Υψηλότερες αποδόσεις πηκτίνης με εκχύλιση με υπερήχους
Η εκχύλιση με υπερήχους οδηγεί σε υψηλές αποδόσεις πηκτινών ανώτερης ποιότητας. Χρησιμοποιώντας υπερήχους, πολύτιμες πηκτίνες μπορούν να παραχθούν αποτελεσματικά από απόβλητα φρούτων (π.χ., υποπροϊόντα από την επεξεργασία χυμού) και άλλες βιολογικές πρώτες ύλες. Υπερήχων πηκτίνη εκχύλιση υπερέχει άλλες τεχνικές εκχύλισης με την παραγωγή υψηλότερων αποδόσεων, δίνοντας ανώτερη ποιότητα πηκτίνης, και μια ταχεία διαδικασία εκχύλισης.
Εντατικοποιημένη εκχύλιση πηκτίνης με υπερήχους
Η πηκτίνη χρησιμοποιείται ως πηκτωματογόνος, γαλακτωματοποιητικός και πυκνωτικός παράγοντας σε πολλά προϊόντα διατροφής, καθώς και ως συστατικό σε καλλυντικά και φαρμακευτικά προϊόντα. Η συμβατική βιομηχανική εκχύλιση πηκτίνης γίνεται μέσω εκχύλισης ζεστού νερού, όπου η πρώτη ύλη όπως φλούδες εσπεριδοειδών, πυρηνελαίου και άλλα απόβλητα φρούτων εμποτίζεται σε ζεστό νερό 60-100°C σε χαμηλό pH (περίπου pH 1,5 – 3,5) για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό μετατρέπει τη συμβατική εκχύλιση ζεστού νερού σε μια χρονοβόρα και ενεργοβόρα διαδικασία, η οποία συχνά δεν είναι αρκετά αποτελεσματική για να απελευθερώσει την πλήρη ποσότητα πηκτινών που είναι διαθέσιμες στην πρώτη ύλη.
Προκειμένου να ξεπεραστεί η αναποτελεσματικότητα της συμβατικής μεθόδου παραγωγής, η εκχύλιση με υπερήχους εφαρμόζεται ως τεχνική εντατικοποίησης της διαδικασίας που μειώνει το χρόνο εκχύλισης και μεγιστοποιεί σημαντικά την απόδοση πηκτίνης σε σύγκριση με την παραδοσιακή εκχύλιση ζεστού νερού.
Το πλεονέκτημα της εκχύλισης πηκτίνης υπερήχων
Υπερήχων εκχύλιση εφαρμόζεται σε πολλούς τομείς της παραγωγής εκχυλίσματος, π.χ. βοτανικά και φυτικά εκχυλίσματα για τρόφιμα, συμπληρώματα, φαρμακευτικά προϊόντα, και καλλυντικά. Ένα πολύ χαρακτηριστικό παράδειγμα εκχύλισης με υπερήχους είναι η εκχύλιση κανναβιδιόλης (CBD) και άλλων ενώσεων από το φυτό κάνναβης.
Υπερήχων εκχύλιση είναι μια μη θερμική τεχνική εκχύλισης, η οποία εμποδίζει με αυτόν τον τρόπο τις βιοδραστικές ενώσεις κατά της θερμικής υποβάθμισης. Όλες οι παράμετροι της διαδικασίας υπερήχων, όπως το πλάτος, η ένταση, ο χρόνος, η θερμοκρασία και η πίεση, μπορούν να ελεγχθούν ακριβώς. Αυτό επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο της διαδικασίας και της ποιότητας και διευκολύνει την επανάληψη και την αναπαραγωγή μόλις ληφθούν τα αποτελέσματα της εκχύλισης. Οι παραγωγοί εκχυλίσματος εκτιμούν την υπερήχους για την αξιόπιστη επαναληψιμότητα της διαδικασίας, η οποία βοηθά στην τυποποίηση των διαδικασιών και των προϊόντων.
- ένταση υπερήχων
- θερμοκρασία
- τιμή pH
- Ώρα
- Μέγεθος σωματιδίων της πρώτης ύλης

Ο υπερηχητικός απορροφητήρας UIP4000hdT είναι ένας ισχυρός απορροφητήρας 4kW για βιομηχανική παραγωγή πηκτίνης.
