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Cinzia Alimentari
Progetto Progetto
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�i
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Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo EconomicoProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico
Seminario divulgativoSeminario divulgativo
Catania, 11 Aprile 2017
Fibra Solubile di AranciaFibra Solubile di AranciaRosario Timpone
Citrech S�c
Cinzia Alimentari
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Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente – Di3A
Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali – SAF
Dipartimento di Agraria
Progetto Progetto
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�i
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Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo EconomicoProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico
Seminario divulgativoSeminario divulgativo
Catania, 11 Aprile 2017
Fibra Solubile di AranciaFibra Solubile di AranciaRosario Timpone
Citrech S�c
Fibra Solubile - Introduzione
Il cosiddetto “Pastazzo di Agrumi“ è costituitoquelli delle operazioni successive, quali successiveesauste di diverso grado secondo il tipo diparte bianca e callosa del frutto), da membranee, infine, da semi interi o rotti. Per quanto riguardaaffermare che la caratteristica principale deglie, infine, da semi interi o rotti. Per quanto riguardaaffermare che la caratteristica principale deglichimica in ogni parte del frutto ma confunzione della sezione longitudinale; questosucco dell’endocarpo sono gli stessi che troveremointerne ed esterne della buccia), ma in differenteacidi, gli aminoacidi ed i minerali, comunquee rapporti. Caratteristica del pastazzo è inoltrepreponderante rispetto al succo di tutte quelleazione antiossidante e/o attività nutraceutica,sostanze pectiche in generale.
Introduzione
costituito dai residui dell’estrazione del succo e dasuccessive pressioni delle scorze, quindi da bucce
estrattori utilizzati, da frammenti di albedo (lamembrane residuali di endocarpo, da rametti e foglie,
riguarda la composizione analitica media, si puòdegli agrumi è di avere la stessa composizioneriguarda la composizione analitica media, si puòdegli agrumi è di avere la stessa composizione
un differente gradiente di concentrazione inquesto significa che gli zuccheri che si trovano nel
troveremo nell’albedo o nel flavedo (le partidifferente quantità e rapporto reciproco, così gli
comunque sempre presenti ma in diverse concentrazioniinoltre la presenza in quantità percentuale più
quelle sostanze cui oggi è riconosciuta una fortenutraceutica, e cioè carotenoidi, flavonoidi, limonoidi e le
IntroduzioneLe sostanze pectiche sono il gruppo piùimportante di carboidrati poliuronici degliagrumi. Sebbene diffuse in tutto l’agrume,le pectine sono fondamentalmentepresenti nella parte esterna del frutto epossono essere definite come il leganteintracellulare di un gran numero di tessutiintracellulare di un gran numero di tessutivegetali. Sono costituite da unità di acidoα-D-galatturonico con legame 1-4 in cateneestese; i gruppi carbossilici sonoparzialmente o completamente salificati dacationi e alcuni possono essere esterificaticon metanolo; essa è quindi dal punto divista della reattività chimica un acidopectinico idrosolubile a vario grado dimetossilazione e neutralizzazione capace diformare gelatine con zuccheri ed acidi.
Introduzione
Le sostanze pectiche inoltre sono certamentequale viene definita come «il residuo di paretienzimi digestivi dell'uomo”. Queste si dividono(fibre di avena, soia, pectine, gomme), e insolubilisingola ma può essere una miscela estremamentecellulosa, emicellulosa, pectine, gomme,cellulosa, emicellulosa, pectine, gomme,polisaccaridi di alghe (agar e carragenine)fenilpropano. I componenti della fibra alimentaredella solubilità in acqua: i componenti strutturalisono insolubili, mentre i componenti che gelificanoemicellulose) sono solubili. Le fibre solubiliquindi delle calorie), riducono l'indice glicemicoInfatti, se ingerite con abbondante acqua, esseacqua e formano un gel voluminoso e densodegli alimenti venga inglobata attenuando il
certamente assimilabili al concetto di fibra alimentare, lapareti cellulari resistenti all'idrolisi da parte degli
dividono principalmente in due categorie: solubiliinsolubili. La fibra alimentare non è una sostanza
estremamente complessa di polisaccaridi diversi, qualigomme, mucillagini, galattomannani, β-glucani,gomme, mucillagini, galattomannani, β-glucani,
carragenine) e lignina, quest'ultima un polimero delalimentare possono essere classificati sulla base
strutturali (cellulosa, lignina e alcune emicellulose)gelificano (pectine, gomme, mucillagini e altreinoltre diminuiscono l'assimilazione dei cibi (e
glicemico degli alimenti e danno senso di sazietà.esse nel giro di pochi minuti assorbono molta
denso. Questo comportamento fa sì che una partesenso di fame in quanto "riempie" lo stomaco.
Introduzione
L’introduzione di fibra con gli alimenti è stataper importanti malattie cronico degenerative,diabete e le malattie cardiovascolari (in partecolesterolo) (National Research Council, 1989senz’altro annoverare le pectine di agrumi.
La pectina così com’è non è digeribile dagliLa pectina così com’è non è digeribile dagliusando opportune variazioni di pH per accorciareframmenti di polisaccaridi più piccoli che possonocorpo umano. Allo scopo abbiamo eseguito un’idrolisiprodurre una pectina “naturale” meno degradata,molecolare e gruppi funzionali) a quella naturalmentepartenza che è stata successivamente depolimerizzataottenere le caratteristiche finali desideratefibre alimentari che per il contenuto di pectine
stata messa in relazione alla riduzione del rischiodegenerative, in particolare i tumori al colon-retto, il
parte per una riduzione dei livelli ematici di1989). Fra le migliori fibre solubili possiamo
dagli esseri umani; essa deve essere modificatadagli esseri umani; essa deve essere modificataaccorciare le catene molecolari. Il processo produce
possono essere facilmente assorbiti e utilizzati dalun’idrolisi acida iniziale non troppo drastica perdegradata, molto simile (in termini di peso
naturalmente presente nella matrice vegetale didepolimerizzata per via enzimatica cercando di
desiderate sia per quanto riguarda la concentrazione dipectine assorbibili dall’intestino umano.
Studio e preparazione del substratoIn questa fase sono state eseguite lecaratterizzazione delle pectine sulle cultivarparticolare sono stati prelevati campioni di bucceeseguite analisi sui liquidi ottenuti dopo triturazionestandardizzate. Le attività sono state protratteagrumaria seguendo la maturazione. A livelloprove sperimentali effettuate nel corso dellaprove sperimentali effettuate nel corso dellai grafici relativi alle determinazioni effettuate
Rapporto
Acqua-Buccia
Resa
(%)
Media 1,99 49,94
Dev. Standard 0,03 4,87
Studio e preparazione del substratole attività riguardanti la quantificazione e
cultivar di arance trasformate industrialmente; inbucce dalle linee di trasformazione e sono state
triturazione delle stesse con acqua in condizioniprotratte per tutto lo svolgimento della campagna
livello statistico, di seguito i dati riassuntivi delledella campagna 2014/15; nelle diapositive seguentidella campagna 2014/15; nelle diapositive seguenti
effettuate.
