超音波抽出でより高いペクチン収率

超音波抽出は、優れた品質のペクチンの高い収率をもたらします。超音波処理を使用して、貴重なペクチンは、効率的に果物の廃棄物(例えば、ジュース加工からの副産物)および他の生物学的原料から生成することができます。超音波ペクチン抽出は、優れたペクチン品質、および迅速な抽出手順を与え、より高い収率を生成することにより、他の抽出技術を優れています。

超音波処理による強化ペクチン抽出

ペクチンは、化粧品や医薬品の成分だけでなく、多数の食品中のゲル化、乳化および増粘剤として利用されています。従来の工業用ペクチン抽出は、柑橘類の皮、リンゴポマ、その他の果物廃棄物などの原料を低pH(pH 1.5〜3.5)の60~100°Cの温水に長期間浸漬する温水抽出を介して行われます。これは、従来の温水抽出を時間とエネルギーを消費するプロセスを回し、多くの場合、原料で利用可能なペクチンの大量を放出するのに十分な効率さえありません。
従来の製造方法の非効率性を克服するために、超音波抽出は、従来の温水抽出と比較して抽出時間を短縮し、ペクチンの収量を大幅に最大化するプロセス強化技術として適用されます。

超音波ペクチン抽出の利点

超音波抽出は、食品、サプリメント、医薬品、化粧品などの植物抽出物やハーブエキスなどの抽出物の生産の多くの分野で適用されます。超音波抽出の非常に顕著な例は、カンナビジオール(CBD)と大麻植物からの他の化合物の抽出です。
超音波抽出は、非熱抽出技術であり、それによって熱分解に対する生理活性化合物を防ぎます。振幅、強度、時間、温度、圧力などのすべての超音波プロセスパラメータを正確に制御することができます。これにより、正確なプロセスと品質管理が可能になり、取得した抽出結果の一度の繰り返しと再現が容易になります。抽出生産者は、プロセスや製品を標準化するのに役立つ信頼性のプロセスの再現性のための超音波を値。

超音波ペクチン抽出のためのプロセスパラメータ

  • 超音波強度
  • 温度
  • pH 値
  • 時間
  • 原材料の粒径
The ultrasonicator UIP4000hdT is a powerful extractor for industrial pectin production.

超音波抽出器 UIP4000hdT は、工業用ペクチン製造用の4kW強力な抽出器です。

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関連するプロセスパラメータの決定は、超音波抽出プロセスを最高の効率と優れた抽出品質に最適化することができます。
例えば、原料の粒径(例えば、柑橘類の皮)は重要な要因である:より小さい粒子サイズは、超音波が作用するためのより高い表面積を意味する。小さな粒径は、それによってより高いペクチン収率、メチル化の低い程度およびラムノガラクチュラン(RG)領域のより大きな比率で結果を生じる。
抽出溶媒(すなわち水+酸)のpH値は、もう一つの必須パラメータである。ペクチンが酸性条件下で抽出されると、ポリマーの多くのラムノガラクチュロン分岐領域が分解され、主な線鎖に付着したいくつかの中性糖分子を有する主にホモガラクトゥロン(HG)の「ストレート」領域が残存する。
超音波ペクチン抽出は、抽出時間を短縮し、酸によって望ましくないペクチン修飾のチャンスを減少させる必要なプロセス温度を低下させます。これはプロダクト要求に正確にペクチンを変えるために限られた条件の下で酸を使用することを可能にする。

超音波ペクチン抽出が非常に効率的な理由は何ですか?

