อัลตราโซนิกpectin สกัดจากผลไม้และชีวภาพขยะ

• Pectins เป็นสารเติมแต่งอาหารที่ใช้บ่อยมาก, ส่วนใหญ่เพิ่มสำหรับผลกระทบของการขับไล่.
• สกัดอัลตราโซนิกที่เพิ่มผลผลิตและคุณภาพของสารสกัดจากเพกทินอย่างมีนัยสำคัญ
• Sonication เป็นที่รู้จักกันสำหรับผลกระทบของกระบวนการที่รุนแรงซึ่งมีการใช้อยู่แล้วในกระบวนการอุตสาหกรรมท่อร่วม

การสกัดและการแยกเพคติก

Pectin เป็นสารที่ซับซ้อนตามธรรมชาติ (heteropolysaccharide) ที่พบโดยเฉพาะอย่างยิ่งในผนังเซลล์ของผลไม้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผลไม้ส้มและแอปเปิ้ล pomace เนื้อหาที่มีเพกทินสูงจะพบในเปลือกผลไม้ของทั้งแอปเปิ้ลและผลไม้ส้ม. แอปเปิ้ล pomace มี 10-15% ของเพกทินบนพื้นฐานที่แห้งในขณะที่เปลือกส้มมี 20-30%. Pectins เป็น biocompatible เข้ากันได้, ย่อยสลายและทดแทนและแสดงการตัดที่ดีและคุณสมบัติหนา, ซึ่งทำให้พวกเขาเป็นสารเติมแต่งที่มีมูลค่าสูง. Pectins ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหาร, เครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ยาเป็นตัวปรับปรุงการไหลเช่นอิมัลซิ, ตัวแทน, สารเคลือบ, โคลง, และข้น.
การสกัดเพกทินทั่วไปสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมจะดำเนินการโดยใช้กระบวนการที่เป็นกรดตัวเร่งปฏิกิริยา (ใช้ไนตริกออกไซด์, กรดไฮโดรคลอริกหรือซัลไฟต์). สกัดกรดเป็นกระบวนการแวะเวียนมากที่สุดในอุตสาหกรรมการผลิตเพกทิน, เนื่องจากเทคนิคการสกัดอื่นๆเช่นการเดือดโดยตรง (๖๐º c-๑๐๐º c) นานถึง24ชั่วโมงและค่า pH ต่ำ (1.0-3.0) จะช้าและต่ำในผลผลิตและอาจทำให้เกิดการย่อยสลายความร้อนของ เส้นใยที่สกัดและผลผลิตเพกทินบางครั้งถูกจำกัดโดยเงื่อนไขกระบวนการ. อย่างไรก็ตามการสกัดด้วยกรดตัวเร่งปฏิกิริยามาพร้อมกับข้อเสียของมันมากเกินไป: การรักษาที่เป็นกรดรุนแรงทำให้เกิดการเสื่อมสภาพและ deesterของโซ่เพกทินซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพที่ไม่มีการลบ การผลิตน้ำทิ้งที่เป็นกรดจำนวนมากจำเป็นต้องมีการดำเนินการหลังการประมวลผลและการรีไซเคิลที่มีราคาแพงซึ่งทำให้กระบวนการมีภาระด้านสิ่งแวดล้อม

อัลตราโซนิกpectin สกัด

สกัดอัลตราโซนิกเป็นไม่รุนแรงรักษาความร้อนซึ่งจะใช้กับกระบวนการอาหารที่หลากหลาย ในเรื่องเกี่ยวกับการสกัดของ pectins จากผักและผลไม้ sonication ผลิตเพกทินที่มีคุณภาพสูง ขยาย pectins excel โดยกรดไดนิของพวกเขา, methoxyl และแคลเซียม pectins เนื้อหาเช่นเดียวกับระดับของการ esterification. เงื่อนไขอ่อนของการสกัดล้ำป้องกันการเสื่อมสภาพของความร้อนของ pectins ที่ไวต่อการร้อน
คุณภาพและความบริสุทธิ์สามารถแตกต่างกันขึ้นอยู่กับกรด anhydrogalacturonic, ระดับของ esterification เนื้อหาเถ้าสกัด. เพกทินที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและเถ้าต่ำ (ต่ำกว่า 10%) เนื้อหาที่มีกรด anhydrogalacturonic สูง (ข้างต้น๖๕%) เป็นที่รู้จักกันว่ามีคุณภาพดี เนื่องจากความเข้มของการรักษาอัลตราโซนิกสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำมากคุณสมบัติของสารสกัดเพกทินสามารถได้รับอิทธิพลจากการปรับความกว้างอุณหภูมิการสกัดแรงดันเวลาการเก็บรักษาและตัวทำละลาย

