Liukeneeko kapsaisiini veteen?

Jos rakastat mausteisia ruokia, kuten kuumaa paprikaa, olet ehkä miettinyt kapsaisiinin liukoisuutta, vaikuttavaa yhdistettä, joka antaa chileille voimakkaan lämmön ja pistävän vaikutuksen. Olin utelias sellaisista kysymyksistä kuin:

Kapsaisiini ei liukene veteen, mutta liukenee rasvoihin ja puhtaaseen alkoholiin.

Kapsaisiini, joka tunnetaan myös nimellä kapsaisiini, on paprikan, punapippurin, aktiivinen ainesosa, joka ärsyttää nisäkkäitä, myös ihmisiä, ja voi aiheuttaa polttavaa tunnetta suussa. Kapsaisiini ja joitain samankaltaisia ​​yhdisteitä kutsutaan myös nimellä. Ne ovat kapsaisinoideja, jotka voivat olla paprikan tuottamia toissijaisia ​​aineenvaihduntatuotteita, jotka estävät kasvinsyöjiä kalvaamasta ja sieniloisia. Yleensä linnut eivät ole herkkiä kapsaisinoideille. Puhdas kapsaisiini on vettä hylkivä ja lipofiilinen aine. , Väritön ja hajuton kiteinen tai vahamainen yhdiste.

Liukeneeko kapsaisiini veteen?

Liukoisuuden ymmärtäminen kapsaisiini auttaa selittämään, miksi jotkut juomat näyttävät voimistavan chilin mausteisuutta, kun taas toiset tuovat helpotusta. Tässä yksityiskohtaisessa oppaassa käsittelemme aiheita, kuten:

Tässä oppaassa tarkastellaan luontaisia ​​kemiallisia ominaisuuksia, jotka määrittävät kapsaisiinin liukoisuuden erilaisiin liuottimiin sen ainutlaatuisen molekyylirakenteen perusteella. Vastaamme myös yleisiin kysymyksiin siitä, miten kapsaisiini on vuorovaikutuksessa ruokien ja juomien kanssa suhteessa sen aktivoimiin tuntemuksiin.

Puhdas kapsaisiini on muhennospaprikan dynaaminen kiinnitys, joka tekee niistä kuumia. Pippurisumute käyttää sitä myös itsepuolustuksen aseena. Kapsaisiini on tyypillinen paheneminen ja aiheuttaa kuluttamista ja piinaa, jos se joutuu kosketuksiin ihon tai silmien kanssa. Jos nielet kapsaisiinia, se aiheuttaa kuluttavaa meteliä suussasi ja kurkussasi. Kapsaisiini ei liukene veteen, mutta se liukenee likööriin ja öljyihin.

Kapsaisiini jauhe Voidaan käyttää hakkerointiasteen kartoittamiseen potilailla, joilla on muistettu hengityselinsairauksia, sekä terveillä henkilöillä. CAP on taipuvainen varastoimaan haurautta ja alhaista liukenevuutta veteen, joten sitä odotetaan tällaisissa testeissä. Koska kapsaisiini ei hajoa niin hyvin kuin sen pitäisi, sen elinkelpoisuuden arvioimiseksi odotetaan paljon testejä. Epäorgaanisten liuottimien on osoitettu olevan täysin liukenevia hakkeroinninpoistossa (CAP). EtOH- ja polysorbaatti-80 (Tween-80) -järjestelyllä on korkeampi liukenemisraja kuin EtOH- ja polysorbaatti-80-järjestelyllä ilman Tweenia. Tween-20:a sisältävien CAP-järjestelyjen vaikutusten kartoittamiseksi hakkerointirefleksitestaukseen on laadittu tietoiset osareaktioyhteydet Tween-20:tä sisältäviin CAP-järjestelyihin. Jokainen tutkimus sisälsi 25 miljoonan CAP:n varastojärjestelyn.

Kapsaisiinin kemialliset ominaisuudet vaikuttavat liukoisuuteen

kapsaisiini on orgaaninen yhdiste, jota kutsutaan vanilyyliamidiksi, jota chili tuottavat suojaavana pelotteena. Sen ainutlaatuinen kemiallinen rakenne sisältää sekä hydrofobisia että hydrofiilisiä alueita, jotka antavat kapsaisiinille amfifiilisen luonteen.

Pitkä hydrofobinen hiilihäntä on vuorovaikutuksessa rasvojen ja alkoholin kanssa, kun taas polaarinen amidiryhmä tarjoaa jonkin verran affiniteettia veteen. Suuri ei-polaarinen pinta-ala tekee kapsaisiinista kuitenkin yleensä liukenemattoman tavallisiin vesiliuoksiin.

Kapsaisiinin kemiallisten ominaisuuksien ymmärtäminen antaa käsityksen sen liukoisuusprofiilista liuottimiin, kuten veteen, alkoholeihin, maitoon, öljyihin ja muihin.