超音波抽出の影響は、細胞壁の腫れ、穿壁および破損に直接影響を与える。超音波誘導物質移動は、植生組織の分裂につながる中間層のペクチン性物質の水和を引き起こす。超音波キャビテーションとせん断力は細胞壁に直接影響を与え、それらを開きます。これらのメカニズムは超音波抽出の非常に効率的な結果をもたらす。

低分子量およびメトキシローションの程度を有する超音波抽出ペクチン(音響キャビテーション補助抽出ペクチン、abbrev.ACAE)は、化学およびFT-IR分析から抽出された従来の熱(CHE)ペクチンと比較して長い側鎖を有するラムノガラクトロンI(RG-I)領域においてより豊かであった。ウルグトラソニックペクチン抽出のエネルギー消費量は、工業生産規模に有望な適用を示す従来の加熱方法よりも大幅に低かった。
(2017年王らら)
Wangたちは、超音波支援抽出(UAE)が従来の加熱抽出(CHE)と比較して、より高効率で低コストで、より経済的で環境に優しいプロセスであることが証明されていることを支えています。

超音波ペクチン抽出はどのように動作しますか?

超音波抽出は、高強度超音波のソノメカ効果に基づいています。超音波によるペクチン抽出を促進し、強化するために、高出力超音波は、液体媒体、すなわちペクチン含有原料および溶媒に含まれるスラリーに超音波プローブ(超音波ホーンまたはソノトロードとも呼ばれる)を介して結合される。超音波波は液体を通過し、交互に低圧/高圧サイクルを作成します。低圧サイクルの間に、微小な真空気泡(いわゆるキャビテーション気泡)が作成され、いくつかの圧力サイクルにわたって成長します。これらのバブル成長サイクルの間に、液体中の溶存ガスが真空気泡に入り、真空気泡が成長する気泡に変える。ある大きさでは、気泡がより多くのエネルギーを吸収できない場合、高圧サイクル中に激しく爆発する。バブルの爆発は、それぞれ4000Kと1000atmに達する非常に高温と圧力を含む強烈なキャビテーション力によって特徴付けられます。また、対応する高温および圧力差。これらの超音波生成された乱気流および剪断力は植物細胞を分解し、水ベースの溶媒に細胞内ペクチンを放出する。超音波キャビテーションは非常に強烈な大量移送を作成するので、超音波処理は非常に短い処理時間内で非常に高い収率をもたらします。

超音波破壊器は、植物源からの抽出(例えば植物、藻類、真菌)に使用されます。

植物細胞からの超音波抽出:微細横断面(TS)は、細胞からの超音波抽出時の作用のメカニズムを示す(倍率2000倍)[資料:Vilkhu et al. 2011]

ペクチンについて

ペクチンは、長鎖ガラクトゥロンセグメントとラムノース、アラビノース、ガラクトース、キシロースなどの他の中性糖からなる分岐ヘテロ多糖です。より具体的には、ペクチンは、β-D-ガラクトース、L-アラビノースおよび他の糖単位の側枝を有する1,4-α結合ガラクツロン酸および1,2結合ラムノースからなる共重合体のブロックである。ペクチンでは、いくつかの糖部分および異なるレベルのメチルエステル化が見つかるため、ペクチンは他の多糖類と同様に定義された分子量を有していない。ペクチンは、食品に使用するために指定される、少なくとも65%のガラクツロン酸単位を含むヘテロ多糖として定義される。特定の抽出条件を適用することにより、ペクチンは特定の要件を満たすために正常に変更され、機能化することができます。機能性および修飾ペクチンの製造は、医薬品用の低メトキシ化ペクチン(LMP)などの特別な用途に関心を持っています。

The ultrasonicator UIP2000hdT is a 2kW extractor for industrial pectin production.

超音波バッチ抽出器 UIP2000hdT カスカロードホーン付き

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果実廃棄物から抽出されたペクチン

Ultrasonic extraction is highly efficient to produce high-quality pectins from citrus waste.皮、果汁残渣(果汁圧入後)、その他の果実副産物などの果実廃棄物は、多くの場合、豊富なペクチン源である。果物の廃棄物は動物飼料としてよく使用されていますが、ペクチン抽出は果物廃棄物のより貴重な使用です。
超音波ペクチン抽出は、柑橘類の皮(例えば、オレンジ、みかん、グレープフルーツ)、メロンピール、リンゴポマ、サトウキビポマ、マンゴーピール、トマトの廃棄物だけでなく、ジャックフルーツ、パッションフルーツ、イチジクの皮などで既に成功しています。