°Bx Pectina Solubile
(ppm)
Pectina Sol.
Unitaria
(ppm/°Bx)
4,0 11.420 2.928
0,7 1.945 602
Studio e preparazione del substratoStudio e preparazione del substrato
Studio e preparazione del substratoStudio e preparazione del substrato
Studio e preparazione del substrato
Relativamente ai metodi di estrazione, abbiamo provato i seguenti:
• Estrazione con acqua a ebollizione (EAB)
• Estrazione con acqua a ebollizione in condizioni acide (IAC)• Estrazione con acqua a ebollizione in condizioni acide (IAC)
• Estrazione con acqua in condizioni alcaline (IAL)
• Estrazione alcolica (ESA)
• Estrazione con acqua a ebollizione in condizioni acide dopo trattamento enzimatico delle bucce (DEIAC)
Studio e preparazione del substrato
Relativamente ai metodi di estrazione, abbiamo provato i
Estrazione con acqua a ebollizione (EAB)
Estrazione con acqua a ebollizione in condizioni acide (IAC)Estrazione con acqua a ebollizione in condizioni acide (IAC)
Estrazione con acqua in condizioni alcaline (IAL)
Estrazione con acqua a ebollizione in condizioni acide dopo trattamento enzimatico delle bucce (DEIAC)
Studio e preparazione del substrato
Procedura prove tipo “EAB”
• Pesare la buccia di arancia nel bicchiere di un frullatore
• Aggiungere un peso all’incirca doppio di acqua
• Frullare per 30 secondi• Frullare per 30 secondi
• Trasferire in un beaker e portare ad ebollizione
• Versare su un setaccio da 1 mm e sgrondare
• Trasferire il residuo dal setaccio in un torchietto da melanzane e pressare
• I liquidi provenienti dal setaccio e dal torchietto sono stati riuniti
Studio e preparazione del substrato
Pesare la buccia di arancia nel bicchiere di un frullatore
Aggiungere un peso all’incirca doppio di acqua
e portare ad ebollizione
Versare su un setaccio da 1 mm e sgrondare
Trasferire il residuo dal setaccio in un torchietto da melanzane e
I liquidi provenienti dal setaccio e dal torchietto sono stati riuniti
Studio e preparazione del substrato
Procedura prove tipo “IAC”
• Pesare la buccia di arancia nel bicchiere di un frullatore
• Aggiungere un peso all’incirca doppio di acqua• Aggiungere un peso all’incirca doppio di acqua
• Frullare per 30 secondi
• Regolare il pH tra 1,0 e 2,0 con HNO
• Trasferire in un beaker e portare a ebollizione
• Versare su un setaccio da 1 mm e sgrondare
Studio e preparazione del substrato
Pesare la buccia di arancia nel bicchiere di un frullatore
Aggiungere un peso all’incirca doppio di acquaAggiungere un peso all’incirca doppio di acqua
tra 1,0 e 2,0 con HNO3 65%
e portare a ebollizione
Versare su un setaccio da 1 mm e sgrondare
Studio e preparazione del substratoProcedura prove tipo “IAL”
• Pesare la buccia di arancia nel bicchiere di un frullatore
• Aggiungere KOH 30% e acqua in modo da avere una miscela finale al 10% p/p in KOH
• Frullare per 30 secondi
• Mantenere in sosta la miscela per 60 min. agitando di quando in quando
• Versare su di un setaccio da 1 mm e sgrondare
• Regolare il pH a circa 5,5 con HNO
• Trasferire in un beaker e portare a ebollizione
Studio e preparazione del substrato
Pesare la buccia di arancia nel bicchiere di un frullatore
Aggiungere KOH 30% e acqua in modo da avere una miscela finale
Mantenere in sosta la miscela per 60 min. agitando di quando in
Versare su di un setaccio da 1 mm e sgrondare
a circa 5,5 con HNO3 65%
e portare a ebollizione
Studio e preparazione del substratoProcedura prove tipo “ESA”
• Pesare la buccia di arancia nel bicchiere di un frullatore e frullare senza aggiunta di acqua
• Aggiungere Etanolo – Acqua 1:1 e frullare ulteriormente per 30 secondisecondi
• Versare su di un setaccio da 1 mm e sgrondare
• Lavare il residuo con acqua
• Versare su di un setaccio da 1 mm e sgrondare
• Riunire i liquidi e distillare l’alcool etilico
• Aggiungere un volume d’acqua identico al volume di etanolo distillato
Studio e preparazione del substrato
Pesare la buccia di arancia nel bicchiere di un frullatore e frullare
Acqua 1:1 e frullare ulteriormente per 30
Versare su di un setaccio da 1 mm e sgrondare
Versare su di un setaccio da 1 mm e sgrondare
Riunire i liquidi e distillare l’alcool etilico
Aggiungere un volume d’acqua identico al volume di etanolo
Studio e preparazione del substrato
I dati dimostrano che dal punto di vistaefficiente è sicuramente quella “IAC”,temperatura in condizioni acide; rispettodegli estratti contiene circa l’11% didimostra più costante come dimostratodella deviazione standard. I sistemi “ESA”della deviazione standard. I sistemi “ESA”allo scopo. Il sistema “DEIAC” forniscecausa delle modificazioni enzimaticheestrazione fornisce risultati assolutamenteosservato che l’uso della semplice acquasemplici da lavorare e sottoporre a successiviseguenti, un riepilogo dei dati ottenuti
Studio e preparazione del substrato
vista meramente estrattivo il sistema più“IAC”, cioè il riscaldamento ad alta
rispetto all’estrazione con acqua la mediapectina solubile in più ma il sistema si
dimostrato dal valore nettamente inferiore“ESA” e “IAL” sono piuttosto inefficienti“ESA” e “IAL” sono piuttosto inefficienti
fornisce risultati inferiori probabilmente aenzimatiche apportate ma, in un’ottica generale di
assolutamente accettabili. In ogni caso, vaacqua fornisce estratti sicuramente piùsuccessivi trattamenti. Nella diapositive
ottenuti.
Studio e preparazione del substratoTipo °Bx (media) °Bx (Dev. Std) Pectina
(media)
EAB 3,5 0,4 9.585
IAC 5,9 0,5 17.833
IAL 16,7 3,6 9.640
DEIAC 5,3 0,3 10.738
ESA 7,1 7.730
Studio e preparazione del substratoPectina ppm
(media)
Pectina ppm
(Dev. Std)
Pectina
ppm/°Bx
(media)
Pectina
ppm/°Bx
(Dev. Std)
9.585 2.492 2.730 715
17.833 2.295 3.038 284
9.640 7.736 541 347
10.738 1.962 2.054 500
7.730 1.089
Studio e preparazione del substrato
2.500
3.000
3.500
PectWS/°Bx
0
500
1.000
1.500
2.000
EAB IAC IAL DEIAC ESA
Studio e preparazione del substrato
2.000
2.500
(PectWS/°Bx)xResa
0
500
1.000
1.500
EAB IAC IAL DEIAC ESA
Prove di trattamento enzimaticoIn uno stadio successivo abbiamo cominciatoattacco enzimatico più convenientefibra solubile; il preparato enzimaticotrattamenti a membrana con locomponenti degli estratti grezzi mediantecut-off molecolare abbastanza elevatomembrana per permetterne, dimembrana per permetterne, diconcentrazione mediante una membranamolecolare molto basso.
