Extração de pectina da casca de toranja com um sonicador

As pectinas de subprodutos de fruta, como cascas ou polpa, são extraídas com elevada eficiência utilizando extratores ultrassónicos. Sendo um método de extração de pectina fiável, simples e seguro de utilizar, a sonicação aumenta o rendimento e a qualidade da pectina, com uma velocidade de produção mais elevada. Abaixo, demonstramos a técnica eficaz de extração ultrassónica de pectina da casca de toranja.

Extração ultrassónica de pectina passo a passo

A extração ultrassónica de pectina descreve a aplicação de ultrassons de potência para promover a libertação de pectinas de uma matéria-prima (por exemplo, cascas de fruta, subprodutos de citrinos). A sonicação é uma técnica bem estabelecida para romper as paredes celulares e libertar pectina do material vegetal.
O seguinte protocolo para a extração ultrassónica de pectina de cascas de toranja utilizando um sonicador de sonda e subsequente precipitação com etanol:


Materiais utilizados:

• 50gr de casca de toranja
• 200mL de água purificada
• 400mL de etanol
• Sonicador UP200St + sonotrodo S26d14
• Copos de precipitação de vidro

Preparação da matéria-prima:

• Obtenha casca de citrinos como matéria-prima. Neste protocolo, utilizamos cascas de toranja.
• Lave bem a casca de citrinos para remover qualquer sujidade ou resíduo.
• Corte a casca de citrinos em pequenos pedaços para aumentar a área de superfície disponível para a extração.

Seleção do solvente:
A água é o solvente preferido para a extração, sendo económica e não tóxica. A água é habitualmente utilizada na extração de pectina devido à sua capacidade de solubilizar a pectina sem provocar degradação. A adição de uma pequena quantidade de ácidos (por exemplo, ácido cítrico, ácido acético, ácido nítrico ou clorídrico) à água utilizada como solvente ajuda a solubilizar a pectina dos materiais vegetais e melhora o processo de extração. Ajustar o solvente para um valor de pH de aproximadamente 2–3 é uma boa referência.
 
Procedimento de extração ultrassónica:

• Coloque aproximadamente 50 gr de casca de citrinos finamente cortada num copo de precipitação ou num frasco.
• Adicione aproximadamente 200 ml do solvente selecionado à casca de citrinos.
• Utilize um sonicador de sonda para tratar a mistura com ondas ultrassónicas. Utilizamos o UP200Ht, um potente extrator ultrassónico de 200 watts equipado com o sonotrodo S26d14. Defina a amplitude para 100%.
• Submeta a mistura a sonicação durante aproximadamente 10 min até obter uma extração ótima.

Filtração:
Após a sonicação, filtre a mistura utilizando uma malha fina ou um tecido filtrante previamente humedecido para separar a solução de pectina extraída do resíduo sólido, as partículas de casca de toranja. Repetir estas etapas de filtração várias vezes garante a remoção de todos os resíduos sólidos.
 

Precipitação com etanol:

• Para precipitar a pectina da solução extraída, o etanol é habitualmente utilizado como agente de precipitação ou de interrupção do processo.
• Transfira a solução de pectina filtrada para um recipiente limpo.
• Adicione gradualmente etanol à solução de pectina, agitando continuamente. A proporção entre etanol e solução de pectina varia, mas é normalmente de cerca de 2:1 (etanol: solução) em volume.
• Continue a adicionar etanol até atingir uma concentração final de aproximadamente 70–80% de etanol na solução. Esta concentração promove a precipitação da pectina.
• Deixe a mistura repousar durante um período suficiente, normalmente várias horas ou durante a noite, para facilitar a precipitação.
• Após a precipitação, recolha a pectina precipitada por centrifugação ou filtração.
• Lave a pectina precipitada com etanol para remover impurezas e solvente residual.
• Por fim, seque a pectina purificada sob vácuo ou a baixa temperatura para remover qualquer humidade restante.

Como o teor de pectina e a matéria-prima à base de fruta estão sujeitos a variações naturais, o procedimento de extração poderá ter de ser adaptado em conformidade. Isto significa que poderá ser necessário otimizar as condições específicas de extração e precipitação em função do tipo de casca de citrinos, do grau de maturação, do rendimento de pectina e das propriedades pretendidas para a pectina. Podem ser utilizadas técnicas analíticas, como a análise gravimétrica ou métodos espectrofotométricos, para quantificar o teor de pectina e avaliar a eficiência da extração.

Microscopia eletrónica de varrimento (SEM) da polpa residual de beterraba-sacarina com ampliação de 1000x: (a) antes da extração e após a extração de pectina utilizando (b) Xylanasae (250 U/g), (c) celulase (300 U/g), (d) Xylanasae+celulase (1:1), e (e) Xylanasae+celulase (1:1,5), e (f) Xylanasae+celulase (1:2).
(estudo e imagens: Abou-Elseoud et al., 2021)

Extração industrial de pectina com sonicadores Hielscher

O mesmo procedimento de extração ultrassónica de pectina demonstrado acima pode ser ampliado linearmente para a produção industrial em linha. A utilização de um reator ultrassónico com célula de fluxo permite processar grandes volumes de subprodutos de fruta num tratamento contínuo em linha.
A Hielscher Ultrasonics oferece uma gama sofisticada de sonicadores industriais para o processamento de material de frutas e legumes destinado à produção de pectina.
 
A sonicação é utilizada não só para a extração de pectina, mas também para o isolamento de polifenóis de bagaço, polpa, cascas e sementes de fruta. Leia mais aqui!
 

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores:

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os sonicadores Hielscher são conhecidos pelos seus padrões de qualidade e conceção do mais alto nível. A robustez e a facilidade de utilização permitem a integração harmoniosa dos nossos sonicadores em instalações industriais. Os sonicadores Hielscher lidam facilmente com condições adversas e ambientes exigentes.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa com certificação ISO e dá especial importância a sonicadores de elevado desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os sonicadores Hielscher estão em conformidade com os requisitos CE e cumprem os requisitos UL, CSA e RoHs.