Ekstrakcija pektina iz kore grejpa pomoću sonikatora
Pektini iz voćnih nusproizvoda kao što su kore ili pulpa vrlo se učinkovito ekstrahiraju ultrazvučnim ekstraktorima. Kao pouzdana, jednostavna i sigurna metoda ekstrakcije pektina, sonikacija povećava prinos pektina i kvalitetu pektina pri ubrzanoj proizvodnoj brzini. U nastavku prikazujemo učinkovitu tehniku ultrazvučne ekstrakcije pektina iz kore grejpa.
Ultrazvučna ekstrakcija pektina korak po korak
Ultrazvučna ekstrakcija pektina opisuje primjenu snažnog ultrazvuka kako bi se pospješilo otpuštanje pektina iz sirovina (npr. kora voća, nusproizvodi citrusnog voća). Sonikacija je dobro uspostavljena tehnika za ometanje staničnih stijenki i oslobađanje pektina iz biljnog materijala.
Sljedeći protokol za ultrazvučnu ekstrakciju pektina iz kore grejpa pomoću sonikatora i naknadnog taloženja etanolom:
Korišteni materijali:
- 50 gr kore od grejpa
- 200 ml pročišćene vode
- 400 ml etanola
- Sonikator UP200St + sonotroda S26d14
- Staklene čaše
Ultrasonicator UIP4000hdT je 4kW snažan ekstraktor koristi se za industrijsku proizvodnju pektina.
Priprema sirovog materijala:
- Nabavite koru citrusa kao sirovinu. U ovom protokolu koristimo kore grejpa.
- Temeljito operite koru citrusa kako biste uklonili svu prljavštinu ili ostatke.
- Narežite koru citrusa na male komadiće kako biste povećali površinu za ekstrakciju.
Odabir otapala:
Voda je preferirano otapalo za ekstrakciju, koje je jeftino i netoksično. Voda se obično koristi za ekstrakciju pektina zbog svoje sposobnosti da otopi pektin bez izazivanja razgradnje. Dodavanje male količine kiseline (npr. limunske kiseline, octene kiseline, dušične ili klorovodične kiseline) u vodu kao otapalo pomaže u solubilizaciji pektina iz biljnih materijala i poboljšava proces ekstrakcije. Podešavanje otapala na pH vrijednost od cca. 2-3 pH je dobra smjernica.
Ultrazvučni postupak ekstrakcije:
- Postavite cca. 50 gr sitno nasjeckanih komadića kore citrusa u čaši ili tikvici.
- U koru citrusa dodajte otprilike 200 ml odabranog otapala.
- Upotrijebite sonikator za obradu smjese ultrazvučnim valovima. Koristimo UP200Ht, snažan ultrazvučni ekstraktor snage 200 W opremljen sonotrodom S26d14. Postavite amplitudu na 100%.
- Sonikirajte smjesu otprilike 10 minuta dok se ne postigne optimalna ekstrakcija.
Filtriranje:
Nakon sonikacije, filtrirajte smjesu koristeći prethodno navlaženu finu mrežicu ili filtarsku tkaninu kako biste odvojili ekstrahiranu otopinu pektina od krutog ostatka, čestica kore grejpa. Ponavljanje ovih koraka filtracije nekoliko puta osigurava da su svi kruti ostaci uklonjeni.
Taloženje etanola:
- Za taloženje pektina iz ekstrahirane otopine, etanol se obično koristi kao sredstvo za taloženje ili gašenje.
- Prebacite filtriranu otopinu pektina u čistu posudu.
- Postupno dodajte etanol u otopinu pektina uz neprekidno miješanje. Omjer etanola i otopine pektina varira, ali obično je oko 2:1 (etanol: otopina) po volumenu.
- Nastavite s dodavanjem etanola dok se ne postigne konačna koncentracija od približno 70-80% etanola u otopini. Ova koncentracija potiče taloženje pektina.
- Ostavite smjesu da stoji dovoljno dugo, obično nekoliko sati ili preko noći, kako bi se olakšalo taloženje.
- Nakon taloženja, prikupite istaloženi pektin centrifugiranjem ili filtracijom.
- Isperite istaloženi pektin etanolom kako biste uklonili nečistoće i zaostalo otapalo.
- Na kraju osušite pročišćeni pektin pod vakuumom ili na niskoj temperaturi kako biste uklonili preostalu vlagu.
