Ultrazvukový pektín extrakcie z ovocia a bio-odpadu

• Pektíny sú veľmi často používané potravinárske prídavné látky, hlavne pridané pre jeho želírovacie účinky.
• Ultrazvukový extrakcie zvyšuje výnos a kvalitu pektín výťažky výrazne.
• Ultrazvukom je známy pre jeho proces zintenzívnenia účinky, ktoré sú už používané v mnohoraké priemyselné procesy.

Pektíny a extrakcia pektínu

Pektín je prírodný komplex polysacharidu (heteropolysacharidu), ktorý sa nachádza najmä v bunkových stenách plodov, najmä v citrusových plodov a jablkovej výliskov. Vysoký obsah pektínu sa nachádza v ovocnej šupky oboch jabĺk a citrusových plodov. Jablčné výliskov obsahuje 10-15% pektínu na suchom základe, zatiaľ čo citrusová kôra obsahuje 20-30%. Pektíny sú biologicky kompatibilné, biologicky odbúrateľné a obnoviteľné a vykazujú veľké žiariace a zahusťujúce vlastnosti, čo z nich robí vysoko cenené aditíva. Pektíny sú široko používané v potravinách, kozmetiky a farmaceutických výrobkov ako Reológie modifikátor ako emulgátor, želírovacie agent, zasklievacie činidlo, stabilizátor, a zahusťovadlo.
Konvenčná extrakcia pektínu pre priemyselné aplikácie sa vykonáva pomocou kyslých katalyzovaných procesov (s použitím dusnatého, chlorovodíkovej alebo kyseliny sírovej). Kyselina katalyzovaná extrakcia je najfrekventovaným procesom v priemyselnej produkcii pektínu, pretože ostatné extrakčné techniky, ako je priama varu (60 º C-100 º C) až do 24hodín a nízke pH (1,0-3.0) sú pomalé a nízke výnosy a môžu spôsobiť tepelnú degradáciu extrahované vlákno a výnos pektínu je niekedy obmedzený procesom podmienok. Avšak, kyselina-katalyzovanej extrakcie prichádza s jeho nevýhody, taky: drsné kyslé ošetrenie spôsobuje depolymerizácia a deesterifikácia pektínu reťazcov, ktoré ovplyvňujú kvalitu pektínu negatívne. Výroba veľkých objemov kyslého odpadových vôd vyžaduje post-processing a nákladné recyklačné ošetrenie, čo je proces environmentálnej záťaže.

Ultrazvukový pektín extrakcie

Ultrazvukový extrakcia je mierna, non-tepelné ošetrenie, ktoré sa aplikuje na rozmanité potravinárske procesy. V súvislosti s extrakciou pektínov z ovocia a zeleniny, ultrazvukom produkuje pektín vysokej kvality. Rozpúšťadle extrahované pektíny vynikajú ich kyselinou anhydrourónovou, methoxyl a vápnik pektát obsah, ako aj jeho stupeň esterifikácie. Mierne podmienky ultrazvukovej extrakcie zabraňujú tepelnému degradácii pectins citlivých na teplo.
Kvalita pektínu a čistota sa môžu líšiť v závislosti od kyseliny anhydrogalaktického, stupňa esterifikácie, obsahu popola extrahovaného pektínu. Pektín s vysokou molekulovou hmotnosťou a nízkym popolom (menej ako 10%) obsah s vysokým obsahom anhydrogalakturónovej kyseliny (nad 65%) sú známe ako kvalitné pektín. Keďže intenzita ultrazvukovej liečby môže byť veľmi presne kontrolovaná, vlastnosti extraktu pektínu môžu byť ovplyvnené úpravou amplitúdy, teplota extrakcie, tlak, retenčný čas a rozpúšťadlo.

Ultrazvukový extrakcie možno spustiť pomocou rôznych rozpúšťadlá ako je voda, kyselina citrónová, roztok kyseliny dusičnej (HNO₃, pH 2,0) alebo oxalát amónny/kyselina šťaveľová, čo umožňuje integrovať sonikáciu do existujúcich extrakčných liniek (retro-montáž).

