Ultrasonik ekstraksiya, üstün keyfiyyətli pektinlərin yüksək məhsuldarlığı ilə nəticələnir. Sonikasiya istifadə edərək qiymətli pektinlər meyvə tullantılarından (məsələn, meyvə suyunun işlənməsindən yaranan məhsullar) və digər bioloji xammaldan səmərəli şəkildə istehsal edilə bilər. Ultrasonik pektin ekstraktı, daha yüksək məhsuldarlıq, üstün pektin keyfiyyəti və sürətli bir ekstraksiya proseduru verərək digər hasilat texnikalarını üstün tutur.

Sonikasiya ilə intensivləşdirilmiş pektin ekstraktı

Pektin bir çox qida məhsullarında jelləşdirici, emulsiyalaşdırıcı və qalınlaşdırıcı agent kimi, həmçinin kosmetika və əczaçılıq məhsullarının tərkib hissəsi kimi istifadə olunur. Ənənəvi sənaye pektin ekstraktı isti su ekstraktı vasitəsilə həyata keçirilir, burada sitrus qabığı, alma poması və digər meyvə tullantıları kimi xammal 60-100°C isti suda aşağı pH (təxminən pH 1,5 – 3,5) ilə uzun müddət isladılır. müddət. Bu, adi isti suyun çıxarılmasını vaxt və enerji tələb edən prosesə çevirir ki, bu da çox vaxt xammalda mövcud olan pektinlərin tam miqdarını buraxmaq üçün kifayət qədər səmərəli olmur.
Konvensional istehsal metodunun səmərəsizliyini aradan qaldırmaq üçün ultrasəs hasilatı, ənənəvi isti su hasilatı ilə müqayisədə hasilat müddətini azaldan və pektin məhsuldarlığını maksimum dərəcədə artıran bir proses intensivləşdirən texnika kimi tətbiq olunur.

Ultrasonik Pektin Ekstraktının Üstünlüyü

Ultrasonik ekstraksiya ekstrakt istehsalının bir çox sahələrində tətbiq olunur, məsələn qidalar, əlavələr, dərman vasitələri və kosmetika üçün bitki və bitki mənşəli ekstraktlar. Ultrasonik hasilatın çox görkəmli bir nümunəsi sirr bitkisindən kannabidiol (CBD) və digər birləşmələrin çıxarılmasıdır.
Ultrasonik ekstraksiya, termal deqradasiyaya qarşı bioaktiv birləşmələrin qarşısını alan qeyri-termal bir ekstraksiya üsuludur. Genlik, intensivlik, vaxt, temperatur və təzyiq kimi bütün ultrasəs proses parametrləri tam şəkildə idarə oluna bilər. Bu, dəqiq prosesə və keyfiyyətə nəzarət etməyə imkan verir və bir dəfə əldə edilən hasilat nəticələrini təkrarlamağı və çoxaltmağı asanlaşdırır. Çıxarış istehsalçıları, proseslərin və məhsulların standartlaşdırılmasına kömək edən etibarlı proses təkrarlanabilirliyi üçün ultrasəslənməyə dəyər verirlər.

Müvafiq proses parametrlərinin təyin edilməsi ultrasəs hasilatı prosesini ən yüksək effektivliyə və üstün ekstrakt keyfiyyətinə optimallaşdırmağa imkan verir.
Məsələn, xammalın hissəcik ölçüsü (məsələn, sitrus qabığı) mühüm amildir: Daha kiçik hissəcik ölçüsü ultrasəs dalğalarının təsir göstərməsi üçün daha yüksək səth sahəsi deməkdir. Kiçik bir hissəcik ölçüsü bununla daha yüksək pektin məhsuldarlığı, daha aşağı metilasiya dərəcəsi və ramnoqalakturon bölgələrinin daha böyük nisbəti ilə nəticələnir.
Ekstraksiya həlledicisinin pH dəyəri (yəni su + turşu) digər vacib parametrdir. Pektin turşulu şəraitdə ekstraksiya edildikdə, polimerin bir çox ramnoqalakturon şaxələnmiş bölgələri parçalanır, beləliklə, əsas xətti zəncirdə və ya bir neçə neytral şəkər molekulunun bağlandığı əsasən homoqalakturonan "düz" bölgələri qalır.
Ultrasonik pektin ekstraktı ekstraksiya müddətini azaldır və tələb olunan proses temperaturunu azaldır, bu da turşular tərəfindən istənməyən pektinin dəyişdirilməsi şansını azaldır. Bu, pektinləri məhsul tələblərinə uyğun olaraq dəyişdirmək üçün məhdud şərtlərdə turşuların istifadəsini təmin edir.

