Extração de pectina da casca de toranja usando um sonicador

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

Extração ultrassônica de pectina passo a passo

A extração ultrassônica 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 ultrassônica de pectina de cascas de toranja usando um sonicador tipo sonda e subsequente precipitação de etanol:


Materiais utilizados:

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

Preparação da matéria-prima:

• Obtenha a casca de frutas cítricas como matéria-prima. Neste protocolo, usamos cascas de toranja.
• Lave bem a casca dos cítricos para remover qualquer sujeira ou detritos.
• Corte a casca de frutas cítricas em pedaços pequenos para aumentar a área de superfície para extração.

Seleção de solvente:
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 a pectina sem causar degradação. Adicionar uma pequena quantidade de ácidos (por exemplo, ácido cítrico, ácido acético, ácido nítrico ou clorídrico) à água como solvente ajuda a solubilizar a pectina de materiais vegetais e melhora o processo de extração. Ajustar o solvente para um valor de pH de aprox. 2-3 pH é um bom valor orientador.
 
Procedimento de extração ultrassônica:

• Coloque aprox. 50 gr de pedaços de casca de frutas cítricas picadas em um copo ou frasco.
• Adicione aproximadamente 200 ml do solvente selecionado à casca de frutas cítricas.
• Use um sonicador do tipo sonda para tratar a mistura com ondas ultrassônicas. Usamos o UP200Ht, 200 watts poderoso extrator ultrassônico equipado com o sonotrodo S26d14. Defina a amplitude para 100%.
• Sonicar a mistura durante aproximadamente 10 min até obter uma extração óptima.

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

Precipitação de etanol:

• Para precipitar a pectina da solução extraída, o etanol é comumente usado como agente precipitante ou de têmpera.
• Transfira a solução de pectina filtrada para um recipiente limpo.
• Aos poucos, adicione etanol à solução de pectina, mexendo continuamente. A proporção de etanol para solução de pectina 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. Essa 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.
• Por fim, 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 extração pode 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 frutas cítricas, maturação, rendimento de pectina e propriedades desejadas da pectina. Técnicas analíticas como análise gravimétrica ou métodos espectrofotométricos podem ser empregadas para quantificar o teor de pectina e avaliar a eficiência da extração.

MEV da polpa residual de beterraba sacarina com aumento de 1000x: (a) antes da extração e após a extração da pectina usando (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 ultrassônica de pectina demonstrado acima pode ser dimensionado linearmente para produção industrial em linha. O uso de um reator de célula de fluxo ultrassônico permite processar grandes volumes de subprodutos de frutas em um tratamento contínuo em linha.
A Hielscher Ultrasonics oferece uma linha sofisticada de sonicadores industriais para o processamento de material de frutas e vegetais para a produção de pectina.

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:

Projeto, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany

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

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