaklı kronik ağrıda ilaç olarak kullanılır. 8 çalışma ve 2.488 hastayı toplayan Cochrane incelemesi, yamayla kontrol grubuna (düşük derişimli yama) göre yaklaşık 10 % daha fazla hastanın belirgin ağrı azalması bildirdiğini yazar. Kanıtı orta ile çok düşük arasında derecelendirir ve etkiyi öteki kronik ağrı tedavilerine benzer bulur [14]. Bu ürünler ilaç mevzuatına tabidir. Gıda sınıfı ekstraktla aynı şey değildir.
  • Takviye. 20 çalışma ve 563 kişiyi toplayan bir inceleme, kapsaisinoid alımının günlük enerji harcamasını yaklaşık 50 kkal artırdığını, yağ yakımını artırdığını ve iştahı azalttığını bildirir. Düzenli alım karın yağını ve yenen kaloriyi de azaltmıştır. Yazarlar kapsaisinoidlerin tek başına zayıflatmadığını, bir kilo yönetimi programının parçası olabileceğini yazar [16]. Takviye pazarı bu bulgulara dayanır.
  • Kozmetik. Kozmetik Bileşen İnceleme (CIR) uzman paneline göre Capsicum türevleri kozmetikte cilt bakım, dıştan ağrı giderici, aroma ve koku bileşeni olarak kullanılır. Rapor tarihinde 19 üründe 5 %'e kadar geçer. Panel bu bileşenleri tahriş etmeyecek biçimde formüle edildiğinde güvenli bulur [17].
  • Yem. Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) karvakrol, sinnamaldehit ve capsicum oleoresini içeren bir yem katkısını etlik piliçler için değerlendirmiştir. Katkı 100 mg/kg dozda hayvan, tüketici ve çevre için güvenli bulunmuştur. Panel performansı artırma potansiyeli taşıdığını yazar ve katkının deri, göz ve solunum yolu tahriş edicisi sayılmasını önerir [15].
  • Savunma spreyi. Oleoresin capsicum savunma spreylerinin etkin maddesidir. Ticari spreyleri ölçen bir çalışma, kapsaisinoid miktarının üreticiden üreticiye ve aynı üreticinin partileri arasında değiştiğini bildirir. Ürünler Scoville birimiyle sınıflandırılsa da kapsaisinoid içeriğine göre standardize değildir [12].
  • Hayvan kovucu. Zimbabve'de yapılan bir saha denemesinde capsicum oleoresin spreyi filleri tarlalardan geleneksel yöntemlerden anlamlı ölçüde daha hızlı uzaklaştırmıştır [13].

Aynı ekstrakt bu alanların hepsinde kullanılamaz. Alan, spesifikasyonu ve belgeyi belirler.

Yüzde 3 mü, yüzde 10 mu: hangi ekstrakt?

Kapsaisinoidler tek başına değil, biberden alınmış bir özütün içinde satılır. İki biçim yaygındır.

BiçimNasıl elde edilirKapsaisinoidYanında ne gelir
Oleoresinkuru biberin süperkritik CO₂ (basınç altında sıvı gibi davranan karbondioksit) ya da organik çözücüyle alınan yağlı özütüörneklerde 2 ile 6 % [3], [5]karotenoid pigmentler (koyu kırmızı renk), sabit yağ, aroma
Standardize ekstraktoranı belirli bir değere ayarlanmış oleoresinpiyasada 3 %, 5 %, 10 % gibidaha az yağ ve renk

Ekstraksiyonda basınç ve sıcaklık hem verimi hem kapsaisinoid oranını değiştirir [3]. Basınç arttıkça renk veren karotenoidlerin verimi de artar [4]. Oran yükseldikçe aynı miktar kapsaisinoid için daha az ekstrakt gerekir, birlikte gelen yağ ve renk azalır. Seçim dört soruya bağlıdır.

  • Ne kadar kapsaisinoid lazım? 3 %'lük ekstraktın 1 gramı 30 mg kapsaisinoid taşır. 1 kg sosa 1 g 3 % ekstrakt girerse sosta 30 mg/kg kapsaisinoid olur. Aynı miktar için 10 % ekstrakttan 0,3 g yeter. Rakamlar örnektir, doz önerisi değildir.
  • Renk ve aroma isteniyor mu? Sos gibi ürünlerde oleoresinin rengi ve aroması istenir. Kapsülde yer dardır, yüksek oran hacmi küçültür.
  • Tartım ve karıştırma. 10 % ekstrakt derişiktir. Daha çok koruma ve daha dikkatli homojenizasyon ister.
  • Fiyat. Kilogram fiyatı değil, kilogram kapsaisinoid fiyatı kıyaslanır. 100 birim/kg'lık 3 % ekstrakt 3.333 birim/kg kapsaisinoid eder. 250 birim/kg'lık 10 % ekstrakt 2.500 birim/kg kapsaisinoid eder. Rakamlar örnektir.

