Extracción ultrasónica pectina a partir de frutas ne biorresiduos

• Ya pectinas ya 'nar aditivo alimentario xi utilizado, añadido principalmente ja yá efectos gelificantes.
• Ar extracción ultrasónica aumenta significativamente jar rendimiento ne ya extractos ar pectina.
• Ar sonicación ar conocida ja yá efectos intensificadores ar proceso, ne ya da utilizan jar múltiples ya procesos industriales.

Extracción pectinas ne pectina

Ar pectina ge 'nar polisacárido complejo xi (heteropolisacárido) da o da particular ya paredes celulares ya frutas, ja ya cítricos ne ar orujo mänsanä. Ar mar hñets'i contenido pectina o 'mu̲i ya cáscaras ya frutas tanto mänsanä Komo ar cítricos. Orujo mänsanä contiene 'nar 10 — 15% ar pectina en base a materia seca, mente da cáscara cítricos contiene 'nar 20 — 30%. Ya pectinas ya biocompatibles, biodegradables ne renovables ne muestran dätä propiedades gelificantes ne espesantes, nä'ä da bi pa̲ti ja 'nar aditivo xi valorado. Ya pectinas ya ampliamente utilizadas ja ya nts'i, ar cosméticos ne ar productos farmacéuticos komongu modificador reológico komongu ar emulsionante, agente gelificante, agente ar recubrimiento, ar estabilizador ne ar espesante.
Extracción convencional pectina pa aplicaciones industriales ar realiza ir nge ya procesos catalizados ya ácido (utilizando ácido nítrico, clorhídrico wa sulfúrico). Extracción catalizada ya ácido ar proceso xí frecuentado jar producción industrial pectina, ya ke ya ma'ra técnicas extracción komongu ar ebullición directa (60ºC — 100ºC) Nxoge 'nar máximo 24 ar ora ne hñets'i'i pH (1, 0 — 3, 0) ya lentas ne hñets'i'i rendimiento ne xi provocar degradación térmica ar fibra ar extraída ne ar rendimiento ar pectina ya 'nandi ar gi hyandi limitado ir nge ya nkohi ar proceso. Wat'i, extracción catalizada ya ácido 'nehe pe̲ts'i yá desventajas: ar nt'ot'e ácido agresivo provoca ar despolimerización ne ar desesterificación ya cadenas pectina, nä'ä ts'oni negativamente ja ya ar pectina. Ar producción ar dätä volúmenes efluentes ácidos requiere 'nar procesamiento 'mefa ár njäts'i Tange'u ne costoso 'nar nt'ot'e ya reciclaje, nä'ä bi pa̲ti ar proceso ja 'nar carga ambiental.

Extracción ultrasónica pectina

Ar extracción ultrasónica ge 'nar nt'ot'e za̲tho, hingi térmico, nä'ä da t'uni múltiples procesos alimentarios. Jar nä'ä ir nge ar extracción pectinas frutas ne k'ani, ar sonicación produce pectina mextha ar hño. Ya pectinas extraídas ya ultrasonidos destacan ir nge ár contenido ja ya ácido anhidrourónico, ar metoxilo ne ar pectato cálcico, nja'bu komongu 'bu̲ ár 'mui esterificación. Ya nkohi suaves ar extracción ultrasónica evitan degradación térmica ya pectinas sensibles jar ar pa.
Ar hño ne pureza ar pectina to variar nä'ä mä ar ácido anhidrogalacturónico, ár 'mui esterificación ne ar contenido cenizas ar pectina extraída. Pectina ko mar hñets'i be̲xu molecular ne jár contenido jar cenizas (por debajo de ar 10%) ko mar hñets'i contenido ar ácido anhidrogalacturónico (por encima de ar 65%) ar pädi komongu ar pectina ar za̲ hño. Dado da intensidad ár nt'ot'e ultrasónico to controlar ar ko ndunthe ya precisión, ya propiedades extracto pectina xi ga ar influidas ajustando ar amplitud, ar mpat'i extracción, ar presión, ar pa ar retención ne ar disolvente.

