Екстракція пектину з шкірки грейпфрута за допомогою сонікатора
Пектини з побічних продуктів фруктів, таких як шкірка або м'якоть, високоефективно екстрагуються за допомогою ультразвукових екстракторів. Як надійний, простий і безпечний в експлуатації метод екстракції пектину, ультразвук збільшує вихід пектину і якість пектину при прискореній швидкості виробництва. Нижче ми демонструємо ефективну техніку ультразвукової екстракції пектину з шкірки грейпфрута.
Ультразвукова екстракція пектину крок за кроком
Ультразвукова екстракція пектину описує застосування потужного ультразвуку для сприяння вивільненню пектинів із сировини (наприклад, шкірки фруктів, побічних продуктів цитрусових). Ультразвукова хвороба – це добре зарекомендувала себе техніка порушення клітинних стінок і вивільнення пектину з рослинного матеріалу.
Наступний протокол ультразвукової екстракції пектину з шкірки грейпфрута за допомогою зондового соника, і подальшого осадження етанолу:
Використовувані матеріали:
- 50 гр цедри грейпфрута
- 200 мл очищеної води
- 400 мл етанолу
- Звукорежисер UP200St + сонотрод S26d14
- Скляні мензурки
Ультразвуковий апарат UIP4000hdT – це потужний екстрактор потужністю 4 кВт Використовується для промислового виробництва пектину.
Заготівля сировини:
- В якості сировини отримують шкірку цитрусових. У цьому протоколі ми використовуємо шкірку грейпфрута.
- Ретельно вимийте шкірку цитрусових, щоб видалити будь-який бруд або сміття.
- Наріжте цедру цитрусових невеликими шматочками, щоб збільшити площу поверхні для екстракції.
Вибір розчинника:
Кращим розчинником для екстракції є вода, яка є недорогою і нетоксичною. Вода зазвичай використовується для екстракції пектину через її здатність розчиняти пектин, не викликаючи деградації. Додавання невеликої кількості кислот (наприклад, лимонної кислоти, оцтової кислоти, азотної або соляної кислоти) у воду як розчинника сприяє розчиненню пектину з рослинної сировини та покращує процес екстракції. Регулювання розчинника до значення рН приблизно 2-3 рН є хорошим орієнтирним значенням.
Процедура ультразвукової екстракції:
- Помістіть приблизно 50 г дрібно нарізаних шматочків цедри цитрусових у мензурку або колбу.
- Додайте в цедру цитрусових приблизно 200 мл обраного розчинника.
- За допомогою соніка зондового типу обробіть суміш ультразвуковими хвилями. Ми використовуємо потужний ультразвуковий екстрактор UP200Ht, потужністю 200 Вт, оснащений сонотродом S26d14. Встановіть амплітуду 100%.
- Виконуйте суміш протягом приблизно 10 хв, поки не буде досягнута оптимальна екстракція.
Фільтрації:
Після ультразвуку профільтруйте суміш за допомогою попередньо змоченої дрібної сітки або фільтрувальної тканини, щоб відокремити екстрагований розчин пектину від твердого залишку, частинок шкірки грейпфрута. Повторивши ці кроки фільтрації кілька разів, ви переконаєтеся, що всі тверді залишки видалені.
Осадження етанолу:
- Для осадження пектину з екстрагованого розчину етанол зазвичай використовується як осаджуючий або гартувальний агент.
- Відфільтрований пектиновий розчин перекласти в чисту ємність.
- Поступово додавайте етанол в пектиновий розчин, безперервно помішуючи. Співвідношення етанолу та пектинового розчину варіюється, але зазвичай становить близько 2:1 (етанол: розчин) за об'ємом.
- Продовжуйте додавати етанол до досягнення кінцевої концентрації приблизно 70-80% етанолу в розчині. Така концентрація сприяє випаданню пектину в осад.
- Дайте суміші відстоятися протягом достатнього періоду, зазвичай кілька годин або протягом ночі, для полегшення опадів.
- Після випадання осаду збирають випав в осад пектин шляхом центрифугування або фільтрації.
- Випав в осад пектин промийте етанолом для видалення домішок і залишків розчинника.
- Нарешті, висушіть очищений пектин під вакуумом або при низькій температурі, щоб видалити залишки вологи.