Ultrasonik Pektin Ekstraktı bu qədər səmərəli edən nədir?

Ultrasonik ekstraksiya təsiri birbaşa hüceyrə divarlarının şişməsinə, perforasiyasına və qırılmasına təsir göstərir. Ultrasonik olaraq induksiya edilmiş kütləvi köçürmə, orta lameldə bitki mənşəli toxumaların parçalanmasına gətirib çıxaran pektinli maddənin nəmlənməsinə səbəb olur. Ultrasonik kavitasiya və kəsilmə qüvvələri hüceyrə divarlarını birbaşa təsir edir və onları qırır. Bu mexanizmlər ultrasəs hasilatının yüksək effektiv nəticələrini verir.

Daha aşağı molekulyar çəkiyə və metoksilləşmə dərəcəsinə malik ultrasəs üsulu ilə çıxarılan pektin (həmçinin akustik kavitasiya yardımı ilə çıxarılan pektin, abbrev. ACAE) kimyəvi və FT-IR analizindən adi istiliklə çıxarılan pektin ilə müqayisədə uzun yan zəncirli ramnoqalakturon-I bölgəsində daha zəngin idi. Ulgtrasonik pektin hasilatı üçün enerji istehlakı ənənəvi istilik metodundan əhəmiyyətli dərəcədə aşağı idi, bu da onun sənaye istehsalı miqyası üçün perspektivli tətbiqini göstərir.
(bax: Wang et al., 2017)
Wang və onun həmkarları (2017) həmçinin ultrasəs köməyi ilə hasilatın ənənəvi istilik hasilatı ilə müqayisədə daha yüksək səmərəlilik və daha az xərclə daha qənaətcil və ətraf mühitə uyğun bir proses olduğunu sübut edir.
 

1000 dəfə böyüdülmüş şəkər çuğundurunun qalıq pulpasının SEM: (a) ekstraksiyadan əvvəl və (b) Xylanasae (250 U/q), (c) Sellülaza (300 U/q), (d) Xylanasae+Cellulase istifadə edərək pektin ekstraksiyasından sonra (1:1) və (e) Xylanasae+Cellulase (1:1.5) və (f) Xylanasae+Cellulase (1:2).
(tədqiqat və şəkillər: Abou-Elseoud et al., 2021)

Ultrasonik Pektin Ekstraktı necə işləyir?

Ultrasonik ekstraksiya yüksək intensiv ultrasəsin sonomekanik təsirlərinə əsaslanır. Ultrasonikasiya yolu ilə pektin hasilatını təşviq etmək və gücləndirmək üçün yüksək güclü ultrasəs dalğaları ultrasəs probu ilə (ultrasəs buynuz və ya sonotrod da deyilir) maye mühitə, yəni pektin tərkibli xammaldan və həlledicidən ibarət olan məhlula birləşdirilir. Ultrasəs dalğaları mayedən keçir və dəyişkən aşağı təzyiq / yüksək təzyiq dövrləri yaradır. Aşağı təzyiqli dövrlər zamanı bir neçə təzyiq dövründə böyüyən dəqiq vakuum baloncukları (sözdə kavitasiya baloncukları deyilir) yaranır. Bu köpük böyüməsi dövründə mayedəki həll olmuş qazlar vakum köpüyünə daxil olur, beləliklə vakum köpüyü böyüyən qaz balonlarına çevrilir. Müəyyən bir ölçüdə, baloncuklar daha çox enerji ala bilmədikdə, yüksək təzyiq dövründə şiddətlə nüfuz edirlər. Bubble implosion, çox yüksək temperatur və təzyiq müvafiq olaraq 4000K və 1000atm-a çatan daxil olmaqla sıx bir kavitasiya qüvvələri ilə xarakterizə olunur; habelə müvafiq yüksək temperatur və təzyiq diferensialları. Bu ultrasəs əmələ gələn türbülanslar və kəsilmə qüvvələri bitki hüceyrələrini parçalayaraq hüceyrədaxili pektinləri su əsaslı həllediciyə buraxır. Ultrasonik kavitasiya olduqca sıx bir kütlə ötürülməsi yaratdığından, sonikasiya çox qısa bir müddət ərzində olduqca yüksək məhsullar verir.

