ફળ અને બાયો-વેસ્ટમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક પેક્ટીન એક્સ્ટ્રક્શન
- પેક્ટીન્સ એ ખૂબ જ વારંવાર વપરાતું ફૂડ એડિટિવ છે, જે મુખ્યત્વે તેની જેલિંગ અસરો માટે ઉમેરવામાં આવે છે.
- અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પેક્ટીન અર્કની ઉપજ અને ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
- સોનિકેશન તેની પ્રક્રિયાને તીવ્ર બનાવતી અસરો માટે જાણીતું છે, જેનો ઉપયોગ પહેલાથી જ મેનીફોલ્ડ ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં થાય છે.
Pectins અને Pectin નિષ્કર્ષણ
પેક્ટીન એ એક કુદરતી જટિલ પોલિસેકરાઇડ (હેટરોપોલિસેકરાઇડ) છે જે ખાસ કરીને ફળોની કોષ દિવાલોમાં જોવા મળે છે, ખાસ કરીને સાઇટ્રસ ફળો અને સફરજનના પોમેસમાં. સફરજન અને સાઇટ્રસ ફળો બંનેના ફળની છાલમાં ઉચ્ચ પેક્ટીન સામગ્રી જોવા મળે છે. સફરજનના પોમેસમાં શુષ્ક પદાર્થના આધારે 10-15% પેક્ટીન હોય છે જ્યારે સાઇટ્રસની છાલમાં 20-30% હોય છે. પેક્ટીન બાયોકોમ્પેટિબલ, બાયોડિગ્રેડેબલ અને નવીનીકરણીય પોલિસેકરાઇડ્સ છે જે ઉત્તમ જેલિંગ અને જાડું કરવાની કાર્યક્ષમતા ધરાવે છે, જે તેમને ખૂબ મૂલ્યવાન ઉમેરણો બનાવે છે. તેઓ ખોરાક, કોસ્મેટિક અને ફાર્માસ્યુટિકલ ઉત્પાદનોમાં રિઓલોજી મોડિફાયર તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જે જેલિંગ, ગ્લેઝિંગ, સ્ટેબિલાઇઝિંગ અને જાડું કરવાના એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે અને કેટલાક ફોર્મ્યુલેશનમાં, ઇમલ્સિફાયર તરીકે કાર્ય કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એ ફળોની છાલ અને પોમેસમાંથી ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પેક્ટીનને અલગ કરવા માટે એક કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ છે, જે પ્રક્રિયા સમય અને એકંદર ખર્ચ ઘટાડે છે ત્યારે ઉપજમાં વધારો કરે છે.
પ્રોબ-ટાઈપ સોનિકેટર UIP1000hdT ફળોના કચરામાંથી પેક્ટીન અને ફિનોલ્સ કાઢવા માટે.
અલ્ટ્રાસોનિક પેક્ટીન નિષ્કર્ષણ
અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ એ હળવા, બિન-થર્મલ સારવાર છે, જે મેનીફોલ્ડ ફૂડ પ્રક્રિયાઓ પર લાગુ થાય છે. ફળો અને શાકભાજીમાંથી પેક્ટીનના નિષ્કર્ષણના સંદર્ભમાં, સોનિકેશન ઉચ્ચ ગુણવત્તાની પેક્ટીન ઉત્પન્ન કરે છે. અલ્ટ્રાસોનિકલી એક્સટ્રેક્ટેડ પેક્ટીન્સ તેમના એનહાઈડ્રોરોનિક એસિડ, મેથોક્સિલ અને કેલ્શિયમ પેક્ટેટ સામગ્રી તેમજ તેની એસ્ટરિફિકેશનની ડિગ્રી દ્વારા ઉત્કૃષ્ટ છે. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણની હળવી સ્થિતિ ગરમી-સંવેદનશીલ પેક્ટીનના થર્મલ અધોગતિને અટકાવે છે.
