ソニケーターによるグレープフルーツ果皮からのペクチン抽出

果物の皮や果肉などの副産物からペクチンを抽出するには、超音波抽出機を使用すると非常に効率的です。信頼性が高く、シンプルで安全なペクチン抽出方法として、超音波抽出はペクチンの収量と品質を向上させ、生産速度を加速させます。以下に、グレープフルーツ果皮からの超音波ペクチン抽出の効率的な技術を示す。

超音波ペクチン抽出ステップ・バイ・ステップ

超音波ペクチン抽出は、原料（例えば果物の皮、柑橘類の副産物）からペクチンの放出を促進するために、超音波を利用することを説明する。超音波は、細胞壁を破壊し、植物材料からペクチンを放出するための確立された技術である。
プローブ型ソニケーターを用いたグレープフルーツ果皮からの超音波ペクチン抽出と、それに続くエタノール沈殿のプロトコールを以下に示す：


使用した材料

• グレープフルーツの皮 50gr
• 精製水 200mL
• エタノール 400mL
• ソニケーターUP200St + ソノトロードS26d14
• ガラスビーカー

原材料の準備：

• 原料として柑橘類の皮を入手する。このプロトコルではグレープフルーツの皮を使用する。
• 柑橘類の皮をよく洗い、汚れやゴミを取り除く。
• 柑橘類の皮を細かく切り、抽出のための表面積を増やす。

溶剤の選択：
抽出溶媒としては、安価で無害な水が望ましい。水は、分解を起こすことなくペクチンを可溶化する能力があるため、ペクチン抽出に一般的に使用される。溶媒として水に少量の酸（クエン酸、酢酸、硝酸、塩酸など）を加えると、植物原料からのペクチンの可溶化を助け、抽出プロセスを向上させる。溶媒のpH値を約2～3pHに調整するのが良い目安となります。
 
超音波抽出の手順：

• 細かく刻んだ柑橘類の皮約50グラムをビーカーまたはフラスコに入れる。
• 柑橘類の皮に選択した溶媒を約200ml加える。
• プローブタイプのソニッケーターを使用して、混合物を超音波で処理します。ソノトロードS26d14を装備した200ワットの強力な超音波抽出器UP200Htを使用する。振幅を100％に設定する。
• 最適な抽出が得られるまで、混合液を約10分間超音波処理する。

ろ過：
超音波処理後、あらかじめ濡らしておいた目の細かいメッシュや濾布を使って混合物を濾過し、抽出したペクチン溶液と固形残渣であるグレープフルーツの皮の粒子を分離する。このろ過ステップを数回繰り返すことで、すべての固形残渣が除去されることを確認する。
 

エタノールの沈殿：

• 抽出液からペクチンを沈殿させるには、沈殿剤または急冷剤としてエタノールを使用するのが一般的である。
• ろ過したペクチン溶液を清潔な容器に移す。
• 攪拌を続けながら、ペクチン溶液にエタノールを徐々に加える。エタノールとペクチン溶液の比率は様々であるが、通常は体積比で2：1（エタノール：溶液）程度である。
• 溶液中のエタノール濃度が最終的に約70～80％になるまで、エタノールを添加し続ける。この濃度がペクチンの沈殿を促進する。
• 沈殿を促進するために、混合物を十分な時間、通常は数時間から一晩放置する。
• 沈殿後、沈殿したペクチンを遠心分離または濾過によって回収する。
• 沈殿したペクチンをエタノールで洗浄し、不純物と残留溶媒を除去する。
• 最後に、真空下または低温で精製ペクチンを乾燥させ、残っている水分を取り除く。

ペクチンの含有量と果実由来の原料は自然変動に左右されるため、抽出手順もそれに応じて適合させる必要があるかもしれない。つまり、柑橘類の果皮の種類、熟度、ペクチン収量、所望のペクチン特性に応じて、特定の抽出・沈殿条件を最適化する必要がある。ペクチン含量の定量や抽出効率の評価には、重量分析や分光光度法などの分析技術を用いることができる。

(a)抽出前、(b)キシラナーゼ(250 U/g)、(c)セルラーゼ(300 U/g)、(d)キシラナーゼ+セルラーゼ(1:1)、(e)キシラナーゼ+セルラーゼ(1:1.5)、(f)キシラナーゼ+セルラーゼ(1:2)によるペクチン抽出後。
(研究および画像：Abou-Elseoud他、2021年）

ソニッケーターによる工業用ペクチン抽出

上記で示した超音波ペクチン抽出と同じ手順で、工業的なインライン生産にリニアにスケールアップすることができる。超音波フローセルリアクターの使用により、大量の果実副産物を連続インライン処理することができる。
Hielscher Ultrasonics社は、ペクチン製造のための果物や野菜の処理用に、洗練された工業用ソニケーターの製品ラインを提供しています。
 
ソニケーションはペクチン抽出だけでなく、果実の搾りかす、果肉、果皮、種子からポリフェノールを分離するためにも使われる。 詳しくはこちら
 

下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：

デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製

Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。

Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。