Wieloskalowa analiza wpływu parametrów technologicznych procesu ekstrakcji z zastosowaniem naturalnych mieszanin głęboko eutektycznych na właściwości pektyn z wytłoków owocowych

Widok

Metadane zasobu

Tytuł	Wieloskalowa analiza wpływu parametrów technologicznych procesu ekstrakcji z zastosowaniem naturalnych mieszanin głęboko eutektycznych na właściwości pektyn z wytłoków owocowych
Osoby	Autorzy: Ewa Górska Partner: Politechnika Wrocławska
Opis	Streszczenie rozprawy doktorskiej w języku polskim pt.: „Wieloskalowa analiza wpływu parametrów technologicznych procesu ekstrakcji z zastosowaniem naturalnych mieszanin głęboko eutektycznych na właściwości pektyn z wytłoków owocowych”. Rosnące znaczenie zrównoważonych technologii sprzyja poszukiwaniu efektywnych metod odzysku składników z biomasy odpadowej. Wytłoki owocowe stanowią źródło pektyn o szerokim potencjale aplikacyjnym, których właściwości determinowane są strukturą chemiczną. Konwencjonalna ekstrakcja kwasowa wykazuje istotne ograniczenia środowiskowe i technologiczne. Alternatywę stanowią naturalne mieszaniny głęboko eutektyczne (NADES). Celem pracy była optymalizacja procesu ekstrakcji pektyn z wytłoków owocowych (czarna porzeczka jako surowiec modelowy, malina, truskawka, rokitnik) z wykorzystaniem NADES oraz ocena wpływu parametrów procesowych na właściwości otrzymanych produktów. Badania wstępne umożliwiły wybór chlorku choliny (ChCl) i kwasu cytrynowego (CA) jako najkorzystniejszego układu NADES. Optymalizację przeprowadzono z wykorzystaniem metodologii planowania eksperymentu (DoE) oraz analizy powierzchni odpowiedzi (RSM), przy uwzględnieniu składu NADES (ChCl, CA) oraz czasu ekstrakcji jako zmiennych niezależnych. Analiza statystyczna (ANOVA) umożliwiła wyznaczenie parametrów optymalnych, które następnie zastosowano do pozostałych badanych surowców. Otrzymane produkty oczyszczono metodą chromatografii jonowymiennej (IEC), a dominujące frakcje pektynowe scharakteryzowano technikami spektrofotometrycznymi (UV–Vis) chromatograficznymi (LH-20, HPLC-SEC, GC-MS), spektroskopowymi (FT-IR, ¹H NMR, ¹H–¹³C HSQC NMR) oraz mikroskopowymi (SEM). Frakcje pektynowe wykazywały wysokim udział kwasu galakturonowego (GalA), obecność domen HG i RG-I, niskometoksylowy charakter oraz zdolność do tworzenia kompleksów polifenolowo-polisacharydowych. W warunkach optymalnych (ChCl/CA 1,5:2; 4 h) uzyskano dla wytłoków czarnej porzeczki wydajność 4,29% (w/w) i ok. 55% GalA, dla wytłoków z maliny i rokitnika odpowiednio 5,62% i 7,75% oraz 64,08% i 77,75% GalA, natomiast dla wytłoków truskawki (ChCl/CA 2:1,5; 4 h) - 4,33% i 54,52% GalA. Oczyszczanie metodą IEC zwiększało udział GalA. Uzyskane wyniki potwierdzają, że NADES stanowią efektywną i środowiskowo przyjazną alternatywę dla konwencjonalnych metod ekstrakcji pektyn, umożliwiając kontrolę właściwości strukturalnych produktów poprzez odpowiedni dobór parametrów procesowych. Słowa kluczowe: pektyny, polisacharydy, ekstrakcja, naturalne mieszaniny głęboko eutektyczne, NADES, optymalizacja (Polski) Opis w innym języku: Abstract of the doctoral thesis titled: „Multiscale analysis of the influence of technological parameters of the natural deep eutectic solvents extraction process on the properties of the fruit pomace pectin”. The increasing importance of technologies aligned with the principles of sustainable development supports the exploration of efficient methods for recovering valuable compounds from waste biomass. Fruit pomace is recognized as a good source of pectins with a wide range of applications. The functional properties are determined by their chemical structure. Conventional acid-based extraction methods are associated with significant environmental and technological limitations. An alternative approach involves Natural Deep Eutectic Solvents (NADES). The main objective was to optimize the