પેક્ટીનની ગુણવત્તા અને શુદ્ધતા એનહાઇડ્રોગેલેક્ટ્યુરોનિક એસિડ, એસ્ટરિફિકેશનની ડિગ્રી, કાઢવામાં આવેલા પેક્ટીનની રાખની સામગ્રીના આધારે બદલાઈ શકે છે. ઉચ્ચ પરમાણુ વજન અને નીચી રાખ (10% થી નીચે) ઉચ્ચ એનહાઇડ્રોગેલેક્ટ્યુરોનિક એસિડ (65% થી વધુ) સાથેનું પેક્ટીન સારી ગુણવત્તાવાળા પેક્ટીન તરીકે ઓળખાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સારવારની તીવ્રતાને ખૂબ જ ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય છે, તેથી પેક્ટીન અર્કના ગુણધર્મોને કંપનવિસ્તાર, નિષ્કર્ષણ તાપમાન, દબાણ, રીટેન્શન સમય અને દ્રાવકને સમાયોજિત કરીને પ્રભાવિત કરી શકાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ વિવિધ ઉપયોગ કરીને ચલાવી શકાય છે દ્રાવક જેમ કે પાણી, સાઇટ્રિક એસિડ, નાઈટ્રિક એસિડ સોલ્યુશન (HNO3, pH 2.0), અથવા એમોનિયમ ઓક્સાલેટ/ઓક્સાલિક એસિડ, જે હાલની નિષ્કર્ષણ રેખાઓ (રેટ્રો-ફિટિંગ) માં સોનિકેશનને એકીકૃત કરવાનું પણ શક્ય બનાવે છે.
- ઉચ્ચ જેલિંગ ક્ષમતા
- સારી વિક્ષેપતા
- પેક્ટીન રંગ
- ઉચ્ચ કેલ્શિયમ પેક્ટેટ
- ઓછું અધોગતિ
- પર્યાવરણને અનુકૂળ
સ્ત્રોત તરીકે ફળનો કચરો: સફરજનના પોમેસ, સાઇટ્રસ ફળની છાલ (જેમ કે નારંગી, લીંબુ, ગ્રેપફ્રૂટ), દ્રાક્ષ પોમેસ, દાડમ, સુગર બીટનો પલ્પ, ડ્રેગન ફ્રૂટની છાલ, કાંટાદાર પિઅર ક્લડોડ્સ, પેશન ફ્રૂટની છાલ, માંથી પેક્ટીનને અલગ કરવા માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પહેલેથી જ સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવ્યું છે. અને કેરીની છાલ.
અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પછી પેક્ટીન વરસાદ
અર્કના દ્રાવણમાં ઇથેનોલ ઉમેરવાથી પેક્ટીનને વરસાદ નામની પ્રક્રિયા દ્વારા અલગ કરવામાં મદદ મળી શકે છે. પેક્ટીન, એક જટિલ પોલિસેકરાઇડ જે છોડની કોષની દિવાલોમાં જોવા મળે છે, તે સામાન્ય સ્થિતિમાં પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે. જો કે, ઇથેનોલના ઉમેરા સાથે દ્રાવક વાતાવરણમાં ફેરફાર કરીને, પેક્ટીનની દ્રાવ્યતા ઘટાડી શકાય છે, જે દ્રાવણમાંથી તેના વરસાદ તરફ દોરી જાય છે.
ઇથેનોલનો ઉપયોગ કરીને પેક્ટીન વરસાદ પાછળની રસાયણશાસ્ત્ર ત્રણ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા સમજાવી શકાય છે:
- હાઇડ્રોજન બોન્ડ્સનું વિક્ષેપ: પેક્ટીન પરમાણુઓ હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા એકસાથે રાખવામાં આવે છે, જે પાણીમાં તેમની દ્રાવ્યતામાં ફાળો આપે છે. ઇથેનોલ પેક્ટીન પરમાણુઓ પર બંધનકર્તા સ્થળો માટે પાણીના અણુઓ સાથે સ્પર્ધા કરીને આ હાઇડ્રોજન બોન્ડને વિક્ષેપિત કરે છે. જેમ જેમ ઇથેનોલ પરમાણુઓ પેક્ટીન પરમાણુઓની આસપાસ પાણીના અણુઓને બદલે છે, પેક્ટીન પરમાણુઓ વચ્ચેના હાઇડ્રોજન બોન્ડ નબળા પડે છે, દ્રાવકમાં તેમની દ્રાવ્યતા ઘટાડે છે.
- દ્રાવક ધ્રુવીયતામાં ઘટાડો: ઇથેનોલ પાણી કરતાં ઓછું ધ્રુવીય છે, એટલે કે તેમાં પેક્ટીન જેવા ધ્રુવીય પદાર્થોને ઓગળવાની ક્ષમતા ઓછી છે. જેમ જેમ અર્ક દ્રાવણમાં ઇથેનોલ ઉમેરવામાં આવે છે તેમ, દ્રાવકની એકંદર ધ્રુવીયતા ઘટે છે, જે પેક્ટીન પરમાણુઓને દ્રાવણમાં રહેવા માટે ઓછા અનુકૂળ બનાવે છે. આ દ્રાવણમાંથી પેક્ટીનના અવક્ષેપ તરફ દોરી જાય છે કારણ કે તે ઇથેનોલ-પાણીના મિશ્રણમાં ઓછું દ્રાવ્ય બને છે.