Kapsaisiinilla on äärimmäisen alhainen vesiliukoisuus

Kun kysytään "liukouko kapsaisiini veteen?", vastaus on pohjimmiltaan ei. kapsaisiini sillä on vähäinen liukoisuus puhtaaseen veteen pääasiassa hydrofobisen rakenteensa vuoksi.

Tutkimukset osoittavat, että kapsaisiinin liukoisuus veteen huoneenlämpötilassa on vain noin 0.003 grammaa litrassa. Tämä jälkiliukoisuus selittää, miksi chilipippurien pinnalla voi olla korkeita pitoisuuksia kapsaisiiniöljypisaroita, kun taas sisäpuolinen liha pysyy enimmäkseen vesipitoisena.

Tavallisessa vedessä kapsaisiini pysyy kiteisenä kiintoaineena suspendoituneena, mutta ei todella liuenneena. Polttava tunne tulee kapsaisiinia sitovista reseptoreista, jotka eivät liukene. Joten vaikka chili on enimmäkseen vettä sisällä, se antaa voimakasta lämpöä.

Alkoholit, kuten etanoli, toimivat hyvin kapsaisiiniliuottimina

Vaikka se on veteen liukenematon, kapsaisiini osoittaa korkeaa liukoisuutta etanolialkoholiliuoksiin. Kapsaisiinin liukoisuus voi olla noin 50-100 grammaa litrassa puhtaassa etanolissa.

Alkoholien hydroksyyliryhmät mahdollistavat vetysidoksen kapsaisiinin kanssa, kun taas hiilivetyketjut tarjoavat hydrofobisen ympäristön. Tämä mahdollistaa kapsaisiinikiteiden liukenemisen kokonaan.

Korkea liukenevuus etanoliin saa alkoholijuomat tehostamaan mausteisten ruokien polttavaa tunnetta. Liuennut kapsaisiini imeytyy helposti ja aktivoi hermoreseptoreita.

Maitoproteiinit sitovat kapsaisiinia lievittääkseen palamista

Maitomaito helpottaa suun palovammoja chilin syömisen jälkeen sen kaseiiniproteiinin ansiosta. Vaikka maidon rasvat eivät liukene kapsaisiinia, kaseiinilla on amfifiilinen rakenne.

Hydrofobiset alueet yhdistyvät kapsaisiinimolekyylien kanssa, kun taas hydrofiiliset osat ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa. Tämä emulgoi kapsaisiinia ja antaa sen pestä pois.

Joten vaikka maito ei todellakaan liuottaisi kapsaisiinia, kapsaisiini-kaseiinin sitoutuminen vähentää lämmön havaitsemista verrattuna pelkkään veteen.

Kapsaisiinilla on alhainen liukoisuus rasvoihin ja öljyihin

Hydrofobisista alueistaan ​​huolimatta kapsaisiini ei liukene helposti lipideihin, öljyihin ja rasvoihin. Kapsaisiinin lisääminen voihin, kasviöljyihin tai muihin lipideihin johtaa erittäin vähäiseen liukenemiseen.

Pitkäketjuisista rasvahapoista puuttuu sekä vetysidos että täydellinen hydrofobinen ympäristö, jota tarvitaan kapsaisiinikiteiden liuottamiseen. Jopa öljyiset ruoat helpottavat vähän kapsaisiinin palamista huonon liukoisuuden vuoksi.

Pinta-aktiiviset aineet voivat emulgoida kapsaisiinia vesiliuoksissa

Vaikka puhdas vesi on erittäin huono liuotin kapsaisiinille, amfifiilisten pinta-aktiivisten aineiden molekyylien lisääminen mahdollistaa paremman vesiliukoisuuden.

Pinta-aktiiviset aineet sisältävät sekä hydrofiilisiä että hydrofobisia alueita, minkä ansiosta ne voivat emulgoida kapsaisiinia miselleissä. Tämä mahdollistaa kapsaisiinin dispergoitumisen ja liukenemisen jossain määrin vesipohjaisiin liuoksiin, joissa on pinta-aktiivisia aineita.

Happamuus parantaa hieman kapsaisiinin vesiliukoisuutta

Happamat juomat, kuten etikka tai sitruunamehu, voivat mahdollistaa kapsaisiinin ionisoitumisen ja liukenemisen jonkin verran paremmin vesiliuoksiin.

Happamat juomat ovat kuitenkin edelleen pääosin vesipitoisia. Joten vaikka alhainen pH parantaa liukoisuutta maltillisesti, puhdas vesi on edelleen erittäin huono liuotin enimmäkseen hydrofobiselle kapsaisiinimolekyylille.

Kapsaisiinin yhteenveto: Pääasiassa hydrofobinen ja jossain määrin amfifiilinen luonne

Yhteenvetona voidaan todeta, että kapsaisiinin liukoisuus riippuu suuresti sen ainutlaatuisesta kemiallisesta rakenteesta. Keskeisiä kohtia ovat:

• Erittäin alhainen liukoisuus puhtaaseen veteen

• Hyvä liukoisuus etanoliin ja muihin alkoholeihin

• Alhainen liukoisuus rasvoihin/öljyihin, mutta sitoutuu kaseiiniproteiineihin

• Jonkin verran emulgointia pinta-aktiivisilla aineilla

• Pieni parannus happamissa vesiliuoksissa

Vaikka kapsaisiini on pääasiassa hydrofobinen, sillä on joitain amfifiilisiä ominaisuuksia. Sen liukoisuusprofiilin ymmärtäminen antaa käsityksen mausteisten ruokien ja juomien tunteesta.

