Ekstrakcija pektina iz kore grejpa pomoću sonikatora

Pektini iz nusproizvoda voća, poput kore ili pulpe, ekstrahiraju se vrlo učinkovito pomoću ultrazvučnih ekstraktora. Kao pouzdana, jednostavna i sigurna metoda ekstrakcije pektina, sonikacija povećava prinos i kvalitetu pektina uz ubrzanu proizvodnju. U nastavku prikazujemo učinkovitu tehniku ultrazvučne ekstrakcije pektina iz kore grejpa.

Ultrazvučna ekstrakcija pektina korak po korak

Ultrazvučna ekstrakcija pektina podrazumijeva primjenu ultrazvuka visoke snage radi poticanja oslobađanja pektina iz sirovine (npr. kore voća, nusproizvoda agruma). Sonikacija je dobro uhodana tehnika razaranja staničnih stijenki i oslobađanja pektina iz biljnog materijala.
Sljedeći protokol za ultrazvučnu ekstrakciju pektina iz kore grejpa pomoću sonikatora sa sondom i naknadno taloženje etanolom:


Upotrijebljeni materijali:

• 50gr kore grejpa
• 200mL pročišćene vode
• 400mL etanola
• Sonikator UP200St + sonotroda S26d14
• Staklene laboratorijske čaše

Priprema sirovine:

• Pribavite koru agruma kao sirovinu. U ovom protokolu upotrebljavamo koru grejpa.
• Temeljito operite koru agruma kako biste uklonili svu prljavštinu ili ostatke.
• Narežite koru agruma na male komade kako biste povećali površinu dostupnu za ekstrakciju.

Odabir otapala:
Voda je poželjno otapalo za ekstrakciju jer je jeftina i netoksična. Voda se često upotrebljava za ekstrakciju pektina zbog sposobnosti otapanja pektina bez njegove razgradnje. Dodavanje male količine kiselina (npr. limunske, octene, dušične ili klorovodične kiseline) vodi kao otapalu olakšava otapanje pektina iz biljnih materijala i poboljšava postupak ekstrakcije. Prilagodba otapala na pH vrijednost od približno 2–3 dobar je orijentir.
 
Postupak ultrazvučne ekstrakcije:

• Stavite približno 50 gr sitno nasjeckane kore agruma u laboratorijsku čašu ili tikvicu.
• Kori agruma dodajte približno 200 ml odabranog otapala.
• Upotrijebite sonikator sa sondom za obradu smjese ultrazvučnim valovima. Upotrebljavamo UP200Ht, snažan ultrazvučni ekstraktor snage 200 vata opremljen sonotrodom S26d14. Postavite amplitudu na 100%.
• Sonicirajte smjesu približno 10 min dok se ne postigne optimalna ekstrakcija.

Filtracija:
Nakon sonikacije filtrirajte smjesu kroz prethodno navlaženu finu mrežicu ili filtarsku tkaninu kako biste ekstrahiranu otopinu pektina odvojili od čvrstog ostatka, odnosno čestica kore grejpa. Višekratnim ponavljanjem ovog koraka filtracije osigurava se uklanjanje svih čvrstih ostataka.
 

Taloženje etanolom:

• Za taloženje pektina iz ekstrahirane otopine obično se upotrebljava etanol kao sredstvo za taloženje ili zaustavljanje procesa.
• Prebacite filtriranu otopinu pektina u čistu posudu.
• Postupno dodajte etanol otopini pektina uz neprestano miješanje. Volumni omjer etanola i otopine pektina varira, ali obično iznosi oko 2:1 (etanol: otopina).
• Nastavite dodavati etanol dok se u otopini ne postigne konačna koncentracija etanola od približno 70–80%. Ta koncentracija potiče taloženje pektina.
• Ostavite smjesu da odstoji dovoljno dugo, obično nekoliko sati ili preko noći, kako biste olakšali taloženje.
• Nakon taloženja prikupite istaloženi pektin centrifugiranjem ili filtracijom.
• Isperite istaloženi pektin etanolom kako biste uklonili nečistoće i preostalo otapalo.
• Na kraju osušite pročišćeni pektin pod vakuumom ili pri niskoj temperaturi kako biste uklonili svu preostalu vlagu.

Budući da su sadržaj pektina i sirovina voćnog podrijetla podložni prirodnim varijacijama, postupak ekstrakcije možda će trebati prilagoditi u skladu s time. To znači da će specifične uvjete ekstrakcije i taloženja možda trebati optimizirati ovisno o vrsti kore agruma, zrelosti, prinosu pektina i željenim svojstvima pektina. Za kvantitativno određivanje sadržaja pektina i procjenu učinkovitosti ekstrakcije mogu se primijeniti analitičke tehnike poput gravimetrijske analize ili spektrofotometrijskih metoda.

SEM prikaz preostale pulpe šećerne repe pri povećanju od 1000x: (a) prije ekstrakcije te nakon ekstrakcije pektina uz primjenu (b) Xylanasae (250 U/g), (c) Cellulase (300 U/g), (d) Xylanasae+Cellulase (1:1), (e) Xylanasae+Cellulase (1:1,5) i (f) Xylanasae+Cellulase (1:2).
(istraživanje i slike: Abou-Elseoud et al., 2021)

Industrijska ekstrakcija pektina pomoću sonikatora Hielscher

Isti postupak ultrazvučne ekstrakcije pektina prikazan gore može se linearno povećati na industrijsku proizvodnju u protočnom sustavu. Upotreba ultrazvučnog reaktora s protočnom ćelijom omogućuje obradu velikih volumena nusproizvoda voća kontinuiranom obradom u protočnom sustavu.
Hielscher Ultrasonics nudi naprednu seriju industrijskih sonikatora za preradu voćnog i povrtnog materijala radi proizvodnje pektina.
 
Sonikacija se ne upotrebljava samo za ekstrakciju pektina nego i za izolaciju polifenola iz komine, pulpe, kore i sjemenki voća. Više pročitajte ovdje!
 

Tablica u nastavku daje okvirni pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – kvaliteta proizvedena u Njemačkoj

Ultrazvučni uređaji Hielscher poznati su po najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavno rukovanje omogućuju nesmetanu integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijska postrojenja. Ultrazvučni uređaji Hielscher lako se nose s teškim uvjetima i zahtjevnim okruženjima.

Hielscher Ultrasonics tvrtka je s ISO certifikatom koja poseban naglasak stavlja na ultrazvučne uređaje visokih performansi s najsuvremenijom tehnologijom i jednostavnom upotrebom. Naravno, ultrazvučni uređaji Hielscher sukladni su zahtjevima CE te ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.