Extracción de pectina de la cáscara de pomelo con un sonicador

Las pectinas de los subproductos de frutas, como las cáscaras o la pulpa, se extraen con gran eficiencia mediante extractores ultrasónicos. Como método de extracción de pectina fiable, sencillo y seguro de utilizar, la sonicación aumenta el rendimiento y la calidad de la pectina y acelera la producción. A continuación, mostramos la eficaz técnica de extracción ultrasónica de pectina de la cáscara de pomelo.

Extracción ultrasónica de pectina paso a paso

La extracción ultrasónica de pectina consiste en aplicar ultrasonidos de potencia para favorecer la liberación de pectinas de una materia prima (p. ej., cáscaras de frutas o subproductos de cítricos). La sonicación es una técnica consolidada para romper las paredes celulares y liberar pectina del material vegetal.
A continuación se presenta el protocolo de extracción ultrasónica de pectina de cáscaras de pomelo mediante un sonicador de sonda y posterior precipitación con etanol:


Materiales utilizados:

• 50gr de cáscara de pomelo
• 200 mL de agua purificada
• 400 mL de etanol
• Sonicador UP200St + sonotrodo S26d14
• Vasos de precipitados de vidrio

Preparación de la materia prima:

• Obtenga cáscaras de cítricos como materia prima. En este protocolo utilizamos cáscaras de pomelo.
• Lave bien las cáscaras de cítricos para eliminar cualquier suciedad o residuo.
• Corte las cáscaras de cítricos en trozos pequeños para aumentar la superficie disponible para la extracción.

Selección del disolvente:
El agua es el disolvente preferido para la extracción, ya que es económica y no tóxica. Se utiliza habitualmente para extraer pectina por su capacidad de solubilizarla sin provocar su degradación. Añadir una pequeña cantidad de ácidos (p. ej., ácido cítrico, ácido acético, ácido nítrico o ácido clorhídrico) al agua utilizada como disolvente ayuda a solubilizar la pectina del material vegetal y mejora el proceso de extracción. Ajustar el disolvente a un pH de aproximadamente 2-3 es una buena referencia.
 
Procedimiento de extracción ultrasónica:

• Coloque aproximadamente 50 gr de cáscara de cítricos finamente picada en un vaso de precipitados o un matraz.
• Añada aproximadamente 200 ml del disolvente seleccionado a las cáscaras de cítricos.
• Utilice un sonicador de sonda para tratar la mezcla con ondas ultrasónicas. Utilizamos el UP200Ht, un potente extractor ultrasónico de 200 vatios equipado con el sonotrodo S26d14. Ajuste la amplitud al 100%.
• Someta la mezcla a sonicación durante aproximadamente 10 min hasta lograr una extracción óptima.

Filtración:
Después de la sonicación, filtre la mezcla con una malla fina o una tela filtrante previamente humedecida para separar la solución de pectina extraída del residuo sólido, formado por las partículas de cáscara de pomelo. Repita esta etapa de filtración varias veces para garantizar la eliminación de todos los restos sólidos.
 

Precipitación con etanol:

• Para precipitar la pectina de la solución extraída, se suele utilizar etanol como agente precipitante o de detención del proceso.
• Transfiera la solución de pectina filtrada a un recipiente limpio.
• Añada gradualmente etanol a la solución de pectina mientras agita de forma continua. La proporción entre el etanol y la solución de pectina varía, pero suele ser de aproximadamente 2:1 (etanol: solución) en volumen.
• Continúe añadiendo etanol hasta alcanzar una concentración final de aproximadamente 70-80% de etanol en la solución. Esta concentración favorece la precipitación de la pectina.
• Deje reposar la mezcla durante un tiempo suficiente, normalmente varias horas o toda la noche, para facilitar la precipitación.
• Después de la precipitación, recoja la pectina precipitada mediante centrifugación o filtración.
• Lave la pectina precipitada con etanol para eliminar las impurezas y el disolvente residual.
• Por último, seque la pectina purificada al vacío o a baja temperatura para eliminar la humedad restante.

Dado que el contenido de pectina y la materia prima procedente de frutas están sujetos a variaciones naturales, puede ser necesario adaptar el procedimiento de extracción en consecuencia. Esto significa que las condiciones específicas de extracción y precipitación pueden requerir una optimización en función del tipo de cáscara de cítrico, el grado de madurez, el rendimiento de pectina y las propiedades deseadas de esta. Se pueden emplear técnicas analíticas, como el análisis gravimétrico o los métodos espectrofotométricos, para cuantificar el contenido de pectina y evaluar la eficiencia de la extracción.

Microscopía electrónica de barrido (SEM) de la pulpa residual de remolacha azucarera con un aumento de 1000x: (a) antes de la extracción y después de la extracción de pectina con (b) Xylanasae (250 U/g), (c) celulasa (300 U/g), (d) Xylanasae+celulasa (1:1), (e) Xylanasae+celulasa (1:1,5) y (f) Xylanasae+celulasa (1:2).
(estudio e imágenes: Abou-Elseoud et al., 2021)

Extracción industrial de pectina con sonicadores Hielscher

El mismo procedimiento de extracción ultrasónica de pectina mostrado anteriormente puede escalarse linealmente a la producción industrial en línea. El uso de un reactor ultrasónico con celda de flujo permite procesar grandes volúmenes de subproductos de frutas mediante un tratamiento continuo en línea.
Hielscher Ultrasonics ofrece una sofisticada gama de sonicadores industriales para procesar material de frutas y verduras destinado a la producción de pectina.
 
La sonicación se utiliza tanto para extraer pectina como para aislar polifenoles del orujo, la pulpa, las cáscaras y las semillas de frutas. ¡Más información aquí!
 

La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Diseño, fabricación y asesoramiento – Calidad fabricada en Alemania

Los sonicadores Hielscher son reconocidos por sus estándares de calidad y diseño del más alto nivel. Su robustez y facilidad de uso permiten integrar nuestros sonicadores sin dificultades en instalaciones industriales. Los sonicadores Hielscher funcionan sin problemas en condiciones adversas y entornos exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa certificada según las normas ISO y presta especial atención a los sonicadores de alto rendimiento que incorporan tecnología de vanguardia y facilidad de uso. Por supuesto, los sonicadores Hielscher cumplen los requisitos de conformidad CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.