Ультразвуковая технология Хильшера

Ультразвуковой пектин Извлечение из фруктов и биоотходов

  • Пектины являются очень часто используемыми пищевыми добавками, в основном добавлены для его эффектов гелеобразования.
  • Ультразвуковая экстракция значительно повышает урожайность и качество экстрактов пектина.
  • Соникация известна своими эффектами активизации процесса, которые уже используются в многообразных промышленных процессах.

 

Пектинс и Пектин Добыча

Цитрусовые фруктовые отходы, такие как пилинг и остатки после сока идеально подходят для ультразвуковой добычи пектинов.Пектин является природным комплексом полисахарида (гетерополисахарид), найденный, в частности, в клеточных стенках фруктов, особенно в цитрусовых и яблочного поме. Высокое содержание пектина содержится во фруктах, как яблочных, так и цитрусовых. Яблочный помейс содержит 10-15% пектина на основе сухого вещества, в то время как цитрусовая кожура содержит 20-30%. Пектины являются биосовместимыми, биоразлагаемыми и возобновляемыми и демонстрируют большие гелеобразующие и утолщенные свойства, что делает их высоко ценимой добавкой. Пектины широко используются в пищевых продуктах, косметике и фармацевтических продуктах в качестве реологии модификатора, таких как эмульгатор, гелеобразующее средство, остекление агента, стабилизатор, и загуститель.
Обычная экстракция пектина для промышленного применения осуществляется с использованием кислотно-катализированных процессов (с использованием азотной, соляной или серной кислоты). Кислотно-катализированная добыча является наиболее частым процессом в промышленном производстве пектина, так как другие методы извлечения, такие как прямое кипение (60oC-100oC) до 24 часов и низкий рН (1,0-3,0) являются медленными и низкими урожайностью и могут вызвать термическую деградацию волокно извлечено и выход пектина иногда ограничен условиями процесса. Тем не менее, кислотно-катализированная экстракция поставляется со своими недостатками, тоже: суровые кислые лечения вызывает деполимеризации и деэстерификации пектина цепи, которая влияет на качество пектина отрицательно. Производство больших объемов кислых сточных вод требует постобработки и дорогостоящей переработки, что делает этот процесс экологическим бременем.

Ультразвуковая добыча пектина

Ультразвуковой процессор UIP4000hdT (4 кВт) для извлечения пектинов в промышленном процессе.Ультразвуковая экстракция – это легкая, нетермальная обработка, которая применяется к многообразным пищевым процессам. Что касается извлечения пектинов из фруктов и овощей, то звукообразование производит пектин высокого качества. Ультрасонически извлекаемые пектины превосходят по своему содержанию агидроуроновой кислоты, метоксила и кальция, а также по степени эстерификации. Мягкие условия ультразвуковой экстракции предотвращают термическую деградацию теплочувствительных пектинов.
Качество и чистота пектина могут варьироваться в зависимости от гидрогалактурной кислоты, степени эстерификации, содержания золы в извлеченном пектине. Пектин с высоким молекулярным весом и низкой золой (ниже 10%) содержание с высокой агидрогалактурной кислотой (выше 65%) известны как хорошее качество пектина. Поскольку интенсивность ультразвуковой обработки может быть очень точно контролируется, свойства экстракта пектина могут зависеть от регулировки амплитуды, температуры экстракции, давления, времени удержания и растворителя.

UIP4000hdT потоковой ячейки для внеливой звукозации в промышленных масштабах

Ультразвуковой сквозной реактор

Запрос информации




Обратите внимание на наши политика конфиденциальности,



Выгоды:

  • более высокий урожай
  • лучше качество
  • нетепловой
  • сокращение времени экстракции
  • интенсификации процесса
  • ретро-оборудование возможно
  • Зеленый Extraction
Ультразвуковая добыча может осуществляться с использованием различных Растворители таких как вода, лимонная кислота, раствор азотной кислоты (HNO3, pH 2.0), или оксалат аммония/оксалатная кислота, что также позволяет интегрировать звуковую изоляцию в существующие линии экстракции (ретро-фитация).

Ультразвуковой экстракты пектина преуспеть:

  • высокая мощность гелеобразующего
  • дисперсия
  • пектин цвет
  • высокий кальций пектат
  • меньше деградации
  • Не вредит окружающей среде

Фруктовые отходы как источник: Высокопроизводительный ультразвук уже успешно применяется для изоляции пектинов из яблочного поме, цитрусовых пилингов (таких как апельсин, лимон, грейпфрут), виноградный помс, гранат, мякоть сахарной свеклы, кожура плодов дракона, колючие груши кладод, маракуйя кожуры, и манго пилинги.