 
'Bui nuwa jar Nthuts'i nkohi pa extracción ultrasónica pectina ar cáscara pomelo nä'ä da gi 'ñudi jar vídeo ya mañä.
 

Ar extracción ultrasónica to ga OT'UJE ar utilizando 'yani 'ra ya solventes komongu ar dehe, ácido cítrico, njäts'i ya ácido nítrico (HNO₃(, pH 2,0), wa oxalato amonio yá ácido oxálico, nä'ä 'nehe permite integrar ar sonicación ja ya líneas ar extracción 'bui (retro — fitting).

Residuos ixi komongu fuente: Ya ultrasonidos mar hñets'i rendimiento ya ar xi 'yot'e ar Ts'ut'ubi ko éxito pa aislar pectinas orujo mänsanä, cáscaras cítricos (komongu naranja, limón, pomelo), orujo ar uva, granada, pulpa ar remolacha azucarera, cáscara pitahaya, cladodios higo chumbo, cáscara ar maracuyá ne cáscaras mango.

Precipitación pectina 'mefa xta extracción ar ultrasónica

Agregar etanol ja 'nar njäts'i ya extracto to da 'BATS'I separar ar pectina a través de proceso llamado precipitación. Ar pectina, 'nar polisacárido complejo da o 'mu̲i ya paredes celulares ya do̲ni, ar soluble jar dehe jar nkohi normales. Wat'i, da ar alterar ar entorno ar solvente ko ar adición etanol, ar tsa̲ da reducir ar solubilidad ar pectina nä'ä mi lleva ár precipitación ár njäts'i.

Química jár xu̲tha ar precipitación pectina usando etanol bí nja'bu̲ 'bu̲ hñu ya reacciones:

• Ruptura ya enlaces hidrógeno: Ya moléculas pectina ar mantienen xi Hmunts'i ya enlaces ar hidrógeno, da contribuyen ár solubilidad jar dehe. Ar etanol k'ats'i ma nuya enlaces hidrógeno compitiendo ko ya moléculas ar dehe ir nge ya sitios mfats'i ja ya moléculas pectina. Medida da ya moléculas etanol reemplazan ja ya moléculas ar dehe mi 'be̲ni ya moléculas pectina, ya enlaces hidrógeno ja ya moléculas pectina ar debilitan, reduciendo ár solubilidad ja ar solvente.
• Disminución ar polaridad ar solvente: Ar etanol ge menu polar nä'ä ar dehe, nä'ä ir bo̲ni ke pe̲ts'i 'nar me̲ti mfeni pa disolver sustancias polares komongu ar pectina. Medida da ar agrega etanol jar ár njäts'i ya extracto, polaridad Nxoge ar ar solvente disminuye, nä'ä mi thogi ne da nja'bu̲ favorable pa ndi ya moléculas pectina permanezcan jar ár njäts'i. 'Me̲hna conduce ma precipitación pectina fuera de ár njäts'i ya da japi ar menu soluble jar mezcla ya etanol ne ya dehe.
• Aumento ar concentración pectina: Medida da ya moléculas pectina precipitan fuera de ár njäts'i, ar concentración pectina ár njäts'i restante jar aumenta. 'Me̲hna permite 'nar separación mäs hei ar pectina ar fase líquida a través de ar filtración wa ar centrifugación.

Precipitación pectina ko etanol ge 'nar nt'ot'e sencillo ne xi hño pa da aislar ya pectinas ár njäts'i ya extracto, nä'ä ge 'nar bi thogi proceso to ejecutar ar hingi hembi da 'mefa xta extracción ultrasónica pectina. Ar adición etanol jar ár njäts'i ya extracto altera ar entorno ar solvente 'nar bí da reduce ar solubilidad ar pectina nä'ä mi lleva ár precipitación ne 'mefa ár njäts'i Tange'u separación ár njäts'i. Nuna ar técnica ar usa comúnmente ar extracción ne ar purificación pectina materiales vegetales pa ya 'na'ño aplicaciones industriales ne alimentarias.