Ο προσδιορισμός των σχετικών παραμέτρων της διαδικασίας επιτρέπει τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας εκχύλισης με υπερήχους στην υψηλότερη απόδοση και ανώτερη ποιότητα εκχυλίσματος.
Για παράδειγμα, το μέγεθος των σωματιδίων της πρώτης ύλης (π.χ. φλούδες εσπεριδοειδών) είναι ένας σημαντικός παράγοντας: Ένα μικρότερο μέγεθος σωματιδίων σημαίνει μεγαλύτερη επιφάνεια για να δράσουν τα υπερηχητικά κύματα. Ένα μικρό μέγεθος σωματιδίων έχει ως αποτέλεσμα υψηλότερες αποδόσεις πηκτίνης, χαμηλότερο βαθμό μεθυλίωσης και μεγαλύτερη αναλογία περιοχών rhamnogalacturonan.
The pH value of the extraction solvent (i.e. water + acid) is another essential parameter. When pectin is extracted under acidic conditions, many rhamnogalacturonan branched regions of the polymer are decomposed, so that mainly homogalacturonan “straight” regions with a few neutral sugar molecules attached on or in the main linear chain remain.
Υπερήχων πηκτίνη εκχύλιση μειώνει το χρόνο εκχύλισης και μειώνει την απαιτούμενη θερμοκρασία της διαδικασίας, η οποία μειώνει την πιθανότητα ανεπιθύμητης τροποποίησης πηκτίνης από οξέα. Αυτό επιτρέπει τη χρήση οξέων υπό περιορισμένες συνθήκες, προκειμένου να τροποποιηθούν οι πηκτίνες με ακρίβεια στις απαιτήσεις του προϊόντος.
Τι κάνει υπερήχων πηκτίνη εκχύλιση τόσο αποτελεσματική?
Ο αντίκτυπος της εκχύλισης με υπερήχους επηρεάζει άμεσα τη διόγκωση, διάτρηση και θραύση των κυτταρικών τοιχωμάτων. Υπερήχων επαγόμενη μεταφορά μάζας προκαλεί την ενυδάτωση του πηκτώδους υλικού στο μεσαίο έλασμα που οδηγεί στη διάσπαση των φυτικών ιστών. Υπερήχων σπηλαίωση και δυνάμεις διάτμησης επηρεάζουν άμεσα τα κυτταρικά τοιχώματα και να τα σπάσουν ανοιχτά. Αυτοί οι μηχανισμοί έχουν ως αποτέλεσμα τα εξαιρετικά αποτελεσματικά αποτελέσματα της εκχύλισης με υπερήχους.
Υπερήχων εκχυλισμένη πηκτίνη (επίσης ακουστική σπηλαίωση υποβοηθούμενη εκχυλισμένη πηκτίνη, συντομογραφία ACAE) που είχε χαμηλότερο μοριακό βάρος και βαθμό μεθοξυλίωσης ήταν πλουσιότερη στην περιοχή rhamnogalacturonan-I με μακριές πλευρικές αλυσίδες σε σύγκριση με τη συμβατική θερμότητα που εξάγεται πηκτίνη από χημική και FT-IR ανάλυση. Η κατανάλωση ενέργειας για την εκχύλιση πηκτίνης ulgtrasonic ήταν σημαντικά χαμηλότερη από τη συμβατική μέθοδο θέρμανσης, γεγονός που δείχνει την πολλά υποσχόμενη εφαρμογή της για βιομηχανική κλίμακα παραγωγής.
(πρβλ. Wang et al., 2017)
Ο Wang και οι συνάδελφοί του (2017) υποστηρίζουν επίσης ότι η υπερηχητικά υποβοηθούμενη εκχύλιση έχει αποδειχθεί ότι είναι μια πιο οικονομική και φιλική προς το περιβάλλον διαδικασία με υψηλότερη απόδοση και μικρότερο κόστος σε σύγκριση με τη συμβατική εξαγωγή θέρμανσης.

SEM υπολειμματικού πολτού ζαχαρότευτλων σε μεγέθυνση 1000x: α) πριν από την εκχύλιση και μετά την εκχύλιση πηκτίνης χρησιμοποιώντας β) Xylanasae (250 U/g), γ) κυτταρινάση (300 U/g), δ) ξυλανάσαη+κυτταρινάση (1:1) και ε) ξυλανάσαη+κυτταρινάση (1:1,5) και στ) ξυλανάσαη+κυτταρινάση (1:2).
