Extração de pectina da casca de toranja usando um Sonicator

Pectinas de subprodutos de frutas, como cascas ou polpa, são extraídas de forma altamente eficiente usando extratores ultrassônicos. Como um método de extração de pectina simples e seguro de operar, a sonicação aumenta o rendimento da pectina e a qualidade da pectina em velocidade de produção acelerada. Abaixo, demonstramos a técnica eficaz de extração ultra-sônica de pectina da casca de toranja.

Extração ultra-sônica de pectina passo-a-passo

A extração ultra-sônica é uma técnica altamente eficaz para liberar pectinas da casca de toranja. Esta imagem mostra o sonicator UP200Ht extraindo pectinas da casca de toranja usando água como solvente.A extração ultra-sônica de pectina descreve a aplicação de ultrassom de potência para promover a liberação de pectinas de uma matéria-prima (por exemplo, cascas de frutas, subprodutos de frutas cítricas). A sonicação é uma técnica bem estabelecida para romper as paredes celulares e liberar pectina do material vegetal.
O seguinte protocolo para extração ultra-sônica de pectina de cascas de toranja usando um sonicador do tipo sonda e subsequente precipitação de etanol:


Materiais Utilizados:

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

Pedido de informação





O ultrassônico UIP4000hdT é um poderoso extrator para a produção de pectina industrial.

O ultrasonicator UIP4000hdT é um extrator poderoso de 4kW utilizado para produção industrial de pectina.

 

Neste vídeo, apresentamos a extração ultra-sônica altamente eficiente de pectina da casca de toranja usando o sonicator tipo sonda UP200Ht. A sonicação é um método altamente eficiente para produzir pectina de alta qualidade a partir de subprodutos de frutas e vegetais. A extração ultra-sônica produz maiores quantidades de pectina e qualidade superior dentro de um tempo de processamento mais curto.

Extração de pectina da casca de toranja usando o Sonicator UP200Ht

Miniatura do vídeo

 

Preparo da Matéria-Prima:

  • Obter casca de cítricos como matéria-prima. Neste protocolo utilizamos cascas de toranja.
  • Lave bem a casca dos citrinos para remover qualquer sujidade ou detritos.
  • Corte a casca dos citrinos em pequenos pedaços para aumentar a área superficial a extração.

 

Seleção de solventes:
A água é o solvente preferido para extração, que é barato e não tóxico. A água é comumente usada para extração de pectina devido à sua capacidade de solubilizar pectina sem causar degradação. A adição de uma pequena quantidade de ácidos (por exemplo, ácido cítrico, ácido acético, ácido nítrico ou clorídrico) à água como solvente ajuda na solubilização de pectina de materiais vegetais e melhora o processo de extração. Ajustar o solvente a um valor de pH de aproximadamente 2-3 pH é um bom valor de orientação.
 
Procedimento de extração ultra-sônica:

  • Coloque aproximadamente 50 gr de pedaços de casca cítrica finamente picados em um copo ou frasco.
  • Adicionar aproximadamente 200 ml do solvente selecionado à casca de citrinos.
  • Use um sonicador do tipo sonda para tratar a mistura com ondas ultra-sônicas. Usamos o UP200Ht, extrator ultrassônico poderoso de 200 watts equipado com o sonotrodo S26d14. Defina a amplitude para 100%.
  • Sonicar a mistura por aproximadamente 10 min até que a extração ideal seja alcançada.

 

Filtração:
Após a sonicação, filtre a mistura usando uma malha fina pré-molhada ou pano filtrante para separar a solução de pectina extraída do resíduo sólido, as partículas da casca de toranja. Repetir essas etapas de filtragem várias vezes garante que todos os restos sólidos sejam removidos.
 

Precipitação de etanol:

  • Para precipitar pectina da solução extraída, o etanol é comumente usado como um agente precipitante ou de têmpera.
  • Transfira a solução de pectina filtrada para um recipiente limpo.
  • Adicione gradualmente etanol à solução de pectina, mexendo continuamente. A proporção de etanol/pectina em solução varia, mas é tipicamente em torno de 2:1 (etanol: solução) em volume.
  • Continue adicionando etanol até atingir uma concentração final de aproximadamente 70-80% de etanol na solução. Esta concentração promove a precipitação de pectina.
  • Deixe a mistura repousar por um período suficiente, geralmente várias horas ou durante a noite, para facilitar a precipitação.
  • Após a precipitação, coletar a pectina precipitada por centrifugação ou filtração.
  • Lave a pectina precipitada com etanol para remover impurezas e solvente residual.
  • Finalmente, seque a pectina purificada sob vácuo ou em baixa temperatura para remover qualquer umidade restante.