Il dosaggio utilizzato è stato di 3 grammisubstrato (prodotto industrialmente conalla temperatura di 50°C e protrattostazionarie, cioè lasciando naturalmentemantenere la temperatura iniziale delstato corretto a 3,2. Sono stati provatiper semplicità, con delle lettere.
Prove di trattamento enzimaticocominciato ad investigare sul sistema di
per trasformare le pectine estratte inenzimatico dovrà permettere di effettuare
scopo di isolare le fibre dagli altrimediante membrane da ultrafiltrazione conelevato in modo che passino attraverso la
seguito, la deamarizzazione e laseguito, la deamarizzazione e lamembrana da nanofiltrazione con cut-off
grammi di enzima per chilogrammo dicon sistema misto EAB / IAC) effettuato
protratto per circa 22 ore, in condizioninaturalmente raffreddare il prodotto senza
del trattamento. Il pH del substrato èprovati 16 enzimi commerciali individuati,
Prove di trattamento enzimaticoAl termine del trattamento enzimatico, i varicampioni sono stati centrifugati e il centrifugato èstato pastorizzato a 95°C per inattivare gli enzimie raffreddato. Abbiamo registrato il valore deisolidi sospesi dopo il trattamento enzimatico,l’aspetto, la quantità di centrifugato rispetto alprodotto sottoposto al trattamento e abbiamodeterminato il grado Brix, la pectina solubile edeterminato il grado Brix, la pectina solubile el’acido galatturonico monomero per determinare,in via approssimata, la quantità di oligomeri dipectina risultanti. Diciamo subito che l’enzima Gha comportato la gelificazione completa delprodotto. Accanto e di seguito riportiamo i daticoncernenti la prova effettuata; Si noti che ilcontenuto di polpa iniziale era del 30 % V/V percui tutti gli enzimi hanno provocato una modificadelle caratteristiche anche reologiche delprodotto, probabilmente anche a causadell’elevato dosaggio.
Prove di trattamento enzimaticovari
èenzimi
deienzimatico,
alabbiamo
e
ID
P3000 dopo
trattamento
Aspetto Centrifugato Volume (ml)
centrifugato
Volume vs
Feed
A 19 torbido 355 71,00%
B 14 limpido 392 78,40%
C 18 limpido 365 73,00%
D 14 limpido 400 80,00%
E 21 limpido 380 76,00%
F 17 limpido 400 80,00%edeterminare,
diG
deldati
ilper
modificadel
causa
H 18 limpido 370 74,00%
I 26 torbido 338 67,60%
J 21 quasi limpido 350 70,00%
K 20 limpido 330 66,00%
L 16 quasi limpido 386 77,20%
M 19 limpido 368 73,60%
N 14 limpido 400 80,00%
O 16 limpido 372 74,40%
P 16 limpido 400 80,00%
Q 18 limpido 390 78,00%
R 18 quasi limpido 400 80,00%
Prove di trattamento enzimatico
ID °Bx
Pectina WS
(ppm)
AGA
(ppm)
Oligomeri
(ppm)
Pectina WS
(ppm/°Bx)
A 4,9 215 635 10.130 43,9
B 5,0 295 1.625 9.060 59,0
C 4,8 200 1.370 9.410 41,7
D 5,0 295 1.810 8.875 59,0
E 5,0 270 1.960 8.750 54,0
F 5,1 615 1.445 8.920 120,6
H 5,0 2.845 2.115 6.020 569,0
I 5,1 4.315 700 5.965 846,1
J 5,0 1.510 1.070 8.400 302,0
K 5,1 1.420 890 8.670 278,4
L 4,9 1.920 1.610 7.450 391,8
M 4,8 710 3.100 7.170 147,9
N 4,9 740 1.520 8.720 151,0
O 4,9 2.420 1.685 6.875 493,9
P 5,0 270 1.510 9.200 54,0
Q 4,8 740 1.290 8.950 154,2
R 4,8 835 1.455 8.690 174,0
Prove di trattamento enzimaticorispetto all’alimento
AGA
(ppm/°Bx)
Oligomeri
(ppm/°Bx)
Pectina WS
(ppm/°Bx)
AGA
(ppm/°Bx)
Oligomeri
(ppm/°Bx)
129,6 2.067,3 1,93% 110,39% 96,06%
325,0 1.812,0 2,60% 276,85% 84,19%
285,4 1.960,4 1,84% 243,13% 91,09%
362,0 1.775,0 2,60% 308,37% 82,47%
392,0 1.750,0 2,38% 333,93% 81,31%
283,3 1.749,0 5,31% 241,36% 81,27%
423,0 1.204,0 25,07% 360,33% 55,94%
137,3 1.169,6 37,28% 116,92% 54,35%
214,0 1.680,0 13,31% 182,30% 78,06%
174,5 1.700,0 12,27% 148,66% 78,99%
328,6 1.520,4 17,26% 279,89% 70,65%
645,8 1.493,8 6,52% 550,15% 69,41%
310,2 1.779,6 6,65% 264,25% 82,69%
343,9 1.403,1 21,76% 292,93% 65,19%
302,0 1.840,0 2,38% 257,26% 85,49%
268,8 1.864,6 6,79% 228,94% 86,64%
303,1 1.810,4 7,66% 258,22% 84,12%
Prove di trattamento enzimatico
K
L
M
N
O
P
Q
R
0 1 2
A
B
C
D
E
F
H
I
J
K
Oligomeri (ppm/°Bx) AGA (ppm/
Prove di trattamento enzimatico
3 4 5 6
AGA (ppm/°Bx) Pectina (ppm/°Bx)
Prove di trattamento enzimatico
Abbiamo, quindi deciso di ripetere il trattamento con un
ID
P3000
dopo
Trattamento
Aspetto
Centrifugato
Volume (ml)
Centrifugato
H 18 quasi limpido
J 26 quasi limpido
con un dosaggio inferiore, 1 g/Kg, usando gli enzimi H, J, K, L,M,N, O,Q e R.
