Pektīna ekstrakcija no greipfrūtu mizas, izmantojot Sonicator
Pektīni no augļu blakusproduktiem, piemēram, mizām vai mīkstuma, ir ļoti efektīvi ekstrahēti, izmantojot ultraskaņas nosūcējus. Kā uzticama, vienkārša un droša pektīna ekstrakcijas metode, ultraskaņas apstrāde palielina pektīna ražu un pektīna kvalitāti paātrinātā ražošanas ātrumā. Zemāk mēs demonstrējam efektīvu ultraskaņas pektīna ekstrakcijas tehniku no greipfrūtu mizas.
Ultraskaņas pektīna ekstrakcija soli pa solim
Ultraskaņas pektīna ekstrakcija apraksta jaudas ultraskaņas pielietojumu, lai veicinātu pektīnu izdalīšanos no izejvielām (piemēram, augļu mizām, citrusaugļu blakusproduktiem). Ultraskaņas apstrāde ir labi izveidota metode, lai izjauktu šūnu sienas un atbrīvotu pektīnu no augu materiāla.
Šāds protokols ultraskaņas pektīna ekstrakcijai no greipfrūtu mizām, izmantojot zondes tipa sonikatoru un turpmāku etanola nogulsnēšanu:
Izmantotie materiāli:
- 50gr greipfrūtu mizas
- 200mL attīrīts ūdens
- 400mL etanola
- Sonicator UP200St + sonotrode S26d14
- Stikla vārglāzes
Ultrasonicator UIP4000hdT ir 4kW spēcīgs nosūcējs izmanto rūpnieciskai pektīna ražošanai.
Izejvielu sagatavošana:
- Iegūstiet citrusaugļu mizu kā izejvielu. Šajā protokolā mēs izmantojam greipfrūtu mizas.
- Rūpīgi nomazgājiet citrusaugļu mizu, lai notīrītu netīrumus vai gružus.
- Sagrieziet citrusaugļu mizu mazos gabaliņos, lai palielinātu ekstrakcijas virsmas laukumu.
Šķīdinātāju izvēle:
Ūdens ir vēlamais šķīdinātājs ekstrakcijai, kas ir lēts un netoksisks. Pektīna ekstrakcijai parasti izmanto ūdeni, jo tas spēj izšķīdināt pektīnu, neizraisot degradāciju. Neliela daudzuma skābju (piemēram, citronskābes, etiķskābes, slāpekļskābes vai sālsskābes) pievienošana ūdenim kā šķīdinātājs palīdz izšķīdināt pektīnu no augu materiāliem un uzlabo ekstrakcijas procesu. Šķīdinātāja pielāgošana pH vērtībai, kas ir aptuveni 2-3 pH, ir laba vadošā vērtība.
Ultraskaņas ekstrakcijas procedūra:
- Ievieto apmēram 50 gr smalki sagrieztus citrusaugļu mizas gabaliņus vārglāzē vai kolbā.
- Citrusaugļu mizai pievieno apmēram 200 ml izvēlētā šķīdinātāja.
- Izmantojiet zondes tipa sonikatoru, lai apstrādātu maisījumu ar ultraskaņas viļņiem. Mēs izmantojam UP200Ht, 200 vatu jaudīgu ultraskaņas nosūcēju, kas aprīkots ar sonotrode S26d14. Iestatiet amplitūdu uz 100%.
- Sonicate maisījumu apmēram 10 minūtes, līdz tiek sasniegta optimāla ekstrakcija.
Filtrēšanas:
Pēc ultraskaņas apstrādes filtrējiet maisījumu, izmantojot iepriekš samitrinātu smalku sietu vai filtra audumu, lai atdalītu ekstrahēto pektīna šķīdumu no cietā atlikuma, greipfrūtu mizas daļiņām. Atkārtojot šo filtrēšanas darbību vairākas reizes, tiek nodrošināts, ka visas cietās atliekas tiek noņemtas.
Etanola izgulsnēšana:
- Lai izgulsnētu pektīnu no ekstrahētā šķīduma, etanolu parasti izmanto kā nogulsnēšanas vai dzēšanas līdzekli.
- Pārnes filtrēto pektīna šķīdumu tīrā traukā.
- Pakāpeniski pievienojot etanolu pektīna šķīdumam, nepārtraukti maisot. Etanola un pektīna šķīduma attiecība ir dažāda, bet parasti tā ir aptuveni 2:1 (etanols: šķīdums) pēc tilpuma.
- Turpiniet etanola pievienošanu, līdz šķīdumā sasniegta aptuveni 70-80% etanola galīgā koncentrācija. Šī koncentrācija veicina pektīna nogulsnēšanos.
- Ļauj maisījumam nostāvēties pietiekami ilgu laiku, parasti vairākas stundas vai nakti, lai veicinātu izgulsnēšanos.
- Pēc izgulsnēšanas nogulsnēto pektīnu savāc centrifugējot vai filtrējot.
- Nogulsnēto pektīnu mazgā ar etanolu, lai atdalītu piemaisījumus un atlikušo šķīdinātāju.