สกัดอัลตราโซนิกสามารถทำงานโดยใช้หลาย ตัวทำละลาย เช่นน้ำ, กรดซิตริก, สารละลายกรดไนตริก (HNO₃, pH ๒.๐), หรือแอมโมเนียออกซาเลต/กรดออกซาเลต, ซึ่งทำให้มันยังเป็นไปได้ที่จะบูรณาการ sonication ลงในสายการสกัดที่มีอยู่ (ย้อนยุค).

เสียผลไม้เป็นแหล่งที่มา: อัลตราซาวนด์ประสิทธิภาพสูงได้ถูกนำมาใช้ประสบความสำเร็จในการแยก pectins จากแอปเปิ้ล pomace, เปลือกผลไม้ส้ม (เช่นสีส้ม, มะนาว, ส้มโอ), pomace องุ่น, ทับทิม, เยื่อน้ำตาลหัวผักกาด, เปลือกผลไม้มังกร, ลูกแพร์เป็น cladodes, ผลไม้ความรัก เปลือกและมะม่วง

Ultrasonicators ประสิทธิภาพสูง

Hielscher Ultrasonics เป็นคู่ของคุณสำหรับกระบวนการสกัดจากพฤกษศาสตร์ ไม่ว่าคุณจะต้องการแยกสารสกัดจำนวนเล็กน้อยเพื่อการวิจัยและวิเคราะห์หรือประมวลผลปริมาณมากเพื่อการผลิตเชิงพาณิชย์เรามีเครื่องสกัดอัลตราโซนิคที่เหมาะสำหรับคุณ ของเรา โปรเซสเซอร์ล้ำห้องแล็บ เช่นเดียวกับของเรา ultrasonicators บัลลังก์ชั้นนำและอุตสาหกรรม มีประสิทธิภาพง่ายต่อการใช้งานและสร้างขึ้นสำหรับการทำงานทุกวันตลอด 24 ชั่วโมงภายใต้ภาระเต็มรูปแบบ หลากหลายรูปแบบ อุปกรณ์ เช่น sonotrodes (ultrasonic probes / horns) ที่มีขนาดและรูปร่างแตกต่างกันเซลล์ไหลและเครื่องปฏิกรณ์และเครื่องกระตุ้นช่วยให้การตั้งค่าที่ดีที่สุดสำหรับกระบวนการสกัดเฉพาะของคุณ
ทุกเครื่องอัลตราโซนิกดิจิตอลมีการติดตั้งจอแสดงผลสัมผัสสี SD การ์ดแบบบูรณาการสำหรับการเชื่อมโปรโตคอข้อมูลอัตโนมัติและการควบคุมระยะไกลเบราว์เซอร์สำหรับการตรวจสอบกระบวนการที่ครอบคลุม ด้วย Hielscher ของระบบอัลตราโซนิกที่มีความซับซ้อน, มาตรฐานกระบวนการสูงและการควบคุมคุณภาพที่ทำง่าย
ติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการของกระบวนการสกัดของคุณ! เรายินดีที่จะช่วยเหลือคุณด้วยประสบการณ์อันยาวนานในการสกัดสารพฤกษศาสตร์!
ตารางด้านล่างนี้จะช่วยให้คุณมีข้อบ่งชี้ของความจุในการประมวลผลโดยประมาณของ ultrasonicators ของเรา:

ผลการวิจัยของอัลตราโซนิกสกัด Pectin

ของเสียมะเขือเทศ: เพื่อหลีกเลี่ยงเวลาในการสกัดยาว (12 – 24 h) ในกระบวนการ refluxing, ultrasonication ถูกใช้สำหรับการเพิ่มความเข้มของกระบวนการสกัดในแง่ของเวลา (15, 30, ๔๕, ๖๐และ๙๐นาที) ขึ้นอยู่กับเวลาในการสกัดที่ได้รับผลผลิตเพกทินสำหรับขั้นตอนการสกัดล้ำครั้งแรกที่อุณหภูมิ60° c และ80° c เป็น15.2 – 17.2% และ16.3 – 18.5% ตามลำดับ เมื่อขั้นตอนการสกัดล้ำที่สองถูกนำมาใช้ผลผลิตของ pectins จากของเสียมะเขือเทศเพิ่มขึ้นถึง34– 36% ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและเวลา) เห็นได้ชัดว่าการสกัดล้ำเพิ่มการแตกร้าวของเมทริกซ์ผนังเซลล์มะเขือเทศนำไปสู่การโต้ตอบที่ดีขึ้นระหว่างวัสดุตัวทำละลายและสารสกัด
การสกัด ultrasonically pectins สามารถแบ่งออกเป็น methoxyl pectins สูง (HM-pectin) ที่มีคุณสมบัติการตั้งค่าการตัดอย่างรวดเร็ว (DE > ๗๐% และระดับการ73.3 –85.4% n, แคลเซียม pectate เนื้อหาในการสกัดด้วยกัน ultrasonically ได้รับการวัดระหว่าง๔๑.๔% ถึง๙๗.๕%, ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์การสกัด (อุณหภูมิและเวลา). ที่อุณหภูมิสูงขึ้นของการสกัดล้ำ, แคลเซียม pectate เนื้อหาที่สูงขึ้น (91 – 97%) และเช่นเดียวกับพารามิเตอร์ที่สำคัญในปัจจุบันของความสามารถในการกัดเพกทินเมื่อเทียบกับการสกัดทั่วไป
สกัดตัวทำละลายทั่วไปสำหรับระยะเวลา24ชั่วโมงให้ผลผลิตเพกทินคล้ายกันในการเปรียบเทียบกับ15นาทีของการรักษาสกัดอัลตราโซนิก ที่เกี่ยวข้องกับผลที่ได้รับมันสามารถสรุปได้ว่าการรักษาล้ำลดเวลาในการสกัดอย่างน่าทึ่ง Nmr และ ftir สเปกยืนยันการดำรงอยู่ของส่วนใหญ่ esterified เพกทินในตัวอย่างที่ตรวจสอบทั้งหมด. [Grassino et al. ๒๐๑๖]

เปลือกผลไม้ความรัก: อัตราผลตอบแทนสกัด, กรด galacturonic และระดับการ esterification ได้รับการพิจารณาเป็นตัวชี้วัดของประสิทธิภาพการสกัด. ผลผลิตสูงสุดของเพกทินที่ได้รับจากการสกัดด้วยอัลตราซาวนด์ช่วย๑๒.๖๗% (เงื่อนไขการสกัด๘๕º c, ๖๖๔ W/cm2, pH ๒.๐และ10นาที) สำหรับเงื่อนไขเดียวกันเหล่านี้, การสกัดความร้อนธรรมดาถูกดำเนินการและผลที่ได้คือ๗.๙๕% ผลลัพธ์เหล่านี้จะสอดคล้องกับการศึกษาอื่นๆ, ซึ่งรายงานเวลาสั้นๆสำหรับการสกัดที่มีประสิทธิภาพของไรด์, รวมทั้ง pectin, hemicelluloses เสียและอื่นๆที่ละลายน้ำได้ไรด์, ความช่วยเหลือโดยอัลตราซาวนด์. นอกจากนี้ยังพบว่าผลผลิตการสกัดเพิ่มขึ้น๑.๖พับเมื่อการสกัดได้รับความช่วยเหลือจากอัลตราซาวนด์ ผลที่ได้แสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพและประหยัดเวลาสำหรับการสกัดของเพกทินจากเปลือกผลไม้ความรัก [Freitas de Oliveira et al. ๒๐๑๖]