- પેક્ટીન સાંદ્રતામાં વધારો: જેમ જેમ પેક્ટીન પરમાણુઓ દ્રાવણમાંથી બહાર નીકળે છે, બાકીના દ્રાવણમાં પેક્ટીનની સાંદ્રતા વધે છે. આ ફિલ્ટરેશન અથવા સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દ્વારા પ્રવાહી તબક્કામાંથી પેક્ટીનને સરળ રીતે અલગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
ઇથેનોલનો ઉપયોગ કરીને પેક્ટીનનું પ્રક્ષેપણ કરવું એ અર્કના દ્રાવણમાંથી પેક્ટીનને અલગ કરવાની એક સરળ અને અસરકારક પદ્ધતિ છે, જે એક પ્રક્રિયા પગલું છે જે અલ્ટ્રાસોનિક પેક્ટીન નિષ્કર્ષણ પછી સરળતાથી ચલાવી શકાય છે. અર્કના દ્રાવણમાં ઇથેનોલનો ઉમેરો દ્રાવક વાતાવરણને એવી રીતે બદલી નાખે છે કે જે પેક્ટીનની દ્રાવ્યતા ઘટાડે છે, જે તેના વરસાદ અને દ્રાવણમાંથી અનુગામી અલગ થવા તરફ દોરી જાય છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે વિવિધ ઔદ્યોગિક અને ખાદ્ય એપ્લિકેશનો માટે છોડની સામગ્રીમાંથી પેક્ટીનના નિષ્કર્ષણ અને શુદ્ધિકરણમાં થાય છે.
પોમેસ, છાલ અને પલ્પના મૂલ્યમાં રસ છે? – ફળોના કચરામાંથી પોલીફેનોલ કાઢવા વિશે વધુ વાંચો!
અલ્ટ્રાસોનિક ફ્લો-થ્રુ રિએક્ટર
- ઉચ્ચ ઉપજ
- સારી ગુણવત્તા
- બિન-થર્મલ
- નિષ્કર્ષણ સમય ઘટાડે છે
- પ્રક્રિયા તીવ્રતા
- રેટ્રો ફિટિંગ શક્ય
- લીલા નિષ્કર્ષણ
પેક્ટીન નિષ્કર્ષણ માટે ઔદ્યોગિક સોનિકેટર્સ
પોમેસ, છાલ અને બીજ જેવી વનસ્પતિ સામગ્રીમાંથી નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓ માટે Hielscher Ultrasonics તમારા ભાગીદાર છે. તમે સંશોધન અને વિશ્લેષણ માટે ઓછી માત્રામાં નિષ્કર્ષણ કરવા માંગતા હોવ અથવા વ્યાપારી ઉત્પાદન માટે મોટા જથ્થામાં પ્રક્રિયા કરવા માંગતા હોવ, અમારી પાસે તમારા માટે યોગ્ય અલ્ટ્રાસોનિક એક્સટ્રેક્ટર છે. અમારા અલ્ટ્રાસોનિક લેબ હોમોજેનાઇઝર્સ તેમજ અમારા બેન્ચ-ટોપ અને ઔદ્યોગિક સોનિકેટર્સ મજબૂત, ઉપયોગમાં સરળ છે અને સંપૂર્ણ ભાર હેઠળ 24/7 કામગીરી માટે બનાવવામાં આવ્યા છે. વિવિધ કદ અને આકારો, ફ્લો કોષો અને રિએક્ટર અને બૂસ્ટર સાથે સોનોટ્રોડ્સ (અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ / હોર્ન) જેવા એક્સેસરીઝની વિશાળ શ્રેણી તમારા માટે ચોક્કસ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા માટે શ્રેષ્ઠ સેટઅપ માટે પરવાનગી આપે છે.