- Visbeidzot, izžāvējiet attīrīto pektīnu vakuumā vai zemā temperatūrā, lai noņemtu atlikušo mitrumu.
Tā kā pektīna saturs un augļu izcelsmes izejvielas ir pakļautas dabīgām variācijām, ekstrakcijas procedūra var būt attiecīgi jāpielāgo. Tas nozīmē, ka īpašie ekstrakcijas un nokrišņu apstākļi var būt jāoptimizē atkarībā no citrusaugļu mizas veida, gatavības, pektīna ražas un vēlamajām pektīna īpašībām. Lai kvantificētu pektīna saturu un novērtētu ekstrakcijas efektivitāti, var izmantot tādas analītiskas metodes kā gravimetriskā analīze vai spektrofotometriskās metodes.
Sonicator UP400St ekstrakcijai
Cukurbiešu mīkstuma atlikuma SEM ar 1000x palielinājumu: a) pirms ekstrakcijas un pēc pektīna ekstrakcijas, izmantojot b) ksilanasu (250 U/g), c) celulāzi (300 U/g), d) ksilanasae+celulāzi (1:1) un e) ksilanasae+celulāzi (1:1,5) un f) ksilanasae+celulāzi (1:2).
(pētījums un attēli: Abou-Elseoud et al., 2021)
Rūpnieciskā pektīna ekstrakcija ar Hielscher Sonicators
To pašu ultraskaņas pektīna ekstrakcijas procedūru, kas parādīta iepriekš, var lineāri mērogot ar rūpniecisko inline ražošanu. Ultraskaņas plūsmas šūnu reaktora izmantošana ļauj apstrādāt lielus daudzumus augļu blakusproduktu nepārtrauktā inline apstrādē.
Hielscher Ultrasonics piedāvā izsmalcinātu rūpniecisko sonicatoru līniju augļu un dārzeņu materiāla pārstrādei pektīna ražošanai.
Sonikāciju izmanto ne tikai pektīnu ekstrakcijai, bet arī polifenolu izdalīšanai no augļu izspaidām, mīkstuma, mizas un sēklām. Vairāk lasi šeit!
- augsta efektivitāte
- vismodernākās tehnoloģijas
- uzticamība & Stabilitāti
- regulējama, precīza procesa vadība
- Partijas & Iekļautās
- jebkuram sējumam
- inteliģenta programmatūra
- viedās funkcijas (piemēram, programmējamas, datu protokolēšana, tālvadības pults);
- viegli un droši lietojams
- zema apkope
- CIP (tīrā vietā)
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 0.5 līdz 1,5 ml | n.p. | VialTweeter | 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 līdz 150L | 3 līdz 15L/min | UIP6000hdT |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā
Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.
Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus sajaukšanas lietojumiem, dispersijai, emulgācijai un ekstrakcijai laboratorijā, izmēģinājuma un rūpnieciskā mērogā.
Literatūra / Atsauces
- 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.
Fakti, kas ir vērts zināt: Pektīns
Pektīns ir komplekss polisaharīds, kas atrodams augu šūnu sienās, īpaši augļos, un galvenokārt sastāv no galakturionskābes atlikumiem, kas saistīti ar α-1,4-glikozīdu saitēm. Šis strukturālais izkārtojums pektīnam piešķir unikālas īpašības, padarot to par daudzpusīgu biomolekulu ar dažādiem rūpnieciskiem lietojumiem.
Savā dabiskajā stāvoklī pektīns pastāv kā neviendabīgs polimēru maisījums ar dažādu metilēšanas pakāpi, kas rada dažādas funkcionālās īpašības. Metilēšanas pakāpe ietekmē pektīna spēju veidot želejas, ar zemu metoksi pektīnu saturu veidojot spēcīgākus gēlus salīdzinājumā ar augstas metoksi kolēģiem.
Pektīna funkcionalitāte izriet no tā spējas mijiedarboties ar ūdeni, metāla joniem, cukuriem un citām makromolekulām. Jo īpaši tās želejas īpašības padara to par vērtīgu sastāvdaļu pārtikas un farmācijas rūpniecībā. Pektīnu parasti izmanto kā recinātāju, stabilizatoru un biezinātāju tādos pārtikas produktos kā ievārījumi, želejas, augļu konservi, konditorejas izstrādājumi un piena deserti. Farmācijā tas kalpo kā matrica kontrolētai zāļu izdalīšanai un kā saistviela tablešu formās.
Papildus pielietojumam pārtikas un farmācijas nozarēs pektīns ir noderīgs dažādās citās nozarēs. Kosmētikas rūpniecībā to izmanto kā stabilizatoru emulsijās un kā plēvi veidojošu līdzekli ādas kopšanas līdzekļos. Turklāt pektīnam piemīt potenciāls pielietojums biomedicīnā, tostarp brūču dzīšanā, audu inženierijā un zāļu piegādes sistēmās, pateicoties tā bioloģiskajai saderībai un bionoārdīšanās spējai.
Šīs pektīna daudzveidīgās funkcijas un bioloģiski saderīgais raksturs padara to par vērtīgu biomateriālu ar plašu pielietojumu dažādās nozarēs.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Lab līdz rūpnieciskais izmērs.