Blog


Ekstraksi Pektin - Ultrasonic Homogenizer

22 Maret 2020 Ultrasonic Homogenizer

  • Pektin adalah zat aditif makanan yang sangat sering digunakan, terutama ditambahkan untuk efek pembentuknya
  • Ekstraksi ultrasonik meningkatkan hasil dan kualitas ekstrak pektin secara signifikan.
  • Sonication dikenal untuk efek mengintensifkan prosesnya, yang sudah digunakan dalam berbagai proses industri.


Pektin & Ekstraksi Pektin

Pektin adalah polisakarida kompleks alami (heteropolisakarida) yang ditemukan khususnya di dinding sel buah-buahan, terutama pada buah-buahan sitrus dan apel pomace. Kandungan pektin yang tinggi ditemukan dalam kulit buah apel dan buah jeruk. Apple pomace mengandung 10-15% pektin berdasarkan bahan kering sedangkan kulit jeruk mengandung 20-30%. Pektin bersifat biokompatibel, biodegradable, dan terbarukan serta menunjukkan sifat pembentuk gel dan penebalan yang hebat, yang menjadikannya aditif yang sangat dihargai. Pektin banyak digunakan dalam makanan, kosmetik, dan produk farmasi sebagai pengubah reologi seperti pengemulsi, agen pembentuk gel, zat kaca, penstabil, dan pengental.

Ekstraksi pektin konvensional untuk aplikasi industri dilakukan dengan menggunakan proses yang dikatalisis oleh asam (menggunakan asam nitrat, hidroklorik atau sulfur). Ekstraksi yang dikatalisis oleh asam adalah proses yang paling sering dilakukan dalam produksi pektin industri, karena teknik ekstraksi lainnya seperti perebusan langsung (60ºC-100ºC) hingga 24 jam dan pH rendah (1,0-3,0) lambat dan rendah dalam hasil dan dapat menyebabkan panas degradasi serat yang diekstraksi dan hasil pektin kadang-kadang dibatasi oleh kondisi proses. Namun, ekstraksi yang dikatalisis oleh asam juga memiliki kekurangan yaitu erlakuan asam yang keras menyebabkan depolimerisasi dan deesterifikasi rantai pektin, yang mempengaruhi kualitas pektin secara negatif. Produksi limbah asam dalam volume besar membutuhkan pengolahan pasca pengolahan dan pengolahan daur ulang yang mahal, yang menjadikan proses ini beban lingkungan.


Jual Ultrasonic Homogenizer, Ultrasonic Homogenizer, Ultrasonic Homogenizer Hielscher, Ultrasonic Homogenizer Sonicator, Ultrasonic Homogenizer Disruptor, Ultrasonic Extractor Homogenizer, Handheld Ultrasonic Homogenizer, Ultrasonic Milk Homogenizer, Ultrasonic Tissue Homogenizer, Jual Hielscher UP50H, Jual Hielscher 100H, Jual Hielscher UP200St, Jual Hielscher UP200Ht, Jual Hielscher UP400St, Distributor Alat Laboratorium, Jual Alat Laboratorium


Ekstraksi Pectin metode Ultrasonik

Ekstraksi ultrasonik adalah perawatan ringan dan non-termal, yang diterapkan pada berbagai proses makanan. Dalam hal ekstraksi pektin dari buah-buahan dan sayuran, sonikasi menghasilkan pektin berkualitas tinggi. Pektin yang diekstraksi secara ultrasonik unggul dengan kandungan asam anhidrouronat, metoksil, dan kalsium pektat serta tingkat esterifikasi. Kondisi ekstraksi ultrasonik yang ringan mencegah degradasi pektin yang peka terhadap panas.

Kualitas dan kemurnian pektin dapat bervariasi tergantung pada asam anhydrogalacturonic, tingkat esterifikasi, kadar abu pektin yang diekstraksi. Pektin dengan berat molekul tinggi dan kadar abu rendah (di bawah 10%) dengan asam anhidrogalakturonat tinggi (di atas 65%) dikenal sebagai pektin berkualitas baik. Karena intensitas perawatan ultrasonik dapat dikontrol dengan sangat tepat, sifat-sifat ekstrak pektin dapat dipengaruhi dengan menyesuaikan amplitudo, suhu ekstraksi, tekanan, waktu retensi dan pelarut.

Ekstraksi ultrasonik dapat dijalankan menggunakan berbagai pelarut seperti air, asam sitrat, larutan asam nitrat (HNO3, pH 2.0), atau amonium oksalat / asam oksalat, yang memungkinkan untuk mengintegrasikan sonikasi ke dalam jalur ekstraksi yang ada (pas retro).


Keunggulan ekstrak Pektin metode Ultrasonic :

  • kapasitas pembentuk gel yang tinggi
  • dispersibilitas
  • warna pectin lebih maksimal
  • kalsium pektat tinggi
  • sedikit degradasi
  • ramah lingkungan


Limbah buah sebagai sumber Pektin

Ultrasound kinerja tinggi telah berhasil diterapkan untuk mengisolasi pektin dari apel pomace, kulit buah jeruk (seperti jeruk, lemon, jeruk bali), anggur pomace, delima, gula bit, kulit buah naga, cladodes pir berduri, kulit buah markisa, dan kulit mangga.


Hasil Penelitian Ekstraksi Pektin - Ultrasonic Homogenizer


Ekstraksi Pektin dari Limbah tomat

Untuk menghindari waktu ekstraksi yang lama (12-24 jam) dalam prosedur refluks, ultrasonication digunakan untuk intensifikasi proses ekstraksi dalam hal waktu (15, 30, 45, 60 dan 90 menit). Tergantung pada waktu ekstraksi, hasil pektin yang diperoleh untuk langkah ekstraksi ultrasonik pertama, pada suhu 60 ° C dan 80 ° C masing-masing adalah 15,2-17,2% dan 16,3-18,5%. Ketika langkah ekstraksi ultrasonik kedua diterapkan, hasil pektin dari limbah tomat meningkat menjadi 34-36%, tergantung pada suhu dan waktu). Jelas, ekstraksi ultrasonik meningkatkan pecahnya matriks dinding sel tomat, menyebabkan interaksi yang lebih baik antara bahan pelarut dan yang diekstraksi.

Pektin yang diekstraksi secara ultrasonik dapat dikategorikan sebagai pektin metoksil tinggi (HM-pektin) dengan sifat pembentukan gel yang cepat (DE> 70%) dan tingkat esterifikasi 73,3-85,4%. n. Kandungan kalsium pektat dalam pektin yang diekstraksi secara ultrasonik diukur antara 41,4% hingga 97,5%, tergantung pada parameter ekstraksi (suhu dan waktu). Pada suhu yang lebih tinggi dari ekstraksi ultrasonik, kandungan kalsium pektat lebih tinggi (91-97%) dengan demikian memberikan parameter penting kemampuan pembentuk pektin dibandingkan dengan ekstraksi konvensional.

Ekstraksi pelarut konvensional selama 24 jam memberikan hasil pektin yang serupa dengan 15 menit ekstraksi ultrasonik. Berkenaan dengan hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa perawatan ultrasonik sangat mengurangi waktu ekstraksi. Spektroskopi NMR dan FTIR mengkonfirmasi keberadaan pektin yang diesterifikasi dominan pada semua sampel yang diselidiki. [Grassino et al. 2016]


Kulit buah markisa

Hasil ekstraksi, asam galakturonat dan derajat esterifikasi dianggap sebagai indikator efisiensi ekstraksi. Hasil tertinggi pektin yang diperoleh dengan ekstraksi berbantuan ultrasonik adalah 12,67% (kondisi ekstraksi 85ºC, 664 W / cm2, pH 2,0 dan 10 menit). Untuk kondisi yang sama ini, ekstraksi pemanasan konvensional dilakukan dan hasilnya adalah 7,95%. Hasil ini sesuai dengan penelitian lain, yang melaporkan waktu singkat untuk ekstraksi polisakarida yang efektif, termasuk pektin, hemiselulosa dan polisakarida yang larut dalam air lainnya, dibantu oleh ultrasound. Juga diamati bahwa hasil ekstraksi meningkat 1,6 kali lipat ketika ekstraksi dibantu oleh ultrasound. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa ultrasonic homogenizer adalah teknik yang efisien dan menghemat waktu untuk ekstraksi pektin dari kulit buah markisa. [Freitas de Oliveira et al. 2016]


Pir Cladodes Berduri

Ekstraksi berbantuan ultrasonik pektin dari cladodes Opuntia Ficus Indica (OFI) setelah penghilangan lendir diupayakan menggunakan metodologi permukaan respon. Variabel proses dioptimalkan oleh desain komposit pusat isovarian untuk meningkatkan hasil ekstraksi pektin. Kondisi optimal yang diperoleh adalah: waktu sonikasi 70 menit, suhu 70, pH 1,5 dan rasio bahan air 30 ml / g. Kondisi ini divalidasi dan kinerja ekstraksi eksperimental adalah 18,14% ± 1,41%, yang terkait erat dengan nilai prediksi (19,06%). Dengan demikian, ekstraksi ultrasonik menghadirkan alternatif yang menjanjikan untuk proses ekstraksi konvensional berkat efisiensi tinggi yang dicapai dalam waktu lebih sedikit dan pada suhu yang lebih rendah. Pektin yang diekstraksi dengan ekstraksi ultrasonik dari cladodes OFI memiliki tingkat esterifikasi yang rendah, kandungan asam uronat yang tinggi, sifat fungsional yang penting dan aktivitas anti-radikal yang baik. [Bayar et al. 2017]


Pomace Anggur

Dalam makalah penelitian “Ekstraksi Pektin berbantuan Ultrasound dari Pomace Anggur menggunakan Asam Sitrat Pendekatan metodologi permukaan respons“, sonication digunakan untuk mengekstraksi pektin dari pomace anggur dengan asam sitrat sebagai zat pengekstraksi. Menurut Metodologi Permukaan Respon, hasil pektin tertinggi (∼32,3%) dapat dicapai ketika proses ekstraksi ultrasonik dilakukan pada 75ºC selama 60 menit menggunakan larutan asam sitrat pH 2,0. Polisakarida pektik ini, terdiri dari unit asam galakturonat (~ 97% dari total gula), memiliki berat molekul rata-rata 163,9 kDa dan derajat esterifikasi (DE) sebesar 55,2%.

Morfologi permukaan pomace anggur sonicated menunjukkan bahwa sonication memainkan peran penting dalam memecah jaringan vegetasi dan meningkatkan hasil ekstraksi. Hasil yang diperoleh setelah ekstraksi ultrasonik pektin menggunakan kondisi optimal (75 ° C, 60 menit, pH 2.0) adalah 20% lebih tinggi dari hasil yang diperoleh ketika ekstraksi dilakukan dengan menerapkan kondisi suhu, waktu dan pH yang sama, tetapi tanpa bantuan ultrasonik. Selain itu, pektin dari ekstraksi ultrasonik juga menunjukkan berat molekul rata-rata yang lebih tinggi. [Minjares-Fuentes et al. 2014]


Pektin ?

Pektin adalah heteropolysaccharide yang terjadi secara alami, yang terutama ditemukan dalam buah-buahan seperti apel pomace dan buah jeruk. Pektin, juga dikenal sebagai polisakarida pektik, kaya akan asam galakturonat. Dalam kelompok pektik, beberapa polisakarida yang berbeda telah diidentifikasi. Homogalacturonans adalah rantai linier asam D-galakturonat α- (1-4). Galakturonon tersubstitusi ditandai dengan adanya residu pelengkap sakarida (seperti D-xilosa atau D-apiosa dalam masing-masing kasus xylogalacturonan dan apiogalacturonan) yang bercabang dari tulang belakang residu asam D-galakturonat. Pektin Rhamnogalacturonan I (RG-I) mengandung tulang punggung disakarida berulang: 4) -α-D-asam galakturonat- (1,2) -α-L-rhamnose- (1. Banyak residu rhamnose memiliki sidechains dari berbagai gula netral. Gula netral terutama adalah D-galaktosa, L-arabinosa, dan D-xilosa. Jenis dan proporsi gula netral bervariasi sesuai dengan asal pektin.

Jenis struktural lain dari pektin adalah rhamnogalacturonan II (RG-II), yang merupakan polisakarida yang sangat bercabang kompleks dan lebih jarang ditemukan di alam. Tulang punggung rhamnogalacturonan II secara eksklusif terdiri dari unit asam D-galakturonat. Pektin yang terisolasi memiliki berat molekul 60.000–130.000 g / mol, bervariasi sesuai dengan kondisi asal dan ekstraksi.

Pektin adalah aditif penting dengan berbagai aplikasi dalam makanan, farmasi, dan juga di industri lain. Penggunaan pektin didasarkan pada kemampuannya yang tinggi untuk membentuk gel di hadapan ion Ca2 + atau zat terlarut pada pH rendah. Ada dua bentuk pektin yaitu low-methoxyl pectin (LMP) dan high-methoxyl pectin (HMP). Kedua jenis pektin dibedakan berdasarkan derajat metilasi (DM). Dalam ketergantungan pada metilasi, pektin dapat berupa metoksi pektin tinggi (DM> 50) atau metoksi pektin rendah (DM <50). Metoksi pektin tinggi dicirikan oleh kemampuannya untuk membentuk gel dalam medium asam (pH 2,0-3,5) dengan dasar bahwa sukrosa pada konsentrasi sedikitnya 55% berat atau lebih tinggi ada. Metoksi pektin yang rendah dapat membentuk gel pada kisaran pH yang lebih besar (2,0-6,0) dengan adanya ion divalen, seperti kalsium.