K 26 torbido
L 19 quasi limpido
M 20 quasi limpido
N 16 quasi limpido
O 20 torbido
Q 20 torbido
R 19 poco torbido
Prove di trattamento enzimaticoVolume (ml)
Centrifugato
Volume
Centrif.
vs Feed
Sosta (h)
Complessiva °Bx
Pectina WS
(ppm)
AGA
(ppm)
376 75,20% 22,33 4,7 2.340 1800
367 73,40% 22,37 4,6 2.810 890
370 74,00% 23,00 4,7 1.670 600
394 78,80% 23,00 4,8 1.695 1520
385 77,00% 23,67 4,6 1.620 1300
387 77,40% 23,67 4,7 1.510 1650
375 75,00% 24,12 4,7 4.180 1050
389 77,80% 24,12 4,6 2.680 770
378 75,60% 24,33 4,7 1.330 1210
Prove di trattamento enzimatico
ID °Bx
Pectina WS
(ppm)
AGA
(ppm)
Oligomeri
(ppm)
Pectina WS
(ppm/°Bx
H 4,7 2.340 1800 6.840 497,9
J 4,6 2.810 890 7.280 610,9
K 4,7 1.670 600 8.710 355,3
L 4,8 1.695 1520 7.765 353,1
M 4,6 1.620 1300 8.060 352,2
N 4,7 1.510 1650 7.820 321,3
O 4,7 4.180 1050 5.750 889,4
Q 4,6 2.680 770 7.530 582,6
R 4,7 1.330 1210 8.440 283,0
Prove di trattamento enzimaticoVs Feed
Pectina WS
Bx)
AGA
(ppm/°Bx)
Oligomeri
(ppm/°Bx)
Pectina WS
(ppm/°Bx)
AGA
(ppm/°Bx)
Oligomeri
(ppm/°Bx)
497,9 383,0 1.455,3 21,94% 326,24% 67,62%
610,9 193,5 1.582,6 26,92% 164,81% 73,54%
355,3 127,7 1.853,2 15,66% 108,75% 86,11%
353,1 316,7 1.617,7 15,56% 269,75% 75,17%
352,2 282,6 1.752,2 15,52% 240,74% 81,41%
321,3 351,1 1.663,8 14,16% 299,05% 77,31%
889,4 223,4 1.223,4 39,19% 190,31% 56,85%
582,6 167,4 1.637,0 25,67% 142,59% 76,06%
283,0 257,4 1.795,7 12,47% 219,31% 83,44%
sviluppo precompetitivo
I dati ottenuti sono compatibili con la differenzaattività enzimatica, infatti, per esempio, pergalatturonico sono più alti nella prova 1 mentreprova 2.
Di pari passo allo studio di laboratorio, sireplicare in stabilimento le stesse condizionireplicare in stabilimento le stesse condizionidei test industriali per valutare la dimensioneconseguenza la dimensione della forataproposito una forata con fori da circaquest’applicazione. Con riferimento ai serbatoiosservate particolari problematiche anche lavorandoche si è rivelato il più complicato da gestire aa questo proposito, non si sono notati problemitrasferimento in quanto le normali pompedimostrate idonee grazie alle alte e relativamenterispettivamente.
sviluppo precompetitivo
differenza di dosaggio in funzione della specificaper l’enzima H il valore di pectina solubile e acidomentre gli oligomeri di pectina sono più alti nella
sono compiute diverse prove con lo scopo dicondizioni operative. Sono stati di conseguenza eseguiticondizioni operative. Sono stati di conseguenza eseguiti
dimensione ottimale delle particelle di buccia e dida utilizzare nei mulini frangitori; a questo
2 mm si è dimostrata valida anche perserbatoi e al sistema di agitazione non si sono
lavorando in ambiente molto acido, ambientea causa dell’aumento di viscosità che introduce;problemi particolari anche con le pompe di
centrifughe a girante aperta o mono si sonorelativamente alte temperature di processo,
sviluppo precompetitivoI sistemi di estrazione che sono stati provatialle modalità “EAB” e “IAC”. Le operazioni disottoprodotti sono normalmente effettuatecentrifughi orizzontali, particolarmente utilidimensioni e, di seguito, chiarificatori centrifughiminori dimensioni; queste operazioni sono fondamentalidi ricerca immediatamente successive al recuperodi ricerca immediatamente successive al recuperoabbiamo notato che l’uso dei dekanter è perfettamente“IAC” mentre quello delle centrifughe è compatibilesistema “IAC”. In questo caso, infatti, laprossime ai 95°C è talmente elevata cheparametri operativi delle centrifughe. Ciò èmulino frangitore, dal pH (che è stato variatoambiente acido (che è stato variato tra 30 e 60
Per questi motivi, quando si è andati a eseguireabbiamo deciso di utilizzare un sistema misto,
sviluppo precompetitivoprovati industrialmente sono quelli che si riferiscono
di raffinazione dei succhi degli agrumi e di altriin due stadi usando dei dekanter, chiarificatori
utili per eliminare i solidi sospesi di maggioricentrifughi verticali a dischi per eliminare quelli di
fondamentali per il proseguimento delle attivitàrecupero degli estratti di fibre. In particolare,recupero degli estratti di fibre. In particolare,
perfettamente confacente sia ai sistemi “EAB” checompatibile con il sistema “EAB” ma non con il
viscosità del prodotto anche a temperatureè stata sempre e comunque eccessiva per i
è avvenuto indipendentemente dalla forata delvariato da 1,0 a 2,0) e dal tempo di sosta a caldo in
60 minuti).
eseguire una prova industriale su quantità maggiorimisto, quindi “EAB” + “IAC”
sviluppo precompetitivoLe prove industriali sono state effettuate con la seguente
Tk-1 (EAB)
Della buccia di arancia macinata a freddo con dell’acquain un serbatoio dotato di serpentina riscaldata a vaporetramite la serpentina e trasferite in alimento su uncalore tubolare che ha innalzato la temperatura a 95
L’uscita del dekanter è stata alimentata su un chiarificatoreL’uscita del dekanter è stata alimentata su un chiarificatorestata posta in stand-by in un serbatoio in attesa della
Tk-2 (IAC)
Della buccia di arancia macinata a freddo con dell’acquain un serbatoio dotato di serpentina riscaldata a vaporepH 2,0 con 75 Kg di HNO3 65% e portate a 60°Calimento su un dekanter Westfalia CA365 e su untubolare che ha innalzato la temperatura a 95°C.