તમામ ડિજિટલ અલ્ટ્રાસોનિક મશીનો રંગીન ટચ ડિસ્પ્લે, ઓટોમેટિક ડેટા પ્રોટોકોલિંગ માટે એકીકૃત SD કાર્ડ અને વ્યાપક પ્રક્રિયા મોનિટરિંગ માટે બ્રાઉઝર રિમોટ કંટ્રોલથી સજ્જ છે. Hielscher ની અત્યાધુનિક અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમ્સ સાથે, ઉચ્ચ પ્રક્રિયા માનકીકરણ અને ગુણવત્તા નિયંત્રણને સરળ બનાવવામાં આવે છે.
તમારી પેક્ટીન નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતોની ચર્ચા કરવા માટે આજે જ અમારો સંપર્ક કરો! અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણમાં અમારા લાંબા ગાળાના અનુભવ સાથે તમને મદદ કરવામાં અમને આનંદ થશે અને ઉચ્ચતમ પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતા અને શ્રેષ્ઠ પેક્ટીન ગુણવત્તા પ્રાપ્ત કરવામાં તમને મદદ કરવામાં આવશે!
નીચે આપેલ કોષ્ટક તમને અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચ વોલ્યુમ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલ ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 10 થી 2000 એમએલ | 20 થી 400 એમએલ/મિનિટ | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/મિનિટ | UIP2000hdT |
| 10 થી 100 લિ | 2 થી 10L/મિનિટ | UIP4000 |
| na | 10 થી 100L/મિનિટ | UIP16000 |
| na | મોટા | નું ક્લસ્ટર UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
લેબ સોનિકેટર UP200Ht દ્રાવક તરીકે પાણીનો ઉપયોગ કરીને ગ્રેપફ્રૂટની છાલમાંથી પેક્ટીન કાઢવા.
અલ્ટ્રાસોનિક પેક્ટીન નિષ્કર્ષણના સંશોધન પરિણામો
ટામેટાંનો કચરો: રિફ્લક્સિંગ પ્રક્રિયામાં લાંબા નિષ્કર્ષણ સમય (12-24 કલાક) ટાળવા માટે, અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ સમય (15, 30, 45, 60 અને 90 મિનિટ)ના સંદર્ભમાં નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાને વધુ તીવ્ર બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. નિષ્કર્ષણ સમયના આધારે, 60°C અને 80°C ના તાપમાને પ્રથમ અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પગલા માટે મેળવેલ પેક્ટીન અનુક્રમે 15.2–17.2% અને 16.3–18.5% છે. જ્યારે બીજું અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પગલું લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે તાપમાન અને સમયના આધારે ટમેટાના કચરામાંથી પેક્ટીનની ઉપજ વધીને 34-36% થઈ હતી). દેખીતી રીતે, અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ ટમેટા સેલ દિવાલ મેટ્રિક્સના ભંગાણને વધારે છે, જે દ્રાવક અને અર્કિત સામગ્રી વચ્ચે વધુ સારી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તરફ દોરી જાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક રીતે કાઢવામાં આવેલા પેક્ટીનને ઝડપી સેટ જેલિંગ પ્રોપર્ટીઝ (DE) સાથે ઉચ્ચ મેથોક્સિલ પેક્ટીન (HM-pectin) તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. > 70%) અને 73.3-85.4% ની એસ્ટરિફિકેશન ડિગ્રી. n અલ્ટ્રાસોનિકલી એક્સટ્રેક્ટેડ પેક્ટીનમાં કેલ્શિયમ પેક્ટેટ સામગ્રી 41.4% થી 97.5% ની વચ્ચે માપવામાં આવી હતી, જે નિષ્કર્ષણ પરિમાણો (તાપમાન અને સમય) પર આધારિત છે. અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણના ઊંચા તાપમાને, કેલ્શિયમ પેક્ટેટનું પ્રમાણ વધારે હોય છે (91-97%) અને પરંપરાગત નિષ્કર્ષણની તુલનામાં પેક્ટીન જેલિંગ ક્ષમતાના આવા મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ હાજર છે.