Bitki hüceyrələrindən ultrasəs çıxarılması: mikroskopik transvers bölmə (TS) hüceyrələrdən ultrasonik ekstraksiya zamanı tədbirlərin mexanizmini göstərir (büyütme 2000x) [kaynak: Vilkhu et al. 2011]

Meyvə Tullantılarından çıxarılmış pektinlər

Qabıqlar, meyvə pulpa qalıqları (meyvə suyu basdıqdan sonra) və digər meyvə yan məhsulları kimi meyvə tullantıları çox vaxt zəngin pektin mənbəyidir. Meyvə tullantıları tez-tez heyvan yemi kimi istifadə edilsə də, pektin çıxarılması meyvə tullantılarının daha qiymətli bir istifadəsidir.
Ultrasonik pektin ekstraktı artıq sitrus qabıqları (portağal, naringi, qreypfrut kimi), qovun qabıqları, alma poması, şəkər çuğunduru pulpası, manqo qabıqları, pomidor tullantıları, həmçinin cekfrut, ehtiras meyvəsi, əncir qabıqları ilə uğurla həyata keçirilir.

Ultrasonik Pektin Ekstraktı ilə bağlı Tədqiqatlar

İstilik yolu ilə adi pektin hasilatının çatışmazlıqlarına görə tədqiqat və sənaye artıq ultrasəs çıxarılması kimi yenilikçi alternativləri araşdırmışdır. Beləliklə, müxtəlif xammallar üçün proses parametrləri haqqında geniş məlumat və proses optimallaşdırma məlumatları mövcuddur.

Apple Pomace-dən Pektinin Ultrasonik Çıxarılması

Dranca və Oroian (2019), müxtəlif ultrasəs şərtləri tətbiq edərək və Box-Behnken cavab səthi dizaynını istifadə edərək alma paçasından ultrasəs köməkli pektinin çıxarılması prosesini araşdırdılar. Ultrasəs amplitüdünün çıxarılan pektinin məhsuldarlığını və esterləşmə dərəcəsini güclü şəkildə təsirləndiklərini, ekstraksiyon pH-nın isə hər üç reaksiyaya, yəni məhsul, GalA tərkibi və esterləşmə dərəcəsinə böyük təsir göstərdiyini aşkar etdilər. Ekstraksiya üçün optimal şərtlər% 100 amplitüd, pH 1.8, qatı maye nisbəti 1:10 g / mL və 30 dəq sonikasiya idi. Bu şərtlərdə pektin verimi% 9.183 idi və 98.127 g / 100 g GalA tərkibinə və% 83.202 esterləşmə dərəcəsinə sahib idi. Ultrasonik olaraq ekstrakte edilmiş pektinin nəticələrini ticarət pektinlə əlaqəli olaraq təyin etmək üçün, optimal şəraitdə ultrasəs hasilatı ilə əldə edilən pektin nümunəsi, FT-IR, DSC, reoloji analiz və SEM tərəfindən ticarət sitrus və alma pektin nümunələri ilə müqayisə edildi. İlk iki texnika, ultrasəs ekstraktı ilə çıxarılmış pektin nümunəsinin molekulyar çəkinin daha dar paylanma diapazonu, nizamlı molekulyar tənzimləmə və yüksək səviyyədə esterifikasiya dərəcəsi kimi satılan alma pektinlərinə bənzər bəzi xüsusiyyətlərini vurğuladı. Ultrasonik şəkildə alınan nümunənin morfoloji xüsusiyyətlərinin təhlili bu nümunənin fraqment ölçüləri ilə bir tərəfdəki GalA tərkibi ilə digər tərəfdən su alma qabiliyyəti arasında bir təyinat nümunəsini göstərir. Ultrasonik olaraq çıxarılan pektin məhlulunun viskozitesi, ticarət pektinindən istifadə edilən məhlullardan daha yüksək idi, bəlkə də qalakturon turşusunun yüksək konsentrasiyasıdır. Esterifikasiyanın yüksək dərəcəsini də nəzərə alaraq, bu, ultrasəslə çıxarılan pektin üçün viskozitenin niyə daha yüksək olduğunu izah edə bilər. Tədqiqatçılar, Malus domestica 'Fălticeni' alma pomace-dən ultrasəs çıxarılması ilə çıxarılan pektinin saflığı, quruluşu və reoloji davranışının bu həll olunan lifin perspektivli tətbiq olunduğunu göstərir. (bax: Dranca & Oroian 2019)

