Ultrazvučno pectin ekstrakcija iz voća i bio-otpad

• Pektini su vrlo često korišteni prehrambeni aditiv, koji se uglavnom dodaje za svoje efekte za giranje.
• Ultrazvučna ekstrakcija povećava prinos i kvalitetu pektin ekstrakti značajno.
• Sonication je poznat po svom procesu intenziviranje efekata, koji se već koriste u mnogočinim industrijskim procesima.

 

Pectine i ekstrakcija Pectina

Pectin je prirodni kompleks polisaharida (heteropolisaharid) koji se posebno nalazi u ćelijama zidova voća, posebno u agruma i jabuke. Visoke pektin sadržaj nalaze se u voćnim pilama i jabuka i agruma. Jabuka komina sadrži 10-15% pektin na suhom tvar osnovi, dok je kora citrusa sadrži 20-30%. Pektini su Biokompatibilni, biorazgradivi i obnovljivi te pokazuju velika svojstva za giranje i zadebljanje, što ih čini vrlo cijenjenim aditivom. Pektini su naširoko koristi u hrani, kozmetici i farmaceutskim proizvodima kao Reologija modifikator kao što su emulgator, želiranje agent, glaziranje agent, stabilizator, i zadivilo.
Konvencionalna ekstrakcija pektin za industrijske aplikacije izvodi se pomoću kiseline kataliziranih procesa (koristeći dušikov, kloridna ili sumporna kiselina). Kiselina katalizirana ekstrakcija je najposjećenost proces u industrijskom pektin proizvodnje, jer druge tehnike ekstrakcije kao što su izravno kipuće (60 º c-100 º c) do 24hrs i nizak pH (1,0-3.0) su spori i niski prinos i može uzrokovati toplinsku degradaciju ekstrakti vlakana, a prinos pektina ponekad je ograničen uvjetima procesa. Međutim, kiselina-katalizirana ekstrakcija dolazi sa svojim manama, previše: oštar kiseli tretman uzrokuje depolimerizaciju i deesterifikaciju pektin lanaca, koji utječe na pektin kvalitete negativno. Proizvodnja velikih volumena kiselih otpadnih voda zahtijeva post-obradu i skupo liječenje recikliranja, što čini proces opterećenjem okoliša.

Ultrazvučno pectin ekstrakcija

Ultrazvučna ekstrakcija je blagi, ne-termalno liječenje, koji se primjenjuje na višestruke prehrambene procese. U pogledu ekstrakcije pedikina od voća i povrća, ultrazvukom proizvodi pektin visoke kvalitete. Ultrazvučno ekstrahirana Pektini u obliku svoje anhydrouronic kiseline, metoxyl i kalcij pectate sadržaj, kao i njegov stupanj esterifikacije. Blagi uvjeti ultrazvučne ekstrakcije sprječavaju toplinsku degradaciju pectins osjetljivih na toplinu.
Pectin kvaliteta i čistoća može varirati ovisno o anhidrogalakturonska kiselina, stupanj Esterifikacija, sadržaj pepela ekstrahiranih pektina. Pektin s visokom molekularnom težinom i niskim jasnom (ispod 10%) sadržaja s visokom anhidrogalakturonskom kiselinom (iznad 65%) su poznati kao dobra kvaliteta pectin. Budući da je intenzitet ultrazvučnog liječenja može biti vrlo precizno kontrolirana, svojstva pektin ekstrakt može biti pod utjecajem prilagodbe amplituda, temperatura ekstrakcije, tlak, zadržavanje vrijeme i otapalo.

Ultrazvučna ekstrakcija može se izvoditi pomoću raznih otapala kao što su voda, limunska kiselina, otopina dušične kiseline (HNO₃, pH 2,0), ili amonijev oksalata/oksalna kiselina, što ga čini također moguće integrirati ultrazvukom u postojećim linijama ekstrakcije (retro-oprema).

Voćni otpad kao izvor: High-Performance ultrazvuk je već uspješno primijenjen na izolirati Pektini od jabuka pomace, citrusa voće pilinga (kao što su narančasta, limun, grejp), grožđe pomace, Nara, šećerna repe celuloze, Dragon Fruit Peel, Prickley kruške kaladode, strast voće kore i mango pilinga.

Visoke performanse ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics je Vaš partner za ekstrakciju procesa iz bilja. Bilo da želite izdvojiti male količine za istraživanje i analizu ili obraditi velike količine za komercijalnu proizvodnju, imamo odgovarajuće ultrazvučni izvlači za vas. Naše Ultrazvučni laboratorijski procesori kao i naša klupa-top i industrijske ultrasonicators su robustan, jednostavan za korištenje i izgrađen za 24/7 rad pod punim opterećenjem. Široki raspon Pribor kao što sonotrode (ultrazvučni sonde / rogove) s različitim veličinama i oblicima, stanica protoka reaktorima i pojačala bi se omogućilo optimalno postavljanje za vas specifičnom procesu ekstrakcije.
Svi digitalni ultrazvučni strojevi su opremljeni obojenim dodirnim zaslonom, integriranom SD karticom za automatsko praćenje podataka, a daljinski upravljač preglednika za sveobuhvatni nadzor procesa. S Hielscher je sofisticirani ultrazvučni sustavi, visoki proces normacija i kontrola kvalitete je napravio jednostavan.
Kontaktirajte nas danas kako bi razgovarali o zahtjevima vašeg postupka ekstrakcije! Biti će nam drago da vam pomoći s našim dugogodišnjim iskustvom u botanički ekstrakcija!
Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Rezultati istraživanja ultrazvučnog pectin ekstrakcije