24 કલાકના સમયગાળા માટે પરંપરાગત દ્રાવક નિષ્કર્ષણ અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ સારવારના 15 મિનિટની સરખામણીમાં સમાન પેક્ટીન ઉપજ આપે છે. પ્રાપ્ત પરિણામોના સંદર્ભમાં તે નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે અલ્ટ્રાસોનિક સારવાર નિષ્કર્ષણના સમયને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. NMR અને FTIR સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી તમામ તપાસ કરાયેલા નમૂનાઓમાં મુખ્યત્વે એસ્ટરિફાઈડ પેક્ટીનના અસ્તિત્વની પુષ્ટિ કરે છે. [ગ્રાસિનો એટ અલ. 2016]
ઉત્કટ ફળની છાલ: નિષ્કર્ષણ ઉપજ, ગેલેક્ટોરોનિક એસિડ અને એસ્ટરિફિકેશન ડિગ્રીને નિષ્કર્ષણ કાર્યક્ષમતાના સૂચક તરીકે ગણવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત નિષ્કર્ષણ દ્વારા મેળવેલ પેક્ટીનની સૌથી વધુ ઉપજ 12.67% હતી (નિષ્કર્ષણની સ્થિતિ 85ºC, 664 W/cm2, pH 2.0 અને 10 મિનિટ). આ જ પરિસ્થિતિઓ માટે, પરંપરાગત ગરમી નિષ્કર્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું અને પરિણામ 7.95% હતું. આ પરિણામો અન્ય અભ્યાસો અનુસાર છે, જે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા સહાયિત, પેક્ટીન, હેમિસેલ્યુલોઝ અને અન્ય પાણીમાં દ્રાવ્ય પોલિસેકરાઇડ્સ સહિત પોલિસેકરાઇડ્સના અસરકારક નિષ્કર્ષણ માટે ટૂંકા સમયની જાણ કરે છે. તે પણ જોવામાં આવ્યું હતું કે જ્યારે નિષ્કર્ષણને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ દ્વારા મદદ કરવામાં આવી હતી ત્યારે નિષ્કર્ષણ ઉપજમાં 1.6 ગણો વધારો થયો હતો. પ્રાપ્ત પરિણામો દર્શાવે છે કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પેશન ફળની છાલમાંથી પેક્ટીનના નિષ્કર્ષણ માટે એક કાર્યક્ષમ અને સમય બચાવવા માટેની તકનીક છે. [ફ્રીટાસ ડી ઓલિવિરા એટ અલ. 2016]
કાંટાદાર પિઅર ક્લેડોડ્સ: પ્રતિભાવ સપાટી પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને મ્યુસિલેજ દૂર કરવાનો પ્રયાસ કર્યા પછી ઓપન્ટિયા ફિકસ ઇન્ડિકા (ઓએફઆઈ) ક્લેડોડ્સમાંથી પેક્ટીનનું અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત નિષ્કર્ષણ (યુએઈ) પેક્ટીન નિષ્કર્ષણ ઉપજને સુધારવા માટે પ્રક્રિયા ચલોને આઇસોવેરિયન્ટ કેન્દ્રીય સંયુક્ત ડિઝાઇન દ્વારા ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં આવ્યા હતા. પ્રાપ્ત કરેલ શ્રેષ્ઠ સ્થિતિ હતી: સોનિકેશન સમય 70 મિનિટ, તાપમાન 70, pH 1.5 અને પાણી-સામગ્રી ગુણોત્તર 30 ml/g. આ સ્થિતિ માન્ય કરવામાં આવી હતી અને પ્રાયોગિક નિષ્કર્ષણનું પ્રદર્શન 18.14% ± 1.41% હતું, જે અનુમાનિત મૂલ્ય (19.06%) સાથે નજીકથી જોડાયેલું હતું. આમ, અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પરંપરાગત નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા માટે એક આશાસ્પદ વિકલ્પ રજૂ કરે છે તેની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાને આભારી છે જે ઓછા સમયમાં અને ઓછા તાપમાને પ્રાપ્ત થઈ હતી. OFI ક્લેડોડ્સ (UAEPC) માંથી અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ દ્વારા કાઢવામાં આવેલા પેક્ટીનમાં ઓછી ડિગ્રી એસ્ટરિફિકેશન, ઉચ્ચ યુરોનિક એસિડ સામગ્રી, મહત્વપૂર્ણ કાર્યાત્મક ગુણધર્મો અને સારી એન્ટિ-રેડિકલ પ્રવૃત્તિ છે. આ પરિણામો ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં સંભવિત ઉમેરણ તરીકે UAEPC ના ઉપયોગની તરફેણમાં છે. [બેયર એટ અલ. 2017]
દ્રાક્ષ પોમેસ: સંશોધન પત્રમાં “સાઇટ્રિક એસિડનો ઉપયોગ કરીને દ્રાક્ષના પોમેસમાંથી પેક્ટીનનું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ-સહાયિત નિષ્કર્ષણ: પ્રતિભાવ સપાટી પદ્ધતિનો અભિગમ”દ્રાક્ષના પોમેસમાંથી પેક્ટીન્સ કાઢવા માટે સોનિકેશનનો ઉપયોગ સાઇટ્રિક એસિડને એક્સ્ટ્રેક્ટિંગ એજન્ટ તરીકે કરવામાં આવે છે. રિસ્પોન્સ સરફેસ મેથોડોલોજી અનુસાર, pH 2.0 ના સાઇટ્રિક એસિડ સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કરીને 60 મિનિટ માટે 75ºC પર અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા હાથ ધરવામાં આવે ત્યારે સૌથી વધુ પેક્ટીન ઉપજ (~32.3%) પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. આ પેક્ટીક પોલિસેકરાઇડ્સ, મુખ્યત્વે ગેલેક્ટ્યુરોનિક એસિડ એકમો (કુલ શર્કરાના ~97%) દ્વારા બનેલા છે, તેમનું સરેરાશ પરમાણુ વજન 163.9kDa અને એસ્ટરિફિકેશન (DE) ની ડિગ્રી 55.2% છે.
