Ультразвуковий пектин екстракції з фруктів і Біовідходів

  • Пектини дуже часто використовуються харчові добавки, в основному додані для його гелінг ефектів.
  • Ультразвуковий Екстракція збільшує врожайність і якість пектиних екстрактів значно.
  • Сокація відома своїм процесом інтенсифікація ефектів, які вже використовуються в різноманітті промислових процесів.

Пектини та пектинові видобутку

Цитрусові відходи, такі як пілінг і залишки після вичавлювати сік ідеально підходять для ультразвукового видобутку пектинів.Пектин є природним комплексом полісахаридів (heteropolysaccharide), зокрема в клітинних стінах плодів, особливо в цитрусовому фруктах і яблучний макуха. Високі пектинові зміст зустрічаються в фруктовим пілінгу як яблуко і цитрусові. Яблучний макуха містить 10-15% пектинів на сухій речовині, а цитрусові шкірка містить 20-30%. Пектини є biocompatible, біологічно і поновлюваних і показують великі гелінг і потовщення властивостями, що робить їх високо цінується адитивні. Пектини широко використовуються в харчовій, косметичної та фармацевтичної продукції, як модифікатор реології, таких як емульгатором, Цукор желюючий агента, скління агента, стабілізатор, і згущувач.
Звичайні пектинові екстракції для промислових застосувань виконуються за допомогою кислотно-каталізованих процесів (з використанням азотної, соляної або сірчаної кислоти). Кислотно-катівного видобутку є найбільш відвідуваний процес в промисловому пектину виробництва, оскільки інші методи видобутку таких як пряме кипіння (60 º c-100 º c) на до 24 годин і низький рН (1.0-3.0) є повільними і низькими в врожайності і може призвести до термічного деградації волокно видобувається і пектину прибутковість іноді обмежується процесом умови. Однак, кислотно-каталізується видобуток поставляється з його недоліками, теж: сувора кислому лікуванні викликає деполімеризація і деестерфікації пектинові ланцюги, що впливає на пектину якість негативно. Виробництво великих обсягів кислих стоків вимагає пост-обробки і дороге лікування переробки, що робить процес екологічного тягаря.

Ультразвуковий пектин

UIP4000hdT (4kW) Ультразвуковий процесор для видобутку пектинів в промисловому вбудованому процесі.Ультразвуковий Екстракція є м'яким, нетермічний лікування, яке застосовується до різноманітті харчових процесів. Що стосується видобутку пектинів з плодів і овочів, то сокація виробляє пектину високої якості. Ультрачно витягнуті пектини Excel їх anhydrouronic кислота, метілокл і кальцію зміст pectate, а також його ступінь esterification. М'які умови ультразвукового видобутку запобігають теплову деградацію теплочутливих пектинів.
Пектинові якості і чистоти можуть змінюватися в залежності від ангідрогалкатурної кислоти, ступеня естерфікації, золи вмісту витягнутого пектину. Пектин з високою молекулярною вагою і низькою попелом (нижче 10%) вміст з високою ангідрогалутурної кислотою (понад 65%) відомі як гарна якість пектину. Оскільки інтенсивність ультразвукового лікування може бути дуже точно контролюється, властивості пектиного екстракту можуть впливати на регулювання амплітуди, температура видобутку, тиск, час зберігання і розчинник.

 

У цьому відео ми познайомимо вас з високоефективною ультразвуковою екстракцією пектину з шкірки грейпфрута за допомогою зондового сонника UP200Ht. Ультразвук є високоефективним методом отримання високоякісного пектину з побічних продуктів фруктів та овочів. Ультразвукова екстракція дає більшу кількість пектину та чудову якість за коротший час обробки.

Екстракція пектину з шкірки грейпфрута за допомогою Sonicator UP200Ht

Мініатюра відео

 
Протокол ультразвукової екстракції пектину з шкірки грейпфрута, продемонстрований у відео вище, можна тут!
 

Ультразвуковий Екстракція можна запускати за допомогою різних Розчинники такі, як вода, лимонна кислота, азотної кислоти рішення (HNO3, рН 2,0), або Амоній oxalate/оклевої кислоти, що робить його також можна інтегрувати sonication в існуючі лінії видобутку (ретро-монтаж).