Il prodotto in uscita dai dekanter era “spesso” e pastoso,non alimentabile sul chiarificatore, quindi è stato trasferitoTk-1 e insieme sono stati pastorizzati a 105°C e raffreddati
sviluppo precompetitivoseguente modalità:
dell’acqua (il minimo per essere pompabile) è stata trasferitavapore. Circa 16 tons di macinato sono state portate a 60°C
dekanter Westfalia CA365 tramite uno scambiatore di95°C.
chiarificatore centrifugo Westfalia SB60 e depolpato; l’uscita èchiarificatore centrifugo Westfalia SB60 e depolpato; l’uscita èdella prova IAC.
dell’acqua (il minimo per essere pompabile) è stata trasferitavapore. Circa 16 tons di macinato sono state acidificate a
tramite la serpentina. Il prodotto è stato trasferito inun Jumbo 2 Pieralisi tramite uno scambiatore di calore
pastoso, così come verificato nelle prove di laboratorio, etrasferito direttamente insieme a quello centrifugato del
raffreddati.
sviluppo precompetitivoLe fibre grezze prodotte come sopra descritto sonoa membrana dopo essere state trattate, in condizioni
Alcuni di questi enzimi erano quelli già individuati cometipo O che era nel frattempo uscito di produzione estate le seguenti:
1. Riscaldamento della fibra grezza a 50°C
2. Dosaggio dell’enzima (300/400 ppm per 3 ore)2. Dosaggio dell’enzima (300/400 ppm per 3 ore)
3. Centrifugazione e pastorizzazione
4. Ultrafiltrazione su membrane tubolari Koch Membrane100.000 Dalton
5. Nanofiltrazione del permeato dell’ultrafiltrazioneSystem tipo SR-100 con cut-off molecolare da 200
Abbiamo verificato le variazioni di °Bx e pectine dopomembrane, i valori di solidi e pectine su permeatonanofiltrazione allo scopo di individuare i trattamenti
sviluppo precompetitivostate utilizzate per una serie di prove pilota su impianti
condizioni standardizzate, con 22 enzimi pectolitici.
come idonei nelle prove precedenti con l’eccezione dele ne sono stati provati altri; le modalità operative sono
Membrane System tipo HFM-180 con cut-off molecolare da
dell’ultrafiltrazione su membrane a spirale avvolta Koch Membrane200 Dalton
dopo il trattamento enzimatico, i dati di permeabilità sullepermeato e ritentato sia dell’ultrafiltrazione che della
trattamenti enzimatici più idonei per:
sviluppo precompetitivo
Ultrafiltrazione Tubolare
sviluppo precompetitivo
Nanofiltrazione a Spirale Avvolta
sviluppo precompetitivo• Produrre un concentrato altamente
per produrre bevande arricchite con
• Produrre una fibra solubile di aranciainferiore a quello del prodotto di partenza
Nel primo caso, l’enzima non deveNel primo caso, l’enzima non devepolimerica e concentrare le fibre sul permeato
Nel secondo caso l’enzima devecontrollata delle catene permettendopossano passare attraverso la membranaconcentrati da quella da nanofiltrazione
Il tutto con un occhio a dati di permeabilitàindustriale. I dati ottenuti sono sintetizzati
sviluppo precompetitivoaltamente pectico e ricco di fibre da utilizzare
con fibre
arancia caratterizzata da peso molecolarepartenza
deve intaccare più di tanto la strutturadeve intaccare più di tanto la strutturapermeato dell’ultrafiltrazione.
deve provocare una depolimerizzazionepermettendo la formazione di oligomeri che
membrana da ultrafiltrazione per esserenanofiltrazione.
permeabilità per una futura applicazionesintetizzati dai grafici seguenti:
sviluppo precompetitivosviluppo precompetitivo
sviluppo precompetitivosviluppo precompetitivo
sviluppo precompetitivosviluppo precompetitivo
sviluppo precompetitivosviluppo precompetitivo
sviluppo precompetitivosviluppo precompetitivo
sviluppo precompetitivo• Se ne deduce che per produrre
pectico e ricco di fibre daarricchite con fibre è indicatoT1 e Y2 e, in seconda battuta gli
• Mentre per produrre una fibra• Mentre per produrre una fibrada peso molecolare inferiore aè indicato usare, elettivamente,battuta gli enzimi K, M, Y4, J, W
• Tra questi ultimi, quelli checontenuto di fibre nel ritentatoM, X3 e X4 anche se l’enzimapectina elevati.
sviluppo precompetitivoprodurre un concentrato altamente
utilizzare per produrre bevandeindicato usare, elettivamente, gli enzimi
gli enzimi H, X2, Y3, S1 e Y1.
fibra solubile di arancia caratterizzatafibra solubile di arancia caratterizzataa quello del prodotto di partenza
elettivamente, gli enzimi R e X3 e, in secondaW, X4 e S2.
che consentono di massimizzare ilritentato della nanofiltrazione sono: R, J,
M non permette valori assoluti di
sviluppo precompetitivoI prodotti ottenuti fino a questoinadatti ad essere consumati;ripetere i trattamenti enzimaticiprovvedendo a deamarizzarenanofiltrazione. I ritentati dellenanofiltrazione. I ritentati delleparzialmente diluiti e alimentaticiascuna 2,8 l di resina adsorbentel/h (pari a 1,8 BV/h). La portata°Bx variabile tra 13 e 15.
liquidi deamarizzati sono statied essiccati per mezzo di uno «Spray
sviluppo precompetitivoquesto punto erano tutti amari e
abbiamo, quindi, provveduto aenzimatici con gli enzimi R, X3 e M
su scala pilota i ritentati delladelle tre prove sono stati riuniti,delle tre prove sono stati riuniti,
alimentati su due colonne contenentiadsorbente con una velocità di flusso di 5
portata ciclica è stata di 11-12 BV ad un
riconcentrati per nanofiltrazione«Spray-Dryer» da laboratorio.
sviluppo precompetitivosviluppo precompetitivo
sviluppo precompetitivoAnaliticamente, sono stati determinatigalatturonico e la distribuzionecontenute. Quest’ultima mediante tecnichedimensionale con l’uso di 4 detectorsrifrazione e viscosità, che, ricombinati,molecolare numerale e ponderale emolecolare numerale e ponderale eriporta la distribuzione dei pesi molecolarienzimatici siano stati un po’ troppo energici
Picco 1 Picco 2
Peso Mol. (Dalton) 200.000 15.000
% p/p 1 17
sviluppo precompetitivodeterminati il contenuto di pectina, di acido
del peso molecolare delle pectinetecniche di cromatografia di esclusione
detectors: light scattering a 90° e 8°, indice diricombinati, permettono di determinare il peso
la polidispersione. La tabella seguentela polidispersione. La tabella seguentemolecolari che indica come i trattamenti
energici.
Picco 2 Picco 3 Picco 4 Picco 5
15.000 1.500 800 200
17 56 14 11
sviluppo precompetitivosviluppo precompetitivo
FIBRA SOLUBILE DI ARANCIA
Pectina (%) 9,17
Acido Galatturonico (%) 0,08Acido Galatturonico (%) 0,08
Cinzia Alimentari
Progetto Progetto
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�i
c�� i patr�ci�i� di�
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo EconomicoProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico
Seminario divulgativoSeminario divulgativo
Catania, 11 Aprile 2017
Fibra di Arancia EssiccataFibra di Arancia EssiccataRosario Timpone
Citrech S�c
Cinzia Alimentari
Impossibile v isualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se v iene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo.
Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente – Di3A
Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali – SAF
Dipartimento di Agraria
Progetto Progetto
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�i
39
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo EconomicoProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico
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Fibra di Arancia EssiccataFibra di Arancia EssiccataRosario Timpone
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Fibra Essiccata (insolubile) Per recuperare le fibre insolubili dalumana è necessario separare sia gli zuccherizuccheri devono essere separati per evitarepectine contenute renderebbe il prodottoavrebbe un notevole impatto economicozuccheri andrebbero incontro a fenomenil’essiccazione provocando imbrunimentizuccheri andrebbero incontro a fenomenil’essiccazione provocando imbrunimentiaccettabile.
I micronutrienti (soprattutto flavonoidi esono sostanze notevolmente amare, specialmentefibre poco utilizzabili. L’eliminazione econvenientemente effettuato mediantemultistadio mentre si possono spostare i(la fibra) mediante stadi coinvolgenti opportune
Fibra Essiccata (insolubile) - Introduzionepastazzo e utilizzarle per l’alimentazione
zuccheri che i micronutrienti contenuti; glievitare la saponosità che di concerto con le
prodotto poco pressabile e, di conseguenza,economico sui processi di essiccamento; inoltre, gli
fenomeni di caramellizzazione duranteimbrunimenti che renderebbero il prodotto finito poco
fenomeni di caramellizzazione duranteimbrunimenti che renderebbero il prodotto finito poco
e limonoidi) devono essere separati perchéspecialmente la limonina, e renderebbero le
e il recupero degli zuccheri può esseremediante tecniche di lavaggio controcorrente
i flavonoidi ed i limonoidi dalla parte solidaopportune variazioni di pH.
Fibra EssiccataNella fase iniziale del Progetto sono statequali si è simulato un sistema di lavaggioper tempi diversi (30, 60, 90, 120 min.)mentre tre stadi di lavaggio trasferivanocontenuti (solidi = sostanze che danno °Bxflavonoidi e al 40 % dei limonoidi; il tempoimportante in quanto, sia per i limonoidiflavonoidi e al 40 % dei limonoidi; il tempoimportante in quanto, sia per i limonoididifferenze significative tra 30 e 120 min.In ulteriori prove di laboratorio si sonovenivano sempre mantenute in agitazioneseparazione delle bucce dalla soluzionetorchio da melanzane. In queste condizioni,limonoidi contenuti veniva trasferito neiparte restante trasferito nella soluzionerisciacquo.
state effettuate delle prove di laboratorio nellelavaggio a tre stadi e trattamenti alcalini protratti
); i risultati ottenuti hanno dimostrato chetrasferivano nella fase liquida circa l’80 % dei solidi
Bx) il trasferimento era limitato all’11 % deitempo di contatto sembrava essere meno
limonoidi che per i flavonoidi, non si sono verificatetempo di contatto sembrava essere meno
limonoidi che per i flavonoidi, non si sono verificate. di contatto con la soluzione alcalinizzante.
sono ottenuti risultati migliori se le bucceagitazione durante il trattamento e se la
soluzione alcalina veniva effettuata mediante uncondizioni, circa il 30 % sia dei flavonoidi che dei
liquidi di lavaggio e un ulteriore 60 % dellasoluzione alcalinizzante e nei liquidi acidi di
Fibra EssiccataIn conseguenza dei risultati delle proveproduzione di bucce secche per l’estrazioneaumentando il numero di stadi dideamarizzazione costituito da un sistemaserbatoi di sosta, un sistema di separazionedi soluzione acidificante.di soluzione acidificante.
Sono state, quindi, eseguite varie prove modificando le variabili di processo in particolare per ciò che riguarda:
• rapporto bucce-acqua nelle fasi di lavaggio
• pH finale della miscela bucce-soluzione alcalinizzante
• tempo di contatto delle bucce con la soluzione alcalinizzante nei serbatoi polmone
• aggiunta di acqua alla miscela bucce-soluzione alcalinizzante
prove di laboratorio, un impianto industriale dil’estrazione di pectina è stato modificato
lavaggio e inserendo uno stadio disistema di dosaggio di soluzione alcalinizzante,
separazione solido liquido e un sistema di dosaggio
Sono state, quindi, eseguite varie prove modificando le variabili di processo in
acqua nelle fasi di lavaggio
soluzione alcalinizzante
tempo di contatto delle bucce con la soluzione alcalinizzante nei serbatoi
soluzione alcalinizzante
Fibra Essiccata• riciclo di una parte del liquido alcalino di sgrondatura per risparmiare la
soluzione alcalinizzante
• variazione della portata d’acqua insieme alla soluzione acidificante prima dell’essiccazione delle bucce
• variazione delle temperature di processo sia in fase di lavaggio che in quella di acidificazione
Durante il corso delle varie lavorazioni siDurante il corso delle varie lavorazioni sidelle bucce in uscita dalla pressa primarelative al prodotto essiccato; si sono sempreCapacity usando il metodo di Metcalf &in quanto rende conto della capacitàimpasto; quanto maggiore è questa capacitàl’acqua permette una maggior shelf-lifealta capacità di legare l’acqua permettenella miscela dell’impasto con evidenti vantaggi
riciclo di una parte del liquido alcalino di sgrondatura per risparmiare la
variazione della portata d’acqua insieme alla soluzione acidificante prima
variazione delle temperature di processo sia in fase di lavaggio che in quella di
si sono controllati i valori di umidità relativesi sono controllati i valori di umidità relativeprima dell’essiccatore e, ovviamente quelli
sempre verificati i valori di Water BindingGillies. Questo dato è piuttosto importantedella fibra di legare l’acqua libera in un
capacità tanto migliore è la fibra infatti legarelife del prodotto da forno finito e avere una
di diminuire il quantitativo di grassi usatovantaggi dal punto di vista dietetico.
Fibra Essiccata
Fibra EssiccataDi seguito riportiamoin forma grafica i datidi processo relativiad una lavorazioneindustriale durantela quale sono statianalizzati sia i solidiche i liquidi per
0
5
10
15
20
25
30
che i liquidi perverificare ladistribuzione dellesostanze amare neivari stadi.
Flav/°Bx Limonina/°Bx
0
10
20
30
40
50
60
Flav/°Bx Limonina/°Bx
30
35
0
5
10
15
20
25
Liq. Vasca B
Liq. Vasca C
Liq. Vasca D
Liq. Vasca E
Liq. Vasca F
Liq. Vasca G
Flav/°Bx Limonina/°Bx
Fibra Essiccata
80,00%
90,00%
100,00% 16,36%
10,88%
Torchi +Silos
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
FLAV/°Bx
8,91%
8,63%
9,94%
8,29%
8,72%
28,27% Sgrondato G
Sgrondato F
Sgrondato E
Sgrondato D
Sgrondato C
Sgrondato B
Cloudy
80,00%
90,00%
100,00%
15,62%
16,71%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Limonina/°Bx
8,67%
19,89%
17,86%
21,25%
Sgrondato G
Sgrondato F
Sgrondato E
Sgrondato D
Sgrondato C
Sgrondato B
Fibra Essiccata
In condizioni opportune, il contenutoinferiore alla soglia di percezione pari acome esperidina sono sempre inferioriassolutamente accettabile dal punto di vista
Nelle medesime condizioni operative, la Water di 800 ± 40 %
Le analisi effettuate dimostrano che sia la limonina che i polifenoli si distribuiscono Le analisi effettuate dimostrano che sia la limonina che i polifenoli si distribuiscono tra fase solida e fase liquida conformemente al grado di lavaggio e, contestualmente, i liquidi si arricchiscono in sostanze amaricanti conformemente allo stadio di lavaggio considerato.
La fase cruciale dell’intero processo è ladi deamarizzazione che è complicata dallauno strato gelatinoso all’esterno deil’efficienza della separazione solido – liquidonella fase finale del trattamento.
di limonina sulle fibre finali è sempre2 mg/Kg mentre i polifenoli totali espressi
inferiori a 100 mg/Kg (HPLC) un valorevista organolettico.
Nelle medesime condizioni operative, la Water Binding Capacity è stabile su valori
Le analisi effettuate dimostrano che sia la limonina che i polifenoli si distribuiscono Le analisi effettuate dimostrano che sia la limonina che i polifenoli si distribuiscono tra fase solida e fase liquida conformemente al grado di lavaggio e, contestualmente, i liquidi si arricchiscono in sostanze amaricanti conformemente
la separazione solido-liquido dopo lo stadiodalla presenza di pectine residue che formano
pezzetti di buccia che interferisce conliquido e obbliga a usare molta acqua acida
Fibra Essiccata
Di seguito un’analisi tipo del prodotto ottenuto:
Parametro Valore
Umidità 7.85 ± 0.02
Ceneri 5.67 ± 0.15
Fibra alimentare 70.5 ± 1.0
Pectina 1.60 ± 0.10
Pectina ossalato solubile 0.65 ± 0.02
Pectina solubile in acqua 0.90 ± 0.02
Water Binding Capacity 800 ± 40
Attività dell’acqua (aw) 0.24 ± 0.01
Di seguito un’analisi tipo del prodotto ottenuto:
Unità di misura
g/100g
g/100g
g/100g
g/100g come acido galatturonico
g/100g come acido galatturonico
g/100g come acido galatturonico
%
Fibra Essiccata
Il sistema può includere uno stadio di ossidazionefibra prima dell’essiccazione…
ossidazione chimica per la decolorazione della
Fibra EssiccataOppure una decolorazione fotochimica direttamente sulla fibra essiccata; nelle prove abbiamo utilizzato una lampada a fluorescenza a spettro solare completo avente potenza di 23 W (pari a 88 W a incandescenza) avente temperatura di 5500LM; per l’esecuzione dei test abbiamo posto la fibra essiccata in strato sottile sotto la lampada e abbiamo lasciato agire la luce mescolando il prodotto ogni 12 ore. Dopo 15 giorni di esposizione abbiamo avuto il risultato seguente:
INIZIO PROVA FINE PROVA
L a b L a b
punto 1 43 14 45 52 9 39
punto 2 65 13 56 59 8 39punto 2 65 13 56 59 8 39
punto 3 60 12 54 54 8 40
punto 4 57 12 54 61 5 37
punto 5 39 12 45 81 5 44
punto 6 68 10 56 68 5 33
punto 7 48 8 35 75 3 39
media 54,29 11,57 49,29 64,29 6,14 38,71
Dev. Std 11,13 1,99 7,91 10,83 2,19 3,30
Diff. L 10,00
Diff. A -5,43Diff. b -10,57
Ricordiamo che nello spazio di colore Lab, L è la luminosità, l’indice a indica rosso/verde (+/-) e l’indice b indica giallo/blu (+/-).Si deduce che a fine prova la fibra è più chiara (L=+10), meno rossa (a=-5,4) e meno gialla (b=-10,6).
Oppure una decolorazione fotochimica direttamente sulla fibra essiccata; nelle prove abbiamo utilizzato una lampada a fluorescenza a spettro solare completo avente potenza di
a incandescenza) avente temperatura di 5500°K e flusso luminoso di 1200 LM; per l’esecuzione dei test abbiamo posto la fibra essiccata in strato sottile sotto la lampada e abbiamo lasciato agire la luce mescolando il prodotto ogni 12 ore. Dopo 15 giorni di esposizione abbiamo avuto il risultato seguente:
Ricordiamo che nello spazio di colore Lab, L è la luminosità, l’indice
Si deduce che a fine prova la fibra è più chiara (L=+10), meno rossa
Fibra Essiccata
La caratteristica più importante è la sua capacitàsfruttata per prolungare la shelf-life deiquantità di grassi nelle ricette; ecco un esempio
Fibra 1Acqua 7a caldo
capacità di trattenere l’acqua che può esseredei prodotti da forno e/o per diminuire laesempio di come la fibra ingloba l’acqua….
Fibra 1Acqua 7a freddo
Cinzia Alimentari
Progetto Progetto
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�i
c�� i patr�ci�i� di�
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo EconomicoProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico
Seminario divulgativoSeminario divulgativo
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Basi per Bevande ad Alto Contenuto PecticoBasi per Bevande ad Alto Contenuto PecticoRosario Timpone
Citrech S�c
Cinzia Alimentari
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Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali – SAF
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Progetto Progetto
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52
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo EconomicoProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico
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Basi per Bevande ad Alto Contenuto PecticoBasi per Bevande ad Alto Contenuto PecticoRosario Timpone
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Basi per Bevande poco Amare e conconcentrazioni di SostanzeSubito dopo l’estrazione del succo, le scorzevolti all’ottenimento di prodotti ad altoda utilizzare in mescolanza con i succhidelle bevande; il primo è la torchiatura consistentetorchi a vite senza fine elicoidali rivestititorchi a vite senza fine elicoidali rivestititrattenere il materiale e lasciare filtrarema con un grado di polposità ed un contenutorispetto al succo. La resa di produzionesecondo implica la triturazione delle bucce,con acqua che svolge una funzione di verosostanze, siano zuccherine che colloidaliè contraddistinto da un elevatissimo contenutocontenuto pectico molto elevato.
Basi per Bevande poco Amare e con alte concentrazioni di Sostanze Pectiche
scorze residue sono avviate a trattamenticontenuto di torbidezza e colore naturale
succhi per l’ottenimento di basi per l’industriaconsistente in una pressatura delle bucce in
rivestiti di una forata di opportune dimensioni perrivestiti di una forata di opportune dimensioni peril torchiato, un prodotto di discreta qualità
contenuto di sostanze pectiche più elevatoproduzione è nell’ordine del 8-10% sulla frutta. Il
bucce, mediante mulini a coltelli o martelli,vero e proprio agente “solvatante” di tutte le
colloidali presenti nella buccia; il prodotto in uscitacontenuto in parti colloidali e polpa e da un
Basi per Bevande poco Amare e conconcentrazioni di SostanzePer incrementare la concentrazioneagrumari di cui abbiamo appena discussocaratteristiche organolettiche si ritieneultrafiltrazione (UF), una tecnologia asostanze colloidali ad alto peso molecolaresostanze colloidali ad alto peso molecolareagrumari a basso peso molecolare.