સોનિકેટેડ દ્રાક્ષ પોમેસની સપાટીની આકારશાસ્ત્ર દર્શાવે છે કે વનસ્પતિ પેશીઓને તોડવામાં અને નિષ્કર્ષણની ઉપજ વધારવામાં સોનિકેશન મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ (75°C, 60 મિનિટ, pH 2.0) નો ઉપયોગ કરીને પેક્ટીનના અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણ પછી પ્રાપ્ત થયેલ ઉપજ તાપમાન, સમય અને pH ની સમાન શરતોને લાગુ કરીને જ્યારે નિષ્કર્ષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું ત્યારે પ્રાપ્ત ઉપજ કરતાં 20% વધુ હતું, પરંતુ તે વિના. અલ્ટ્રાસોનિક સહાય. વધુમાં, અલ્ટ્રાસોનિક નિષ્કર્ષણમાંથી પેક્ટીન પણ ઊંચા સરેરાશ પરમાણુ વજન પ્રદર્શિત કરે છે. [Minjares-Fuentes et al. 2014]
કાસ્કેટ્રોડ હોર્ન સાથે અલ્ટ્રાસોનિક બેચ એક્સટ્રેક્ટર UIP2000hdT
જાણવા લાયક હકીકતો
પેક્ટીન શું છે?
પેક્ટીન એ કુદરતી રીતે બનતું હેટરોપોલિસેકરાઇડ છે, જે મુખ્યત્વે સફરજનના પોમેસ અને સાઇટ્રસ ફળોમાં જોવા મળે છે. પેક્ટીન, જેને પેક્ટિક પોલિસેકરાઇડ્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે ગેલેક્ટ્યુરોનિક એસિડથી સમૃદ્ધ છે. પેક્ટિક જૂથની અંદર, વિવિધ પોલિસેકરાઇડ્સ ઓળખવામાં આવ્યા છે. હોમોગાલેક્ટુરોનન્સ એ α-(1–4)-લિંક્ડ ડી-ગેલેક્ટુરોનિક એસિડની રેખીય સાંકળો છે. બદલાયેલ ગેલેક્ટુરોનન્સ એ સેકરાઇડ એપેન્ડન્ટ અવશેષોની હાજરી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (જેમ કે ડી-ઝાયલોઝ અથવા ડી-એપિયોઝ xylogalacturonan અને apiogalacturonan ના સંબંધિત કિસ્સાઓમાં) D-galacturonic એસિડ અવશેષોના કરોડરજ્જુમાંથી શાખાઓ. Rhamnogalacturonan I pectins (RG-I) પુનરાવર્તિત ડિસેકરાઇડની કરોડરજ્જુ ધરાવે છે: 4)-α-D-galacturonic acid-(1,2)-α-L-rhamnose-(1. ઘણા rhamnose અવશેષોમાં વિવિધ તટસ્થ શર્કરાની સાઇડચેન હોય છે. તટસ્થ શર્કરા મુખ્યત્વે ડી-ગેલેક્ટોઝ, એલ-એરાબીનોઝ અને ડી-ઝાયલોઝ છે.
