Ekstrakcija pektina iz lupine grenivke z uporabo sonikatorja
Pektini iz sadnih stranskih proizvodov, kot so lupine ali celuloza, se zelo učinkovito ekstrahirajo z ultrazvočnimi ekstraktorji. Kot zanesljiva, enostavna in varna metoda ekstrakcije pektina, ultrazvočna razbijanje poveča donos pektina in kakovost pektina s pospešeno hitrostjo proizvodnje. Spodaj prikazujemo učinkovito tehniko ultrazvočne ekstrakcije pektina iz lupine grenivke.
Ultrazvočna ekstrakcija pektina korak za korakom
Ultrazvočna ekstrakcija pektina opisuje uporabo močnega ultrazvoka za spodbujanje sproščanja pektinov iz surovine (npr. Sadne lupine, stranski proizvodi agrumov). Sonication je dobro uveljavljena tehnika za motenje celičnih sten in sproščanje pektina iz rastlinskega materiala.
Naslednji protokol za ultrazvočno ekstrakcijo pektina iz lupin grenivke z uporabo sondnega sonikatorja in naknadnega obarjanja etanola:
Uporabljeni materiali:
- 50gr grenivkine lupine
- 200 ml prečiščene vode
- 400 ml etanola
- Sonikator UP200St + sonotrode S26d14
- Steklene čaše
Ultrazvočni aparat UIP4000hdT je 4kW močan ekstraktor uporablja se za industrijsko proizvodnjo pektina.
Priprava surovine:
- Kot surovino pridobite lupino citrusov. V tem protokolu uporabljamo grenivkine lupine.
- Lupino citrusov temeljito operite, da odstranite umazanijo ali odpadke.
- Lupino citrusov narežite na majhne koščke, da povečate površino za ekstrakcijo.
Izbira topila:
Voda je prednostno topilo za ekstrakcijo, ki je poceni in nestrupeno. Voda se običajno uporablja za ekstrakcijo pektina zaradi svoje sposobnosti raztapljanja pektina, ne da bi povzročila razgradnjo. Dodajanje majhne količine kislin (npr. citronske kisline, ocetne kisline, dušikove ali klorovodikove kisline) v vodo kot topilo pomaga pri raztapljanju pektina iz rastlinskih materialov in pospešuje proces ekstrakcije. Prilagoditev topila na pH vrednost približno 2-3 pH je dobra vodilna vrednost.
Postopek ultrazvočne ekstrakcije:
- V čašo ali bučko položite približno 50 gr drobno sesekljanih koščkov lupine citrusov.
- V lupino citrusov dodamo približno 200 ml izbranega topila.
- Uporabite sondni zvočnik za obdelavo mešanice z ultrazvočnimi valovi. Uporabljamo UP200Ht, 200 vatov močan ultrazvočni ekstraktor, opremljen s sonotrode S26d14. Amplitudo nastavite na 100%.
- Mešanico sonikirajte približno 10 minut, dokler ne dosežete optimalne ekstrakcije.
Filtracija:
Po ultrazvočnem razbijanju mešanico filtriramo s predhodno navlaženo drobno mrežico ali filtrirno krpo, da ekstrahirano raztopino pektina ločimo od trdnega ostanka, delcev lupine grenivke. Če večkrat ponovite te korake filtriranja, zagotovite, da se odstranijo vsi trdni ostanki.
Obarjanje etanola:
- Za oboritev pektina iz ekstrahirane raztopine se etanol običajno uporablja kot sredstvo za obarjanje ali gašenje.
- Filtrirano raztopino pektina prenesite v čisto posodo.
- Postopoma dodajajte etanol raztopini pektina in nenehno mešajte. Razmerje med etanolom in raztopino pektina je različno, vendar je običajno okoli 2:1 (etanol: raztopina) po prostornini.
- Nadaljujte z dodajanjem etanola, dokler ne dosežete končne koncentracije približno 70-80% etanola v raztopini. Ta koncentracija spodbuja obarjanje pektina.
- Zmes pustimo stati dovolj časa, običajno nekaj ur ali čez noč, da se olajša padavina.
- Po obarjanju zberemo oborjeni pektin s centrifugiranjem ali filtracijo.
- Oborjen pektin speremo z etanolom, da odstranite nečistoče in preostala topila.
- Na koncu prečiščeni pektin posušite v vakuumu ali pri nizki temperaturi, da odstranite preostalo vlago.
Ker se vsebnost pektina in surovine na osnovi sadja naravno spreminjata, bo morda treba ustrezno prilagoditi postopek ekstrakcije. To pomeni, da bo morda treba optimizirati specifične pogoje ekstrakcije in obarjanja glede na vrsto lupine citrusov, zrelost, donos pektina in želene lastnosti pektina. Analitske tehnike, kot so gravimetrična analiza ali spektrofotometrične metode, se lahko uporabijo za količinsko opredelitev vsebnosti pektina in oceno učinkovitosti ekstrakcije.
Sonikator UP400St za ekstrakcijo
SEM ostanka pulpe sladkorne pese pri povečavi 1000x: (a) pred ekstrakcijo in po ekstrakciji pektina z uporabo (b) Xylanasae (250 E/g), (c) celulaze (300 U/g), (d) Xylanasae+celulaze (1:1) in (e) Xylanasae+celulaze (1:1,5) in (f) Xylanasae+celulaze (1:2).