Pektin istehsalı üçün yüksək performanslı ultrasəs ekstraktı

Ultrasonik ekstraksiya, sitrus meyvələri yan məhsulları və qabıqları, alma pomace və digərləri kimi yüksək keyfiyyətli pektinlərin müxtəlif xammal istehsalını asanlaşdıran və sürətləndirən etibarlı bir emal texnologiyasıdır. Hielscher Ultrasonics portfelində kompakt laboratoriya ultrasəsləyicilərindən sənaye hasilatı sistemlərinə qədər olan bütün sahələr var. Beləliklə, Hielscher-də sizə nəzərdə tutulmuş proses tutumunuz üçün ən uyğun ultrasəs cihazı təklif edə bilərik. Uzun müddət təcrübəli kadrlarımız, texniki-iqtisadi testlərdən və prosesin optimallaşdırılmasından ultrasəs sisteminizin son istehsal səviyyəsində quraşdırılmasına qədər sizə kömək edəcəkdir.
Ultrasonik çıxarıcılarımızın kiçik ayaq çapı və quraşdırma variantlarındakı çox yönlü olması onları hətta kiçik yerlərdə pektin emalı müəssisələrinə sığdırır. Ultrasonik prosessorlar dünya miqyasında qida, dərman və qida əlavələri istehsal müəssisələrində quraşdırılmışdır.

Hielscher ultrason – Çətin ekstraksiya avadanlığı

Hielscher Ultrasonics məhsul portfeli, kiçikdən böyük miqyasa qədər yüksək performanslı ultrasəs çıxarıcılarının bütün spektrini əhatə edir. Əlavə aksesuarlar, pektin çıxarma prosesiniz üçün ən uyğun ultrasəs cihaz konfiqurasiyasının asanlıqla yığılmasına imkan verir. Optimal ultrasəs qurulması nəzərdə tutulan tutuma, həcmə, xammaldan, partiyadan və ya daxili prosesdən və zaman çizelgəsindən asılıdır.

Batch və Inline

Hielscher ultrasonikatorları toplu və davamlı axın yolu ilə işləmək üçün istifadə edilə bilər. Ultrasonik toplu işləmə proses testi, optimallaşdırma və kiçikdən orta ölçülü istehsal səviyyəsinə qədər idealdır. Böyük miqdarda pektin istehsal etmək üçün satır içi emal daha sərfəli ola bilər. Davamlı bir sıra qarışıq prosesi inkişaf etmiş bir quraşdırma tələb edir – bir nasosdan, şlanqlardan və ya borulardan və çənlərdən ibarətdir, lakin olduqca səmərəlidir, sürətli və xeyli az əmək tələb edir. Hielscher Ultrasonics, hasilat həcmi və proses hədəfləriniz üçün ən uyğun ekstraksiya qurulmasına malikdir.