Ультразвуковий пектин екстракти Excel за:

  • висока гелінг-місткість
  • хороша дисперсність,
  • пектинові кольори
  • високий pectate кальцію
  • менша деградація
  • екологічно чистий

Плоди відходів як джерело: Високопродуктивний Ультразвуковий вже успішно застосовується для ізоляції пектинів від яблучного макуха, цитрусові пілінги (такі, як помаранчевий, лимон, грейпфрут), виноградний макуха, гранат, Цукор буряковий м'якоті, Дракон фруктове шкірка, Колюча груша cladodes, маракуйя шкірки і манго пілінг.

Осадження пектину після ультразвукової екстракції

Додавання етанолу до розчину екстракту може допомогти відокремити пектин за допомогою процесу, який називається осадженням. Пектин, складний полісахарид, що міститься в клітинних стінках рослин, розчиняється у воді в нормальних умовах. Однак, змінюючи середовище розчинника з додаванням етанолу, розчинність пектину може бути знижена, що призводить до його випадання в осад з розчину.

Хімію осадження пектину за допомогою етанолу можна пояснити трьома реакціями:

  • Порушення водневих зв'язків: Молекули пектину утримуються водневими зв'язками, які сприяють їх розчинності у воді. Етанол порушує ці водневі зв'язки, конкуруючи з молекулами води за місця зв'язування на молекулах пектину. Оскільки молекули етанолу замінюють молекули води навколо молекул пектину, водневі зв'язки між молекулами пектину слабшають, зменшуючи їх розчинність у розчиннику.
  • Зниження полярності розчинника: Етанол менш полярний, ніж вода, тобто він має нижчу здатність розчиняти полярні речовини, такі як пектин. При додаванні етанолу в розчин екстракту загальна полярність розчинника зменшується, що робить менш сприятливим для того, щоб молекули пектину залишалися в розчині. Це призводить до випадання пектину в осад з розчину, так як він стає менш розчинним в етанолово-водній суміші.
  • Підвищена концентрація пектину: У міру того, як молекули пектину випадають в осад з розчину, концентрація пектину в розчині, що залишився, збільшується. Це дозволяє легше відокремити пектин від рідкої фази за допомогою фільтрації або центрифугування.

Осадження пектину за допомогою етанолу є простим і ефективним методом виділення пектинів з розчину екстракту, який є етапом процесу, який можна легко виконати після ультразвукової екстракції пектину. Додавання етанолу до розчину екстракту змінює середовище розчинника таким чином, що зменшує розчинність пектину, що призводить до його осадження та подальшого відділення від розчину. Ця техніка зазвичай використовується для екстракції та очищення пектину з рослинної сировини для різних промислових і харчових застосувань.

UIP4000hdT потоку для вбудованої sonication на промислових масштабах

Ультразвуковий потік через реактор

Запит інформації




Зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.



Переваги:

  • вища врожайність
  • краща якість
  • нетермічний
  • зменшений час видобутку
  • інтенсифікація процесу
  • ретро-припасування можливі
  • Зелений видобуток

Ультраакулятори високої продуктивності

Hielscher Ultrasonics - ваш партнер у процесах екстракції з рослинних компонентів. Незалежно від того, чи хочете ви витягувати невеликі кількості для досліджень та аналізу чи обробляти великі обсяги для комерційного виробництва, у нас є відповідний ультразвуковий екстрактор для вас. Наші ультразвукові лабораторні гомогенізатори, а також настільні та промислові сонники надійні, прості у використанні та створені для роботи 24/7 при повному навантаженні. Широкий асортимент аксесуарів, таких як сонотроди (ультразвукові зонди / ріжки) різних розмірів і форм, проточні комірки, реактори та прискорювачі, дозволяють оптимально налаштувати конкретний процес екстракції.
Всі цифрові ультразвукові машини оснащені кольоровий сенсорний дисплей, вбудована карта SD для автоматичних даних protocolling, і віддалений контроль браузера для комплексного моніторингу процесів. За допомогою складних ультразвукових систем Hielscher, висока стандартизація процесів і контроль якості здійснюється просто.
Зв'яжіться з нами сьогодні, щоб обговорити вимоги вашого процесу екстракції пектину! Ми будемо раді допомогти Вам з нашим багаторічним досвідом в ультразвуковій екстракції і допомогти Вам досягти найвищої ефективності процесу і оптимальної якості пектину!