(študija in slike: Abou-Elseoud et al., 2021)
Industrijska ekstrakcija pektina s Hielscher Sonicatorji
Enak postopek ultrazvočne ekstrakcije pektina, ki je prikazan zgoraj, se lahko linearno prilagodi industrijski inline proizvodnji. Uporaba ultrazvočnega reaktorja s pretočnimi celicami omogoča obdelavo velikih količin sadnih stranskih proizvodov v neprekinjeni inline obdelavi.
Hielscher Ultrasonics ponuja prefinjeno linijo industrijskih sonikatorjev za predelavo sadja in zelenjave za proizvodnjo pektina.
Sonikacija se ne uporablja le za ekstrakcijo pektina, temveč tudi za izolacijo polifenolov iz sadnih tropin, pulpe, lupine in semen. Preberite več tukaj!
- visoka učinkovitost
- Najsodobnejša tehnologija
- Zanesljivost & Robustnosti
- nastavljiv, natančen nadzor procesa
- Serije & Inline
- za poljubno količino
- Inteligentna programska oprema
- pametne funkcije (npr. programabilno, podatkovno protokoliranje, daljinski upravljalnik)
- enostaven in varen za uporabo
- nizko vzdrževanje
- CIP (čiščenje na mestu)
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 0.5 do 1.5 ml | n.a. | VialTweeter | 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 do 150L | 3 do 15 l/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Projektiranje, izdelava in svetovanje – Kakovost izdelana v Nemčiji
Hielscher ultrazvočni aparati so znani po svojih najvišjih standardih kakovosti in oblikovanja. Robustnost in enostavno upravljanje omogočata nemoteno integracijo naših ultrazvočnih aparatov v industrijske objekte. Težke pogoje in zahtevna okolja zlahka obvladajo Hielscher ultrasonicatorji.
Hielscher Ultrasonics je podjetje s certifikatom ISO in daje poseben poudarek visoko zmogljivim ultrazvočnim aparatom z najsodobnejšo tehnologijo in prijaznostjo do uporabnika. Seveda so Hielscher ultrazvočni aparati skladni s CE in izpolnjujejo zahteve UL, CSA in RoHs.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje za mešanje, disperzijo, emulgacijo in ekstrakcijo v laboratorijski, pilotni in industrijski ravni.
Literatura / Reference
- Divyani Panwar, Parmjit S. Panesar, Harish K. Chopra (2023): Ultrasound-assisted extraction of pectin from Citrus limetta peels: Optimization, characterization, and its comparison with commercial pectin. Food Bioscience, Volume 51, 2023.
- Cibele Freitas de Oliveira, Diego Giordani, Rafael Lutckemier, Poliana Deyse Gurak, Florencia Cladera-Olivera, Ligia Damasceno Ferreira Marczak (2016): Extraction of pectin from passion fruit peel assisted by ultrasound. LWT – Food Science and Technology 71, 2016. 110-115.
- Antonela Nincevic Grassino, Mladen Brncic, Drazen Vikic-Topic, Suncica Roca, Maja Dent, Suzana Rimac Brncíc (2016): Ultrasound assisted extraction and characterization of pectin from tomato waste. Food Chemistry 198 (2016) 93–100.
- Krauser, S.; Saeed, A.; Iqbal, M. (2015): Comparative Studies on Conventional (Water-Hot Acid) and Non-Conventional (Ultrasonication) Procedures for Extraction and Chemical Characterization of Pectin from Peel Waste of Mango Cultivar Chausna. Pak. J. Bot., 47(4): 1527-1533, 2015.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti: Pektin
Pektin je kompleksen polisaharid, ki ga najdemo v celičnih stenah rastlin, zlasti v sadju, in je sestavljen predvsem iz ostankov galakturonske kisline, povezanih z α-1,4-glikozidnimi vezmi. Ta strukturna ureditev daje pektinu edinstvene lastnosti, zaradi česar je vsestranska biomolekula z različnimi industrijskimi aplikacijami.
V svojem naravnem stanju pektin obstaja kot heterogena mešanica polimerov z različnimi stopnjami metilacije, kar vodi do različnih funkcionalnih značilnosti. Stopnja metilacije vpliva na sposobnost pektina, da tvori gele, pri čemer nizko metoksipektini tvorijo močnejše gele v primerjavi z visoko metoksi kolegi.
Funkcionalnosti pektina izhajajo iz njegove sposobnosti interakcije z vodo, kovinskimi ioni, sladkorji in drugimi makromolekulami. Zaradi svojih želirnih lastnosti je dragocena sestavina v živilski in farmacevtski industriji. Pektin se običajno uporablja kot sredstvo za želiranje, stabilizator in zgoščevalec v živilskih izdelkih, kot so marmelade, želeji, sadne konzerve, slaščice in mlečne sladice. V farmacevtskih izdelkih služi kot matrica za nadzorovano sproščanje zdravil in kot vezivo v formulacijah tablet.
Poleg uporabe v živilskem in farmacevtskem sektorju pektin najde uporabnost v različnih drugih panogah. V kozmetični industriji se uporablja kot stabilizator v emulzijah in kot filmotvorno sredstvo v izdelkih za nego kože. Poleg tega pektin zaradi svoje biokompatibilnosti in biorazgradljivosti potencialno uporablja v biomedicini, vključno s celjenjem ran, tkivnim inženiringom in sistemi za dostavo zdravil.
Zaradi teh raznolikih funkcionalnosti in biokompatibilne narave pektina je dragocen biomaterial s široko paleto aplikacij v več industrijah.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.