Analiz raporu nasıl okunur?

Yöntem. Kapsaisinoid ölçümü tat testinden laboratuvar yöntemlerine doğru gelişmiştir [1]. Bugün standart yöntem HPLC'dir (sıvı kromatografisi). HPLC bileşenleri ayrı ayrı ölçer. Işık soğurmasına dayanan eski yöntemler yalnız toplamı verir. Sertifikada yöntem adı yoksa sorulur.

Toplam kapsaisinoid ile kapsaisin aynı şey değildir. Bazı belgeler toplamı, bazıları tek bileşeni yazar. Toplam kapsaisinoidi 5 % olan bir ekstraktta kapsaisin tek başına 3,5 % olabilir. Rakamlar örnektir. İki belge kıyaslanırken aynı büyüklüğe bakılır.

Scoville birimi (SHU) ölçüm değil, hesaptır. Başlangıçta bir tat testiydi [1]. Bugün HPLC ile bulunan kapsaisinoid oranından çarpanla hesaplanır [9]. Çarpan kaynağa göre değişir. Bir çalışmanın verisinde saf kapsaisin 16 milyon SHU'ya denk gelir [8]. Oleoresin örneklerini ölçen başka bir çalışma toplam kapsaisinoid için yaklaşık 15 milyon bulur [12]. Toplam kapsaisinoid ile tat testinin uyumu biber ve oleoresin örneklerinde gösterilmiştir [7]. Aynı ekstrakt 15 milyonla ve 16 milyonla farklı SHU verir. İki SHU değeri kıyaslanmadan önce çarpan sorulur.

Spesifikasyon ile ölçülen değer ayrı şeylerdir. Spesifikasyon üreticinin taahhüt ettiği alt ya da üst sınırdır. Ölçülen değer o partinin sonucudur. Teknik veri formu (TDS) genel belgedir. Analiz sertifikası (CoA) tek bir partiye aittir. Satın almada bağlayıcı olan spesifikasyon ve o partinin CoA'sıdır.

Kaliteyi ne gösterir?

Bileşen profili. Doğal ekstraktta kapsaisin, dihidrokapsaisin ve nordihidrokapsaisin birlikte görülür. Sertifikada yalnız "kapsaisin" satırı varsa toplam ile tek bileşenin karıştırılmadığından emin olunur.

Birlikte gelen madde. Oleoresinde pigment ve sabit yağ oranı prosese göre değişir. İkisi de kapsaisinoid oranını seyreltir.

Çözücü kalıntısı. Kalıntı, ekstraksiyon çözücüsüne bağlıdır. Organik çözücüyle alınmış özütte kalıntı sınırı sorulur. CO₂ ekstraksiyonunda yardımcı çözücü kullanılmışsa aynı soru geçerlidir.

Sertifikada bulunması gerekenler. Yöntem adı, tek tek kapsaisinoidler ve toplam, kuruma kaybı, ağır metaller (As, Cd, Pb, Hg), mikrobiyoloji. Hammadde için pestisit, aflatoksin, okratoksin A ve benzo(a)piren.

Formülde nasıl davranır?

Çözünürlük. Kapsaisinoidler suda çözünmez, yağda ve etanolde çözünür. Bir çalışmada yağ bazlı biber sistemi ısıya su bazlı sistemden daha iyi dayanmıştır [6]. Su bazlı bir formülde bu yüzden yağ fazı ya da emülsiyon gündeme gelir.

Işık, ısı ve saklama. Aynı çalışmada morötesi ışık hem su hem yağ sisteminde kapsaisinoid miktarını düşürmüş, 4 °C bozunmayı geciktirmiştir [6]. Habanero oleoresininde kapsaisin 35 gün depolamada kararlı kalmıştır [5]. Ekstrakt serin ve kuru yerde, ışıktan ve ısıdan uzak saklanır. Raf ömrü üreticinin belgesinde yazar.

Tahriş. Kapsaisinoidler deriyi, gözü ve solunum yolunu tahriş eder. Derişik ekstrakt tartılırken eldiven, gözlük ve havalandırma gerekir. Yüksek oranlı ekstraktta kapalı sistem tercih edilir. Ayrıntı ürünün güvenlik bilgi formunda (SDS) yazar.