Высокопроизводительные ультразвуковые

Hielscher Ультразвук является вашим партнером для процессов экстракции из растительных. Если вы хотите извлечь небольшое количество для исследования и анализа или обработки больших объемов для промышленного производства, у нас есть подходящий ультразвуковой экстрактор для вас. наш ультразвуковые лабораторные процессоры а также наши настольные и промышленные ultrasonicators надежные, простые в использовании и предназначен для работы в режиме 24/7 при полной нагрузке. Широкий диапазон аксессуары такие, как волноводы-концентраторы (ультразвуковые зонды / рог) с различными размерами и формами, проточными ячейками и реакторами и ускорителями позволяют для оптимальной настройки для конкретного вас процесса экстракции.
Все цифровые ультразвуковые машины оснащены цветным сенсорным дисплеем, интегрированной SD-картой для автоматического протоколирования данных и пультом дистанционного управления браузера для всестороннего мониторинга процессов. Благодаря современным ультразвуковым системам Hielscher высокая стандартизация процессов и контроль качества упростят.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить требования вашего процесса экстракции! Мы будем рады помочь вам с нашим многолетним опытом работы в ботанических извлечений!
В приведенной ниже таблице приведена приблизительная производительность наших ультразвуковых аппаратов:

Объем партии Скорость потока Рекомендуемые устройства
От 10 до 2000 мл От 20 до 400 мл / мин Uf200 ः т, UP400St
0.1 до 20L 0.2 до 4L / мин UIP2000hdT
От 10 до 100 литров От 2 до 10 л / мин UIP4000
не доступно От 10 до 100 л / мин UIP16000
не доступно больше кластер UIP16000

Свяжитесь с нами! / Спросите нас!

Запросить дополнительную информацию

Пожалуйста, используйте форму ниже, если вы хотите запросить дополнительную информацию о ультразвуковой гомогенизации. Мы будем рады предложить Вам ультразвуковые системы, отвечающей вашим требованиям.









Пожалуйста, обратите внимание на наши политика конфиденциальности,


Результаты исследований ультразвуковой пектин извлечения

Помидорные отходы: Чтобы избежать длительного времени извлечения (12–24 ч) в процедуре рефлюксирования, ультразвуковая обработка использовалась для интенсификации процесса экстракции с точки зрения времени (15, 30, 45, 60 и 90 мин). В зависимости от времени извлечения, полученные урожаи пектина для первого ультразвукового шага экстракции, при температурах 60 и 80 градусов по Цельсию составляют 15,2-17,2% и 16,3-18,5%, соответственно. при применении второго ультразвукового шага экстракции выход пектинов из томатных отходов был увеличен до 34-36% в зависимости от температуры и времени). Очевидно, что ультразвуковая экстракция увеличивает разрыв матрицы стенок тоточных клеток, что приводит к лучшему взаимодействию между растворителем и извлеченным материалом.
Ультрасонически извлеченные пектины можно классифицировать как высокометоксил пектины (HM-пектин) с быстрым набором гелеобразующего свойства (DE > 70%) и степень эстерификации 73,3-85,4%. n. Содержание пектата кальция в ультрасонически извлеченном пектине измерялось от 41,4% до 97,5% в зависимости от параметров экстракции (температура и время). При более высокой температуре ультразвуковой экстракции содержание пектата кальция выше (91-97%) и как таковой присутствует важный параметр способности к гелеобразованию пектина по сравнению с обычной экстракции.
Обычная извлечения растворителя в течение 24 часов дает аналогичные урожаи пектина по сравнению с 15 мин ультразвуковой обработки экстракции. Что касается полученных результатов, то можно сделать вывод, что ультразвуковое лечение значительно сокращает время извлечения. Спектроскопия ЯМР и FTIR подтверждает наличие преимущественно эстерифицированного пектина во всех исследованных образцах. (Грассино и др.)