У таблиці нижче наведено приблизну потужність обробки наших ультразвукових пристроїв:

пакетний Обсягшвидкість потокуРекомендовані пристрої
Від 10 до 2000млВід 20 до 400мл / хвUP200Ht, UP400St
0.1 до 20 л0.2 до 4л / хвUIP2000hdT
Від 10 до 100 лВід 2 до 10 л / хвUIP4000
застосовуєтьсяВід 10 до 100 л / хвUIP16000
застосовуєтьсябільшийкластер UIP16000

Зв'яжіться з нами! / Запитати нас!

Запитайте більше інформації

Будь ласка, використовуйте форму нижче, якщо ви хочете отримати додаткову інформацію про гомогенізацію ультразвуку. Ми будемо раді запропонувати вам ультразвукову систему, яка відповідатиме вашим вимогам.









Будь ласка, зверніть увагу на наші Політика конфіденційності.


Ультразвукова екстракція є високоефективним методом вивільнення пектинів з шкірки грейпфрута. На цьому малюнку показано, як ультразвуковий апарат UP200Ht екстрагує пектини з шкірки грейпфрута, використовуючи воду як розчинник.

Лабораторний ультразвуковий апарат UP200Ht Екстракція пектинів з шкірки грейпфрута з використанням води в якості розчинника.

Результати дослідження ультразвукового Пектиного видобутку

Томатна відходи: Для того, щоб уникнути довгих часів екстракції (12 – 24 год) в процедурі відбиття, ultrasonication використовувався для інтенсифікації процесу видобутку за часом (15, 30, 45, 60 і 90 хв). В залежності від часу видобутку, отримані пектинові врожаї на перший крок ультразвукового видобутку, при температурі 60 ° с і 80 ° с – 15.2 – 17.2% і 16.3 – 18,5%, відповідно. при застосуванні другого ультразвукового екстракції, прибутковість пектинів з томатних відходів зросла до 34-36%, в залежності від температури і часу). Очевидно, що ультразвукове вилучення збільшує розрив матриці клітинної стінки, що призводить до поліпшення взаємодій між розчинником і витягнутими матеріалами.
Ультрачно витягнуті пектини можуть бути класифіковані як високі метаксильні пектини (HM-пектин) з швидкою набір властивостей гелінг (де > 70%) ступінь естерази 73.3 – 85.4%. n. pectate вміст кальцію в ультрачно витягнуті пектин вимірюється між 41,4% до 97,5%, в залежності від параметрів видобутку (температура і час). При високій температурі ультразвукового видобутку, вміст кальцію є вищим (91 – 97%) і як такий присутній важливий параметр пектинових здібностей в порівнянні з звичайними екстракції.
Звичайне вилучення розчинника на час 24hr дає аналогічні врожайність пектину в порівнянні з 15 хв ультразвукової обробки видобутку. Що стосується отриманих результатів можна було б висновку, що ультразвукове лікування зменшує час видобутку чудово. У всіх досліджуваних зразках ЯМР-спектроскопія і ФМЮ підтверджують існування переважно еефіцірованних пектинів. [Grassino і ін. 2016]

Пристрасть Фруктова кірка: Рівень видобутку, що видобували, за ступенем екстракції, розглядалися як показники ефективності видобутку. найвищий врожай пектинів, отриманого ультразвуком за допомогою екстракції, становить 12,67% (умови видобутку 85 º C, 664 Вт/см2, рН 2,0 і 10 хв). Для цих же умов, була виконана традиційна видобуток нагріву, і результат був 7,95%. Ці результати відповідно до інших досліджень, які повідомляють про короткий час для ефективного видобутку полісахаридів, у тому числі пектинів, гемомеллезів та інших водорозчинних полісахаридів, допомагали Ультразвуковий. Було також відзначено, що видобуток врожаю збільшилася 1,6 рази, коли видобуток допомагав Ультразвуковий. Отримані результати показали, що ультразвук був ефективним і економії часу техніку для видобутку пектин з пристрастю фруктовим шкіркою. [Фрейтас де Олівейра і ін. 2016]