Ovocný odpad ako zdroj: High-Performance ultrazvuk už úspešne aplikovaný na izoláciu pektínov z jablčného výliskov, citrusových plodov šupky (ako je oranžová, citrón, grapefruit), hroznový výlisky, granátové jablko, cukrovej repy buničiny, dračej ovocnej kôry, pichľavý hruškový cladodes, vášeň ovocie kôry, a mango peels.

Vysokovýkonné ultrasonicators

Hielscher Ultrasonics je váš partner pre extrakčné procesy z rastlinných látok. Či už chcete extrahovať malé množstvo pre výskum a analýzu alebo spracovávať veľké objemy pre komerčnú výrobu, máme vhodný Ultrazvukový extraktor pre vás. Naši ultrazvukové laboratórne procesory ako aj naše lavica-top a priemyselné ultrasonicators sú robustné, ľahko použiteľné a postavené na 24/7 prevádzku pri plnom zaťažení. Široká škála príslušenstvo ako sonotród (ultrazvukové sondy/rohy) s rôznymi rozmermi a tvarmi, prietokové bunky a reaktory a boostery umožňujú optimálne nastavenie pre vás špecifický proces extrakcie.
Všetky digitálne ultrazvukové stroje sú vybavené farebným dotykovým displejom, integrovanou SD kartou pre automatické dátové protokolovanie a diaľkové ovládanie prehliadača pre komplexné monitorovanie procesov. S Hielscher sofistikované ultrazvukové systémy, vysoký proces normalizácie a kontroly kvality je jednoduché.
Kontaktujte nás ešte dnes diskutovať o požiadavkách vášho procesu extrakcie! Radi vám pomôžeme s našimi dlhoročné skúsenosti s botanickými extrakcií!
Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Výsledky výskumu Ultrazvukový pektín extrakcie

Paradajkový odpad: Aby sa predišlo dlhým časom extrakcie (12 – 24 h) v procese refluxingu, ultrazvukom sa použil na intenzifikáciu procesu extrakcie z hľadiska času (15, 30, 45, 60 a 90 min). V závislosti od doby extrakcie, získaný výťažok pektínu pre prvý Ultrazvukový extrakčný krok pri teplotách 60 ° c a 80 ° c sú 15,2 – 17.2% a 16.3 – 18,5%, príslušne. keď sa použil druhý Ultrazvukový extrakčný krok, výnos pektínov z rajčiakového odpadu sa zvýšil na 34 – 36% v závislosti od teplôt a časov). Je zrejmé, že Ultrazvukový extrakcie zvyšuje prasknutie paradajkovej bunkovej steny matice, čo vedie k lepšej interakcie medzi rozpúšťadlom a extrahovaný materiál.
Rozpúšťadle extrahované pektíny môžu byť kategorizované ako vysoké methoxyl pektíny (HM-pektín) s rýchlym set želírujúce vlastnosti (de > 70%) a stupeň esterifikácie 73.3 – 85.4%. n. obsah pectate vápnika v rozpúšťadle extrahovanom pektín bol meraný medzi 41,4% na 97,5% v závislosti od parametrov extrakcie (teplota a čas). Pri vyššej teplote ultrazvukovej extrakcie je obsah pektátu vápnika vyšší (91 – 97%) a ako taký súčasný dôležitý parameter pektín želírujúce schopnosť v porovnaní s konvenčnou extrakciou.
Konvenčné extrakcia rozpúšťadla po dobu 24hr dáva podobné pektín výnosy v porovnaní s 15 min Ultrazvukový extrakcie liečby. S ohľadom na získané výsledky možno dospieť k záveru, že ultrazvukové ošetrenie znižuje čas extrakcie pozoruhodne. NMR a FTIR spektroskopia potvrdzujú existenciu prevažne esterifikovaného pektínu vo všetkých skúmaných vzorkách. [Grassino et al. 2016]