પેક્ટીનનો બીજો માળખાકીય પ્રકાર રેમનોગાલેક્ટુરોનન II (RG-II) છે, જે એક જટિલ, અત્યંત શાખાવાળું પોલિસેકરાઇડ છે અને પ્રકૃતિમાં ઓછી વાર જોવા મળે છે. rhamnogalacturonan II ની કરોડરજ્જુમાં ફક્ત D-galacturonic એસિડ એકમોનો સમાવેશ થાય છે. આઇસોલેટેડ પેક્ટીનનું પરમાણુ વજન સામાન્ય રીતે 60,000-130,000 ગ્રામ/મોલ હોય છે, જે મૂળ અને નિષ્કર્ષણની સ્થિતિ સાથે બદલાય છે.
પેક્ટીનના જેલિંગ ગુણધર્મોને શું અસર કરે છે?
પેક્ટીન જલીકરણ pH, તાપમાન, આયનીય શક્તિ (અન્ય દ્રાવ્ય પદાર્થો), પરમાણુ કદ, મેથિલેશનની ડિગ્રી (DM), સાઇડ-ચેઇન સામગ્રી અને એકંદર ચાર્જ ઘનતા દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. છોડના પેશીઓમાં, પેક્ટીન પાણીમાં દ્રાવ્ય તરીકે જોવા મળે છે (“મફત”) અને પાણીમાં અદ્રાવ્ય અપૂર્ણાંક. દ્રાવ્યતા સામાન્ય રીતે પરમાણુ વજન ઘટવાથી અને ઘણીવાર મિથાઈલ-એસ્ટરનું પ્રમાણ વધુ હોવાથી વધે છે, પરંતુ તે pH, તાપમાન અને હાજર સહ-દ્રાવ્યો દ્વારા પણ આકાર પામે છે.
બે કાર્યાત્મક વર્ગો તેમના મેથિલેશનની ડિગ્રી દ્વારા વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે:
- ઉચ્ચ-મેથોક્સિલ પેક્ટીન (HMP; DM) > 50%) જેલ્સ એસિડિક મીડિયા (pH 2.0–3.5) માં જ્યારે દ્રાવ્ય ઘન પદાર્થો ઊંચા હોય છે (≥55 wt% સુક્રોઝ), મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજન બંધન અને હાઇડ્રોફોબિક સંગઠનો દ્વારા જે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રતિકૂળતાને દબાવતા હોય છે.
- લો-મેથોક્સિલ પેક્ટીન (LMP; DM) < ૫૦%) જેલ્સ Ca²⁺-મધ્યસ્થી આયનીય ક્રોસ-લિંકિંગ દ્વારા વ્યાપક pH શ્રેણી (૨.૦–૬.૦) પર (“ઇંડાનું બોક્સ” (જંકશન ઝોન) પડોશી કાર્બોક્સિલ જૂથો વચ્ચે.
પેક્ટીન્સનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે?
ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં, પેક્ટીન મુરબ્બો, ફળોના સ્પ્રેડ, જામ, જેલી, પીણાં, ચટણીઓ, સ્થિર ખોરાક, કન્ફેક્શનરી અને બેકરી ઉત્પાદનોમાં ઉમેરવામાં આવે છે. પેક્ટીનનો ઉપયોગ કન્ફેક્શનરી જેલીમાં સારી જેલ સ્ટ્રક્ચર આપવા, ચોખ્ખો ડંખ આપવા અને સારો સ્વાદ આપવા માટે થાય છે. પેક્ટીનનો ઉપયોગ એસિડિક પ્રોટીન પીણાંને સ્થિર કરવા માટે પણ થાય છે, જેમ કે દહીં પીવું, રસ આધારિત પીણાંમાં પોત, મોં-લાગણી અને પલ્પની સ્થિરતા સુધારવા અને બેકડ સામાનમાં ચરબીના વિકલ્પ તરીકે. કેલરી-ઘટાડી / ઓછી કેલરી માટે, પેક્ટીન ચરબી અને/અથવા ખાંડના રિપ્લેસમેન્ટ તરીકે ઉમેરવામાં આવે છે.
ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગમાં, તેનો ઉપયોગ લોહીમાં કોલેસ્ટ્રોલનું સ્તર અને જઠરાંત્રિય વિકૃતિઓ ઘટાડવા માટે થાય છે.