Otpad od rajčice: Kako bi se izbjeglo dugo ekstrakcije vrijeme (12 – 24 h) u postupku refluxing, ultrazvuka se koristi za intenziviranje postupka ekstrakcije u smislu vremena (15, 30, 45, 60 i 90 min). Ovisno o vremenu ekstrakcije, dobiveni pektin prinosa za prvi ultrazvučni korak ekstrakcije, na temperaturama od 60 ° c i 80 ° c su 15.2 – 17.2% i 16.3 – 18,5%, respektivno. Kada je primijenjen drugi ultrazvučni korak ekstrakcije, prinos Pektini od paradajz otpada je povećan na 34 – 36%, ovisno o temperaturama i vremenima). Očito, ultrazvučna ekstrakcija povećava rupture rajčice stanične zidne matrice, što dovodi do boljih interakcija između otapala i ekstrahiranih materijala.
Ultrazvučno izvađeni Pektini može se kategorizirati kao visoke metoxyl Pektini (hm-pectin) s brzim postavljenim svojstva > 70%) i stupanj esterifikacije 73.3 – 85.4%. n. kalcij pectate sadržaj u ultrazvučno ekstrahiran pektin je izmjeren između 41,4% na 97,5%, ovisno o parametrima ekstrakcije (temperatura i vrijeme). Na višoj temperaturi ultrazvučne ekstrakcije, kalcij pectate sadržaj su veći (91 – 97%) i kao takav prisutan važan parametar pektin u odnosu na konvencionalne ekstrakcije.
Konvencionalna ekstrakcija otapala za trajanje od 24hr daje slične pektin prinosa u usporedbi s 15 min ultrazvučnog ekstrakcije liječenje. S obzirom na dobivene rezultate može se zaključiti da ultrazvučno liječenje smanjuje vrijeme ekstrakcije izuzetno. Spektroskopija NMR i FTIR potvrđuju postojanje pretežno esterificiranog pektina u svim istraženim uzorcima. [Grassino et Al. 2016]

Strast voće piling: Prinos ekstrakcije, galakturonska kiselina i stupanj esterifikacije smatraju se pokazateljima učinkovitosti ekstrakcije. najviše prinos pectina dobivenih ultrazvukom uz pomoć ekstrakcije bio je 12,67% (uvjeti ekstrakcije 85 º C, 664 W/cm2, pH 2,0 i 10 min). Za ove iste uvjete izvedena konvencionalna ekstrakcija grijanja i rezultat je 7,95%. Ovi rezultati su u skladu s drugim studijama, koji izvješćuju kratko vrijeme za učinkovito ekstrakcije polisaharida, uključujući pectin, hemicelludi i druge topljive polisaharide, uz pomoć ultrazvuka. Također je primijetio da je prinos ekstrakcije povećan 1,6 puta kada je ekstrakcija je potpomognuto ultrazvukom. Dobiveni rezultati pokazali su da je ultrazvuk bila učinkovita i tehnika štednje vremena za ekstrakciju pektina iz strasti voćne kore. [Freitas de Oliveira et Al. 2016]

Prickly kruška Cladodes: Ultrazvučno potpomognuto ekstrakcije (UAE) pektin iz Opuntia ficus indica (OFI) kakutode nakon uklanjanja sluzi je pokušao pomoću metodologije reakcije površine. Procesne varijable su optimizirane od strane izovaritantnog središnjeg kompozitnog dizajna kako bi se poboljšala prinos pektin ekstrakcije. Optimalni uvjet dobiven bio je: vrijeme ultrazvuka 70 min, temperatura 70, pH 1,5 i omjer vodnog materijala 30 ml/g. To je stanje potvrđeno i izvedba eksperimentalne ekstrakcije iznosila je 18,14% ± 1,41%, što je usko povezano s predviđanom vrijednošću (19,06%). Dakle, ultrazvučna ekstrakcija predstavlja obećavajuće alternative konvencionalnom procesu ekstrakcije zahvaljujući svojoj visokoj učinkovitosti koja je postignuta u manje vremena i na nižim temperaturama. Pektin ekstrahiran ultrazvučnom ekstrakcije iz OFI cladodes (uaepc) ima nizak stupanj Esterifikacija, visok sadržaj uronske kiseline, važna funkcionalna svojstva i dobre anti-radikalne aktivnosti. Ovi rezultati su u korist korištenja UAEPC kao potencijalni aditiv u prehrambenoj industriji. [Bayar et Al. 2017]

Grožđe pomace: U istraživanju papira "ultrazvučno potpomognuto ekstrakcije Pektini od grožđa komina pomoću limunske kiseline: odgovor površina metodologija pristup", ultrazvuka se koristi za ekstrakt Pektini od grožđa komina s limunske kiseline kao sredstvo za vađenje. Prema metodi površine odgovora, najviši prinos pektina (∼ 32,3%) može se postići kada je ultrazvučni proces ekstrakcije provodi se na 75 º C za 60 min pomoću limunske kiseline otopine pH 2,0. Ovi pektični polisaharidi, koji se uglavnom sastoje od jedinica galacturonskih kiselina (∼ 97% ukupnih šećera), imaju prosječnu molekulsku težinu 163.9 kDa i stupanj esterifikacije (DE) od 55,2%.
Površinska morfologija ultrazvukom grožđa komina pokazuje da ultrazvukom igra važnu ulogu u razbijanje biljnog tkiva i povećanje prinosa ekstrakcije. Prinos dobiven nakon ultrazvučnog ekstrakcije pedikina koristeći optimalne uvjete (75 ° c, 60 min, pH 2,0) je 20% viši od prinosa dobiven kada je ekstrakcija provedena primjenjujući iste uvjete temperature, vremena i pH, ali bez ultrazvučnog Pomoć. Osim toga, Pektini iz ultrazvučne ekstrakcije također izloženi višu prosječnu molekulsku težinu. [Minjares-Fuentes et Al. 2014]