(μελέτη και εικόνες: Abou-Elseoud et al., 2021)
Πώς υπερήχων πηκτίνη εκχύλιση εργασίας?
Υπερήχων εκχύλιση βασίζεται στις sonomechanical επιδράσεις των υπερήχων υψηλής έντασης. Για την προώθηση και την εντατικοποίηση της εκχύλισης πηκτίνης μέσω υπερήχων, τα κύματα υπερήχων υψηλής ισχύος συνδέονται μέσω ενός υπερηχητικού καθετήρα (που ονομάζεται επίσης υπερηχητικό κέρατο ή sonotrode) στο υγρό μέσο, δηλαδή στον πολτό που αποτελείται από την πρώτη ύλη που περιέχει πηκτίνη και τον διαλύτη. Τα κύματα υπερήχων ταξιδεύουν μέσω του υγρού και δημιουργούν εναλλασσόμενους κύκλους χαμηλής? υψηλής πίεσης. Κατά τη διάρκεια κύκλων χαμηλής πίεσης, δημιουργούνται λεπτές φυσαλίδες κενού (οι λεγόμενες φυσαλίδες σπηλαίωσης), οι οποίες αναπτύσσονται σε αρκετούς κύκλους πίεσης. Κατά τη διάρκεια αυτών των κύκλων ανάπτυξης φυσαλίδων, τα διαλυμένα αέρια στο υγρό εισέρχονται στη φυσαλίδα κενού, έτσι ώστε η φυσαλίδα κενού να μετατραπεί σε αναπτυσσόμενες φυσαλίδες αερίου. Σε ένα ορισμένο μέγεθος, όταν οι φυσαλίδες δεν μπορούν να απορροφήσουν περισσότερη ενέργεια, εκρήγνυνται βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Η κατάρρευση φυσαλίδων χαρακτηρίζεται από έντονες δυνάμεις σπηλαίωσης, συμπεριλαμβανομένης της πολύ υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης που φτάνει μέχρι 4000K και 1000atm, αντίστοιχα. καθώς και αντίστοιχες διαφορές υψηλής θερμοκρασίας και πίεσης. Αυτές οι υπερηχητικά παραγόμενες αναταράξεις και οι δυνάμεις διάτμησης διασπούν τα φυτικά κύτταρα και απελευθερώνουν τις ενδοκυτταρικές πηκτίνες στον διαλύτη με βάση το νερό. Δεδομένου ότι η υπερηχητική σπηλαίωση δημιουργεί εξαιρετικά έντονη μεταφορά μάζας, υπερήχηση οδηγεί σε εξαιρετικά υψηλές αποδόσεις μέσα σε πολύ σύντομο χρόνο επεξεργασίας.

Υπερήχων παρτίδα απαγωγέα UIP2000hdT με κέρατο καταρράκτη
Πηκτίνες που εξάγονται από απόβλητα φρούτων
Τα απόβλητα φρούτων όπως οι φλούδες, τα υπολείμματα πολτού φρούτων (μετά την πίεση του χυμού φρούτων) και άλλα υποπροϊόντα φρούτων είναι συχνά πλούσιες πηγές πηκτίνης. Ενώ τα απόβλητα φρούτων χρησιμοποιούνται συχνά ως ζωοτροφές, η εξόρυξη πηκτίνης είναι μια πιο πολύτιμη χρήση των αποβλήτων φρούτων.
Υπερήχων πηκτίνη εκχύλιση εκτελείται ήδη με επιτυχία με φλούδες εσπεριδοειδών (όπως πορτοκάλια, μανταρίνια, γκρέιπφρουτ), φλούδες πεπονιού, πυρηνέλαιο μήλου, πολτό ζαχαρότευτλων, φλούδες μάνγκο, απόβλητα ντομάτας, καθώς και jackfruit, φρούτα του πάθους, φλούδες σύκου μεταξύ άλλων.
Μελέτες περιπτώσεων εκχύλισης πηκτίνης υπερήχων
Λόγω των μειονεκτημάτων της συμβατικής εκχύλισης πηκτίνης με θερμότητα, η έρευνα και η βιομηχανία έχουν ήδη διερευνήσει καινοτόμες εναλλακτικές λύσεις όπως η εκχύλιση με υπερήχους. Με αυτόν τον τρόπο, διατίθενται πολλές πληροφορίες σχετικά με τις παραμέτρους της διαδικασίας για διάφορες πρώτες ύλες καθώς και δεδομένα βελτιστοποίησης της διαδικασίας.