Оскільки вміст пектину та сировина на основі фруктів схильні до природних варіацій, процедура екстракції може потребувати відповідної адаптації. Це означає, що конкретні умови екстракції та опадів можуть потребувати оптимізації залежно від типу шкірки цитрусових, стиглості, виходу пектину та бажаних властивостей пектину. Аналітичні методи, такі як гравіметричний аналіз або спектрофотометричні методи, можуть бути використані для кількісної оцінки вмісту пектину та оцінки ефективності екстракції.
Звуковий апарат UP400St для екстракції
СЕМ залишкового жому цукрових буряків при 1000-кратному збільшенні: (а) до екстракції та після екстракції пектину за допомогою (б) ксиланази (250 Од/г), (в) целюлази (300 ОД/г), (г) ксиланази + целюлази (1:1) та (д) ксиланази + целюлази (1:1,5) та (е) ксиланази + целюлази (1:2).
(дослідження та зображення: Abou-Elseoud et al., 2021)
Промислова екстракція пектину за допомогою звукорежисерів Hielscher
Та ж процедура ультразвукової екстракції пектину, продемонстрована вище, може бути лінійно масштабована для промислового потокового виробництва. Використання ультразвукового реактора з проточною коміркою дозволяє переробляти великі обсяги побічних продуктів фруктів при безперервній потоковій обробці.
Компанія Hielscher Ultrasonics пропонує складну лінійку промислових ультразвукових апаратів для переробки фруктового та овочевого матеріалу для виробництва пектину.
- високий ККД
- Найсучасніші технології
- надійність & Надійності
- Регульований, точний контроль процесу
- Пакетний & Вбудовані
- на будь-який обсяг
- Інтелектуальне програмне забезпечення
- інтелектуальні функції (наприклад, програмовані, протоколювання даних, дистанційне керування)
- Простота і безпека в експлуатації
- низькі експлуатаційні витрати
- CIP (прибирання на місці)
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| 0від .5 до 1.5 мл | Н.А. | VialTweeter | Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Від 15 до 150 л | Від 3 до 15 л/хв | UIP6000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Проектування, виробництво та консалтинг – Якість зроблено в Німеччині
Ультразвукові апарати Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові апарати в промислові об'єкти. З важкими умовами та вимогливими умовами легко справляються ультразвукові апарати Hielscher.
Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.
Література / Список літератури
- 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.
Факти, які варто знати: пектин
Пектин є складним полісахаридом, що міститься в клітинних стінках рослин, особливо у фруктах, і в основному складається із залишків галактуронової кислоти, пов'язаних α-1,4-глікозидними зв'язками. Таке структурне розташування надає унікальні властивості пектину, роблячи його універсальною біомолекулою з різноманітним промисловим застосуванням.
У природному стані пектин існує у вигляді неоднорідної суміші полімерів з різним ступенем метилювання, що призводить до різноманітних функціональних характеристик. Ступінь метилювання впливає на здатність пектину утворювати гелі, при цьому низькометоксипексипектические пектини утворюють більш міцні гелі в порівнянні з високометоксианалогами.
Функціональні можливості пектину пов'язані з його здатністю взаємодіяти з водою, іонами металів, цукрами та іншими макромолекулами. Його гелеутворюючі властивості, зокрема, роблять його цінним інгредієнтом у харчовій та фармацевтичній промисловості. Пектин зазвичай використовується як гелеутворювач, стабілізатор і загусник у харчових продуктах, таких як джеми, желе, фруктові консерви, кондитерські вироби та молочні десерти. У фармацевтиці він служить матрицею для контрольованого вивільнення ліків і сполучною речовиною в таблеткових формулах.
Крім застосування в харчовому та фармацевтичному секторах, пектин знаходить застосування в різних інших галузях промисловості. У косметичній промисловості він використовується як стабілізатор в емульсіях і як плівкоутворювач в засобах по догляду за шкірою. Крім того, пектин демонструє потенційне застосування в біомедицині, включаючи загоєння ран, тканинну інженерію та системи доставки ліків, завдяки своїй біосумісності та здатності до біологічного розкладання.
Ці різноманітні функціональні можливості та біосумісна природа пектину роблять його цінним біоматеріалом із широким спектром застосування в різних галузях промисловості.
Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.