超音波ペクチン抽出の事例研究

熱による従来のペクチン抽出の欠点のために、研究および産業は超音波抽出のような革新的な選択肢を既に調査している。それにより、各種原材料のプロセスパラメータの情報やプロセス最適化データを豊富に取り入れられます。

アップルポマのペクチンの超音波抽出

ドランカとオロイアン(2019)は、様々な超音波条件を適用し、ボックスベンケン応答面設計を使用して、リンゴポマのペクチンの超音波支援抽出プロセスを調査しました。その結果、超音波振幅は抽出されたペクチンの収量とエステル化の程度に強く影響を与え、抽出pHは3つの応答すべて、すなわち収率、GalA含有量、エステル化度に大きな影響を与えたことがわかった。抽出の最適条件は、100%振幅、1.8のpH、1:10 g/mLの固体液体比、および30分超音波処理でした。これらの条件下では、ペクチン収率は9.183%であり、98.127 g/100 g GalA含有量および83.202%のエステル化度を持っていた。超音波抽出ペクチンの結果を市販ペクチンとの関係に設定するために、最適な条件下で超音波抽出により得られたペクチン試料を、FT-IR、DSC、レオロジー分析、およびSEMによる市販の柑橘類およびリンゴペクチンサンプルと比較した。最初の2つの技術は、分子量のより狭い分布範囲、秩序ある分子配置、および市販のリンゴペクチンと同様であった高いエステル化の程度のような超音波抽出によって抽出されたペクチンサンプルのいくつかの特殊性を強調した。超音波で得られたサンプルの形態学的特性の解析は、このサンプルの断片サイズの分布と一方の側のGalA含有量との間の判定パターンを示し、他方の水取り容量を示す。超音波抽出ペクチン溶液の粘度は、市販のペクチンを使用して作られた溶液のそれよりもはるかに高かったが、これは多分ガラクツロン酸の濃度が高いためである。また、高いエステル化度を考慮すると、これは超音波抽出ペクチンに対して粘度が高かった理由を説明するかもしれない。研究者たちは、マルス・ドメナ'ファルティセニ'リンゴポマから超音波抽出によって抽出されたペクチンの純度、構造およびレオロジー的挙動は、この可溶性繊維の有望な用途を示していると結論付けている。(ドランカ & オロイアン 2019)

超音波ペクチン抽出法は、以下の方法で優れています

  • 高い利回り
  • 高速処理
  • 穏やかな処理条件
  • 全体的な効率の向上
  • シンプルで安全な操作
  • 高速RoI

ペクチン製造のための高性能超音波抽出器

Ultrasonic extractor UIP4000hdT with flow-through setup for pectin extraction超音波抽出は、シトラス果実副産物や皮、リンゴのポマと他の多くなどの高品質ペクチン様々な原材料の生産を容易にし、加速する信頼性の高い加工技術です。ヒールシャー超音波ポートフォリオは、産業抽出システムにコンパクトなラボ超音波装置からフルレンジをカバーしています。それにより、ヒールシャーで私たちはあなたの想定されるプロセス容量のための最も適した超音波を提供することができます。当社の長年の経験豊富なスタッフは、最終生産レベルであなたの超音波システムのインストールに実現可能性試験とプロセスの最適化からお客様を支援します。
私たちの超音波抽出器の小さな足のプリントだけでなく、インストールオプションの汎用性は、それらを小さなスペースペクチン加工施設にもフィットさせます。超音波処理装置は、食品、製薬、栄養補助食品製造施設に世界的に設置されています。

ヒールシャー超音波 – 高度な抽出装置

ヒールシャー超音波製品ポートフォリオは、小規模から大規模に高性能超音波抽出器のフルレンジをカバーしています。追加の付属品はあなたのペクチンの抽出プロセスのための最も適した超音波装置の構成の容易なアセンブリを可能にする。最適な超音波設定は、想定容量、容積、原材料、バッチまたはインラインプロセスとタイムラインに依存します。