Υπερήχων εκχύλιση πηκτίνης από μήλο
Dranca and Oroian (2019) investigated the ultrasonically-assisted extraction process of pectin from apple pomace applying various ultrasonic conditions and using Box-Behnken response surface design. They found that the ultrasound amplitude strongly influences the yield and the degree of esterification of the extracted pectin, while the extraction pH had a great impact on all three responses, i.e. yield, GalA content, and degree of esterification. The optimal conditions for extraction were 100% amplitude, pH of 1.8, solid-liquid ratio of 1:10 g/mL, and 30 min sonication. Under these conditions, pectin yield was 9.183% and had a 98.127 g/100 g GalA content and 83.202% degree of esterification. To set the results of ultrasonically extracted pectin into relation with commercial pectin, pectin sample obtained by ultrasonic extraction under optimal conditions were compared to commercial citrus and apple pectin samples by FT-IR, DSC, rheological analysis, and SEM. The first two techniques highlighted some particularities of the pectin sample extracted by ultrasonic extraction such as the narrower distribution range of molecular weight, the orderly molecular arrangement, and the high degree of esterification that was similar to that of commercially available apple pectins. The analysis of the morphological characteristics of ultrasonically obtained sample indicates a determination pattern between the distribution of the fragment sizes of this sample and its GalA content on one side, and the water uptake capacity on the other side. The viscosity of ultrasonically extracted pectin solution was much higher than that of the solutions made using commercial pectin, which maybe because of the high concentration of galacturonic acid. When also considering the high degree of esterification, this might explain why the viscosity were higher for the ultrasonically extracted pectin. The researchers conclude that the purity, structure and rheological behaviour of pectin extracted by ultrasonic extraction from Malus domestica ‘Fălticeni’ apple pomace indicates promising applications of this soluble fiber. (cf. Dranca & Oroian 2019)
- υψηλότερες αποδόσεις
- ταχύτερη επεξεργασία
- ηπιότερες συνθήκες επεξεργασίας
- βελτιωμένη συνολική απόδοση
- Απλή και ασφαλής λειτουργία
- Γρήγορη απόδοση επένδυσης
Υψηλής απόδοσης υπερήχων απαγωγέα για την παραγωγή πηκτίνης
Η εκχύλιση με υπερήχους είναι μια αξιόπιστη τεχνολογία επεξεργασίας, η οποία διευκολύνει και επιταχύνει την παραγωγή υψηλής ποιότητας πηκτινών διαφόρων πρώτων υλών όπως υποπροϊόντα εσπεριδοειδών και φλούδες, πυρηνέλαιο μήλου και πολλά άλλα. Hielscher Υπέρηχοι χαρτοφυλάκιο καλύπτει το πλήρες φάσμα από συμπαγές εργαστήριο υπερήχων σε βιομηχανικά συστήματα εκχύλισης. Με αυτόν τον τρόπο, εμείς στο Hielscher μπορεί να σας προσφέρει το πιο κατάλληλο υπερήχων για την προβλεπόμενη ικανότητα διαδικασίας σας. Το μακροχρόνιο έμπειρο προσωπικό μας θα σας βοηθήσει από τις δοκιμές σκοπιμότητας και τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας στην εγκατάσταση του συστήματος υπερήχων σας στο τελικό επίπεδο παραγωγής.
Το μικρό αποτύπωμα των υπερήχων απαγωγέων μας, καθώς και η ευελιξία τους στις επιλογές εγκατάστασης, τους καθιστούν κατάλληλους ακόμη και σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας πηκτίνης μικρού χώρου. Υπερήχων επεξεργαστές εγκαθίστανται παγκοσμίως σε τρόφιμα, pharma και εγκαταστάσεις παραγωγής συμπληρωμάτων διατροφής.
Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας:
Όγκος παρτίδας | Ροή | Προτεινόμενες συσκευές |
---|---|---|
1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100Η |
0.1 έως 20L | 0.2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
10 έως 100L | 2 έως 10L? λεπτό | UIP4000hdT |
μ.δ. | 10 έως 100L? λεπτό | UIP16000 |
μ.δ. | μεγαλύτερου | σύμπλεγμα UIP16000 |
Επικοινωνήστε μαζί μας!? Ρωτήστε μας!