Vášeň ovocné kôry: Výťažok z extrakcie, kyselina galériónová a Esterifikačný stupeň sa považovali za ukazovatele účinnosti extrakcie. najvyšší výnos pektínu získaný ultrazvukom asistovanej extrakcie bol 12,67% (extrakčné podmienky 85 º C, 664 W/cm2, pH 2,0 a 10 min). Za rovnakých podmienok sa uskutočnila konvenčná extrakcia vykurovania a výsledok bol 7,95%. Tieto výsledky sú v súlade s inými štúdiami, ktoré hlásia krátky čas na efektívnu ťažbu polysacharidov, vrátane pektínu, hemicellustráca a iných vo vode rozpustných polysacharidov, s pomocou ultrazvuku. Bolo tiež pozorované, že výťažok z extrakcie zvýšil 1,6 zložiť, keď extrakcia bola podporovaná ultrazvukom. Získané výsledky preukázali, že ultrazvuk je efektívna a úspora času techniky pre ťažbu pektín z mučenky kôry. [Freitas de Oliveira et al. 2016]

Pichľavý hruškový cladodes: Ultrazvukový asistovanej extrakcie (SAE) z pektínu z Opuntia Ficus indica (ofi) puzdrami po odstránení sliz sa pokúsil pomocou metodiky odozvy povrchu. Proces premenné boli optimalizované izovariant centrálny kompozitný dizajn s cieľom zlepšiť výťažok z extrakcie pektínu. Optimálna podmienka bola získaná: sonikácia čas 70 min, teplota 70, pH 1,5 a vodný materiál pomer 30 ml/g. Táto podmienka bola overená a výkonnosť experimentálnej extrakcie bola 18,14% ± 1,41%, čo bolo úzko späté s predpokladanou hodnotou (19,06%). Tak, Ultrazvukový extrakcie predstavujú sľubnú alternatívu k konvenčným procesom extrakcie vďaka svojej vysokej účinnosti, ktorá bola dosiahnutá v kratšom čase a pri nižších teplotách. Pektín extrahovaný ultrazvukovou extrakciou z puzdrami ofi (uaepc) má nízky stupeň esterifikácie, vysoký obsah kyseliny urónovej, dôležité funkčné vlastnosti a dobrú anti-radikálnu aktivitu. Tieto výsledky sú v prospech použitia UAEPC ako potenciálnu prídavnú látku v potravinárskom priemysle. [Bayar et al. 2017]

Hrozno Pomace: Vo výskumnom papieri "ultrazvuk-asistovanej extrakcie pektínov z hroznovej výliskov pomocou kyseliny citrónovej: odozva povrchu metodológia prístup", ultrazvukom sa používa na extrakciu pektíny z hroznovej výliskov s kyselinou citrónová ako ťažobný agent. Podľa metodiky odozvy povrchu, najvyššia výťažnosť pektínu (∼ 32,3%) možno dosiahnuť pri ultrazvukovom extrakcii sa vykonáva pri 75 º C pre 60 min pomocou roztoku kyseliny citrónovej pH 2,0. Tieto pectické polysacharidy, zložené prevažne z galérionických jednotiek kyseliny (∼ 97% z celkových cukrov), majú priemernú molekulárnu hmotnosť 163.9 kDa a stupeň esterifikácie (DE) 55,2%.
Povrchová morfológia sonicated hroznových výliskov ukazuje, že ultrazvukom zohráva dôležitú úlohu v rozbitie vegetačné tkanivo a zvýšenie výťažnosti výnosy. Výťažnosť získaná po ultrazvukovej extrakcii pektínov s použitím optimálnych podmienok (75 ° c, 60 min, pH 2,0) bola o 20% vyššia ako výťažnosť získaná pri vykonaní extrakcie pri použití rovnakých podmienok teploty, času a pH, ale bez ultrazvukového Pomoc. Okrem toho, pektíny z ultrazvukového extrakcie tiež vystavoval vyššiu priemernú molekulovú váhu. [Minjares-Fuentes et al. 2014]