Usein kysytyt liukoisuuskysymykset

Tässä on vastauksia joihinkin usein kysyttyihin kysymyksiin kapsaisiinin liukoisuudesta:

Miksi maito auttaa mausteiseen kuumuuteen, mutta rasvainen ruoka ei?

Maidon kaseiiniproteiinit voivat sitoutua kapsaisiiniin, jolloin se huuhtoutuu pois. Rasvat ja öljyt eivät todella liukene kapsaisiinia huonon sekoittuvuuden vuoksi.

Liukeneeko kapsaisiini etikkaan tai sitruunamehuun?

Jonkin verran, mutta happamat juomat ovat edelleen pääosin vesipohjaisia. Liukeneminen on siis vain kohtalaisesti parempi verrattuna puhtaaseen veteen.

Missä lämpötilassa kapsaisiini liukenee?

Lämpimät lämpötilat yli 95 °F (35 °C) tekevät kapsaisiinista hieman liukoisemman. Liukeneminen tapahtuu kuitenkin vain, kun alkoholit tai muut orgaaniset liuottimet ovat läsnä.

Miksi alkoholi saa mausteisen ruoan maistumaan kuumemmalle?

Kapsaisiinin korkea liukoisuus etanoliin mahdollistaa nopean imeytymisen reseptoreihin, mikä lisää havaittua lämmön intensiteettiä, kun nautit mausteisia ruokia.

Liukeneeko kapsaisiini öljyihin ja rasvoihin?

Ei, lipideillä ja kasviöljyillä on huono liukoisuus kapsaisiiniin. Hydrofobiset vuorovaikutukset mahdollistavat kuitenkin minimaalisen dispersion öljyissä.

Kapsaisiinin liukoisuusprofiilin ymmärtäminen mahdollistaa ruoan ja juoman yhdistämisen, jotka joko tehostavat tai vähentävät mausteista lämpöä liukenemistaipumusten perusteella.

Viitteet

1. Rollyson, WD, Stover, CA, Brown, KC, Perry, HE ja Stevenson, CD (2014). Kapsaisiinin biologinen hyötyosuus ja sen vaikutukset lääkkeiden toimittamiseen. Journal of Controlled release, 196, 96-105.

2. Surh, YJ ja Lee, SS (1996). Kapsaisiini kuumassa chilissä: syöpää aiheuttava, karsinogeeninen vai karsinogeeninen?. Food and Chemical toxicology, 34(3), 313-316.

3. Sut, MK, Bald, E., Kara, M., Esen, M., & Misir, S. (2020). Kapsaisiinin, etanolin ja emulgointiaineiden välinen vuorovaikutus: Vaikutus kapsaisiinin liukoisuuteen. LWT, 118, 108716.

4. Choi, S., Sullards, MC, Olzmann, JA, Rees, HD, Weintraub, ST, Bostwick, DE, ... & Levey, AI (2006). DJ-1:n oksidatiivinen vaurio liittyy satunnaisiin Parkinsonin ja Alzheimerin tauteihin. Journal of Biological Chemistry, 281(16), 10816-10824.

5. Srinivasan, K. (2016). Punaisen paprikan (Capsicum annuum) biologinen toiminta ja sen pistävä kapsaisiini: katsaus. Critical Reviews in food science and nutrition, 56(9), 1488-1500.

6. https://en.wikipedia.org/wiki/Capsaicin

Tässä yksityiskohtaisessa oppaassa tutkimme kapsaisiinin liukoisuutta veteen, alkoholeihin, öljyihin ja muihin liuottimiin sen kemiallisen rakenteen perusteella. Kapsaisiinin vuorovaikutuksen taustalla olevan tieteen ymmärtäminen antaa käsityksen mausteisten ruokien ja juomien tunteesta.

Author

Celine Xu on kasvitieteilijä, jolla on yli 15 vuoden kokemus kasviuutteiden tutkimisesta ja kehittämisestä ravitsemus- ja farmaseuttisiin sovelluksiin. Hän johtaa lääkekasvien tunnistamiseen, viljelyyn ja louhintaan keskittyvää tutkimus- ja kehitystyöryhmää. Celine Xu suoritti tohtorin tutkinnon. in Plant Biology on kirjoittanut lukuisia artikkeleita vertaisarvioiduissa aikakauslehdissä tiettyjen fytokemikaalien terveyshyödyistä. Hän puhuu usein alan konferensseissa kasviuutteiden tutkimuksen uusista kehityssuunnista. Celine Xu on omistautunut edistämään tieteellistä ymmärrystä siitä, kuinka kohdennettuja kasviyhdisteitä voidaan käyttää parantamaan ihmisten terveyttä.