Extrakcia pektínu z grapefruitovej kôry pomocou sonikátora

Pektíny z ovocných vedľajších produktov, ako sú šupky alebo dužina, sa vysoko účinne extrahujú pomocou ultrazvukových extraktorov. Ako spoľahlivá, jednoduchá a bezpečná metóda extrakcie pektínu zvyšuje sonikácia výťažok pektínu a kvalitu pektínu pri zrýchlenej výrobnej rýchlosti. Nižšie demonštrujeme účinnú techniku ultrazvukovej extrakcie pektínu z grapefruitovej kôry.

Ultrazvuková extrakcia pektínu krok za krokom

Ultrazvuková extrakcia pektínu popisuje aplikáciu výkonového ultrazvuku na podporu uvoľňovania pektínov zo suroviny (napr. ovocné šupky, vedľajšie produkty citrusových plodov). Sonikácia je dobre zavedená technika na narušenie bunkových stien a uvoľnenie pektínu z rastlinného materiálu.
Nasledujúci protokol pre ultrazvukovú extrakciu pektínu z grapefruitových šupiek pomocou sondového sonikátora a následné zrážanie etanolu:


Použité materiály:

• 50 g grapefruitovej kôry
• 200 ml vyčistenej vody
• 400 ml etanolu
• Sonicator UP200St + sonotrode S26d14
• Sklenené kadičky

Príprava surovín:

• Ako surovinu získajte citrusovú kôru. V tomto protokole používame grapefruitové šupky.
• Citrusovú kôru dôkladne umyte, aby ste odstránili všetky nečistoty alebo nečistoty.
• Citrusovú kôru nakrájajte na malé kúsky, aby ste zväčšili povrch na extrakciu.

Výber rozpúšťadla:
Voda je preferovaným rozpúšťadlom na extrakciu, ktorá je lacná a netoxická. Voda sa bežne používa na extrakciu pektínu kvôli svojej schopnosti rozpustiť pektín bez toho, aby spôsobila degradáciu. Pridanie malého množstva kyselín (napr. kyseliny citrónovej, kyseliny octovej, kyseliny dusičnej alebo chlorovodíkovej) do vody ako rozpúšťadla pomáha pri rozpúšťaní pektínu z rastlinných materiálov a zlepšuje proces extrakcie. Úprava rozpúšťadla na hodnotu pH cca. 2-3 pH je dobrá orientačná hodnota.
 
Postup ultrazvukovej extrakcie:

• Vložte cca. 50 g nadrobno nasekaných kúskov citrusovej kôry do kadičky alebo banky.
• Do citrusovej kôry sa pridá približne 200 ml vybraného rozpúšťadla.
• Na ošetrenie zmesi ultrazvukovými vlnami použite sondový sonikátor. Používame výkonný ultrazvukový odsávač UP200Ht, 200 W vybavený sonotródou S26d14. Nastavte amplitúdu na 100%.
• Sonikujte zmes približne 10 minút, kým sa nedosiahne optimálna extrakcia.

Filtrácia:
Po sonikácii zmes prefiltrujte pomocou vopred navlhčenej jemnej sieťky alebo filtračnej tkaniny, aby sa extrahovaný roztok pektínu oddelil od pevného zvyšku, častíc grapefruitovej šupky. Niekoľkonásobným opakovaním týchto krokov filtrácie sa uistite, že sú odstránené všetky pevné zvyšky.
 

Zrážanie etanolu:

• Na vyzrážanie pektínu z extrahovaného roztoku sa etanol bežne používa ako zrážacie alebo kaliace činidlo.
• Prefiltrovaný roztok pektínu preneste do čistej nádoby.
• Postupne pridávajte etanol do pektínového roztoku za stáleho miešania. Pomer etanolu k roztoku pektínu sa líši, ale zvyčajne sa pohybuje okolo objemu 2:1 (roztok etanolu).
• Pokračujte v pridávaní etanolu, kým sa nedosiahne konečná koncentrácia približne 70-80% etanolu v roztoku. Táto koncentrácia podporuje zrážanie pektínu.
• Zmes nechajte odstáť dostatočne dlho, zvyčajne niekoľko hodín alebo cez noc, aby sa uľahčilo zrážanie.
• Po zrážaní zozbierajte vyzrážaný pektín odstreďovaním alebo filtráciou.
• Vyzrážaný pektín sa umyje etanolom, aby sa odstránili nečistoty a zvyškové rozpúšťadlo.
• Nakoniec vyčistený pektín vysušte vo vákuu alebo pri nízkej teplote, aby ste odstránili zvyšnú vlhkosť.

Keďže obsah pektínu a ovocná surovina podliehajú prirodzeným zmenám, môže byť potrebné zodpovedajúcim spôsobom upraviť postup extrakcie. To znamená, že špecifické podmienky extrakcie a zrážania môže byť potrebné optimalizovať v závislosti od typu citrusovej kôry, zrelosti, výťažku pektínu a požadovaných vlastností pektínu. Na kvantifikáciu obsahu pektínu a posúdenie účinnosti extrakcie možno použiť analytické techniky, ako je gravimetrická analýza alebo spektrofotometrické metódy.

SEM zvyškovej dužiny cukrovej repy pri 1000-násobnom zväčšení: a) pred extrakciou a po extrakcii pektínu pomocou b) Xylanasae (250 U/g), c) celulázy (300 U/g), d) xylanasae+celulázy (1:1) a e) xylanasae+celulázy (1:1,5) a f) xylanasae+celulázy (1:2).
(štúdia a obrázky: Abou-Elseoud et al., 2021)

Priemyselná extrakcia pektínu pomocou Hielscher Sonicators

Rovnaký postup ultrazvukovej extrakcie pektínu, ktorý je ukázaný vyššie, možno lineárne škálovať na priemyselnú inline výrobu. Použitie ultrazvukového reaktora s prietokovými bunkami umožňuje spracovať veľké objemy ovocných vedľajších produktov v kontinuálnej inline úprave.
Spoločnosť Hielscher Ultrasonics ponúka sofistikovaný rad priemyselných sonikátorov na spracovanie ovocného a zeleninového materiálu na výrobu pektínu.
 
Sonikácia sa používa nielen na extrakciu pektínov, ale aj na izoláciu polyfenolov z ovocných výliskov, dužiny, šupiek a semien. Prečítajte si viac tu!
 

Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov:

Dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku

Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe svojou najvyššou kvalitou a dizajnovými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredie ľahko zvládnu ultrazvukové prístroje Hielscher.

Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Ultrazvukové prístroje Hielscher sú samozrejme v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.