Ekstrakcija pektina iz lupin grenivke s sonikatorjem

Pektine iz sadnih stranskih proizvodov, kot so lupine ali pulpa, je mogoče zelo učinkovito ekstrahirati z ultrazvočnimi ekstraktorji. Sonikacija je zanesljiva metoda ekstrakcije pektina, ki je preprosta in varna za uporabo ter poveča izkoristek in kakovost pektina ob večji hitrosti proizvodnje. V nadaljevanju prikazujemo učinkovito tehniko ultrazvočne ekstrakcije pektina iz lupin grenivke.

Ultrazvočna ekstrakcija pektina korak za korakom

Ultrazvočna ekstrakcija pektina pomeni uporabo močnostnega ultrazvoka za spodbujanje sproščanja pektinov iz surovine (npr. sadnih lupin, stranskih proizvodov citrusov). Sonikacija je dobro uveljavljena tehnika za razgradnjo celičnih sten in sproščanje pektina iz rastlinskega materiala.
Naslednji protokol za ultrazvočno ekstrakcijo pektina iz lupin grenivke s sonikatorjem s sondo in naknadnim obarjanjem z etanolom:


Uporabljeni materiali:

• 50gr lupin grenivke
• 200mL prečiščene vode
• 400mL etanola
• Sonikator UP200St + sonotroda S26d14
• Steklene čaše

Priprava surovine:

• Pridobite lupine citrusov kot surovino. V tem protokolu uporabljamo lupine grenivke.
• Lupine citrusov temeljito operite, da odstranite vso umazanijo ali ostanke.
• Lupine citrusov narežite na majhne koščke, da povečate površino za ekstrakcijo.

Izbira topila:
Prednostno topilo za ekstrakcijo je voda, ki je poceni in nestrupena. Voda se pogosto uporablja za ekstrakcijo pektina, ker lahko raztaplja pektin, ne da bi povzročila njegovo razgradnjo. Dodajanje majhne količine kislin (npr. citronske, ocetne, dušikove ali klorovodikove kisline) vodi kot topilu pomaga pri raztapljanju pektina iz rastlinskih materialov in izboljša postopek ekstrakcije. Prilagoditev topila na vrednost pH približno 2–3 pH je dobra orientacijska vrednost.
 
Postopek ultrazvočne ekstrakcije:

• V čašo ali bučko dajte približno 50 gr drobno narezanih koščkov lupin citrusov.
• Lupinam citrusov dodajte približno 200 ml izbranega topila.
• Za obdelavo zmesi z ultrazvočnimi valovi uporabite sonikator s sondo. Uporabljamo UP200Ht, zmogljiv ultrazvočni ekstraktor z močjo 200 vatov, opremljen s sonotrodo S26d14. Amplitudo nastavite na 100%.
• Zmes sonikirajte približno 10 min, dokler ne dosežete optimalne ekstrakcije.

Filtracija:
Po sonikaciji zmes filtrirajte skozi predhodno navlaženo fino mrežico ali filtrirno tkanino, da raztopino ekstrahiranega pektina ločite od trdnega ostanka, delcev lupin grenivke. Večkratna ponovitev teh korakov filtracije zagotovi odstranitev vseh trdnih ostankov.
 

Obarjanje z etanolom:

• Za obarjanje pektina iz ekstrahirane raztopine se običajno uporablja etanol kot obarjalno sredstvo ali sredstvo za ustavitev procesa.
• Filtrirano raztopino pektina prenesite v čisto posodo.
• Raztopini pektina ob neprekinjenem mešanju postopoma dodajajte etanol. Razmerje med etanolom in raztopino pektina se spreminja, vendar je običajno približno 2:1 (etanol: raztopina) po prostornini.
• Etanol dodajajte, dokler ne dosežete končne koncentracije približno 70–80% etanola v raztopini. Ta koncentracija spodbuja obarjanje pektina.
• Zmes pustite stati dovolj dolgo, običajno več ur ali čez noč, da olajšate obarjanje.
• Po obarjanju oborjeni pektin zberite s centrifugiranjem ali filtracijo.
• Oborjeni pektin sperite z etanolom, da odstranite nečistoče in preostalo topilo.
• Na koncu prečiščeni pektin posušite v vakuumu ali pri nizki temperaturi, da odstranite vso preostalo vlago.

Ker sta vsebnost pektina in sadna surovina podvrženi naravnim nihanjem, bo morda treba postopek ekstrakcije ustrezno prilagoditi. To pomeni, da bo morda treba posebne pogoje ekstrakcije in obarjanja optimizirati glede na vrsto lupin citrusov, zrelost, izkoristek pektina in želene lastnosti pektina. Za kvantitativno določanje vsebnosti pektina in oceno učinkovitosti ekstrakcije se lahko uporabijo analitske tehnike, kot so gravimetrična analiza ali spektrofotometrične metode.

SEM preostale pulpe sladkorne pese pri 1000x povečavi: (a) pred ekstrakcijo in po ekstrakciji pektina z uporabo (b) Xylanasae (250 U/g), (c) celulaze (300 U/g), (d) Xylanasae+celulaze (1:1), (e) Xylanasae+celulaze (1:1,5) in (f) Xylanasae+celulaze (1:2).
(študija in slike: Abou-Elseoud et al., 2021)

Industrijska ekstrakcija pektina s sonikatorji Hielscher

Isti postopek ultrazvočne ekstrakcije pektina, prikazan zgoraj, je mogoče linearno prenesti na industrijsko proizvodnjo v pretočnem načinu. Uporaba ultrazvočnega reaktorja s pretočno celico omogoča obdelavo velikih prostornin sadnih stranskih proizvodov z neprekinjeno pretočno obdelavo.
Hielscher Ultrasonics ponuja napredno serijo industrijskih sonikatorjev za obdelavo sadnega in zelenjavnega materiala za proizvodnjo pektina.
 
Sonikacija se ne uporablja samo za ekstrakcijo pektina, temveč tudi za izolacijo polifenolov iz sadnih tropin, pulpe, lupin in semen. Več preberite tukaj!
 

Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih procesorjev:

Zasnova, proizvodnja in svetovanje – kakovost, izdelana v Nemčiji

Ultrazvočni procesorji Hielscher so znani po najvišjih standardih kakovosti in zasnove. Robustnost in preprosto upravljanje omogočata nemoteno vključitev naših ultrazvočnih procesorjev v industrijske obrate. Ultrazvočni procesorji Hielscher zlahka obvladujejo težke razmere in zahtevna okolja.

Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visokozmogljivim ultrazvočnim procesorjem z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Ultrazvočni procesorji Hielscher so seveda skladni z zahtevami CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.