Ultrasonidos mar hñets'i rendimiento

Hielscher Ultrasonics ge ár socio pa ya procesos extracción productos botánicos. Tanto nu'bu̲ gi extraer t'olo cantidades pa ár nthoni ne ar análisis komongu gi procesar ar dätä volúmenes pa ar producción yá 'ma, di pe̲ts'u̲he ar extractor ultrasónico mfädi pa gí. HMUNTS'UJE homogeneizadores ultrasónicos laboratorio, nja'bu ngu HMUNTS'UJE sonicadores sobremesa ne industriales, ya robustos, fáciles ar zu̲di ne gi construidos da funcionar ya 24 ora ar pa, 7 ya pa ar su̲mänä plena ar carga. 'Nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe gama accesorios, komongu sonotrodos (sondas ultrasónicas yá bocinas) ko 'na'ño tamaños ne formas, celdas flujo, reactores ne refuerzos, permiten configuración óptima pa ár proceso ar extracción específico.
Ga̲tho ya máquinas ultrasónicas digitales gi equipadas ko 'nar pantalla táctil ya njät'i, 'nar tarheta SD integrada pa protocolización automática datos ne 'nar mando mbi ya navegador pa 'nar supervisión nxo̲ge ar proceso. Ko ya sofisticados sistemas ultrasónicos ar Hielscher, bí simplifica 'nar mextha estandarización procesos ne 'nar control hño.
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Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximada ar HMUNTS'UJE ultrasonidos:

Resultados ár nthoni extracción ultrasónica pectina

Residuos tomate: Pa nu'bu largos tiempos extracción (12 — 24 h) jar nt'ot'e reflujo, bí utilizó ar ultrasonicación da intensificar ar proceso extracción jar ngäts'i ar pa (15, 30, 45, 60 ne 90 min). Dependiendo de ya tiempos extracción, ya rendimientos ar pectina obtenidos pa ar ndui etapa extracción ultrasónica, bí temperaturas ar 60°C ne 80°C son del 15,2-17,2% ne del 16,3-18,5%, respectivamente. Nu'bu̲ bí aplicó 'nar ñoho etapa extracción ultrasónica, rendimiento pectinas ya residuos tomate ar incrementó da ar 34 — 36%, dependiendo de ya temperaturas ne ya tiempos). Obviamente, ar extracción ultrasónica aumenta ar ruptura ar matriz jar Jot'i celular ar tomate nä'ä mi mejora ya interacciones entre ar disolvente ne ar hñei extraído.
Ya pectinas extraídas ya ultrasonidos xi clasificar ar komongu pectinas mar hñets'i metoxilo (HM — pectina) ko propiedades gelificación fraguado rápido (ar > (70%) ne 'nar 'mui esterificación 73, 3 — 85, 4%. n. Contenido pectato calcio jar pectina extraída ya ultrasonidos ar midió entre 41,4% ne ar 97,5%, dependiendo de ya parámetros extracción (mpat'i ne pa). Ma 'nar mpat'i mäs mextha extracción ultrasónica, contenido pectato calcio ar dätä (91 — 97%) ne, komongu gá, presenta 'nar parámetro mahyoni ya mfeni ar gelificación ar pectina jar comparación ko ar extracción convencional.
Extracción convencional ko disolventes Nxoge 24 ar ora proporciona rendimientos ar pectina similares jar comparación ko ya 15 ya t'olo ora ar nt'ot'e extracción ya ultrasonidos. Ir nge ya resultados obtenidos, ar tsa̲ da concluir ke ár nt'ot'e ultrasónico disminuye notablemente ar pa extracción. Ar RMN ne ar espectroscopia FTIR confirman ár 'mui ya pectina predominantemente esterificada jar ga̲tho ya muestras investigadas. [Grassino et jar el. 2016]