Колюча груша Cladodes: Ультразвукове сприяння видобутку (ОАЕ) пектину з opuntia фікус Indica (OFI) cladodes після видалення murilage було здійснено спробу з використанням методики відповіді поверхні. Змінні процесу були оптимізовані за допомогою центрального композитного дизайну isovariant з метою покращення врожайності пектинів. Оптимальна умова отримана: зонкація час 70 хв, температура 70, рН 1,5 і водно-матеріальні пропорції 30 мл/г. Ця умова була підтверджена, і продуктивність експериментального видобутку було 18,14% ± 1,41%, який був тісно пов'язаний з прогнозованим значенням (19,06%). Таким чином, ультразвукове вилучення представити перспективну альтернативу традиційним процесом видобутку завдяки високій ефективності, яка була досягнута за менший час і при низьких температурах. Пектин, витягнуті з ультразвукового видобутку з OFI cladodes (UAEPC) має низьку ступінь esterification, високий uronic кислотний вміст, важливі функціональні властивості і хорошу антирадикальну діяльність. Ці результати на користь використання UAEPC як потенційний адитивної в харчовій промисловості. [Байар і ін. 2017]

Виноградний макуха: У науково-дослідній роботі "Ультразвуковий Екстракція пектинів з виноградного макуха з використанням лимонної кислоти: методологія відповіді поверхні", sonication використовується для вилучення пектинів з виноградного макуха з лимонною кислотою, як витяжні агента. Відповідно до методології покриття поверхні, найвищий пектинові врожайності (∼ 32,3%) може бути досягнуто, коли Ультразвуковий процес видобутку здійснюється на 75 º C для 60 хв за допомогою лимонної кислоти рішення pH 2,0. Ці pectic полісахариди, що складаються в основному за galacturonic кислота одиниць (∼ 97% від загального цукру), мають середню молекулярну вагу 163.9 кДа і ступінь esterification (DE) 55,2%.
Морфології поверхні, що містить соковані винограду, показує, що sonication відіграє важливу роль у руйнуванні рослинного тканини і підвищення врожайності. Врожайність, одержуваного після ультразвукового видобутку пектинів з використанням оптимальних умов (75 ° с, 60 хв, рН 2,0) було 20% вище, ніж врожайність, отримана при видобутку було проведено з застосуванням тих же умов температури, часу і рН, але без ультразвукових Допомоги. Крім того, пектини з ультразвукового видобутку також виставлені вище середня молекулярна вага. [Minjares-Фуентес і ін. 2014]

Hielscher ультразвук допомагає вам від першого тесту до комерціалізації вашої програми.

Від техніко-економічне обґрунтування процесу оптимізації та промислової установки – Hielscher Ultrasonics ваш партнер для успішних ультразвукових процесів!