Hielscher Ultrasonics – Εξελιγμένος εξοπλισμός εξόρυξης
Hielscher Υπέρηχοι χαρτοφυλάκιο προϊόντων καλύπτει το πλήρες φάσμα των υψηλής απόδοσης υπερήχων απαγωγείς από μικρή έως μεγάλη κλίμακα. Πρόσθετα εξαρτήματα επιτρέπουν την εύκολη συναρμολόγηση της πιο κατάλληλης διαμόρφωσης συσκευής υπερήχων για τη διαδικασία εκχύλισης πηκτίνης. Η βέλτιστη ρύθμιση υπερήχων εξαρτάται από την προβλεπόμενη χωρητικότητα, όγκο, πρώτη ύλη, παρτίδα ή ενσωματωμένη διαδικασία και χρονοδιάγραμμα.
παρτίδα και σε σειρά
Hielscher υπερήχων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για παρτίδα και συνεχή ροή-μέσω της επεξεργασίας. Η επεξεργασία παρτίδας υπερήχων είναι ιδανική για δοκιμές διαδικασίας, βελτιστοποίηση και επίπεδο παραγωγής μικρού έως μεσαίου μεγέθους. Για την παραγωγή μεγάλων όγκων πηκτίνης, η ενσωματωμένη επεξεργασία μπορεί να είναι πιο συμφέρουσα. Μια συνεχής ενσωματωμένη διαδικασία ανάμιξης απαιτεί εξελιγμένη ρύθμιση – αποτελείται από αντλία, εύκαμπτους σωλήνες ή σωλήνες και δεξαμενές -, αλλά είναι εξαιρετικά αποδοτικό, γρήγορο και απαιτεί σημαντικά λιγότερη εργασία. Hielscher Υπέρηχοι έχει την πιο κατάλληλη ρύθμιση εκχύλισης για τον όγκο εκχύλισης και τους στόχους της διαδικασίας.
Υπερήχων απαγωγείς για κάθε ικανότητα προϊόντος
Hielscher Υπέρηχοι γκάμα προϊόντων καλύπτει το πλήρες φάσμα των υπερήχων επεξεργαστές από συμπαγή εργαστήριο υπερήχων πάνω από πάγκο-top και πιλοτικά συστήματα σε πλήρως βιομηχανική υπερήχων επεξεργαστές με την ικανότητα να επεξεργάζονται φορτία φορτηγών ανά ώρα. Η πλήρης γκάμα προϊόντων μας επιτρέπει να σας προσφέρουμε τον καταλληλότερο υπερηχητικό απαγωγέα για την πρώτη ύλη που περιέχει πηκτίνη, την ικανότητα επεξεργασίας και τους στόχους παραγωγής.
Τα υπερηχητικά συστήματα πάγκου είναι ιδανικά για δοκιμές σκοπιμότητας και βελτιστοποίηση της διαδικασίας. Η γραμμική κλιμάκωση με βάση τις καθιερωμένες παραμέτρους της διαδικασίας καθιστά πολύ εύκολη την αύξηση των δυνατοτήτων επεξεργασίας από μικρότερες παρτίδες σε πλήρως εμπορική παραγωγή. Up-κλιμάκωση μπορεί να γίνει είτε με την εγκατάσταση μιας πιο ισχυρής μονάδας εξαγωγής υπερήχων ή ομαδοποίηση πολλών υπερήχων παράλληλα. Με το UIP16000, Hielscher προσφέρει το πιο ισχυρό υπερήχων απαγωγέα παγκοσμίως.
Ακριβώς ελεγχόμενα πλάτη για βέλτιστα αποτελέσματα
Όλοι οι υπερήχων Hielscher είναι ακριβώς ελεγχόμενοι και ως εκ τούτου αξιόπιστα άλογα εργασίας στην παραγωγή. Το πλάτος είναι μία από τις κρίσιμες παραμέτρους της διαδικασίας που επηρεάζουν την αποδοτικότητα και την αποτελεσματικότητα της εκχύλισης με υπερήχους πηκτίνης από φρούτα και βιολογικά απόβλητα.
Όλοι οι υπερήχων Hielscher επιτρέπουν την ακριβή ρύθμιση του πλάτους. Τα Sonotrodes και τα ενισχυτικά κέρατα είναι αξεσουάρ που επιτρέπουν την τροποποίηση του πλάτους σε ακόμη ευρύτερο φάσμα. Hielscher βιομηχανική υπερήχων επεξεργαστές μπορεί να παραδώσει πολύ υψηλά πλάτη και να παραδώσει την απαιτούμενη υπερηχητική ένταση για απαιτητικές εφαρμογές. Πλάτη έως 200μm μπορούν εύκολα να λειτουργούν συνεχώς σε 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία.