ลูกแพร์ที่มีหนาม: อัลตราโซนิกช่วยสกัด (UAE) ของเพกทินจาก opuntia ficus indica (ofi) cladodes หลังจากการกำจัด mucilage พยายามที่จะใช้วิธีการพื้นผิวตอบสนอง ตัวแปรกระบวนการที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมด้วยการออกแบบที่ผสมส่วนกลาง isovariant เพื่อปรับปรุงผลผลิตการสกัดเพกทิน เงื่อนไขที่เหมาะสมที่ได้รับคือ: เวลา sonication ๗๐นาทีอุณหภูมิ๗๐ pH ๑.๕และอัตราส่วนวัสดุน้ำ30มล./กรัม เงื่อนไขนี้ได้รับการตรวจสอบและประสิทธิภาพการทำงานของการสกัดทดลองคือ๑๘.๑๔% ±๑.๔๑% ซึ่งเชื่อมโยงกับค่าที่คาดการณ์ไว้อย่างใกล้ชิด (๑๙.๐๖%) ดังนั้นการสกัดล้ำนำเสนอทางเลือกที่มีแนวโน้มที่จะกระบวนการสกัดแบบเดิมขอบคุณที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งประสบความสำเร็จในเวลาที่น้อยลงและที่อุณหภูมิต่ำกว่า ที่สกัดด้วยการสกัดล้ำจาก OFI cladodes (UAEPC) มีระดับต่ำของ esterification เนื้อหากรด uronic สูง, คุณสมบัติการทำงานที่สำคัญและกิจกรรมต้านอนุมูลอิสระที่ดี. ผลลัพธ์เหล่านี้อยู่ในความโปรดปรานของการใช้ UAEPC เป็นสารเติมแต่งที่มีศักยภาพในอุตสาหกรรมอาหาร. [Bayar et al. ๒๐๑๗]

: ในกระดาษการวิจัย "การสกัดอัลตราซาวนด์ช่วยของ pectins จาก pomace องุ่นโดยใช้กรดซิตริก: พื้นผิวตอบสนองวิธีการ" sonication จะใช้ในการแยก pectins จาก pomace องุ่นกับกรดซิตริกเป็นตัวแทนสกัด ตามวิธีการพื้นผิวตอบสนอง, ผลผลิตเพกทินสูงสุด (∼๓๒.๓%) สามารถทำได้เมื่อกระบวนการสกัดล้ำจะดำเนินการที่๗๕ºc สำหรับ๖๐นาทีโดยใช้วิธีการแก้ปัญหากรดซิตริกของค่า pH ๒.๐ เหล่านี้ pectic ไรด์, ประกอบด้วยส่วนใหญ่โดยหน่วยกรด galacturonic (∼๙๗% ของน้ำตาลทั้งหมด), มีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของ 163.9 kDa และระดับของ esterification (DE) ของ๕๕.๒%.
สัณฐานพื้นผิวของ pomace องุ่นที่แสดงให้เห็นว่า sonication มีบทบาทสำคัญในการทำลายเนื้อเยื่อผักและเพิ่มอัตราผลตอบแทนการสกัด ผลผลิตที่ได้รับหลังจากการสกัดล้ำของ pectins โดยใช้เงื่อนไขที่ดีที่สุด (75 ° c, ๖๐นาที, pH ๒.๐) ได้รับ 20% สูงกว่าผลผลิตที่ได้รับเมื่อการสกัดถูกดำเนินการใช้เงื่อนไขเดียวกันของอุณหภูมิ, เวลาและค่า pH, แต่ไม่มีอัลตราโซนิก ความช่วยเหลือ . นอกจากนี้, pectins จากการสกัดล้ำยังแสดงให้เห็นน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยสูงขึ้น. [Minjares-Fuentes et ๒๐๑๔]