Страсть фруктов кожуры: В качестве показателей эффективности извлечения были рассмотрены выход из визы, гаактуроновая кислота и степень эстерификации. Самая высокая урожайность пектина, полученного при ультразвуковой экстракции, составила 12,67% (условия экстракции 85oC, 664 Вт/см2, рН 2,0 и 10 мин). Для этих же условий, обычные нагревательной добычи была выполнена и результат составил 7,95%. Эти результаты в соответствии с другими исследованиями, которые сообщают о коротком времени для эффективной добычи полисахаридов, в том числе пектина, гемицеллюрусов и других водорастворимых полисахаридов, при содействии ультразвука. Было также отмечено, что выход из добычи увеличился в 1,6 раза, когда экстракция была оказана помощь ультразвуком. Полученные результаты показали, что УЛЬТРАУЗ является эффективным и экономя ным временем методом извлечения пектина из кожуры маракуйи. «Фрейтас де Оливейра и др.» 2016»

Колючая груша Кладоды: Ультразвуковая помощь извлечения (ОАЭ) пектина из Opuntia ficus indica (OFI) cladodes после удаления слизи была предпринята попытка использования методологии поверхности ответа. Переменные процесса были оптимизированы изовариантной центральной композитной конструкцией для того, чтобы повысить выход извлечения пектина. Оптимальным условием было: время звукоизоляции 70 мин, температура 70, рН 1,5 и соотношение воды-материала 30 мл/г. Это условие было подтверждено, и производительность экспериментальной добычи составила 18,14% и 1,41%, что было тесно связано с прогнозируемым значением (19,06%). Таким образом, ультразвуковая добыча представляет собой перспективную альтернативу обычному процессу экстракции благодаря своей высокой эффективности, которая была достигнута за меньшее время и при более низких температурах. Пектин, извлеченный ультразвуковым извлечением из cladodes OFI (UAEPC), обладает низкой степенью эстерификации, высоким содержанием уроновой кислоты, важными функциональными свойствами и хорошей антирадикальной активностью. Эти результаты в пользу использования UAEPC в качестве потенциальной добавки в пищевой промышленности. «Баяр и др.» 2017»

Виноградная помейч: В научной работе "Ультразвук-помощь извлечения пектинов из виноградного помеса с использованием лимонной кислоты: подход методологии реакции поверхности", sonication используется для извлечения пектинов из виноградного помца с лимонной кислотой в качестве извлечения агента. Согласно методологии Response Surface, самая высокая урожайность пектина (32,3%) может быть достигнуто, когда ультразвуковой процесс экстракции осуществляется при 75oC в течение 60 минут с использованием лимонной кислоты раствор рН 2.0. Эти пестные полисахариды, состоящие в основном из галактуроновой кислоты единиц (97% от общего количества сахара), имеют средний молекулярный вес 163,9kDa и степень этерификации (DE) 55,2%.
Поверхностная морфология звукового виноградного помэ показывает, что звукование играет важную роль в разрушении тканей вегетативных желез и повышении урожайности извлечения. Урожайность, полученная после ультразвуковой экстракции пектинов с использованием оптимальных условий (75 градусов по Цельсию, 60 мин, рН 2.0), была на 20% выше, чем доходность, полученная при извлечении при применении тех же условий температуры, времени и рН, но без ультразвукового Помощь. Кроме того, пектины из ультразвуковой экстракции также продемонстрировали более высокий средний молекулярный вес. «Минджарес-Фуэнтес и др. 2014»

Hielscher Ultrasonics помогает вам от первого теста до коммерциализации вашего приложения.

От технико-экономического обоснования до оптимизации процесса и промышленной установки – Hielscher Ultrasonics является вашим партнером для успешных ультразвуковых процессов!