Cáscara maracuyá: Rendimiento extracción, ar ácido galacturónico ne ár 'mui esterificación ar consideraron komongu ar indicadores ar dätä nt'ot'e extracción. rendimiento mäs pectina obtenido ya extracción asistida ya ultrasonidos bí 12,67% (nkohi extracción 85ºC, 664 W yá cm2, pH 2,0 ne 10 min). Pa nuya da ehese̲ nkohi, bí realizó 'nar extracción convencional ya calentamiento ne ár nt'uni ma 7,95%. Nuya resultados concuerdan ko ya nsadi, da informan ya hingi maa ar pa ar extracción efectiva polisacáridos, da 'ñent'i pectina, hemicelulosas ne ma'ra ya polisacáridos solubles jar dehe, ko ár mfats'i ar ultrasonidos. 'Nehe ar observó da rendimiento ar extracción bi hñuts'i 1,6 bes nu'bu̲ ar extracción bí asistida ya ultrasonido. Ya resultados obtenidos demostraron ke ya ultrasonidos mi técnica 'nar nt'ot'e xi hño ne da ahorraba pa ar extracción pectina ar cáscara maracuyá. [Freitas ar Oliveira et jar el. 2016]

Cladodios higo chumbo: Extracción asistida ya ultrasonidos (EAU) ar pectina cladodios Opuntia ficus indica (OFI) 'mefa xta eliminación ar mucílago nä'ä mi intentó utilizando ar metodología superficie respuesta. Ya variables ar proceso bí optimizaron ir nge ar diseño compuesto central isovariante jar 'mui mejorar ar rendimiento ar extracción pectina. Ar 'mui nthe óptima obtenida bí: pa sonicación 70 min, mpat'i 70, pH 1,5 ne nthe agua-material 30 ml yá g. Nuna 'mui nthe bí validada ne ar rendimiento ar extracción experimental ma ar 18,14% ± 1,41%, nä'ä bi 'mu̲i estrechamente ligado jar ár hmädi predicho (19,06%). Ir extracción ar ultrasónica presenta 'nar alternativa prometedora ma proceso extracción convencional jamädi ár mextha dätä nt'ot'e, da logró jar menos pa ne da temperaturas mäs bajas. Pectina extraída ya ultrasonidos ya cladodios OFI (UAEPC) pe̲ts'i 'nar hñets'i'i 'mui esterificación, mar hñets'i 'nar contenido jar ácido urónico, mahyoni propiedades funcionales ne 'nar hño nt'ot'e antirradical. Nuya resultados gi 'bu̲hu̲ a favor de njapu'befi ya UAEPC komongu potencial aditivo jar industria ar alimentaria. [Bayar et jar el. 2017]

Orujo uva: Jar xeni Nthuts'i nthoni "Extracción asistida ya ultrasonidos pectinas orujo uva utilizando ácido cítrico: 'nar enfoque metodológico superficie respuesta", bí gi japu̲'be̲fi ar sonicación pa extraer pectinas orujo uva ko ácido cítrico komongu agente extracción. Nä'ä mä ar Metodología ar Superficie ar Respuesta, ar dätä rendimiento pectina (∼32,3%) ar tsa̲ da conseguir cuando el proceso de extracción ultrasónica se realiza a 75ºC durante 60 min utilizando una solución de ácido cítrico de pH 2,0. Nuya polisacáridos pécticos, compuestos principalmente ya unidades ácido galacturónico (∼97% ja ya azúcares totales), pe̲ts'i 'nar be̲xu molecular made 163,9 kDa ne 'nar 'mui esterificación (ya) ar 55,2%.
Ar morfología ar superficie ar orujo uva sonicado gi 'ñudi ke ar sonicación desempeña 'nar he̲'mi mahyoni ja ar ruptura ar tejido ar vegetal ne ar mejora ya rendimientos extracción. Rendimiento obtenido ir extracción ar ultrasónica ar pectinas ja ya nkohi óptimas (75°C, 60 min, pH 2,0) ma 'nar 20% superior ar rendimiento obtenido nu'bu̲ ar extracción ar realizó aplicando da ehese̲ ya nkohi mpat'i, ar pa ne pH, pe hingi asistencia ultrasónica. 'Nehe, ya pectinas procedentes ar extracción ultrasónica 'nehe mostraron 'nar be̲xu molecular medio mäs mar hñets'i. [Minjares — ya 'mui mbo et jar el. 2014]