バッチおよびインライン

ヒールシャー超音波処理は、バッチおよび連続フロースルー処理に使用することができます。超音波バッチ処理は、プロセステスト、最適化、中規模の生産レベルに最適です。大量のペクチンを生産する場合、インライン処理の方が有利である可能性があります。連続したインライン混合プロセスには高度なセットアップが必要 – ポンプ、ホース、パイプ、タンクで構成されていますが、非常に効率的で迅速で、労働が大幅に少なくて済む。ヒールシャー超音波は、あなたの抽出ボリュームとプロセスの目標に最も適した抽出設定を持っています。

すべての製品容量のための超音波抽出器

産業規模のインライン超音波処理のためのUIP4000hdTフローセルヒールシャー超音波製品の範囲は、1時間あたりのトラック積み込みを処理する能力を持つ完全工業用超音波プロセッサにベンチトップとパイロットシステム上のコンパクトなラボ超音波装置から超音波プロセッサの完全なスペクトルをカバーしています。フル製品範囲は、私たちはあなたのペクチン含有原料、プロセス容量および生産目標に最も適した超音波抽出器を提供することができます。
超音波ベンチトップシステムは、実現可能性試験とプロセスの最適化に最適です。確立されたプロセスパラメータに基づく線形スケールアップは、より小さなロットから完全に商業生産までの処理能力を非常に容易に高めます。アップスケーリングは、より強力な超音波抽出ユニットをインストールするか、並列にいくつかの超音波装置をクラスタリングすることによって行うことができます。UIP16000では、ヒールシャーは、世界中で最も強力な超音波抽出器を提供しています。

最適な結果を得るための正確に制御可能な振幅

すべてのヒールシャー超音波処理器は正確に制御可能であり、それによって生産の信頼性の高い作業馬です。振幅は、果物やバイオ廃棄物からのペクチンの超音波抽出の効率と有効性に影響を与える重要なプロセスパラメータの1つです。
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.すべてのヒールシャー超音波’ プロセッサは振幅の精密な設定を可能にする。ソノトロードとブースターホーンは、さらに広い範囲で振幅を変更することを可能にするアクセサリーです。ヒールシャーの産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供し、要求の厳しいアプリケーションに必要な超音波強度を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。
正確な振幅設定とスマートソフトウェアを介して超音波プロセスパラメータの恒久的な監視は、あなたの原料を最も効果的な超音波条件で処理する可能性を与えます。最適な超音波処理は、最良の抽出結果を得る!
ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。これにより、ヒールシャーの超音波装置は、あなたの抽出要件を満たす信頼性の高い作業ツールになります。

リスクのない簡単なテスト

超音波プロセスは完全に線形にスケーリングすることができます。これは、ラボまたはベンチトップ超音波処理器を使用して達成したすべての結果を意味し、まったく同じプロセスパラメータを使用して正確に同じ出力にスケーリングすることができます。これは、リスクフリーの実現可能性試験、プロセスの最適化、商業製造へのその後の実装のための超音波処理に最適です。超音波処理は、ペクチンエキスの生産を増加させることができる方法を学ぶためにお問い合わせください。

最高品質 – ドイツで設計・製造

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは超音波処理装置の最高品質基準を優先します。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、あなたの生産の作業馬になります。全負荷下での24時間365日の動作は、ヒールシャーの高性能ミキサーの自然な特性です。

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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超音波プロセッサ、アプリケーション、価格に関する追加情報を要求するには、以下のフォームを使用してください。私たちはあなたとあなたのプロセスを議論し、あなたの要件を満たす超音波システムを提供するために喜んでいるでしょう!









予めご了承ください。 個人情報保護方針


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

ヒールシャー超音波は、ラボ、パイロット、工業規模でアプリケーション、分散、乳化および抽出を混合するための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

文献 / 参考文献