Литература / Ссылки



Полезные сведения

Пектин

Пектин является естественным гетерополисахаридом, который в основном содержится во фруктах, таких как яблочный помейс и цитрусовые. Пектины, также известные как пектологические полисахариды, богаты галакттуроновой кислотой. В пектологической группе было выявлено несколько различных полисахаридов. Гомологактеры представляют собой линейные цепи, связанные с D-галакттуронной кислотой. Замененные галактурнаны характеризуются наличием остатков сахаридного аппенданта (таких как D-ксилоза или D-апиоз в соответствующих случаях ксилогалактуронана и апиогалактурона) ветвления из позвоночника d-галактуронной кислоты. Rhamnogalacturonan I pectins (RG-I) содержат костяк повторяющихся дисахаритов: 4)-З-Д-галактурновая кислота-(1,2)-----L-rhamnose-(1. Многие остатки rhamnose имеют боковые цепи различных нейтральных сахаров. Нейтральные сахара в основном D-галактозы, L-арабинозы и D-ксилозы. Типы и пропорции нейтральных сахаров варьируются в зависимости от происхождения пектина.
Другим структурным типом пектина является rhamnogalacturonan II (RG-II), который представляет собой сложный, высоко разветвленный полисахарид и реже встречается в природе. Костяк rhamnogalacturonan II состоит исключительно из D-галакттуроновой кислоты единиц. Изолированный пектин имеет молекулярный вес обычно 60,000-130,000 г/мол, варьируясь с происхождением и условиями извлечения.
Пектины являются важной добавкой с многообразием применения в продуктах питания, фармацевтике, а также в других отраслях промышленности. Использование пектинов основано на его высокой способности формировать гель в присутствии Ca2 евро ионов или растворить при низком рН. Существует две формы пектина: низкометоксил пектин (LMP) и высокометоксил-пектин (HMP). Два типа пектина отличаются степенью метилирования (ДМ). В зависимости от метилагиона, пектин может быть либо высоким метокси пектин (DM>50) или низкий метокси пектин (DM<50). Высокий метокси пектин характеризуется его способностью образовывать гели в кислой среде (pH 2.0-3.5) под предпосылкой, что сахароза при концентрации не менее 55 вт% или выше присутствует. Низкий метокси пектин может образовывать гели в более широком диапазоне рН (2,0-6,0) в присутствии дивалентного иона, такого как кальций.
Что касается гелирования высокометоксилпектина, то перекрестное соединение молекул пектина происходит из-за водородных связей и гидрофобных взаимодействий между молекулами. С низким содержанием метоксила пектина, гелирование получено из ионной связи через кальциевые мосты между двумя карбоксиловыми группами, принадлежащими к двум различным цепям в непосредственной близости друг от друга.
Такие факторы, как рН, наличие других растворов, молекулярный размер, степень метоксилации, количество и положение боковых цепей, а также плотность заряда на молекуле влияют на гелеобразующие свойства пектина. Два типа пектинов отличаются в отношении его растворимости. Имеется водорастворимый или свободный пектин и водорастворимый пектин. Водорастворительность Пектина связана со степенью полимеризации, а также с количеством и положением метоксиловых групп. В целом, водорастворительность пектина увеличивается с уменьшением молекулярного веса и увеличением этерифицированных карбоксилов. Тем не менее, рН, температура, и тип растворимый настоящее влияние растворимости, тоже.
Качество, если коммерчески используется пектин, как правило, более определяется его диспергируемость, чем его абсолютная растворимость. Когда сухой порошкообразный пектин добавляется в воду, известно, что образуется так называемый “Рыбий глаз”. Эти рыбьи глаза сгустки образуются из-за быстрого гидратации порошка. “Рыбий глаз” комки имеют сухое, неувлажнее пектиновое ядро, которое покрыто сильно увлажненным внешним слоем мокрого порошка. Такие комки трудно намочить должным образом, и они рассеиваются только очень медленно.

Использование пектинов

В пищевой промышленности пектин добавляют в мармелад, фруктовые спреды, джемы, желе, напитки, соусы, замороженные продукты, кондитерские изделия и хлебобулочные изделия. Пектин используется в кондитерских желе, чтобы дать хорошую структуру геля, чистый укус и придать хороший вкус релиз. Пектин также используется для стабилизации кислых белковых напитков, таких как питьевой йогурт, для улучшения текстуры, рот-чувствовать и целлюлозы стабильности в соковые напитки и в качестве заменителя жира в хлебобулочных изделиях. Для снижения калорий / низкокалорийных, пектины добавляются в качестве жира и / или замены сахара.
В фармацевтической промышленности, он используется для снижения уровня холестерина в крови и желудочно-кишечные расстройства.
Другие промышленные применения пектина включают его применение в съедобных пленках, в качестве эмульсионного стабилизатора для эмульсий воды/масла, как реологизатор и пластификатор, как средство для размеров для бумаги и текстиля и т.д.

Источники Пектина

Хотя пектин можно найти в клеточных стенках большинства растений, яблочный помейс и апельсиновая цедра являются двумя основными источниками коммерчески производимых пектинов, так как их пектины имеют большое качество. Другие источники показывают, часто плохое поведение гелеобразующего. Во фруктах, помимо яблок и цитрусовых, персики, абрикосы, груши, гуавы, айва, сливы и крыжовник известны своим большим количеством пектина. Среди овощей, помидоры, морковь и картофель известны своим высоким содержанием пектина.

помидор

Миллионы тонн томатов (Lycopersicon esculentum Mill.) обрабатываются ежегодно для производства таких продуктов, как томатный сок, паста, пюре, кетчуп, соус и сальса, что приводит к генерации большого количества отходов. Помидорные отходы, полученные после нажатия помидора, состоят из 33% семян, 27% кожи и 40% мякоти, в то время как сушеный томатный помес содержит 44% семян и 56% мякоти и кожи. Томатные отходы является отличным источником для производства пектинов.