Extracția pectinei din coaja de grapefruit cu ajutorul unui sonicator

Pectinele din subprodusele fructelor, cum ar fi cojile sau pulpa, sunt extrase extrem de eficient folosind extractoare cu ultrasunete. Ca metodă de extracție a pectinei fiabilă, simplă și sigură în operare, sonicarea crește randamentul de pectină și calitatea pectinei la o viteză de producție accelerată. Mai jos, demonstrăm tehnica eficace a extracției ultrasonice a pectinei din coaja de grapefruit.

Extracția ultrasonică a pectinei pas cu pas

Extracția ultrasonică a pectinei descrie aplicarea ultrasunetelor de putere în scopul de a favoriza eliberarea pectinelor dintr-o materie primă (de ex. coji de fructe, subproduse din citrice). Sonicarea este o tehnică bine consacrată pentru distrugerea pereților celulari și eliberarea pectinei din materialul vegetal.
Următorul protocol pentru extracția ultrasonică a pectinei din coji de grapefruit folosind un sonicator cu sondă și precipitarea ulterioară cu etanol:


Materiale utilizate:

• 50gr coajă de grapefruit
• 200mL apă purificată
• 400mL etanol
• Sonicator UP200St + sonotrodă S26d14
• Pahare de laborator din sticlă

Pregătirea materiei prime:

• Procurați coajă de citrice ca materie primă. În acest protocol folosim coji de grapefruit.
• Spălați bine coaja de citrice pentru a îndepărta orice murdărie sau resturi.
• Tăiați coaja de citrice în bucăți mici pentru a mări suprafața disponibilă pentru extracție.

Selectarea solventului:
Apa este solventul preferat pentru extracție, fiind ieftină și netoxică. Apa este utilizată în mod obișnuit pentru extracția pectinei datorită capacității sale de a solubiliza pectina fără a provoca degradarea acesteia. Adăugarea unei cantități mici de acizi (de ex. acid citric, acid acetic, acid azotic sau acid clorhidric) în apa folosită ca solvent ajută la solubilizarea pectinei din materialele vegetale și îmbunătățește procesul de extracție. Ajustarea solventului la o valoare a pH-ului de aprox. 2–3 pH este o valoare orientativă bună.

Procedura de extracție ultrasonică:

• Puneți aprox. 50 gr de bucăți de coajă de citrice tocate mărunt într-un pahar de laborator sau într-un balon.
• Adăugați aproximativ 200 ml din solventul selectat peste coaja de citrice.
• Folosiți un sonicator cu sondă pentru a trata amestecul cu unde ultrasonice. Noi folosim UP200Ht, un extractor ultrasonic puternic de 200 de wați, echipat cu sonotroda S26d14. Setați amplitudinea la 100%.
• Sonicați amestecul timp de aproximativ 10 min până la obținerea unei extracții optime.

Filtrare:
După sonicare, filtrați amestecul folosind o sită fină sau o pânză de filtrare umezită în prealabil, pentru a separa soluția de pectină extrasă de reziduul solid, adică particulele de coajă de grapefruit. Repetarea de mai multe ori a acestor etape de filtrare asigură îndepărtarea tuturor resturilor solide.

Precipitarea cu etanol:

• Pentru a precipita pectina din soluția extrasă, etanolul este utilizat în mod obișnuit ca agent de precipitare sau de stopare a procesului.
• Transferați soluția de pectină filtrată într-un recipient curat.
• Adăugați treptat etanol în soluția de pectină, amestecând continuu. Raportul dintre etanol și soluția de pectină variază, dar este de obicei în jur de 2:1 (etanol: soluție) în volum.
• Continuați să adăugați etanol până când se atinge o concentrație finală de aproximativ 70–80% etanol în soluție. Această concentrație favorizează precipitarea pectinei.
• Lăsați amestecul să stea o perioadă suficientă, de obicei câteva ore sau peste noapte, pentru a facilita precipitarea.
• După precipitare, colectați pectina precipitată prin centrifugare sau filtrare.
• Spălați pectina precipitată cu etanol pentru a îndepărta impuritățile și solventul rezidual.
• În final, uscați pectina purificată sub vid sau la temperatură scăzută pentru a îndepărta orice umiditate rămasă.

Deoarece conținutul de pectină și materia primă pe bază de fructe sunt supuse variațiilor naturale, procedura de extracție ar putea necesita adaptări corespunzătoare. Aceasta înseamnă că condițiile specifice de extracție și precipitare pot necesita optimizare în funcție de tipul de coajă de citrice, gradul de maturitate, randamentul de pectină și proprietățile dorite ale pectinei. Tehnici analitice precum analiza gravimetrică sau metodele spectrofotometrice pot fi utilizate pentru a cuantifica conținutul de pectină și a evalua eficiența extracției.

SEM al pulpei reziduale de sfeclă de zahăr la o mărire de 1000x: (a) înainte de extracție și după extracția pectinei folosind (b) Xylanasae (250 U/g), (c) Celulază (300 U/g), (d) Xylanasae+Celulază (1:1) și (e) Xylanasae+Celulază (1:1,5) și (f) Xylanasae+Celulază (1:2).
(studiu și imagini: Abou-Elseoud et al., 2021)

Extracția industrială a pectinei cu sonicatoare Hielscher

Aceeași procedură de extracție ultrasonică a pectinei demonstrată mai sus poate fi scalată liniar la producția industrială inline. Utilizarea unui reactor cu celulă de flux ultrasonică permite procesarea unor volume mari de subproduse din fructe într-un tratament inline continuu.
Hielscher Ultrasonics oferă o gamă sofisticată de sonicatoare industriale pentru procesarea materialului din fructe și legume în vederea producției de pectină.

Sonicarea nu este utilizată doar pentru extracția pectinei, ci și pentru izolarea polifenolilor din tescovina, pulpa, cojile și semințele fructelor. Citiți mai multe aici!
 

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre:

Proiectare, producție și consultanță – Calitate Made in Germany

Ultrasonicatoarele Hielscher sunt bine cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și operarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicatoarelor noastre în instalațiile industriale. Condițiile dure și mediile solicitante sunt gestionate cu ușurință de ultrasonicatoarele Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și pune un accent deosebit pe ultrasonicatoare de înaltă performanță, dotate cu tehnologie de ultimă generație și ușor de utilizat. Desigur, ultrasonicatoarele Hielscher sunt conforme CE și îndeplinesc cerințele UL, CSA și RoHs.