Pektinekstraktion fra grapefrugtskal ved hjælp af en soniker

Pektiner fra frugtbiprodukter såsom skræl eller papirmasse ekstraheres meget effektivt ved hjælp af ultralydsekstraktorer. Som en pålidelig enkel og sikker at betjene pektinekstraktionsmetode øger sonikering pektinudbyttet og pektinkvaliteten ved accelereret produktionshastighed. Nedenfor demonstrerer vi den effektive teknik til ultralydpektinekstraktion fra grapefrugtskal.

Ultralyd pektin ekstraktion trin for trin

Ultralydpektinekstraktion beskriver anvendelsen af ultralyd for at fremme frigivelsen af pektiner fra et råmateriale (f.eks. Frugtskaller, biprodukter fra citrusfrugter). Sonikering er en veletableret teknik til at forstyrre cellevægge og frigive pektin fra plantemateriale.
Følgende protokol til ultralydpektinekstraktion fra grapefrugtskaller ved hjælp af en sonde-type soniker og efterfølgende ethanoludfældning:


Anvendte materialer:

• 50gr grapefrugtskal
• 200 ml renset vand
• 400 ml ethanol
• Sonicator UP200St + sonotrode S26d14
• Glas bægre

Tilberedning af råmateriale:

• Få citrusskal som råmateriale. I denne protokol bruger vi grapefrugtskaller.
• Vask citrusskallen grundigt for at fjerne snavs eller snavs.
• Skær citrusskallen i små stykker for at øge overfladearealet til ekstraktion.

Valg af opløsningsmiddel:
Vand er det foretrukne opløsningsmiddel til ekstraktion, hvilket er billigt og ikke-giftigt. Vand bruges almindeligvis til pektinekstraktion på grund af dets evne til at opløse pektin uden at forårsage nedbrydning. Tilsætning af en lille mængde syrer (f.eks. citronsyre, eddikesyre, salpetersyre eller saltsyre) til vand som opløsningsmiddel hjælper med at opløse pektin fra plantematerialer og forbedrer ekstraktionsprocessen. Justering af opløsningsmidlet til en pH-værdi på ca. 2-3 pH er en god vejledende værdi.
 
Ultralyd ekstraktionsprocedure:

• Læg ca. 50 gr finthakkede stykker citrusskal i et bæger eller kolbe.
• Tilsæt ca. 200 ml af det valgte opløsningsmiddel til citrusskallen.
• Brug en sonde-type sondeapparat til at behandle blandingen med ultralydsbølger. Vi bruger UP200Ht, 200 watt kraftig ultralydsekstraktor udstyret med sonotrode S26d14. Indstil amplituden til 100%.
• Soniker blandingen i ca. 10 minutter, indtil optimal ekstraktion er opnået.

Filtrering:
Efter sonikering filtreres blandingen ved hjælp af en forfugtet finmasket eller filterklud for at adskille den ekstraherede pektinopløsning fra den faste rest, grapefrugtskrælpartiklerne. Gentag disse filtreringstrin flere gange sikrer, at alle faste rester fjernes.
 

Ethanol udfældning:

• For at udfælde pektin fra den ekstraherede opløsning bruges ethanol almindeligvis som et udfældnings- eller slukningsmiddel.
• Overfør den filtrerede pektinopløsning til en ren beholder.
• Tilsæt gradvist ethanol til pektinopløsningen under konstant omrøring. Forholdet mellem ethanol og pektinopløsning varierer, men er typisk omkring 2:1 (ethanol: opløsning) i volumen.
• Fortsæt med at tilsætte ethanol, indtil en endelig koncentration på ca. 70-80% ethanol i opløsningen er nået. Denne koncentration fremmer udfældningen af pektin.
• Lad blandingen stå i en tilstrækkelig periode, normalt flere timer eller natten over, for at lette nedbør.
• Efter udfældning opsamles det udfældede pektin ved centrifugering eller filtrering.
• Vask det udfældede pektin med ethanol for at fjerne urenheder og resterende opløsningsmiddel.
• Til sidst tørres det rensede pektin under vakuum eller ved lav temperatur for at fjerne eventuel resterende fugt.

Da pektinindholdet og den frugtbaserede råvare er genstand for naturlige variationer, kan det være nødvendigt at tilpasse udvindingsproceduren i overensstemmelse hermed. Det betyder, at de specifikke ekstraktions- og nedbørsforhold muligvis skal optimeres afhængigt af typen af citrusskal, modenhed, pektinudbytte og ønskede pektinegenskaber. Analytiske teknikker såsom gravimetrisk analyse eller spektrofotometriske metoder kan anvendes til at kvantificere pektinindholdet og vurdere ekstraktionseffektiviteten.

SEM af restsukkerroetrævler ved 1000x forstørrelse: a) før ekstraktion og efter ekstraktion af pektin ved hjælp af b) Xylanasae (250 E/g), c) Cellulase (300 U/g), d) Xylanasae+Cellulase (1:1) og e) Xylanasae+Cellulase (1:1.5) og f) Xylanasae+Cellulase (1:2).(undersøgelse og billeder: Abou-Elseoud et al., 2021)

Industriel pektinekstraktion med Hielscher Sonicators

Den samme procedure for ultralydpektinekstraktion demonstreret ovenfor kan skaleres lineært til industriel inline-produktion. Brugen af en ultralydsflowcellereaktor gør det muligt at behandle store mængder frugtbiprodukter i en kontinuerlig inline-behandling.
Hielscher Ultrasonics tilbyder en sofistikeret serie af industrielle sonikere til forarbejdning af frugt- og grøntsagsmateriale til pektinproduktion.

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater:

Design, produktion og rådgivning – Kvalitet fremstillet i Tyskland

Hielscher ultralydapparater er kendt for deres højeste kvalitet og designstandarder. Robusthed og nem betjening muliggør en jævn integration af vores ultralydapparater i industrielle faciliteter. Hårde forhold og krævende miljøer håndteres let af Hielscher ultralydsapparater.

Hielscher Ultrasonics er et ISO-certificeret firma og lægger særlig vægt på højtydende ultralydapparater med avanceret teknologi og brugervenlighed. Selvfølgelig er Hielscher ultralydapparater CE-kompatible og opfylder kravene i UL, CSA og RoHs.