Ultrasunete Pectin extracția de fructe și bio-deșeuri

• Pectins sunt un aditiv alimentar foarte frecvent utilizat, adăugat în principal pentru efectele sale de coagulare.
• Extracție cu ultrasunete crește randamentul și calitatea de extracte pectina semnificativ.
• Sonicare este cunoscut pentru procesul său de intensificare a efectelor, care sunt deja utilizate în procesele industriale multiple.

Extragerea pectins și Pectin

Pectin este un Polizaharidă complex natural (heteropolizaharide), găsit în special în pereții celulelor de fructe, în special în fructe citrice și pomace de mere. Conținutul ridicat de pectina se găsește în coji de fructe de mere și fructe citrice. Turte Apple conține 10-15% din pectina pe o bază de substanță uscată în timp ce coaja de citrice conține 20-30%. Pectins sunt biocompatibili, biodegradabili și regenerabili și arată proprietăți mari de coagulare și îngroșare, ceea ce le face un aditiv foarte valoros. Pectins sunt utilizate pe scară largă în produsele alimentare, produse cosmetice și farmaceutice Ca modificator de reologie, ar fi emulgator, agent de coagulare, agent de geamuri, stabilizator, și de îngroșare.
Extracția convențională de pectina pentru aplicații industriale se realizează cu ajutorul unui proces acid-catalizat (folosind acid nitric, clorhidric sau sulfuric). Extracția acidului catalizată este procesul cel mai frecventat în producția de pectina industriale, deoarece alte tehnici de extracție, ar fi fierbere directă (60 º C-100 º C) pentru până la 24ore și pH scăzut (1,0-3.0) sunt lente și scăzute în randament și poate provoca degradarea termică a fibrele extrase și randamentul pectina este uneori limitat de condițiile de proces. Cu toate acestea, extracția de acid-catalizată vine cu dezavantajele sale, de asemenea: tratamentul acid aspru cauzează depolimerizarea și deesterificarea lanțurilor de pectina, care afectează negativ calitatea pectinului. Producția de volume mari de efluenți acide necesită un tratament de reciclare post-procesare și costisitoare, ceea ce face ca procesul să fie o povară pentru mediu.

Ultrasunete Pectin extracția

Extracția cu ultrasunete este un tratament ușor, non-termic, care se aplică proceselor alimentare multiple. În ceea ce privește extracția de pectine din fructe și legume, Sonicare produce pectina de înaltă calitate. Ultrasonically extrase pectine Excel de acid anhidrouronic lor, methoxyl și calciu pectate conținutul, precum și gradul său de esterificare. Condițiile ușoare ale extracției cu ultrasunete previn degradarea termică a pectinele sensibile la căldură.
Calitatea și puritatea pectinului pot varia în funcție de acidul anhidrogalacturonic, gradul de esterificare, conținutul de cenușă din pectinul extras. Pectinul cu greutate moleculară mare și cenușă mică (sub 10%) conținut cu acid anhigalacturonic ridicat (peste 65%) sunt cunoscute ca Pectin de bună calitate. Deoarece intensitatea tratamentului cu ultrasunete poate fi foarte precis controlat, proprietățile extractului de pectina poate fi influențată prin ajustarea amplitudinii, temperatura de extracție, presiune, timpul de retenție și solvent.

Extracție cu ultrasunete poate fi rulat folosind diverse solvenţi ar fi apa, acidul citric, soluția de acid azotic (HNO₃, pH 2,0), sau oxalat de amoniu/oxalic acid, ceea ce face, de asemenea, posibilitatea de a integra Sonicare în liniile de extracție existente (retro-montaj).

Deșeuri de fructe ca sursă: Ultrasunete de înaltă performanță a fost deja aplicată cu succes pentru a izola pectine de la pomace de mere, coji de fructe citrice (cum ar fi portocaliu, lamaie, grapefruit), pomace de struguri, rodie, pastă de sfeclă de zahăr, coaja de fructe Dragon, cladodes pere înțepături, fructul pasiunii coajă, și coji de mango.

Ultrasonicators de înaltă performanță

Hielscher Ultrasonics este partenerul tau pentru procesele de extracție din plante. Fie că doriți extrage cantități mici de cercetare și analiză sau volume mari de proces pentru producția comercială, avem extractorul cu ultrasunete potrivit pentru tine. Al nostru procesoare de laborator cu ultrasunete precum și nostru banc-top și ultrasonicators industriale sunt robuste, ușor de utilizat și construit pentru funcționare 24/7 sub sarcină maximă. O gamă largă de Accesorii cum ar fi sonotrodes (sonde cu ultrasunete / coarne), cu diferite dimensiuni și forme, celule de debit și reactoare și boostere permit configurarea optima pentru tine proces de extracție specific.
Toate aparatele cu ultrasunete digitale sunt echipate cu un ecran tactil colorate, card SD integrat pentru protocolling de date automate, și control de la distanță browser-ul pentru monitorizarea cuprinzătoare a procesului. Cu sistemele sofisticate cu ultrasunete Hielscher, o standardizare de mare proces și controlul calității se face simplu.
Contactati-ne azi pentru a discuta despre cerințele procesului de extracție! Vom fi bucuroși să vă ajute cu experiența noastră pe termen lung în extracții botanice!
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