Hər məhsul tutumu üçün ultrasəs çıxarıcılar

Hielscher Ultrasonics məhsul çeşidi dəzgah üstü və pilot sistemlər üzərindəki kompakt laboratoriya ultrasəsləndiricilərindən saatda yük maşınları yükləmə qabiliyyəti olan tam sənaye ultrasəs prosessorlarına qədər ultrasəs prosessorlarının tam spektrini əhatə edir. Tam məhsul çeşidi, pektin ehtiva edən xammalı, proses tutumu və istehsal hədəfləri üçün sizə ən uyğun ultrasəs çıxarıcıyı təqdim etməyimizə imkan verir.
Ultrasonik tezgah sistemləri fizibilite testləri və proses optimallaşdırması üçün idealdır. Qurulmuş proses parametrlərinə əsaslanan xətti miqyaslandırma, emal güclərini kiçik partiyalardan tam ticarət istehsalına qədər artırmağı çox asanlaşdırır. Yüksək miqyaslandırma ya daha güclü bir ultrasəs çıxarıcı vahid quraşdırmaqla və ya bir neçə ultrasonikatoru paralel olaraq yığmaqla edilə bilər. UIP16000 ilə Hielscher dünya miqyasında ən güclü ultrasəs çıxarıcısı təklif edir.

Optimum nəticələr üçün dəqiq nəzarət olunan amplitudlar

Bütün Hielscher ultrasəs cihazları dəqiq şəkildə idarə oluna bilər və bununla da istehsalda etibarlı iş atlarıdır. Genlik meyvə və biotullantılarından pektinin ultrasəs çıxarılması effektivliyini və effektivliyini təsir edən həlledici proses parametrlərindən biridir.
Bütün Hielscher Ultrasonik’ prosessorlar genliyin dəqiq qurulmasına imkan verir. Sonotrodlar və gücləndirici buynuzlar amplitüdün daha geniş bir aralığında dəyişdirilməsinə imkan verən aksessuarlardır. Hielscher'ın sənaye ultrasəs prosessorları çox yüksək amplitüdlər verə bilər və tələb olunan tətbiqetmələr üçün tələb olunan ultrasəs intensivliyini təmin edə bilər. 200µm-ə qədər olan amplitudlar 7/24 əməliyyatda asanlıqla fasiləsiz olaraq idarə edilə bilər.
Dəqiq amplitüd parametrləri və ağıllı proqram vasitəsi ilə ultrasəs proses parametrlərinin daimi izlənməsi sizə xammalınızı ən təsirli ultrasəs şərtləri ilə müalicə etmə imkanı verir. Ən yaxşı hasilat nəticələri üçün optimal sonikasiya!
Hielscher-in ultrasəs avadanlığının möhkəmliyi ağır iş şəraitində və tələb olunan mühitlərdə 7/24 işləməyə imkan verir. Bu, Hielscher-in ultrasəs avadanlığını hasilat tələblərinizi yerinə yetirən etibarlı bir iş alətinə çevirir.

Asan, Risksiz Test

Ultrasonik proseslər tamamilə xətti miqyaslı ola bilər. Bu, bir laboratoriya və ya dəzgah üstü ultrasonikator istifadə edərək əldə etdiyiniz hər bir nəticəni, eyni proses parametrlərindən istifadə edərək eyni nəticəyə qədər ölçə biləcəyiniz deməkdir. Bu ultrasonikasiyanı risksiz bir fizibilite testi, proses optimallaşdırması və sonrakı ticari istehsalda tətbiq edilməsi üçün ideal edir. Sonikasiyanın pektin ekstraktı istehsalını necə artıracağını öyrənmək üçün bizimlə əlaqə qurun.

Ən yüksək keyfiyyət – Almaniyada dizayn edilmiş və istehsal edilmişdir

Bir ailənin sahib olduğu və ailəyə məxsus bir iş olaraq, Hielscher ultrasəs prosessorları üçün ən yüksək keyfiyyət standartlarına üstünlük verir. Bütün ultrasəs cihazları, Almaniyanın Berlin yaxınlığındakı Teltow şəhərindəki mənzil qərargahımızda hazırlanmış, istehsal olunmuş və hərtərəfli sınaqdan keçirilmişdir. Hielscher-in ultrasəs avadanlıqlarının möhkəmliyi və etibarlılığı onu istehsalınızda iş atı halına gətirir. 24/7 tam yük altında və tələb olunan mühitdə işləmək Hielscher'in yüksək performanslı mikserləri üçün təbii bir xüsusiyyətdir.

Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir: