Извлечение пектина из свекловичного жома с использованием микроволновой, ультразвуковой экстракции и мембранной очистки Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 664.1

doi.org/10.24412/2413-5518-2024-5-21-27

Извлечение пектина из свекловичного жома с использованием микроволновой, ультразвуковой экстракции и мембранной очистки

С.М. ПЕТРОВ, д-р техн. наук, профессор (e-mail: [email protected])

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ПКУ)» Н.М. ПОДГОРНОВА, д-р техн. наук, профессор ООО «НТ-Пром», г. Москва

Введение

По некоторым данным, около 20 % побочных многотоннажных продуктов сахарной промышленности направляется на дальнейшую переработку [11]. Остальная часть утилизируется, что приводит к загрязнению окружающей среды. Свекловичный жом является одним из основных сопутствующих продуктов сахарного производства. В 2023 г. российскими свеклосахарными заводами было получено 8,8 млн т жома, а в Европе производится жома около 20 млн т в год, и его наиболее распространённое использование отмечается в кормлении сельскохозяйственных животных. Ценность жома обусловлена не только микроэлементным составом, но также наличием пектиновых веществ. Согласно литературным данным, жом содержит следующие основные компоненты: 20—25 % целлюлозы, 20—30 % гемицеллюлозы, 15—25 % пектина и 10—15 % белка. Благодаря этому составу получение из свекловичного жома таких высокоценных продуктов, как пектин и олигоса-хариды, может быть актуальным в рамках экономики замкнутого цикла [7].

Пектин состоит из 300—1000 са-харидных звеньев, большая часть

которых представляет собой полимеры D-галактуроновой кислоты. Промышленный пектин обычно используется в качестве технологического адъюванта в косметической, пластмассовой и фармацевтической промышленности, в медицине при лечении рака, в сельском хозяйстве, в качестве абсорбента в текстильной промышленности или в качестве желирующего, стабилизирующего компонента либо загустителя в пищевой промышленности. Он содержится в основном в яблочных выжимках и кожуре цитрусовых, экстрагированных при низком рН и высокой температуре. Однако в последние годы для получения пектина использовались другие агротехнические вторичные продукты и отходы, такие как жом сахарной свёклы, кожура плодов драконьего фрукта или подсолнечник [8].

В последние годы пектин сахарной свёклы как натуральный эмульгатор показал большой потенциал в пищевой и фармацевтической областях. Однако эффективность эмульгирования зависит от молекулярной структуры пектина, которая тесно связана с методом экстракции. Структурные характеристики свекловичного пектина (степень метилирования, степень ацетилирования, степень

блочности, молекулярная масса, содержание феруловой кислоты, содержание белка, нейтральные боковые цепи сахара и т. д.) имеют большое значение для его эмульгирующей активности и стабильности [5].

Традиционная технология извлечения пектина из растительного сырья

Наиболее распространённой технологией извлечения пектина из агроотходов является традиционная экстракция при низком рН и высоких температурах в течение длительного времени, повышающая селективность и выход продукта.

Традиционные технологии производства пектина предусматривают применение минеральных кислот, щелочей, значительных объёмов этилового спирта, а также других химических и взрывоопасных веществ, что приводит к существенным проблемам техногенной и экологической безопасности, усложнению требований к оборудованию.

Так, высушенный жом сахарной свёклы используется для экстракции пектина с применением 6 М соляной кислоты при рН 1,5, 80 оС и перемешивании (250 об/мин) в течение 60 мин.

№ 5 • 2024 САХАР 21

20 лет интенсивного- развития

щшж

www. nt-prom. ru

Осаждение пектина в виде пяти различных фракций осуществляется этанолом путём увеличения его концентрации от 50 до 80 %. Одностадийное осаждение этанолом менее селективно с точки зрения структурных и качественных характеристик пектина, но приводит к несколько более высокому выходу (9,6 %), чем последовательное осаждение этанолом (9,1 %). Причиной более низкого выхода являются дополнительные этапы промывки, выполняемые при последовательном осаждении. Химические и макромолекуляр-ные свойства пектина указывают на то, что он растворим в бинарной смеси этанола и воды. Увеличение концентрации этанола приводит к осаждению нейтральных фракций, богатых полисахаридом, из-за усиленных взаимодействий между молекулами растворителя и боковыми цепями пектина [6].

Эти жёсткие условия традиционной технологии могут привести к деградации ценных соединений. Таким образом, возникает необходимость в разработке новых методов улучшения экстракции пектина с учётом принципов мас-сопереноса при гидролизе, со-любилизации и др. Некоторые из этих новых технологий включают в себя экстракцию какого-либо вида: с применением ферментов, микроволнового излучения, субкритическую водную или ультразвуковую экстракцию [2, 4, 8].

Методы интенсификации

экстракции пектина

В настоящее время зарубежными исследователями большое внимание уделяется ферментативному выделению пектина. Ферменты, применяемые для экстракции пектина, в основном расщепляют полисахариды и тем самым увеличивают проницаемость клеточной стенки растительного сырья. К ним относятся ксиланаза, про-теаза, целлюлаза, гемицеллюла-за, полигалактуроназа, а-амилаза

и пектинэстераза. Эффективность экстракции зависит от вида фермента, его количества, продолжительности воздействия, температуры, рН, а также от природы растительного сырья. Однако для интенсификации процесса экстракции с применением ферментов наиболее перспективными являются следующие методы обработки: ультразвуковая, микроволновая и с применением высокого давления [13].

В работе [1] ферментативный гидролиз пектина с последующей ультрафильтрацией гидролизата применялся с целью получения фракций с мощной антиокси-дантной активностью. Пектин выделяли из свекловичного жома кислотной экстракцией с последующей диафильтрацией и ультрафильтрацией. Ферментативный гидролиз проводили с помощью эндополигалактуроназы, а ги-дролизат обрабатывали ультрафильтрацией и разделяли с использованием мембран на четыре фракции (ультрафильтрационное фракционирование) с уменьшением порогов отсечения молекулярной массы (Mw) от 10 до 1 кДа. Установлено, что гидролиз эндо-полигалактуроназой увеличивает общую антиоксидантную активность в два раза по сравнению с негидролизованным пектином. Антиоксидантная активность всех фракций была значительно выше, чем у пектина: в 14,7—25 раз для фракции, содержащей фрагменты 10 кДа>Mw>5 кДа и Mw<1 кДа соответственно.

Другими эффективными экстра-гентами являются сверхкритические жидкости (СО2-экстракция), позволяющие извлекать биологически активные вещества при высоких температурах (350 оС). Однако сверхкритические методы экстракции на основе флюидов считаются дорогостоящими из-за низкого выхода экстракта. Тем не менее предварительная обработка клеточной стенки гидролазой перед последу-

ющей экстракцией сверхкритическим углекислым газом позволяет улучшить массообмен, увеличить площадь контакта и обеспечить более высокий выход экстрагируемых компонентов. Одним из главных недостатков процесса экстракции биологически активных веществ из растительного сырья с применением ферментов является их высокая стоимость [13].

Экстракция с помощью индуцированного электрического поля — ещё один новый метод экстракции пектина из растительных материалов. Известно, что даже умеренная обработка электрическим полем (менее 100 Всм-1) может вызвать существенное повреждение тканей сахарной свёклы, что благоприятно для высвобождения пектина и повышения его выхода на 10,8 % [5].

Микроволновая, ультразвуковая

экстракция и мембранная

очистка пектина

В работе [12] экспериментально показана возможность использования СВЧ для интенсификации процесса гидролиза-экстракции, установлены оптимальные условия микроволновой обработки (2450 МГц) свекловичного жома 0,75 % раствором щавелевой кислоты при температуре 90 оС в течение 15 мин. Выход пектина составляет 13,93 %.

Изучено влияние режимов обработки электромагнитным полем сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) измельчённого свекловичного прессованного жома на процесс извлечения пектина [9]. Эффективным режимом обработки ЭМП СВЧ измельчённого прессованного жома с последующей экстракцией является скорость нагревания 0,6 оС/с до достижения температуры 60 оС, при которой выход извлечения пектина составляет 13,43 %, что на 4,94 % выше по сравнению с контролем. Предложенный механизм повышения эффективности извлече-

22 САХАР № 5 • 2024

УЦ/^^Ч^М/ 20 лет интенсивного развития

—^ц/ц/ц/ пФ-птт ги ' ~~

ния пектина заключается в интенсификации массообмена в процессе экстракции, обусловленной увеличением пористости тканей, благодаря переходу содержащейся в измельчённом свекловичном прессованном жоме связанной воды в свободную, в результате чего изменяется структура клеточной стенки. Для обеспечения максимального эффекта целесообразно подготовить растительное сырьё к извлечению. С этой целью предложено в качестве химического метода воздействия использование обработки свекловичного прессованного жома водным раствором перекиси водорода с дальнейшим физическим воздействием — измельчением свекловичного прессованного жома и его обработкой ЭМП СВЧ. При этом обработка свекловичного прессованного жома осуществляется 20%-ным водным раствором перекиси водорода при соотношении 1:1 и постоянном перемешивании в течение 90 мин., отделением жома от жидкой фазы, его последующее измельчение до размера частиц менее 2,0 мм и обработкой ЭМП СВЧ [10].

Ультразвуковая экстракция (иАЕ) характеризуется в основном выбором частоты и амплитуды длины волны для проведения процесса. Она улучшает выход экстракции пектина за счёт увеличения разрыва клеток биомассы и процесса кавитации: сначала расширение, при котором образуются и увеличиваются пузырьки, а затем сжатие, при котором пузырьки схлопываются из-за падения давления. Этот тип экстракции имеет некоторые преимущества по сравнению с традиционным методом, таким как повышение эффективности экстракции при сокращении времени процесса и потреблении меньшего количества энергии и воды. Однако ультразвуковая экстракция может приводить к снижению однородности пектина из-за применения ультразвуковых

волн, что затрудняет воспроизводимость результатов метода.

Также предложено использовать поверхностно-активные вещества (ПАВ) в сочетании с ультразвуковой экстракцией для улучшения выхода и воспроизводимости экстракции. Применение данных веществ при экстракции органических соединений является новой технологией. Поверхностно-активные вещества представляют собой амфифильные молекулы с гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом. Когда их концентрация превышает критическую концентрацию мицелло-образования, образуются мицеллы, которые склонны устанавливать химические и физические взаимодействия с гидрофильными и липофильными соединениями, присутствующими в жидкости. Например, органические соединения, такие как пектин, остаются внутри мицеллы в липофильной зоне. При этом не происходит деградации соединения.

После завершения экстракции необходим этап восстановления пектина. Некоторые исследования показали, что осаждение спиртом является эффективным методом извлечения пектина из жидких экстрактов. Однако такой способ признан неселективным — осаждается не только пектин, но и другие соединения, такие как мономерные и олигомерные сахара, снижая тем самым чистоту выделенного пектина.

Пектин, экстрагируемый ультразвуковым методом, характеризуется относительно высокой молекулярной массой (MW) (>50 кДа). Поэтому одним из способов концентрирования и очистки полученного жидкого экстракта является использование мембран ультрафильтрации (диафильтра-ции), которые могут отделять пектин от соединений с низкой молекулярной массой и не представляющих интерес. Таким образом, ожидается, что осаждённый

пектин, полученный после процесса мембранной очистки, будет иметь более высокую степень чистоты. При этом количество этанола, необходимое для последующего осаждения пектина, значительно снижается.

В некоторых исследованиях сообщается о различных вариантах очистки экстрактивных жидкостей. Например, предложено сначала проводить ультрафильтрацию (UF) для концентрирования экстракта, а затем диафильтрацию (DF) для очистки фракций геми-целлюлозы. Другое предложение заключается в том, чтобы начать с процесса DF, а затем провести этап UF для извлечения гемицел-люлозы и лигнина из термомеханической целлюлозы [4].

Однако на основании обзора литературы установлено, что ни одно исследование не анализирует влияние поверхностно-активных веществ на ультразвуковую экстракцию для извлечения пектина из сельскохозяйственных отходов, таких как свекловичный жом. Кроме того, ни одно из них не использует мембраны UF и DF для разделения и очистки жидкостей, богатых пектином.

Основными целями комбинированного подхода являются:

— оптимизация извлечения пектина на основе технологии ультразвуковой экстракции с использованием различных синтетических (Tween80, PEG4000) и натуральных (Saponin) поверхностно-активных веществ. При этом необходимо учитывать концентрацию поверхностно-активного вещества, pH, амплитуду и время воздействия;

— последовательность концентрирования и очистки пектина на основе пременения мембран DF и UF для получения жидкости, богатой пектином, с MW и чистотой, соответствующей потенциальному коммерческому использованию.

В соответствии с этим в работе [4] были проведены эксперимен-

те 5 • 2024 САХАР

23

20 лет интенсивного развития

щшж

www.nt-prom.ru

тальные исследования со свекловичным жомом, промытым, высушенным в печи при температуре 70 оС и измельчённым до размера частиц dр<1 мм. Экстракцию осуществляли на ультразвуковом оборудовании с прямой сонификаци-ей (20 кГц) в установленных экспериментальных условиях. Эксперимент проводили в герметичном реакторе из нержавеющей стали, в котором смешивали необходимое количество свекловичного жома и 150 мл растворителя (дистиллированная вода). После экстракции смесь центрифугировали в течение 10 мин. при относительном центробежном ускорении 10 000 g. Далее осуществлялась фильтрация для тщательного извлечения супернатантов (часть отцентрифу-гированного раствора, который не может быть осаждён при данных условиях (скорости) центрифугирования и остаётся над осадком). Затем супернатанты хранили при 4 °С до дальнейшего извлечения пектина и анализа продукта.

Были определены шесть критических факторов и их рабочие диапазоны: соотношение «твёрдое вещество : жидкость» (1:5—1:40), рН (1-5), время экстракции (30— 180 мин.), температура (30—85 оС), амплитуда (50-100 % от максимальной амплитуды волновода 170 мкм), а также использование

или отсутствие поверхностно-активных веществ.

В соответствии с рис. 1 сначала был выполнен непрерывный процесс диафильтрации (DF) для очистки экстрагированной жидкости. Затем ретентат 1, полученный с помощью DF (DF-R), был подвергнут процессу ультрафильтрации (UF) для его концентрирования и получения ре-тентата 2, обогащённого галакту-роновой кислотой (UF-R). При этом трансмембранное давление на стороне ретентата поддерживалось в интервале 1,5—2,0 бар. Диапазон скорости потока составлял 0,8—1,0 мл/мин/см2. Процесс был завершён, когда объём подачи снизился на 50 %. Мембраны UF/DF проходили этап очистки и промывки после каждого эксперимента.

Установлено, что использование поверхностно-активных веществ увеличивает концентрацию и в 1,1—3,3 раза обеспечивает более высокую степень извлечения га-лактуроновой кислоты в экстрагированной жидкости по сравнению с контрольными опытами. Это может быть обусловлено структурой ПАВ и балансом между гидрофобными и гидрофильными взаимодействиями. Такая структура может образовывать мицеллы для защиты галактуроновой кислоты

и побочных продуктов от деградации при ультразвуковом воздействии, увеличивая конечную концентрацию.

Интегрированный процесс экстракции ультразвуком с использованием поверхностно-активных веществ с последующей диафиль-трацией и ультрафильтрацией может быть рекомендован для выделения пектина из свекловичного жома и последующей его очистки. Выход пектина в результате этого процесса составляет 24,6 %, а полученный продукт является высокометоксильным пектином с высокой молекулярной массой 930 кДа, что указывает на хорошие желирующие свойства для потенциального его применения. Данный подход представляет собой значительный прогресс в исследованиях по улучшению промышленного производства пектина из жома сахарной свёклы, представляющего коммерческий интерес. Однако необходимы дальнейшие исследования для оптимизации интегрированного процесса UAE-мембран и определения функциональных свойств конечного продукта, обогащённого пектином.

Растущий исследовательский интерес вызывает также интеграция ультразвуковой и микроволновой экстракции (MAE) для объединения их преимуществ

Свекловичный жом

Растворитель

Вода

Этанол

Ультразвуковая экстракция

Жидкий экстракт

Ретентат 1

Ретентат 2

Диафильтрация (DF)

(UF-R)

Ультрафильтрация (UF)

Осаждение пектина

Богатое пектином твёрдое вещество

(UF-R)

Твёрдые отходы

Пермеат 1 (DF-P)

Пермеат 2 (DF-P)

Рис. 1. Интегрированный процесс извлечения пектина из свекловичного жома [4]

Жидкие отходы

24 САХАР № 5 • 2024

^iiPMlIrtylW 20 лет интенсивного развития

—^ц/ц/ц/ nt-nrnm rn ' ~~

в комбинированном методе (рис. 2). Этот гибридный подход может ускорить экстракцию и минимизировать потребление энергии, что приводит к более высокому выходу пектина и улучшению качества. Основываясь на их механизме экстракции, последо-

вательное использование ультразвуковой и микроволновой экстракции может сократить время и температуру операции MAE, тем самым минимизируя деградацию пектина и потребление энергии. Следовательно, сочетание этих новых технологий представляет

Свекловичный жом

собой перспективный путь развития для эффективного и устойчивого производства пектина из жома сахарной свёклы.

Полученный пектин имеет разветвлённую структуру, состоящую из основной цепи чередующихся единиц галактуроновой кислоты

Разбавленный раствор кислоты

Экстракт

Твёрдое вещество Твёрдое вещество

(Пектин -3) (Пектин - 5)

Рис. 2. Схема последовательной экстракции пектина с помощью ультразвука и микроволнового излучения с последующей мембранной очисткой непрерывной диафильтрацией и концентрированием ультрафильтрацией: МЖСО — пороговые значения молекулярной массы [2]

^а1А) и рамнозы с различными боковыми цепями арабинозы и галактозы. Такой пектин особенно интересен своим потенциальным применением в пищевых и фармацевтических продуктах.

Как было указано выше, пектин — это не однородное вещество, а сложная смесь различных структурных элементов, таких как гомогалактуронан, ксилогалак-туронан, рамногалактуронан-1, рамногалактуронан-П, араби-нан, арабиногалактан-1 и араби-ногалактан-11. Из них рамно-галактуронан-1 может модулировать реологические свойства пектиновых гелей, повышать стабильность эмульсий и проявлять биологическую активность, такую как противовоспалительное, противораковое и иммуномодулирую-щее действие. Поэтому извлечение пектина из растительных источников и оптимизация методов экстракции для сохранения структуры рамногалактуронана-1 являются важными задачами исследований, которые могут привести к разработке новых и функциональных продуктов на его основе, таких как пектоолигосахариды, которые известны своими потенциальными пребиотическими свойствами, способностью регулировать ми-кробиоту кишечника человека [3].

Извлечение рамногалактуро-нана-1 является сложной задачей, поскольку традиционная экстракция пектина с использованием кислых горячих растворов (рН 1,5—3, 60—100 оС) в течение нескольких часов неэффективна. В этих условиях боковые цепи разрушаются. Более того, экстракция требует большого количества растворителя и высокого потребления энергии и воды. Новые технологии, такие как ультразвуковая и микроволновая экстракция, представляются наиболее перспективными для устранения ограничений традиционной экстракции [3].

Ультразвуковая экстракция — это нетермический метод экстрак-

ции, использующий высокочастотные звуковые волны для создания кавитационных пузырьков, которые разрушают растительные ткани. При этом растворитель может легко проникать в клетки и способствовать высвобождению пектина.

Микроволновая экстракция — метод термической экстракции — использует электромагнитные волны для быстрого нагрева образца, способствуя разрушению клеточных стенок и высвобождению пектина. Некоторые преимущества МАЕ по сравнению с обычным нагревом заключаются в однородном рассеивании энергии и быстром нагреве.

Применительно к комбинированному методу экстракции пектина рамногалактуронана-I из свекловичного жома получены следующие оптимальные условия реализации последовательного применения ультразвуковой и микроволновой экстракции: pH 4, 10 мин. — ультразвуковое, 157 оС — микроволновое воздействие). Этап ультразвуковой обработки сокращает время и температуру, необходимые для микроволнового воздействия, что приводит к более высокому извлечению пекто-олигосахаридов (66,0 %). Непрерывный процесс диафильтрации снижает вязкость экстракта и повышает выход с более высокими пороговыми значениями молекулярной массы продукта через мембрану, что даёт возможность получить высокоочищенный пекто-олигосахарид, при этом мембрана MWCO 3 кДа обеспечивает самую высокую его концентрацию и несколько повышенный общий выход. Эти очищенные пектины подходят для различных применений благодаря высокому содержанию метоксиловых групп, молекулярной массе и чистоте.

Список литературы

1. Antov, M.G. Integration of enzymatic modification and ultrafiltration for

the production of pectin fractions with highly potent antioxidant capacity as green valorization of sugar beet pulp / M.G. Antov, M.N. Perovic, M.M. Milosevic // Bioprocess Biosyst Eng. —

2023. - № 46. - Р. 157-164.

2. del Amo-Mateos, E. Recovering rhamnogalacturonan-I pectin from sugar beet pulp using a sequential ultrasound and microwave-assisted extraction: Study on extraction optimization and membrane purification / E. del Amo-Mateos [et al.] // Bioresource Technology. —

2024. - V. 394. - Р. 130-263.

3. del Amo-Mateos, E. Rhamnogalactu-ronan-I pectin and derived oligosaccha-rides obtained from sugar beet pulp and discarded red beetroot: Characterization and comparative study of their antiox-idant and prebiotic properties / E. del Amo-Mateos [et al.] // Food Hydrocol-loids. - 2024. - V. 152. - Р. 109-955.

4. Fernández-Delgado, M. Enhancement of industrial pectin production from sugar beet pulp by the integration of surfactants in ultrasound-assisted extraction followed by diafiltration/ultrafiltration / M. Fernández-Delgado [et al.] // Industrial Crops and Products. - 2023. -V. 194. - Р. 116-304.

5. Niu, H. A review of sugar beet pectin-stabilized emulsion: extraction, structure, interfacial self-assembly and emulsion stability / H. Niu [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. -2024. - V. 64. - № 3. - Р. 852-872.

6. Riyamol. Recent advances in the extraction of pectin from various sources and industrial applications / Riyamol [et al.] // ACS omega. - 2023. - V. 8. -№ 49. - Р. 46309-46324.

7. Бобылев, С.Н. Циркулярная экономика и её индикаторы для России / С.Н. Бобылев, С.В. Соловьёва // Мир новой экономики. - 2020. - № 2. -С. 63-72.

8. Грабишин, А.С. О некоторых особенностях технологий производства пектина / А.С. Грабишин // Новые технологии. - 2010. - № 2. - С. 30-34.

9. Даишева, Н.М. Влияние режимов обработки ЭМП СВЧ свекловичного прессованного жома на эффективность извлечения пектина / Н.М. Даишева [и др.] // Вестник Красноярского гос. аграрн. ун-та. - 2023. - № 6 (195). - С. 160-166.

10. Даишева, Н.М. Разработка технологии подготовки свекловичного прессованного жома к извлечению

26 САХАР № 5 • 2024

УЦ/^^Ч^М/ 20 лет интенсивного развития

—^ц/ц/ц/ nt-nrnm ru ' ~~

VI Kjyj I

NZ P3M

Гуннар

Breeding progress together

■ Mpk r T У^Л

Азамэт sVL

Z P3M

f \ j m

^1

irV

и •

_

' ' К

\ v

r A /

u

JV-iT

_ _ _ -¿кr

1

I

ш -4

сахарной свеклы с большой историеи. Все то, к чему вы привыкли.

Узнайте о наличии и закажите сегодня

+7 495 5140282 strube.ru [email protected]

пектина / Н.М. Даишева [и др.] // Новые технологии. — 2023. — Т. 19. — № 2. - С. 22-31.

11. Ермолаев, В.А. Вторичное сырьё сахарного производства и направления его переработки / В.А. Ермолаев // Инновации и продовольственная безопасность. - 2024. - № 1. - С. 87-94.

12. Минзанова, С.Т. Оптимизация процесса гидролиза-экстракции пектина из свекловичного жома с использованием микроволн / С.Т. Минза-нова [и др.] // Пищевые технологии и биотехнологии : Материалы XVII Все-росс. конф. молод. учёных, аспирантов и студентов с междунар. участием (г. Казань, 20-23 апреля 2021 г.) ; под ред. А.С. Сироткина. - Минобрнау-ки России, Казанск. нац. исслед. тех-нол. ун-т. - Казань : КНИТУ, 2021. -С. 585-591.

13. Фабрицкая, А.А. Современные исследования в области интенсификации процесса экстракции биологически активных веществ из растительного сырья с применением ферментов / А.А. Фабрицкая [и др.] // Новые технологии. - 2021. - № 2. - С. 56-66.

Аннотация. Пектин - это структурный полисахарид, присутствующий в растительном сырье, в том числе в свекловичном жоме, который состоит в основном из единиц галактуроновой кислоты. Пектин сахарной свёклы как натуральный эмульгатор имеет большой потенциал в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Однако эффективность эмульгирования зависит от молекулярной структуры пектина сахарной свёклы, которая тесно связана с методом экстракции. Пектин традиционно извлекается из сырья с использованием кислой или щелочной водной среды при высоких температурах. Эти процессы продолжительны по времени и энергоёмки, а также приводят к серьёзным экологическим проблемам из-за образования кислых стоков и коррозии оборудования. Требуются более совершенные альтернативные зелёные методы экстракции пектина для максимального увеличения его выхода и чистоты, такие как ферментативная, субкритическая флюидная, а также ультразвуковая и микроволновая экстракция.

Ключевые слова: свекловичный пектин, традиционная экстракция, ферментативный гидролиз, микроволновая экстракция, ультразвуковая экстракция, ультрафильтрация, диафильтрация.

Summary. Pectin is a structural polysaccharide present in plant materials, including sugar beet pulp, which mainly consists of galacturonic acid units. Sugar beet pectin as a natural emulsifier has great potential in food, pharmaceutical and other industries. However, the emulsification efficiency depends on the molecular structure of sugar beet pectin, which is closely related to the extraction method. Pectin is traditionally extracted from raw materials using acidic or alkaline aqueous media at high temperatures. These processes are time-consuming and energy-intensive, and lead to serious environmental problems due to the formation of acidic effluents and equipment corrosion. More advanced alternative green methods for pectin extraction are needed to maximize its yield and purity, such as enzymatic, subcritical fluid, and ultrasonic and microwave extraction. Keywords: beet pectin, traditional extraction, enzymatic hydrolysis, microwave extraction, ultrasonic extraction, ultrafiltration, diafiltration.

№ 5 • 2024 САХАР 27

20 лет интенсивного развития v^^