Література / Довідники



Факти варті знати

Пектин

Пектин є природним heteropolysaccharide, який в основному зустрічаються в таких плодів, як яблуко макуха і цитрусові. Пектини, також відомий як pectins полісахариди, багаті в galacturonic кислота. В рамках pectic Group ідентифіковано декілька різних полісахаридів. Homogalacturonans є лінійними ланцюгами α-(1 – 4)-зв'язані D-galacturonic кислота. Заміщений galacturonans характеризуються наявністю сахарози appendant залишків (таких, як D-xylose або D-apefose у відповідних випадках xylogalacturonan і apiogalacturonan) розгалуження з хребта D-galacturonic кислота залишки. Rhamnogalacononan I пектини (RG-I) містять кістяк повторюваного дисахарид: 4)-α-D-галтутурної кислоти-(1,2)-α-L-rhamnose-(1. Багато залишків rrrnose мають sidechains різних нейтральних цукрів. Нейтральні цукру в основному D-галактози, L-аранелоза і D-xylold. Типи і пропорції нейтральних цукрів змінюються з походженням пектину.
Іншим структурним типом пектину є rhamnogalituronan II (RG-II), який є складною, високорозгалуженою полісахаридів і рідше зустрічаються в природі. Хребет rhamnogalacononan II складається виключно з D-galacturonic кислоти одиниць. Ізольований пектин має молекулярну вагу, як правило, 60000 – 130000 г/моль, варіюючи з умовами виникнення і видобутку.
Пектини є важливим добавка з многовидом додатків в продуктах харчування, фармацевтиці, а також в інших галузях промисловості. Використання пектинів грунтується на його високій здатності утворювати гель в присутності CA2+ Іони або Розчиненої речовини при низьких рН. Розрізняють дві форми пектинів: низькометолокловий пектин (ЛМП) і високометолокловий пектини (ГМП). Два види пектину відрізняються ступенем Метилювання (ДМ). У залежності від метиллайон, пектин може бути або високим метокси пектину (ДМ>50) або низьким метокси пектин (ДМ<50). висока метокси пектин характеризується його здатністю утворювати гелі в кислому середовищі (pH 2.0-3.5) в припущенні, що сахароза при концентрації не менше 55 WT% або вище присутня. Низький метокси пектин може утворювати гелі на більший діапазон рН (2,0-6.0) в присутності діавалентної Іона, таких як кальцій.
Що стосується геляції високометолокксил пектину, перехресне зв'язування пектинових молекул відбувається через водневі облігації і гідрофобні взаємодії між молекулами. З низьким метолокксил пектину, желирования отримується з іонної зв'язку через кальцій мости між двома карбоксильної групами, що належать до двох різних ланцюгів в безпосередній близькості один від одного.
Такі фактори, як pH, наявність інших сотів, молекулярний розмір, ступінь метоксилювання, кількість і положення бічних ланцюгів, а також щільність заряду на молекулу впливають на гелеву властивостями пектину. Розрізняють два види пектинів відносно його розчинність. Є водорозчинні або вільні пектини і водорозчинний пектин. Вода пектину-розчинність пов'язана з її ступенем полімеризації і кількістю і положенням метоксилльних груп. В цілому, вода пектину-розчинність зростає зі зменшенням молекулярної ваги і збільшенням карбоксильної груп. Однак, рН, температуру, і тип Розчиненої речовини присутній вплив розчинність, теж.
Якість, якщо в комерційній використовується пектин, як правило, більш визначається його дисперсораність, ніж його абсолютна розчинність. При сухого порошку пектину додають до води, він відомий як форма так звана “Риба-Очі”. Ці риби-очі згустки утворюються за рахунок швидкого зволоження порошку. “Риб'ячий очей” згустки мають сухий, незволожений пектин сердечник, який покритий високозволоженою зовнішній шар мокрого порошку. Такі згустки важко Зволожене належним чином і вони розсіюються тільки дуже повільно.

Використання пектинів

У харчовій промисловості пектин додають до marmalades, фруктові спреди, джеми, желе, напої, соуси, заморожені продукти, кондитерські вироби, хлібопекарські продукти. Пектин використовується в кондитерській мармелад, щоб надати хорошу гелеву структуру, чистий укус і надати гарний смак. Пектин також використовується для стабілізації кислотних напоїв білка, таких, як Питна йогурт, щоб поліпшити текстуру, рот і стійкість до целюлози в сік на основі напоїв і як замінник жиру в хлібобулочних виробів. Для калорій, зменшені/низькокалорійні, пектини додаються як жир і/або цукор заміна.
У фармацевтичній промисловості, він використовується для зниження рівня холестерину в крові і шлунково-кишкових розладів.
Інші промислові застосування пектину включають його застосування в їстівні плівки, як стабілізатор емульсії для води/нафтових емульсій, як репатологія модифікатора і пластифікатор, в якості агента калібрування для паперу і текстилю і т. д.

Джерела пектину

Хоча пектин можна знайти в клітинних стінах більшості рослин, яблуко макуха і апельсинової кірки є двома основними джерелами комерційно виробництва пектинів, оскільки їх пектини мають високу якість. Інші джерела показують часто бідні geling поведінки. У фруктах, крім яблук і цитрусових, персики, абрикоси, груші, гуави, Айва, сливи, і агрус відомі своєю високою кількістю пектинів. Серед овочів, помідорів, моркви та картоплі відомі своїми високими пектинові зміст.

помідор

Мільйони тонн помідорів (Lycopersicon esculentum млин.) обробляються щорічно для виробництва продуктів, таких як Томатний сік, паста, purée, кетчуп, соус і сальса, в результаті чого покоління великих кількостях відходів. Томатні відходи, отримані після натискання томатної складається з 33% насіння, 27% шкіри, і 40% целюлози, а сушені макуха томатний містить 44% насіння і 56% целюлози і шкіри. Томатна відходи є відмінним джерелом для виробництва пектинів.

Ми будемо раді обговорити ваш процес.

Давайте зв'яжемося.