Ekstrakcija pektina iz kore grejpfruta pomoću sonikatora

Pektini iz nusproizvoda voća, poput kore ili pulpe, vrlo se efikasno ekstrahuju pomoću ultrazvučnih ekstraktora. Kao pouzdana, jednostavna i sigurna metoda ekstrakcije pektina, ultrazvučna obrada (sonikacija) povećava prinos i kvalitet pektina uz ubrzanu brzinu proizvodnje. U nastavku prikazujemo djelotvornu tehniku ultrazvučne ekstrakcije pektina iz kore grejpfruta.

Ultrazvučna ekstrakcija pektina korak po korak

Ultrazvučna ekstrakcija pektina podrazumijeva primjenu snažnog ultrazvuka radi poticanja oslobađanja pektina iz sirovine (npr. kore voća, nusproizvodi citrusa). Ultrazvučna obrada (sonikacija) je dobro uspostavljena tehnika za razgradnju ćelijskih zidova i oslobađanje pektina iz biljnog materijala.
Slijedi protokol za ultrazvučnu ekstrakciju pektina iz kore grejpfruta pomoću sonikatora sa sondom i naknadno taloženje etanolom:


Korišteni materijali:

• 50gr kore grejpfruta
• 200mL pročišćene vode
• 400mL etanola
• Sonikator UP200St + sonotroda S26d14
• Staklene čaše

Priprema sirovine:

• Pribavite koru citrusa kao sirovinu. U ovom protokolu koristimo koru grejpfruta.
• Temeljito operite koru citrusa kako biste uklonili prljavštinu ili ostatke.
• Narežite koru citrusa na sitne komade kako biste povećali površinu za ekstrakciju.

Odabir otapala:
Voda je poželjno otapalo za ekstrakciju, jeftina je i neotrovna. Voda se uobičajeno koristi za ekstrakciju pektina zbog svoje sposobnosti da otapa pektin bez izazivanja razgradnje. Dodavanje male količine kiselina (npr. limunske kiseline, octene kiseline, dušične ili hlorovodonične kiseline) vodi kao otapalu pomaže u otapanju pektina iz biljnih materijala i poboljšava proces ekstrakcije. Podešavanje otapala na pH vrijednost od otprilike 2–3 pH dobra je orijentaciona vrijednost.

Postupak ultrazvučne ekstrakcije:

• Stavite otprilike 50 gr sitno isjeckanih komada kore citrusa u čašu ili tikvicu.
• Kori citrusa dodajte otprilike 200 ml odabranog otapala.
• Smjesu tretirajte ultrazvučnim talasima pomoću sonikatora sa sondom. Mi koristimo UP200Ht, ultrazvučni ekstraktor snage 200 vati, opremljen sonotrodom S26d14. Postavite amplitudu na 100%.
• Sonicirajte smjesu otprilike 10 min dok se ne postigne optimalna ekstrakcija.

Filtracija:
Nakon ultrazvučne obrade, profiltrirajte smjesu pomoću prethodno navlažene fine mreže ili filter tkanine kako biste odvojili ekstrahirani rastvor pektina od čvrstog ostatka, čestica kore grejpfruta. Višestruko ponavljanje ovog koraka filtracije osigurava da su svi čvrsti ostaci uklonjeni.

Taloženje etanolom:

• Za taloženje pektina iz ekstrahiranog rastvora uobičajeno se kao sredstvo za taloženje ili sredstvo za zaustavljanje procesa koristi etanol.
• Prenesite profiltrirani rastvor pektina u čistu posudu.
• Postepeno dodajte etanol u rastvor pektina uz neprekidno miješanje. Omjer etanola i rastvora pektina varira, ali je obično oko 2:1 (etanol : rastvor) po volumenu.
• Nastavite dodavati etanol dok se ne postigne konačna koncentracija od otprilike 70–80% etanola u rastvoru. Ova koncentracija potiče taloženje pektina.
• Ostavite smjesu da stoji dovoljno dugo, obično nekoliko sati ili preko noći, kako bi se olakšalo taloženje.
• Nakon taloženja, istaloženi pektin prikupite centrifugiranjem ili filtracijom.
• Istaloženi pektin isperite etanolom kako biste uklonili nečistoće i zaostalo otapalo.
• Na kraju, pročišćeni pektin osušite u vakuumu ili na niskoj temperaturi kako biste uklonili preostalu vlagu.

Budući da su sadržaj pektina i sirovina na bazi voća podložni prirodnim varijacijama, postupak ekstrakcije će možda trebati prilagoditi u skladu s tim. To znači da će se specifični uvjeti ekstrakcije i taloženja možda morati optimizirati ovisno o vrsti kore citrusa, zrelosti, prinosu pektina i željenim svojstvima pektina. Analitičke tehnike kao što su gravimetrijska analiza ili spektrofotometrijske metode mogu se primijeniti za kvantifikaciju sadržaja pektina i procjenu efikasnosti ekstrakcije.

SEM rezidualne pulpe šećerne repe pri uvećanju od 1000x: (a) prije ekstrakcije, i nakon ekstrakcije pektina korištenjem (b) Xylanasae (250 U/g), (c) celulaze (300 U/g), (d) Xylanasae+celulaze (1:1), (e) Xylanasae+celulaze (1:1,5) i (f) Xylanasae+celulaze (1:2).
(studija i slike: Abou-Elseoud et al., 2021)

Industrijska ekstrakcija pektina pomoću Hielscher sonikatora

Isti postupak ultrazvučne ekstrakcije pektina prikazan gore može se linearno skalirati na industrijsku inline proizvodnju. Upotreba ultrazvučnog reaktora s protočnom ćelijom omogućava obradu velikih količina nusproizvoda voća u kontinuiranom inline tretmanu.
Hielscher Ultrasonics nudi sofisticiranu liniju industrijskih sonikatora za obradu voćnog i povrtnog materijala za proizvodnju pektina.

Ultrazvučna obrada (sonikacija) ne koristi se samo za ekstrakciju pektina, nego i za izolaciju polifenola iz komine voća, pulpe, kore i sjemenki. Saznajte više ovdje!
 

Tabela u nastavku daje orijentacijski prikaz približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Dizajn, proizvodnja i savjetovanje – kvalitet proizveden u Njemačkoj

Hielscher ultrazvučni uređaji poznati su po svojim najvišim standardima kvaliteta i dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućavaju nesmetano integriranje naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Hielscher ultrazvučni uređaji lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana kompanija i stavlja poseban naglasak na visokoperformansne ultrazvučne uređaje koji odlikuju najsavremenu tehnologiju i jednostavnost korištenja. Naravno, Hielscher ultrazvučni uređaji usklađeni su s CE oznakom i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.