Екстракция на пектин от кора на грейпфрут с ултразвуков апарат

Пектините от странични продукти от преработката на плодове, като кори или пулпа, се извличат с много висока ефективност чрез ултразвукови екстрактори. Като надежден, прост и безопасен за прилагане метод за екстракция на пектин, ултразвуковата обработка увеличава добива и качеството на пектина при ускорено производство. По-долу демонстрираме ефективната техника за ултразвукова екстракция на пектин от кора на грейпфрут.

Ултразвукова екстракция на пектин стъпка по стъпка

Ултразвуковата екстракция на пектин представлява прилагане на високомощен ултразвук за подпомагане на освобождаването на пектини от суровина (напр. плодови кори, странични продукти от преработката на цитрусови плодове). Ултразвуковата обработка е утвърдена техника за разрушаване на клетъчните стени и освобождаване на пектин от растителен материал.
Следният протокол за ултразвукова екстракция на пектин от кори на грейпфрут със сондажен ултразвуков апарат и последващо утаяване с етанол:


Използвани материали:

• 50gr кора на грейпфрут
• 200mL пречистена вода
• 400mL етанол
• Ултразвуков апарат UP200St + сонотрод S26d14
• Стъклени лабораторни чаши

Подготовка на суровината:

• Осигурете цитрусова кора като суровина. В този протокол използваме кори на грейпфрут.
• Измийте старателно цитрусовата кора, за да отстраните всички замърсявания или остатъци.
• Нарежете цитрусовата кора на малки парчета, за да увеличите повърхността за екстракция.

Избор на разтворител:
Водата е предпочитаният разтворител за екстракция, тъй като е евтина и нетоксична. Водата се използва често за екстракция на пектин поради способността си да го разтваря, без да причинява разграждането му. Добавянето на малко количество киселини (напр. лимонена киселина, оцетна киселина, азотна или солна киселина) към водата като разтворител подпомага разтварянето на пектина от растителни материали и подобрява процеса на екстракция. Регулирането на разтворителя до стойност на pH приблизително 2–3 pH е добър ориентир.
 
Процедура за ултразвукова екстракция:

• Поставете приблизително 50 gr ситно нарязани парчета цитрусова кора в лабораторна чаша или колба.
• Добавете приблизително 200 ml от избрания разтворител към цитрусовата кора.
• Използвайте сондажен ултразвуков апарат, за да обработите сместа с ултразвукови вълни. Използваме UP200Ht, мощен ултразвуков екстрактор с мощност 200 вата, оборудван със сонотрод S26d14. Задайте амплитудата на 100%.
• Обработвайте сместа с ултразвук приблизително 10 min, докато се постигне оптимална екстракция.

Филтриране:
След ултразвуковата обработка филтрирайте сместа през предварително навлажнена фина мрежа или филтърна тъкан, за да отделите разтвора на извлечения пектин от твърдия остатък – частиците от кората на грейпфрута. Повтарянето на тези стъпки на филтриране няколко пъти гарантира отстраняването на всички твърди остатъци.
 

Утаяване с етанол:

• За утаяване на пектина от получения чрез екстракция разтвор обикновено се използва етанол като утаител или агент за спиране на процеса.
• Прехвърлете филтрирания пектинов разтвор в чист съд.
• Постепенно добавяйте етанол към пектиновия разтвор при непрекъснато разбъркване. Съотношението между етанола и пектиновия разтвор варира, но обикновено е около 2:1 (етанол: разтвор) по обем.
• Продължете да добавяте етанол, докато се достигне крайна концентрация на етанол в разтвора приблизително 70–80%. Тази концентрация подпомага утаяването на пектина.
• Оставете сместа да престои достатъчно време, обикновено няколко часа или през нощта, за да улесните утаяването.
• След утаяването съберете утаения пектин чрез центрофугиране или филтриране.
• Промийте утаения пектин с етанол, за да отстраните примесите и остатъчния разтворител.
• Накрая изсушете пречистения пектин под вакуум или при ниска температура, за да отстраните останалата влага.

Тъй като съдържанието на пектин и плодовата суровина са подложени на естествени вариации, може да се наложи процедурата за екстракция да бъде съответно адаптирана. Това означава, че специфичните условия на екстракция и утаяване може да се нуждаят от оптимизиране в зависимост от вида на цитрусовата кора, зрелостта, добива на пектин и желаните свойства на пектина. За количествено определяне на съдържанието на пектин и оценка на ефективността на екстракцията могат да се използват аналитични техники като гравиметричен анализ или спектрофотометрични методи.

Сканираща електронна микроскопия (SEM) на остатъчната пулпа от захарно цвекло при увеличение 1000x: (a) преди екстракцията и след екстракция на пектин с използване на (b) Xylanasae (250 U/g), (c) целулаза (300 U/g), (d) Xylanasae+целулаза (1:1), (e) Xylanasae+целулаза (1:1,5) и (f) Xylanasae+целулаза (1:2).
(изследване и изображения: Abou-Elseoud et al., 2021)

Промишлена екстракция на пектин с ултразвукови апарати Hielscher

Същата процедура за ултразвукова екстракция на пектин, демонстрирана по-горе, може да бъде линейно мащабирана до промишлено производство в поточна линия. Използването на ултразвуков реактор с проточна клетка позволява обработката на големи обеми странични продукти от преработката на плодове чрез непрекъсната обработка в поточна линия.
Hielscher Ultrasonics предлага усъвършенствана серия промишлени ултразвукови апарати за обработка на плодови и зеленчукови материали за производство на пектин.
 
Ултразвуковата обработка се използва не само за екстракция на пектин, но и за изолиране на полифеноли от плодови джибри, пулпа, кори и семена. Прочетете повече тук!
 

Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови апарати:

Проектиране, производство и консултации – качество, произведено в Германия

Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни с най-високите си стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Ултразвуковите апарати Hielscher лесно се справят с тежки условия и взискателни работни среди.

Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителни ултразвукови апарати с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати Hielscher съответстват на CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.