Extração de pectina da casca de toranja com um Sonicador

As pectinas dos subprodutos da fruta, como as cascas ou a polpa, são extraídas de forma altamente eficiente utilizando extractores de ultra-sons. Como um confiável simples e seguro para operar o método de extração de pectina, sonicação aumenta o rendimento de pectina e qualidade de pectina na velocidade de produção acelerada. Abaixo, demonstramos a técnica eficaz de extração de pectina ultra-sônica da casca de toranja.

Extração de pectina por ultra-sons passo a passo

A extração ultra-sónica de pectina descreve a aplicação de ultra-sons 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 a pectina do material vegetal.
O seguinte protocolo para a extração ultra-sónica de pectina de cascas de toranja utilizando um sonicador de tipo 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 vidro

Preparação da matéria-prima:

• Obter a casca de citrinos 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 pedaços pequenos para aumentar a superfície de extração.

Seleção de solventes:
A água é o solvente preferido para a extração, pois é pouco dispendiosa e não é tóxica. A água é normalmente utilizada para a extração de pectina devido à sua capacidade de solubilizar a 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 a solubilizar a pectina dos 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 por ultra-sons:

• Colocar cerca de 50 g de pedaços de casca de citrinos finamente picados num copo ou frasco.
• Adicionar cerca de 200 ml do solvente selecionado à casca de citrinos.
• Utilizar um sonicador do tipo sonda para tratar a mistura com ondas ultra-sónicas. Utilizamos o UP200Ht, um potente extrator de ultra-sons de 200 watts equipado com o sonotrodo S26d14. Definir a amplitude para 100%.
• Sonicar a mistura durante cerca de 10 minutos até se obter uma extração óptima.

Filtragem:
Após a sonicação, filtrar a mistura utilizando uma rede fina previamente humedecida ou um pano de filtro para separar a solução de pectina extraída do resíduo sólido, as partículas de casca de toranja. A repetição desta operação de filtração várias vezes garante que todos os resíduos sólidos são removidos.
 

Precipitação de etanol:

• Para precipitar a pectina da solução extraída, o etanol é normalmente utilizado como agente de precipitação ou de arrefecimento.
• Transferir a solução de pectina filtrada para um recipiente limpo.
• Adicionar gradualmente etanol à solução de pectina, agitando continuamente. A proporção de etanol para a solução de pectina varia, mas é normalmente de cerca de 2:1 (etanol: solução) por volume.
• Continuar a adicionar etanol até se atingir uma concentração final de aproximadamente 70-80% de etanol na solução. Esta concentração promove a precipitação da pectina.
• Deixar a mistura repousar durante um período suficiente, geralmente várias horas ou durante a noite, para facilitar a precipitação.
• Após a precipitação, recolher a pectina precipitada por centrifugação ou filtração.
• Lavar a pectina precipitada com etanol para remover as impurezas e o solvente residual.
• Por fim, secar a pectina purificada sob vácuo ou a baixa temperatura para eliminar a humidade remanescente.

Como o teor de pectina e a matéria-prima à base de fruta estão sujeitos a variações naturais, o processo de extração pode ter de ser adaptado em conformidade. Isto significa que as condições específicas de extração e precipitação podem ter de ser optimizadas em função do tipo de casca de citrinos, do estado de maturação, do rendimento em pectina e das propriedades desejadas da 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.

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

Extração industrial de pectina com os Sonicadores Hielscher

O mesmo procedimento de extração de pectina ultra-sónica demonstrado acima pode ser escalado linearmente para a produção industrial em linha. A utilização de um reator de célula de fluxo ultrassónico permite processar grandes volumes de subprodutos de frutas num 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 sonicação não é apenas utilizada para a extração de pectina, mas também para o isolamento de polifenóis do bagaço, polpa, casca e sementes de frutos. Leia mais aqui!
 

O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons:

Conceção, fabrico e consultoria – Qualidade fabricada na Alemanha

Os ultrassons Hielscher são conhecidos pelos seus elevados padrões de qualidade e design. A robustez e a facilidade de operação permitem a integração harmoniosa dos nossos ultrassons nas instalações industriais. As condições difíceis e os ambientes exigentes são facilmente controlados pelos ultrassons Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá especial ênfase aos ultrassons de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de utilização. Naturalmente, os ultrassons da Hielscher estão em conformidade com a CE e cumprem os requisitos da UL, CSA e RoHs.