Extrakce pektinu z grapefruitové kůry pomocí sonikátoru

Pektiny z vedlejších produktů ovoce, jako jsou slupky nebo dužina, se pomocí ultrazvukových extraktorů extrahují vysoce efektivně. Jako spolehlivá, jednoduchá a bezpečně ovladatelná metoda extrakce pektinu zvyšuje sonikace výtěžek a kvalitu pektinu při zrychlené rychlosti výroby. Níže předvádíme účinnou techniku ultrazvukové extrakce pektinu z grapefruitové kůry.

Ultrazvuková extrakce pektinu krok za krokem

Ultrazvuková extrakce pektinu označuje použití výkonového ultrazvuku za účelem podpory uvolňování pektinů ze suroviny (např. ovocných slupek, vedlejších produktů citrusových plodů). Sonikace je dobře zavedená technika k narušení buněčných stěn a uvolnění pektinu z rostlinného materiálu.
Následující protokol pro ultrazvukovou extrakci pektinu z grapefruitových slupek pomocí sonikátoru sondového typu a následné srážení ethanolem:


Použité materiály:

• 50gr grapefruitové kůry
• 200mL přečištěné vody
• 400mL ethanolu
• Sonikátor UP200St + sonotroda S26d14
• Skleněné kádinky

Příprava suroviny:

• Jako surovinu si opatřete citrusovou kůru. V tomto protokolu používáme grapefruitové slupky.
• Citrusovou kůru důkladně omyjte, abyste odstranili veškerou špínu nebo nečistoty.
• Citrusovou kůru nakrájejte na malé kousky, abyste zvětšili povrch pro extrakci.

Volba rozpouštědla:
Preferovaným rozpouštědlem pro extrakci je voda, která je levná a netoxická. Voda se pro extrakci pektinu běžně používá díky své schopnosti rozpouštět pektin, aniž by způsobovala jeho degradaci. Přidání malého množství kyselin (např. kyseliny citronové, kyseliny octové, kyseliny dusičné nebo chlorovodíkové) do vody jako rozpouštědla napomáhá rozpouštění pektinu z rostlinných materiálů a zlepšuje proces extrakce. Dobrou orientační hodnotou je nastavení rozpouštědla na hodnotu pH přibližně 2–3 pH.

Postup ultrazvukové extrakce:

• Vložte přibližně 50 gr jemně nasekaných kousků citrusové kůry do kádinky nebo baňky.
• Ke citrusové kůře přidejte přibližně 200 ml zvoleného rozpouštědla.
• K ošetření směsi ultrazvukovými vlnami použijte sonikátor sondového typu. My používáme UP200Ht, výkonný ultrazvukový extraktor o výkonu 200 wattů vybavený sonotrodou S26d14. Nastavte amplitudu na 100%.
• Směs sonikujte přibližně 10 min, dokud není dosaženo optimální extrakce.

Filtrace:
Po sonikaci směs přefiltrujte přes předem navlhčené jemné sítko nebo filtrační plátno, abyste oddělili extrahovaný roztok pektinu od pevného zbytku, tedy částic grapefruitové kůry. Několikanásobné opakování tohoto filtračního kroku zajistí odstranění všech pevných zbytků.

Srážení ethanolem:

• K vysrážení pektinu z extrahovaného roztoku se běžně používá ethanol jako srážecí činidlo nebo činidlo zastavující proces.
• Přefiltrovaný roztok pektinu přeneste do čisté nádoby.
• Za stálého míchání postupně přidávejte k roztoku pektinu ethanol. Poměr ethanolu k roztoku pektinu se liší, ale obvykle činí objemově přibližně 2:1 (ethanol: roztok).
• Pokračujte v přidávání ethanolu, dokud není dosaženo konečné koncentrace přibližně 70–80% ethanolu v roztoku. Tato koncentrace podporuje vysrážení pektinu.
• Nechte směs stát po dostatečně dlouhou dobu, obvykle několik hodin nebo přes noc, aby se usnadnilo srážení.
• Po vysrážení shromážděte vysrážený pektin odstředěním nebo filtrací.
• Vysrážený pektin promyjte ethanolem, abyste odstranili nečistoty a zbytkové rozpouštědlo.
• Nakonec přečištěný pektin vysušte ve vakuu nebo při nízké teplotě, abyste odstranili veškerou zbývající vlhkost.

Vzhledem k tomu, že obsah pektinu i ovocná surovina podléhají přirozeným výkyvům, může být nutné postup extrakce odpovídajícím způsobem přizpůsobit. To znamená, že konkrétní podmínky extrakce a srážení může být nutné optimalizovat v závislosti na druhu citrusové kůry, zralosti, výtěžku pektinu a požadovaných vlastnostech pektinu. Ke kvantifikaci obsahu pektinu a posouzení účinnosti extrakce lze využít analytické techniky, jako je gravimetrická analýza nebo spektrofotometrické metody.

SEM zbytkové dužiny cukrové řepy při 1000x zvětšení: (a) před extrakcí a po extrakci pektinu pomocí (b) Xylanasae (250 U/g), (c) celulázy (300 U/g), (d) Xylanasae+celulázy (1:1) a (e) Xylanasae+celulázy (1:1,5) a (f) Xylanasae+celulázy (1:2).
(studie a snímky: Abou-Elseoud et al., 2021)

Průmyslová extrakce pektinu se sonikátory Hielscher

Stejný postup ultrazvukové extrakce pektinu, který byl předveden výše, lze lineárně škálovat na průmyslovou inline výrobu. Použití ultrazvukového reaktoru s průtokovou celou umožňuje zpracovávat velké objemy vedlejších produktů ovoce kontinuálním inline zpracováním.
Hielscher Ultrasonics nabízí propracovanou řadu průmyslových sonikátorů pro zpracování ovocného a zeleninového materiálu pro výrobu pektinu.

Sonikace se nepoužívá pouze k extrakci pektinu, ale také k izolaci polyfenolů z ovocných výlisků, dužiny, slupek a semen. Více informací zde!
 

Níže uvedená tabulka vám poskytne představu o přibližné zpracovatelské kapacitě našich ultrazvukových přístrojů:

Návrh, výroba a poradenství – kvalita vyrobená v Německu

Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou proslulé svými nejvyššími standardy kvality a designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují hladkou integraci našich ultrazvukových přístrojů do průmyslových zařízení. Ultrazvukové přístroje Hielscher snadno zvládají drsné podmínky i náročná prostředí.

Hielscher Ultrasonics je společnost s certifikací ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné ultrazvukové přístroje s nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Ultrazvukové přístroje Hielscher samozřejmě splňují požadavky CE a vyhovují požadavkům UL, CSA a RoHs.