Lavorare un torchiato e/o un mulinatoconsente di dividere il prodotto in due flussizuccheri, gli acidi, gli amminoacidi e anchecontiene le stesse sostanze, ma in quantitàle sostanze pectiche inizialmente contenutedue:
Basi per Bevande poco Amare e con alte concentrazioni di Sostanze Pectiche
di sostanze pectiche nei sottoprodottidiscusso e contemporaneamente migliorare le
ritiene indispensabile usare tecniche dimembrana che consente di separare le
molecolare dagli altri componenti dei sottoprodottimolecolare dagli altri componenti dei sottoprodotti
di arancia raffinato su di un impianto UFflussi: il permeato limpido che contiene gli
anche i flavonoidi ed un ritentato torbido chequantità inferiore e che contiene tutti i colloidi econtenute nell’alimento. I risultati pratici sono
Basi per Bevande poco Amare e conconcentrazioni di Sostanze
• È possibile deamarizzare facilmenteil sapore e, quindi, recuperareun successivo riutilizzo su bevandeun successivo riutilizzo su bevande
• È possibile disporre di un concentratocolloidali caratterizzato da altissimastabile e pochissimo amaro, idealealto contenuto di sostanze pectiche
Basi per Bevande poco Amare e con alte concentrazioni di Sostanze Pectiche
facilmente il permeato migliorandonerecuperare i flavonoidi in esso contenuti per
bevande funzionalizzatebevande funzionalizzate
concentrato di pectine e sostanzealtissima opalescenza, ottimo colore,
ideale per formulare bevande adpectiche e colloidi naturali.
Basi per Bevande poco Amare e conconcentrazioni di SostanzeI sottoprodotti di arancia da inviare all’impiantoben raffinati per non sporcare ed intasareessere costruite con materiali insensibiliresiduo proveniente dal flavedo di cuiconsegue che i materiali utilizzabili sonoconsegue che i materiali utilizzabili sonoPES (polietersolfone) oppure la ceramica
Anche il cut-off molecolare delle membranemembrane da microfiltrazione o da ultrafiltrazioneDalton) hanno il vantaggio di garantirelasciano sfuggire più sostanze pectiche a
Utilizzando un opportuno pretrattamentodell’ultrafiltrazione può essere concentrato
Di seguito lo schema del processo che abbiamo
Basi per Bevande poco Amare e con alte concentrazioni di Sostanze Pectiche
all’impianto di ultrafiltrazione devono essereintasare le membrane; le stesse dovrebbero
insensibili al potere solvente dell’olio essenzialecui questi sottoprodotti sono ricchi; ne
sono il PVDF (polivinilidenfluoruro) oppure ilsono il PVDF (polivinilidenfluoruro) oppure ilceramica.
membrane ha un’importanza rilevante;ultrafiltrazione larghe (150.000 – 100.000
garantire flussi di permeazione più elevati maa basso peso molecolare sul permeato.
pretrattamento enzimatico, il ritentatoconcentrato termicamente fino a circa 40°Bx.
abbiamo utilizzato:
Basi per Bevande poco Amare e con alte concentrazioni di SostanzeSostanzePectiche
sviluppo precompetitivo
Dopo aver effettuato alcuneprove di concentrazione inlaboratorio usando comemateria prima i ritentati dialcune prove pilota conl’impianto di ultrafiltrazionel’impianto di ultrafiltrazionetubolare variando lecondizioni operative deltrattamento enzimatico congli enzimi T1 e Y2, abbiamoeffettuato due proveindustriali utilizzando unimpianto a fibre cave.
sviluppo precompetitivo
sviluppo precompetitivo
Nella prima prova abbiamo utilizzatol’enzima Y2; le condizioni operativeabbiamo usato in alimento dellaabbiamo riscaldato a 50°C, aggiuntososta per 60 minuti, riscaldatososta per 60 minuti, riscaldatopassaggio su dekanter e chiarificatori
Dopo la pastorizzazione, ilpreconcentrato a 12°Bx perall’impianto di ultrafiltrazione aè equipaggiato con 40 modulimolecolare nominale di 10.000 Dalton
sviluppo precompetitivo
utilizzato l’enzima T1 e nella secondaoperative sono state molto simili:
della buccia triturata con acqua,aggiunto gli enzimi, mantenuto in
riscaldato a 90°C e raffinato medianteriscaldato a 90°C e raffinato mediantechiarificatori centrifughi in serie.
il prodotto (5,5°Bx) è statoper essere disoleato e inviato
a fibre cave. L’impianto industrialeda 6,1 mq/cad aventi un cut-offDalton.
sviluppo precompetitivo
In entrambe le prove abbiamo20% di ritentato con permeazionicorrispondenti a circa 25 l/mqh.
Le analisi dei due lotti ottenuti sono
Con Con Con
enzima T1
Con
enzima Y2
°Bx 29,0 31,0
Ac. (% ACA) 0,94 1,01
Polpa (370 xg/10 min) 1
Torbidezza (T% 640 nm) 0,10 0,14
Pectina WS (mg/Kg) 31.200 28.800
sviluppo precompetitivo
abbiamo ottenuto l’80% di permeato e ilpermeazioni medie di circa 6.000 l/h
.
sono le seguenti:
Con Miscela
Comeriferimento, siconsideri che unnormale estratto
Con
enzima Y2
Miscela
31,0 30,0
1,01 0,97
1 1
0,14 0,12
28.800 30.000
normale estrattoda scorza ha unatorbidezzavariabile tra 5 e10 unità ditrasmittanza e uncontenuto dipectina di circa i3/5.
svilu
pp
o p
reco
mp
eti
tivo
Base ConcentrataBase Concentrata
svilu
pp
o p
reco
mp
eti
tivo
Diluizioni a differenti
percentuali di succo
Diluizioni a differenti
percentuali di succo
Cinzia Alimentari
Progetto Progetto
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�i
c�� i patr�ci�i� di�
Us� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iUs� s�ste�ibie dei s�tt�pr�d�tti pr�ve�ie�ti daa av�ra�i��e i�dustriae degi agru�iProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo EconomicoProgetto finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico
Seminario divulgativoSeminario divulgativo
Catania, 11 Aprile 2017
Fibra Solubile di Arancia / Fibra Solubile di Arancia / Fibra di Arancia Essiccata / Basi per Bevande ad Alto Contenuto PecticoFibra di Arancia Essiccata / Basi per Bevande ad Alto Contenuto PecticoRosario Timpone
Citrech S�c
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Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente – Di3A
Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali – SAF
Dipartimento di Agraria
Progetto Progetto
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