Mengenai gelasi pektin metoksil tinggi, ikatan silang molekul pektin terjadi karena ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik antar molekul. Dengan pektin metoksil rendah, gelasi diperoleh dari hubungan ionik melalui jembatan kalsium antara dua kelompok karboksil yang tergabung dalam dua rantai berbeda yang berdekatan satu sama lain.

Faktor-faktor seperti pH, adanya zat terlarut lainnya, ukuran molekul, tingkat metoksilasi, jumlah dan posisi rantai samping, dan kepadatan muatan pada molekul mempengaruhi sifat gelasi pektin. Dua jenis pektin dibedakan sehubungan dengan kelarutannya. Ada pektin yang larut dalam air atau bebas dan pektin yang tidak larut dalam air. Kelarutan dalam air Pectin terkait dengan derajat polimerisasi dan jumlah serta posisi gugus metoksilnya. Secara umum, kelarutan air pektin meningkat dengan menurunnya berat molekul dan peningkatan gugus karboksil teresterifikasi. Namun, pH, suhu, dan jenis zat terlarut juga mempengaruhi kelarutan.

Kualitas jika pektin yang digunakan secara komersial biasanya lebih ditentukan oleh dispersabilitasnya daripada oleh kelarutan absolutnya. Ketika pektin bubuk kering ditambahkan ke air, diketahui membentuk apa yang disebut "mata ikan". Mata ikan ini berbentuk rumpun karena hidrasi serbuk yang cepat. Rumpun “mata ikan” memiliki inti pektin kering dan tidak dibasahi, yang dilapisi dengan lapisan luar bubuk basah yang sangat terhidrasi. Gumpalan seperti itu sulit untuk dibasahi dengan baik dan menyebar sangat lambat.


Penggunaan Pektin

Dalam industri makanan, pektin ditambahkan ke selai, selai buah, selai, jeli, minuman, saus, makanan beku, gula-gula, dan produk roti. Pektin digunakan dalam jeli, gula-gula untuk memberikan struktur gel yang baik, gigitan yang gurih dan memberi pelepasan rasa yang baik. Pektin juga digunakan untuk menstabilkan minuman protein asam, seperti minum yogurt, untuk meningkatkan tekstur, rasa mulut dan stabilitas pulp dalam minuman berbasis jus dan sebagai pengganti lemak dalam makanan yang dipanggang untuk kalori rendah / rendah kalori, pektin ditambahkan sebagai pengganti lemak dan atau gula.

Aplikasi industri pektin lainnya adalah sebagai penstabil emulsi untuk emulsi air / minyak, sebagai pengubah reologi dan plasticizer, sebagai agen pengukur untuk kertas dan tekstil dll.


Sumber Pektin

Meskipun pektin dapat ditemukan di dinding sel kebanyakan tanaman, pomace apel dan kulit jeruk adalah dua sumber utama pektin yang diproduksi secara komersial karena pektin yang berkualitas tinggi. Sumber lain menunjukkan perilaku pembentuk gel yang buruk. Dalam buah-buahan, selain apel dan jeruk, buah persik, aprikot, pir, jambu biji, quince, plum, dan gooseberry dikenal dengan jumlah pektinnya yang tinggi. Di antara sayuran, tomat, wortel, dan kentang dikenal karena kandungan pektinnya yang tinggi.


Tomato

Jutaan ton tomat (Lycopersicon esculentum Mill.) Diolah setiap tahun untuk menghasilkan produk-produk seperti jus tomat, pasta, purée, kecap, saus dan salsa, menghasilkan limbah dalam jumlah besar. Limbah tomat, diperoleh setelah pengepresan tomat terdiri dari 33% biji, 27% kulit, dan 40% pulp, sedangkan pomace tomat kering mengandung 44% biji dan 56% pulp dan kulit. Limbah tomat adalah sumber yang bagus untuk menghasilkan pektin.



Untuk informasi dan pertanyaan seputar produk kami bisa bertanya disini atau menghubungi marketing kami di :

Phone : 021-27899158

Mobile : 0817-0-11-99-22

Chat : WhatsApp

Email : info@petrakaruniapersada.co.id ; melinda@petrakaruniapersada.co.id

Marketing kami akan membantu anda