Budući da su sadržaj pektina i sirovina na bazi voća podložni prirodnim varijacijama, postupak ekstrakcije može biti potrebno prilagoditi u skladu s tim. To znači da će specifične uvjete ekstrakcije i taloženja možda trebati optimizirati ovisno o vrsti kore citrusa, zrelosti, prinosu pektina i željenim svojstvima pektina. Analitičke tehnike kao što su gravimetrijska analiza ili spektrofotometrijske metode mogu se koristiti za kvantificiranje sadržaja pektina i procjenu učinkovitosti ekstrakcije.
Sonikator UP400St za ekstrakciju
SEM ostatka pulpe šećerne repe pri povećanju od 1000x: (a) prije ekstrakcije i nakon ekstrakcije pektina korištenjem (b) Xylanasae (250 U/g), (c) Cellulase (300 U/g), (d) Xylanasae+Cellulase (1:1), i (e) Xylanasae+Cellulase (1:1.5), i (f) Xylanasae+Cellulase (1:2).
(studija i slike: Abou-Elseoud et al., 2021.)
Industrijska ekstrakcija pektina s Hielscher sonikatorima
Isti postupak ultrazvučne ekstrakcije pektina prikazan gore može se linearno mjeriti na industrijsku inline proizvodnju. Korištenje ultrazvučnog reaktora protočne ćelije omogućuje obradu velikih količina voćnih nusproizvoda u kontinuiranoj inline obradi.
Hielscher Ultrasonics nudi sofisticiranu liniju industrijskih sonikatora za obradu voća i povrća za proizvodnju pektina.
- visoka efikasnost
- Najnovija tehnologija
- pouzdanost & robusnost
- podesiva, precizna kontrola procesa
- serija & u redu
- za bilo koji volumen
- inteligentni softver
- pametne značajke (npr. programabilne, podatkovni protokol, daljinsko upravljanje)
- jednostavan i siguran za rukovanje
- slabo održavanje
- CIP (čišćenje na mjestu)
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 0.5 do 1,5 ml | na | VialTweeter | 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15L/min | UIP6000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta Proizvedeno u Njemačkoj
Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijske objekte. Teški uvjeti i zahtjevna okruženja lako se nose s Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana tvrtka i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji sadrže najsuvremeniju tehnologiju i jednostavnu su za korištenje. Naravno, Hielscher ultrasonicators sukladni su CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Hielscher Ultrasonics proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore za aplikacije miješanja, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju u laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.
Literatura / Reference
- Divyani Panwar, Parmjit S. Panesar, Harish K. Chopra (2023): Ultrasound-assisted extraction of pectin from Citrus limetta peels: Optimization, characterization, and its comparison with commercial pectin. Food Bioscience, Volume 51, 2023.
- 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.
Činjenice koje vrijedi znati: pektin
Pektin je složeni polisaharid koji se nalazi u staničnoj stijenci biljaka, posebice u voću, a prvenstveno se sastoji od ostataka galakturonske kiseline povezanih α-1,4-glikozidnim vezama. Ovaj strukturni raspored daje pektinu jedinstvena svojstva, čineći ga svestranom biomolekulom s različitim industrijskim primjenama.
U svom prirodnom stanju, pektin postoji kao heterogena smjesa polimera s različitim stupnjevima metilacije, što dovodi do različitih funkcionalnih karakteristika. Stupanj metilacije utječe na sposobnost pektina da formira gelove, pri čemu pektini s niskim udjelom metoksi tvore jače gelove u usporedbi s pektinom s visokim udjelom metoksi.
Funkcionalnosti pektina proizlaze iz njegove sposobnosti interakcije s vodom, metalnim ionima, šećerima i drugim makromolekulama. Osobito njegova svojstva geliranja čine ga vrijednim sastojkom u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji. Pektin se obično koristi kao sredstvo za želiranje, stabilizator i zgušnjivač u prehrambenim proizvodima kao što su džemovi, želei, konzervirano voće, slastice i mliječni deserti. U farmaceutici služi kao matrica za kontrolirano otpuštanje lijeka i kao vezivo u formulacijama tableta.
Osim primjene u prehrambenom i farmaceutskom sektoru, pektin se koristi iu drugim industrijama. U kozmetičkoj industriji koristi se kao stabilizator u emulzijama i kao sredstvo za stvaranje filma u proizvodima za njegu kože. Štoviše, pektin pokazuje potencijalnu primjenu u biomedicini, uključujući zacjeljivanje rana, tkivni inženjering i sustave za dostavu lijekova, zahvaljujući svojoj biokompatibilnosti i biorazgradivosti.
Ove različite funkcionalnosti i biokompatibilna priroda pektina čine ga vrijednim biomaterijalom sa širokim rasponom primjena u više industrija.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.