Etiket. Kozmetik bileşen adı (INCI) biber türüne göre verilir. Etikette hangi tanımlayıcının yazılacağı ürün sınıfına ve mevzuata bağlıdır.

Kaynaklar

  1. da Silva Antonio A., Wiedemann L. et al. (2019). Food Pungency: the Evolution of Methods for Capsaicinoid Analysis. Food Analytical Methods. https://doi.org/10.1007/s12161-019-01470-2
  2. Sweat K., Broatch J. et al. (2016). Variability in capsaicinoid content and Scoville heat ratings of commercially grown Jalapeño, Habanero and Bhut Jolokia peppers. Food Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.04.135
  3. de Aguiar A., Sales L. et al. (2013). Supercritical carbon dioxide extraction of Capsicum peppers: Global yield and capsaicinoid content. The Journal of Supercritical Fluids. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2013.05.008
  4. Uquiche E., del Valle J. et al. (2004). Supercritical carbon dioxide extraction of red pepper (Capsicum annuum L.) oleoresin. Journal of Food Engineering. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2003.12.003
  5. Cordova M., Jacobo Á. et al. (2021). Capsaicin, Dihydrocapsaicin Content and Antioxidants Properties of Habanero Pepper (Capsicum chinense Jacq.) Oleoresin During Storage. Emirates Journal of Food and Agriculture. https://doi.org/10.9755/ejfa.2021.v33.i7.2719
  6. Zhang R., Chen G. et al. (2021). Insights into the stability of carotenoids and capsaicinoids in water-based or oil-based chili systems at different processing treatments. Food Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128308
  7. Rajpoot N., Govindarajan V. (1981). Paper Chromatographic Determination of Total Capsaicinoids in Capsicums and Their Oleoresins with Precision, Reproducibility, and Validation Through Correlation with Pungency in Scoville Units. Journal of AOAC International. https://doi.org/10.1093/jaoac/64.2.311
  8. Othman Z., Ahmed Y. et al. (2011). Determination of Capsaicin and Dihydrocapsaicin in Capsicum Fruit Samples using High Performance Liquid Chromatography. Molecules. https://doi.org/10.3390/molecules16108919
  9. Batchelor J., Jones B. (2000). Determination of the Scoville Heat Value for Hot Sauces and Chilies: An HPLC Experiment. Journal of Chemical Education. https://doi.org/10.1021/ed077p266
  10. Suzuki T., Fujiwake H. et al. (1980). Intracellular localization of capsaicin and its analogues, capsaicinoid, in Capsicum fruit. Plant and Cell Physiology. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.pcp.a076058
  11. Baenas N., Belović M. et al. (2019). Industrial use of pepper (Capsicum annum L.) derived products: Technological benefits and biological advantages. Food Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.09.047
  12. Reilly C., Crouch D. et al. (2001). Quantitative Analysis of Capsaicinoids in Fresh Peppers, Oleoresin Capsicum and Pepper Spray Products. Journal of Forensic Sciences. https://doi.org/10.1520/jfs14999j
  13. Osborn F. (2002). Capsicum Oleoresin as an Elephant Repellent: Field Trials in the Communal Lands of Zimbabwe. The Journal of Wildlife Management. https://doi.org/10.2307/3803133
  14. Derry S., Rice A. et al. (2017). Topical capsaicin (high concentration) for chronic neuropathic pain in adults. Cochrane Database of Systematic Reviews. https://doi.org/10.1002/14651858.cd007393.pub4
  15. EFSA FEEDAP Panel (2015). Scientific Opinion on the safety and efficacy of XTRACT® Evolution-B, Code X60-6930 (carvacrol, cinnamaldehyde and capsicum oleoresin), as a feed additive for chickens for fattening. EFSA Journal. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2015.4011
  16. Whiting S., Derbyshire E. et al. (2012). Capsaicinoids and capsinoids. A potential role for weight management? A systematic review of the evidence. Appetite. https://doi.org/10.1016/j.appet.2012.05.015
  17. Cosmetic Ingredient Review Expert Panel (2007). Final Report on the Safety Assessment of Capsicum Annuum Extract, Capsicum Annuum Fruit Extract, Capsicum Annuum Resin, Capsicum Annuum Fruit Powder, Capsicum Frutescens Fruit, Capsicum Frutescens Fruit Extract, Capsicum Frutescens Resin, and Capsaicin. International Journal of Toxicology. https://doi.org/10.1080/10915810601163939