Rezultatele cercetării de extracție cu ultrasunete Pectin

Deșeuri de tomate: Pentru a evita timpii lungi de extracție (12 – 24 h) în procedura de distilarea, Sonicare a fost folosit pentru intensificarea procesului de extracție în termeni de timp (15, 30, 45, 60 și 90 min). În funcție de timpii de extracție, randamentele pectina obținute pentru primul pas de extracție cu ultrasunete, la temperaturi de 60 ° c și 80 ° c sunt 15.2 – 17.2% și 16.3 – 18,5%, respectiv. Atunci când a fost aplicat un al doilea pas de extracție cu ultrasunete, randamentul de pectine din deșeurile de roșii a crescut la 34 – 36%, în funcție de temperaturi și de ori). Evident, extracția cu ultrasunete crește ruptura de matrice de celule de tomate, conducând la interacțiuni mai bune între solvent și materialul extras.
Pectinele extrase ultrasonically pot fi clasificate ca mari methoxyl pectine (Hm-Pectin) cu proprietăți de coagulare cu set rapid (de > 70%) și un grad de esterificare de 73.3-85.4%. n. conținutul de pectate de calciu în pectina extrasă ultrasonically a fost măsurat între 41,4% și 97,5%, în funcție de parametrii de extracție (temperatură și timp). La temperaturi mai ridicate de extracție cu ultrasunete, conținutul de pectate de calciu sunt mai mari (91 – 97%) și ca un astfel de parametru important prezent de capacitatea de coagulare pectina comparativ cu extracția convențională.
Extracția convențională de solvenți pentru o durată de 24 de ani oferă randamente similare pectina în comparație cu 15 min de tratament de extracție cu ultrasunete. În ceea ce privește rezultatele obținute se poate concluziona că tratamentul cu ultrasunete scade timpul de extracție remarcabil. Spectroscopia NMR și FTIR confirmă existența pectină predominant esterificată în toate probele investigate. [Grassino et al. 2016]

Pasiune coaja de fructe: Randamentul de extracție, acidul galactozic și gradul de esterificare au fost considerate indicatori ai eficienței extracției. cel mai mare randament de pectina obținut prin extracție cu ultrasunete asistată a fost de 12,67% (condiții de extracție 85 º C, 664 W/cm2, pH 2,0 și 10 min). În aceleași condiții, s-a efectuat o extracție convențională de încălzire, iar rezultatul a fost de 7,95%. Aceste rezultate sunt în conformitate cu alte studii, care raportează timpul scurt pentru extragerea efectivă a polizaharidelor, inclusiv pectina, hemicellupierilor și a altor polizaharide solubile în apă, asistată de ultrasunete. S-a observat, de asemenea, că randamentul de extracție a crescut 1,6 ori atunci când extracția a fost asistată de ultrasunete. Rezultatele obținute au demonstrat că Ultrasunetele au fost o tehnică eficientă și de economisire a timpului pentru extragerea pectina din coaja de fructe pasiune. [Freitas de Oliveira et al. 2016]

Cladodes de pere Prickly: Extracție cu ultrasunete asistată (EAU) de pectina de la Opuntia Ficus indica (ofi) cladodii după îndepărtarea mucilagiu a fost încercat folosind metodologia de suprafață răspuns. Variabilele de proces au fost optimizate prin designul compozit central isovariant pentru a îmbunătăți randamentul de extracție pectina. Condiția optimă obținută a fost: Sonicare timp 70 min, temperatura 70, pH 1,5 și raportul de apă-material 30 ml/g. Această condiție a fost validată și performanța extracției experimentale a fost de 18,14% ± 1,41%, care a fost strâns legată de valoarea preconizată (19,06%). Astfel, extracția cu ultrasunete prezintă o alternativă promițătoare la procesul de extracție convențional datorită eficienței sale ridicate, care a fost obținută în mai puțin timp și la temperaturi mai scăzute. Pectina extrase prin extracție cu ultrasunete de la ofi cladodii (uaepc) are un grad scăzut de esterificare, conținut ridicat de acid uronici, proprietăți funcționale importante și activitate bună anti-radicale. Aceste rezultate sunt în favoarea utilizării UAEPC ca aditiv potențial în industria alimentară. [Bayar et al. 2017]

Pomace de struguri: În lucrarea de cercetare "extracție cu ultrasunete-asistată de pectine din turte de struguri folosind acid citric: o abordare metodologia de suprafață răspuns", Sonicare este folosit pentru a extrage pectine din turte de struguri cu acid citric ca agent de extragere. Conform metodologiei suprafeței de răspuns, cea mai mare capacitate de pectina (∼ 32,3%) poate fi realizat atunci când procesul de extracție cu ultrasunete se efectuează la 75 º C pentru 60 min folosind o soluție de acid citric de pH 2,0. Aceste polizaharide pectice, compuse în principal de unități de acid galactozic (∼ 97% din totalul zaharurilor), au o greutate moleculară medie de 163.9 kDa și un grad de esterificare (de) de 55,2%.
Morfologia suprafeței de turte de struguri sonicate arată că Sonicare joacă un rol important în ruperea țesutului vegetal și îmbunătățirea randamentelor de extracție. Randamentul obținut după extracția cu ultrasunete a pectine folosind condițiile optime (75 ° c, 60 min, pH 2,0) a fost cu 20% mai mare decât randamentul obținut atunci când extracția a fost efectuată aplicând aceleași condiții de temperatură, timp și pH, dar fără ultrasunete Asistenţă. În plus, pectinele din extracția cu ultrasunete au expus, de asemenea, o greutate moleculară medie mai mare. [Minjares-Fuentes et al. 2014]