પેક્ટીનના અન્ય ઔદ્યોગિક ઉપયોગોમાં ખાદ્ય ફિલ્મોમાં તેનો ઉપયોગ, પાણી/તેલના પ્રવાહી મિશ્રણ માટે ઇમ્યુલેશન સ્ટેબિલાઇઝર તરીકે, રિઓલોજી મોડિફાયર અને પ્લાસ્ટિસાઇઝર તરીકે, કાગળ અને કાપડ વગેરે માટે સાઈઝિંગ એજન્ટ તરીકે સમાવેશ થાય છે.
પેક્ટીનના સારા સ્ત્રોત કયા છે?
જો કે પેક્ટીન મોટાભાગના છોડની કોષની દિવાલોમાં જોવા મળે છે, સફરજનના પોમેસ અને નારંગીની છાલ વ્યવસાયિક રીતે ઉત્પાદિત પેક્ટીનના બે મુખ્ય સ્ત્રોત છે કારણ કે તેમના પેક્ટીન ઉચ્ચ ગુણવત્તાના છે. અન્ય સ્ત્રોતો ઘણીવાર નબળી જેલિંગ વર્તન દર્શાવે છે. ફળોમાં, સફરજન અને સાઇટ્રસ ઉપરાંત, પીચ, જરદાળુ, નાસપતી, જામફળ, તેનું ઝાડ, આલુ અને ગૂસબેરી પેક્ટીનની વધુ માત્રા માટે જાણીતા છે. શાકભાજીમાં, ટામેટાં, ગાજર અને બટાકા તેમની ઉચ્ચ પેક્ટીન સામગ્રી માટે જાણીતા છે.
પેક્ટીન ઉત્પાદન માટે ટામેટાના પલ્પનો ઉપયોગ શા માટે થાય છે?
ટામેટાંનો રસ, પેસ્ટ, પ્યુરી, કેચઅપ, ચટણી અને સાલસા જેવા ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરવા માટે વાર્ષિક લાખો ટન ટામેટાં (લાઈકોપર્સિકન એસ્ક્યુલેન્ટમ મિલ.) પર પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, જેના પરિણામે મોટી માત્રામાં કચરો ઉત્પન્ન થાય છે. ટામેટાંના કચરા, ટામેટાને દબાવીને મેળવવામાં આવે છે તેમાં 33% બીજ, 27% ચામડી અને 40% પલ્પ હોય છે, જ્યારે સૂકા ટામેટા પોમેસમાં 44% બીજ અને 56% પલ્પ અને ચામડી હોય છે. ટામેટાંનો કચરો પેક્ટીન ઉત્પન્ન કરવાનો ઉત્તમ સ્ત્રોત છે.
સાહિત્ય/સંદર્ભ
- Bayar N., Bouallegue T., Achour M., Kriaa M., Bougatef A., Kammoun R. (2017): Ultrasonic extraction of pectin from Opuntia ficus indica cladodes after mucilage removal: Optimization of experimental conditions and evaluation of chemical and functional properties. Ultrasonic pectin extraction from prickly pear cladodes. Food Chemistry 235, 2017.
- Raffaella Boggia, Federica Turrini, Carla Villa, Chiara Lacapra, Paola Zunin, Brunella Parodi (2016): Green Extraction from Pomegranate Marcs for the Production of Functional Foods and Cosmetics. Pharmaceuticals (Basel). 2016 Dec; 9(4): 63.
- Cibele Freitas de Oliveira, Diego Giordani, Rafael Lutckemier, Poliana Deyse Gurak, Florencia Cladera-Olivera, Ligia Damasceno Ferreira Marczak (2016): Extraction of pectin from passion fruit peel assisted by ultrasound. LWT – Food Science and Technology 71, 2016. 110-115.
- Antonela Nincevic Grassino, Mladen Brncic, Drazen Vikic-Topic, Suncica Roca, Maja Dent, Suzana Rimac Brncíc (2016): Ultrasound assisted extraction and characterization of pectin from tomato waste. Food Chemistry 198 (2016) 93–100.
- Krauser, S.; Saeed, A.; Iqbal, M. (2015): Comparative Studies on Conventional (Water-Hot Acid) and Non-Conventional (Ultrasonication) Procedures for Extraction and Chemical Characterization of Pectin from Peel Waste of Mango Cultivar Chausna. Pak. J. Bot., 47(4): 1527-1533, 2015.
- R. Minjares-Fuentes, A. Femenia, M.C. Garaua, J.A. Meza-Velázquez, S. Simal, C. Rosselló (2014): Ultrasound-assisted extraction of pectins from grape pomace using citric acid: A response surface methodology approach. Carbohydrate Polymers 106 (2014) 179–189.