Pectin chiết xuất từ vỏ bưởi bằng Sonicator

Pectin từ các sản phẩm phụ của trái cây như vỏ hoặc cùi được chiết xuất hiệu quả cao bằng cách sử dụng máy chiết siêu âm. Là một phương pháp chiết xuất pectin đơn giản và an toàn đáng tin cậy, siêu âm làm tăng năng suất pectin và chất lượng pectin với tốc độ sản xuất nhanh. Dưới đây, chúng tôi trình bày kỹ thuật hiệu quả của chiết xuất pectin siêu âm từ vỏ bưởi.

Chiết xuất Pectin siêu âm từng bước

Chiết xuất pectin siêu âm mô tả ứng dụng của siêu âm công suất để thúc đẩy giải phóng pectin từ nguyên liệu thô (ví dụ: vỏ trái cây, các sản phẩm phụ của trái cây họ cam quýt). Siêu âm là một kỹ thuật được thiết lập tốt để phá vỡ thành tế bào và giải phóng pectin từ vật liệu thực vật.
Giao thức sau đây để chiết xuất pectin siêu âm từ vỏ bưởi bằng cách sử dụng máy siêu âm kiểu đầu dò và kết tủa ethanol tiếp theo:


Vật liệu được sử dụng:

• 50gr vỏ bưởi
• 200mL nước tinh khiết
• 400mL etanol
• Máy siêu âm UP200St + sonotrode S26d14
• Cốc thủy tinh

Chuẩn bị nguyên liệu:

• Lấy vỏ cam quýt làm nguyên liệu thô. Trong giao thức này, chúng tôi sử dụng vỏ bưởi.
• Rửa kỹ vỏ cam quýt để loại bỏ bụi bẩn hoặc mảnh vụn.
• Cắt vỏ cam quýt thành từng miếng nhỏ để tăng diện tích bề mặt để chiết xuất.

Lựa chọn dung môi:
Nước là dung môi ưa thích để chiết xuất, không tốn kém và không độc hại. Nước thường được sử dụng để chiết xuất pectin do khả năng hòa tan pectin mà không gây suy thoái. Thêm một lượng nhỏ axit (ví dụ: axit xitric, axit axetic, axit nitric hoặc axit clohydric) vào nước làm dung môi hỗ trợ hòa tan pectin từ nguyên liệu thực vật và tăng cường quá trình chiết xuất. Điều chỉnh dung môi đến giá trị pH xấp xỉ 2-3 pH là một giá trị hướng dẫn tốt.
 
Quy trình chiết xuất siêu âm:

• Cho khoảng 50 gr miếng vỏ cam quýt thái nhỏ vào cốc hoặc bình.
• Thêm khoảng 200 ml dung môi đã chọn vào vỏ cam quýt.
• Sử dụng sonicator kiểu đầu dò để xử lý hỗn hợp bằng sóng siêu âm. Chúng tôi sử dụng máy vắt siêu âm mạnh mẽ UP200Ht, 200 watt được trang bị sonotrode S26d14. Đặt biên độ thành 100%.
• Siêu âm hỗn hợp trong khoảng 10 phút cho đến khi đạt được chiết xuất tối ưu.

Lọc:
Sau khi siêu âm, lọc hỗn hợp bằng lưới mịn hoặc vải lọc đã làm ướt sẵn để tách dung dịch pectin đã chiết xuất ra khỏi cặn rắn, các hạt vỏ bưởi. Lặp lại các bước lọc này nhiều lần để đảm bảo rằng tất cả các chất rắn còn sót lại được loại bỏ.
 

Kết tủa ethanol:

• Để kết tủa pectin từ dung dịch chiết xuất, etanol thường được sử dụng làm chất kết tủa hoặc dập tắt.
• Chuyển dung dịch pectin đã lọc vào hộp sạch.
• Thêm dần ethanol vào dung dịch pectin trong khi khuấy liên tục. Tỷ lệ etanol và dung dịch pectin khác nhau nhưng thường khoảng 2: 1 (etanol: dung dịch) theo thể tích.
• Tiếp tục thêm ethanol cho đến khi đạt được nồng độ cuối cùng khoảng 70-80% ethanol trong dung dịch. Nồng độ này thúc đẩy sự kết tủa của pectin.
• Để hỗn hợp trong một khoảng thời gian vừa đủ, thường là vài giờ hoặc qua đêm, để tạo điều kiện kết tủa.
• Sau khi kết tủa, thu thập pectin kết tủa bằng cách ly tâm hoặc lọc.
• Rửa pectin đã kết tủa bằng etanol để loại bỏ tạp chất và dung môi còn sót lại.
• Cuối cùng, làm khô pectin tinh khiết trong chân không hoặc ở nhiệt độ thấp để loại bỏ độ ẩm còn sót lại.

Vì hàm lượng pectin và nguyên liệu làm từ trái cây có thể thay đổi tự nhiên, quy trình chiết xuất có thể cần phải được điều chỉnh cho phù hợp. Điều này có nghĩa là các điều kiện chiết xuất và kết tủa cụ thể có thể cần được tối ưu hóa tùy thuộc vào loại vỏ cam quýt, độ chín, năng suất pectin và đặc tính pectin mong muốn. Các kỹ thuật phân tích như phân tích trọng lượng hoặc phương pháp đo quang phổ có thể được sử dụng để định lượng hàm lượng pectin và đánh giá hiệu quả chiết xuất.

SEM của cùi củ cải đường còn sót lại ở độ phóng đại 1000x: (a) trước khi chiết xuất và sau khi chiết xuất pectin bằng cách sử dụng (b) Xylanasae (250 U / g), (c) Cellulase (300 U / g), (d) Xylanasae + Cellulase (1: 1) và (e) Xylanasae + Cellulase (1: 1.5) và (f) Xylanasae + Cellulase (1: 2).
(nghiên cứu và hình ảnh: Abou-Elseoud và cộng sự, 2021)

Chiết xuất Pectin công nghiệp với Hielscher Sonicators

Quy trình chiết xuất pectin siêu âm tương tự được chứng minh ở trên có thể được mở rộng tuyến tính để sản xuất nội tuyến công nghiệp. Việc sử dụng lò phản ứng tế bào dòng siêu âm cho phép xử lý khối lượng lớn các sản phẩm phụ của trái cây trong quá trình xử lý nội tuyến liên tục.
Hielscher Ultrasonics cung cấp một dòng máy siêu âm công nghiệp tinh vi để chế biến nguyên liệu trái cây và rau quả để sản xuất pectin.
 
Sonication không chỉ được sử dụng để chiết xuất pectin mà còn để tách chiết polyphenol từ bã trái cây, thịt quả, vỏ và hạt. Đọc thêm tại đây!
 

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:

Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng Sản xuất tại Đức

Hielscher ultrasonicators nổi tiếng với chất lượng cao nhất và tiêu chuẩn thiết kế của họ. Mạnh mẽ và hoạt động dễ dàng cho phép tích hợp trơn tru của ultrasonicators của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi dễ dàng được xử lý bởi Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt nhấn mạnh vào ultrasonicators hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, Hielscher ultrasonicators là CE tuân thủ và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.