Οι ακριβείς ρυθμίσεις πλάτους και η μόνιμη παρακολούθηση των παραμέτρων της διαδικασίας υπερήχων μέσω έξυπνου λογισμικού σας δίνουν τη δυνατότητα να επεξεργαστείτε την πρώτη ύλη σας με τις πιο αποτελεσματικές συνθήκες υπερήχων. Βέλτιστη υπερήχηση για καλύτερα αποτελέσματα εκχύλισης!
The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments. This makes Hielscher’s ultrasonic equipment a reliable work tool that fulfils your extraction requirements.
Εύκολες, ακίνδυνες δοκιμές
Οι διαδικασίες υπερήχων μπορούν να είναι εντελώς γραμμικές. Αυτό σημαίνει ότι κάθε αποτέλεσμα που έχετε επιτύχει χρησιμοποιώντας ένα εργαστήριο ή πάγκο-top υπερήχων, μπορεί να κλιμακωθεί σε ακριβώς την ίδια έξοδο χρησιμοποιώντας τις ίδιες ακριβώς παραμέτρους διαδικασίας. Αυτό καθιστά υπερήχους ιδανικό για δοκιμές σκοπιμότητας χωρίς κίνδυνο, βελτιστοποίηση της διαδικασίας και επακόλουθη εφαρμογή στην εμπορική κατασκευή. Επικοινωνήστε μαζί μας για να μάθετε πώς κατεργασία με υπερήχους μπορεί να αυξήσει την παραγωγή εκχυλίσματος πηκτίνης.
Υψηλότερη ποιότητα – Σχεδιασμένο και κατασκευασμένο στη Γερμανία
As a family-owned and family-run business, Hielscher prioritizes highest quality standards for its ultrasonic processors. All ultrasonicators are designed, manufactured and thoroughly tested in our headquarter in Teltow near Berlin, Germany. Robustness and reliability of Hielscher’s ultrasonic equipment make it a work horse in your production. 24/7 operation under full load and in demanding environments is a natural characteristic of Hielscher high-performance mixers.
Σχετικά με τις πηκτίνες
Η πηκτίνη είναι ένας διακλαδισμένος ετεροπολυσακχαρίτης που αποτελείται από τμήματα γαλακτουρονάνης μακράς αλυσίδας και άλλα ουδέτερα σάκχαρα όπως ραμνόζη, αραβινόζη, γαλακτόζη και ξυλόζη. Πιο συγκεκριμένα, η πηκτίνη είναι ένα μπλοκ συμπολυμερούς που αποτελείται από γαλακτουρονικό οξύ συνδεδεμένο με 1,4 α και ραμνόζη με 1,2 δεσμούς με πλευρικούς κλάδους β-D-γαλακτόζης, L-αραβινόζης και άλλων μονάδων σακχάρου. Δεδομένου ότι στην πηκτίνη βρίσκονται διάφορα τμήματα σακχάρου και διαφορετικά επίπεδα μεθυλεστεροποίησης, η πηκτίνη δεν έχει καθορισμένο μοριακό βάρος όπως άλλοι πολυσακχαρίτες. Η πηκτίνη, που καθορίζεται για χρήση σε τρόφιμα, ορίζεται ως ένας ετεροπολυσακχαρίτης που περιέχει τουλάχιστον 65% μονάδες γαλακτουρονικού οξέος. Με την εφαρμογή ειδικών συνθηκών εκχύλισης, οι πηκτίνες μπορούν να τροποποιηθούν και να λειτουργήσουν επιτυχώς προκειμένου να ικανοποιήσουν συγκεκριμένες απαιτήσεις. Η παραγωγή λειτουργικών και τροποποιημένων πηκτινών παρουσιάζει ενδιαφέρον για ειδικές εφαρμογές, π.χ. πηκτίνη χαμηλής μεθοξυλιωμένης για φαρμακευτικά προϊόντα.