 

Uma vez que o teor de pectina e a matéria-prima à base de frutos estão sujeitos a variações naturais, o processo de extracção poderá ter de ser adaptado em conformidade. Isso significa que as condições específicas de extração e precipitação podem precisar ser otimizadas dependendo do tipo de casca de citros, maturação, rendimento de pectina e propriedades de pectina desejadas. Técnicas analíticas como análise gravimétrica ou métodos espectrofotométricos podem ser empregadas para quantificar o teor de pectina e avaliar a eficiência da extração.

Sonda UP400St sonicator tipo sonda para extração de compostos bioativos como pectinas de frutas e vegetais

Sonicator UP400St para a extração

Ultrasonication promove a extração enzimática de pectinas da polpa de beterraba sacarina significativamente. As imagens de MEV mostram o impacto da Ultrasonication na ruptura celular e liberação de pectina.

MEV da polpa residual de beterraba sacarina com aumento de 1000x: (a) antes da extração e após a extração da pectina usando (b) Xilanasae (250 U/g), (c) Cellulase (300 U/g), (d) Xilanasae+Cellulase (1:1) e (e) Xilanasae+Cellulase (1:1.5), e (f) Xilanasae+Cellulase (1:2).
(estudo e imagens: Abou-Elseoud et al., 2021)

Extração Industrial de Pectina com Hielscher Sonicators

O mesmo procedimento de extração ultra-sônica de pectina demonstrado acima pode ser linearmente dimensionado para a produção industrial em linha. O uso de um reator de célula de fluxo ultra-sônico permite processar grandes volumes de subprodutos da fruta em um tratamento contínuo em linha.
Hielscher Ultrasonics oferece uma sofisticada linha de sonicadores industriais para o processamento de material de frutas e vegetais para a produção de pectina.

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A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batchQuociente de vazãoDispositivos Recomendados
00,5 a 1,5 mLn / D.VialTweeter
1 a 500mL10 a 200 mL / minUP100H
10 a 2000 mL20 a 400 mL / minUP200Ht, UP400St
0.1 a 20L00,2 a 4 L / minUIP2000hdT
10 a 100L2 de 10L / minUIP4000hdT
15 a 150L3 a 15L/minUIP6000hdT
n / D.10 a 100L / minUIP16000
n / D.maioraglomerado de UIP16000

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Design, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany

Os ultrasonicators Hielscher são bem conhecidos por seus mais altos padrões de qualidade e design. A robustez e a fácil operação permitem a integração suave de nossos ultrasonicators em instalações industriais. Condições adversas e ambientes exigentes são facilmente manuseados por ultrassonicators Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada ISO e coloca ênfase especial em ultrasonicators de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Naturalmente, os ultrasonicators Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.

Homogeneizadores ultrassônicos de alta cisalhamento são usados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração em escala laboratoria, piloto e industrial.



Literatura / Referências

Fatos que valem a pena saber: pectina

A pectina é um polissacarídeo complexo encontrado nas paredes celulares de plantas, particularmente em frutos, e é composta principalmente por resíduos de ácido galacturônico ligados por ligações α-1,4-glicosídicas. Este arranjo estrutural confere propriedades únicas à pectina, tornando-a uma biomolécula versátil com várias aplicações industriais.

Em seu estado natural, a pectina existe como uma mistura heterogênea de polímeros com diferentes graus de metilação, levando a diversas características funcionais. O grau de metilação influencia a capacidade da pectina de formar géis, com pectinas de baixa metoxi formando géis mais fortes em comparação com contrapartes de alta metoxi.

As funcionalidades da pectina decorrem de sua capacidade de interagir com água, íons metálicos, açúcares e outras macromoléculas. Suas propriedades gelificantes, em particular, o tornam um ingrediente valioso nas indústrias alimentícia e farmacêutica. A pectina é comumente utilizada como agente gelificante, estabilizante e espessante em produtos alimentícios como geleias, geleias, conservas de frutas, confeitarias e sobremesas lácteas. Em produtos farmacêuticos, serve como matriz para liberação controlada de fármacos e como aglutinante em formulações de comprimidos.

Além de suas aplicações nos setores alimentício e farmacêutico, a pectina encontra utilidade em várias outras indústrias. Na indústria cosmética, é empregado como estabilizante em emulsões e como agente formador de filme em produtos para a pele. Além disso, a pectina apresenta potenciais aplicações em biomedicina, incluindo cicatrização de feridas, engenharia de tecidos e sistemas de liberação de fármacos, devido à sua biocompatibilidade e biodegradabilidade.

Essas diversas funcionalidades e a natureza biocompatível da pectina a tornam um biomaterial valioso com uma ampla gama de aplicações em várias indústrias.


Ultrassônicos de alto desempenho! A linha de produtos Hielscher abrange todo o espectro desde o ultrassônico de laboratório compacto sobre unidades de bancada até sistemas ultrassônicos industriais completos.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de Laboratório para tamanho industrial.


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