Πώς διαχωρίζεται η πηκτίνη από το διάλυμα εκχυλίσματος;
Κατακρήμνιση πηκτίνης μετά από εκχύλιση με υπερήχους: Η προσθήκη αιθανόλης σε ένα διάλυμα εκχυλίσματος μπορεί να βοηθήσει στο διαχωρισμό της πηκτίνης μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται καθίζηση. Η πηκτίνη, ένας πολύπλοκος πολυσακχαρίτης που βρίσκεται στα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών, είναι διαλυτή στο νερό υπό κανονικές συνθήκες. Ωστόσο, μεταβάλλοντας το περιβάλλον του διαλύτη με την προσθήκη αιθανόλης, η διαλυτότητα της πηκτίνης μπορεί να μειωθεί, οδηγώντας στην καθίζησή της από το διάλυμα.
Παρακάτω, σας εξηγούμε τη χημεία πίσω από την κατακρήμνιση πηκτίνης χρησιμοποιώντας αιθανόλη:
- Διαταραχή των δεσμών υδρογόνου: Τα μόρια πηκτίνης συγκρατούνται μαζί με δεσμούς υδρογόνου, οι οποίοι συμβάλλουν στη διαλυτότητά τους στο νερό. Η αιθανόλη διαταράσσει αυτούς τους δεσμούς υδρογόνου ανταγωνιζόμενη τα μόρια νερού για θέσεις σύνδεσης στα μόρια πηκτίνης. Καθώς τα μόρια αιθανόλης αντικαθιστούν τα μόρια νερού γύρω από τα μόρια πηκτίνης, οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων πηκτίνης εξασθενούν, μειώνοντας τη διαλυτότητά τους στο διαλύτη.
- Μειωμένη πολικότητα διαλύτη: Η αιθανόλη είναι λιγότερο πολική από το νερό, που σημαίνει ότι έχει χαμηλότερη ικανότητα να διαλύει πολικές ουσίες όπως η πηκτίνη. Καθώς προστίθεται αιθανόλη στο διάλυμα εκχυλίσματος, η συνολική πολικότητα του διαλύτη μειώνεται, καθιστώντας λιγότερο ευνοϊκό για τα μόρια πηκτίνης να παραμείνουν σε διάλυμα. Αυτό οδηγεί στην καθίζηση πηκτίνης από το διάλυμα, καθώς γίνεται λιγότερο διαλυτή στο μείγμα αιθανόλης-νερού.
- Αυξημένη συγκέντρωση πηκτίνης: Καθώς τα μόρια πηκτίνης καθιζάνουν έξω από το διάλυμα, η συγκέντρωση πηκτίνης στο υπόλοιπο διάλυμα αυξάνεται. Αυτό επιτρέπει τον ευκολότερο διαχωρισμό της πηκτίνης από την υγρή φάση μέσω διήθησης ή φυγοκέντρισης.
Βιβλιογραφία? Αναφορές
- Wafaa S. Abou-Elseoud, Enas A. Hassan, Mohammad L. Hassan (2021): Extraction of pectin from sugar beet pulp by enzymatic and ultrasound-assisted treatments. Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, Volume 2, 2021.
- Marina Fernández-Delgado, Esther del Amo-Mateos, Mónica Coca, Juan Carlos López-Linares, M. Teresa García-Cubero, Susana Lucas (2023): Enhancement of industrial pectin production from sugar beet pulp by the integration of surfactants in ultrasound-assisted extraction followed by diafiltration/ultrafiltration. Industrial Crops and Products, Volume 194, 2023.
- Wang, Wenjun; Wu, Xingzhu; Chantapakul, Thunthacha; Wang, Danli; Zhang, Song; Ma Xiaobin; Ding, Tian; Ye, Xingqian; Liu, Donghong(2017): Acoustic cavitation assisted extraction of pectin from waste grapefruit peels: A green two-stage approach and its general mechanism. Food Research Journal Vol.102, December 2017. 101-110.
- Drance, Florina; Oroian, Mircea (2019): Ultrasound-Assisted Extraction of Pectin from Malus domestica ‘Fălticeni’ Apple Pomace. Processes 7(8): 488; 2019.
- Owais Yousuf; Anupama Singh; N. C. Shahi; Anil Kumar; A. K. Verma (2018): Ultrasound Assisted Extraction of Pectin from Orange Peel. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences Vol 7 [12], November 2018. 48-54.
- Lena Rebecca Larsen; Julia Buerschaper; Andreas Schieber; Fabian Weber (2019): Interactions of Anthocyanins with Pectin and Pectin Fragments in Model Solutions. J Agric Food Chem 2019 Aug 21; 67(33). pp. 9344-9353.