pectin extraction process from fruit pomace (blackcurrant as a model raw material, raspberry, strawberry and sea buckthorn) using NADES, and to evaluate the impact of technological parameters on the properties of the obtained products. Preliminary extractions enabled the selection of choline chloride (ChCl) and citric acid (CA) mixture as the most advantageous. Process parameters were optimized using Design of Experiments (DoE) and Response Surface Methodology (RSM), with NADES composition (ChCl, CA) and extraction time as independent variables. Statistical analysis (ANOVA) enabled the identification of optimal parameters, which were subsequently applied to the remaining fruit pomaces. The products obtained under optimal conditions were purified by ion-exchange chromatography (IEC), and the dominant pectin fractions were characterized using spectrophotometric (UV–Vis), chromatographic (LH-20, HPLC-SEC, GC-MS), spectroscopic (FT-IR, ¹H NMR, ¹H–¹³C HSQC NMR), and microscopic (SEM) techniques. Pectin fractions were characterized by a high content of GalA, the presence of predominant HG and RG-I domains, a low degree of esterification, and the ability to form polyphenol-polysaccharide conjugates. Under optimal conditions (ChCl/CA 1.5/2; 4 h), blackcurrant pomace yielded 4.29% (w/w) and approximately 55% GalA, raspberry and sea buckthorn pomace yielded 5.62% and 7.75%, and 64.08% and 77.75% GalA, respectively. Strawberry pomace yielded 4.33% and 54.52% GalA (ChCl/CA 2/1.5; 4 h). Purification by IEC was associated with an increase in GalA content. The obtained results confirm that NADES provide an effective and environmentally friendly alternative to conventional pectin extraction methods, enabling control of the structural properties of products through the appropriate selection of process parameters. Key words: pectins, polysaccharides, extraction, natural deep eutectic solvents, NADES, optimization (Angielski) Uwagi: Rozprawa doktorska powstała w ramach realizacji projektu badawczego pt. „Wieloskalowa analiza wpływu parametrów technologicznych procesu ekstrakcji z zastosowaniem naturalnych mieszanin głęboko eutektycznych na właściwości pektyn z wytłoków owocowych”, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w konkursie PRELUDIUM BIS 2 (nr rejestracyjny projektu: 2020/39/O/ST8/03514).
Słowa kluczowe	"optimize"@en, "raspberry"@en, "blackcurrant"@en, "extraction"@en, "sec"@en, "identification"@en, "strawberry"@en, "sem"@en, "purification"@en, "optimization"@en, "Pectins"@en, "Polysaccharides"@en, "doe"@en, "pektyny"@pl, "optymalizacja"@pl, "rokitnik"@pl, "polisacharydy"@pl, "truskawka"@pl, "ekstrakcja"@pl, "malina"@pl, "sec"@pl, "właściwości"@pl
Klasyfikacja	Typ zasobu: praca dyplomowa Dyscyplina naukowa: Dziedzina nauk inżynieryjno-technicznych / inżynieria chemiczna (2018) Grupa docelowa: administracja publiczna, naukowcy Szkodliwe treści: Nie
Charakterystyka	Miejsce powstania: Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny Czas powstania: 2026 Liczba stron: 183 Promotor: Izabela Pawlaczyk-Graja Język zasobu: Polski
Licencja	CC BY 4.0
Informacje techniczne	Deponujący: Izabela Pawlaczyk-Graja Data udostępnienia: 29-10-2026
Kolekcje	Kolekcja Politechniki Wrocławskiej

Cytowanie

Skopiowano

Ewa Górska. Wieloskalowa analiza wpływu parametrów technologicznych procesu ekstrakcji z zastosowaniem naturalnych mieszanin głęboko eutektycznych na właściwości pektyn z wytłoków owocowych. [praca dyplomowa] Dostępny w Atlasie Zasobów Otwartej Nauki, . Licencja: CC BY 4.0, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode.pl. Data dostępu: DD.MM.RRRR.

Podobne zasoby

Optymalizacja czasowo-przestrzennych struktur sieci informacyjnych (PD-1971-03)

Leon Słomiński, praca dyplomowa, Instytut Badań Systemowych PAN w Warszawie, Dziedzina nauk inżynieryjno-technicznych / informatyka techniczna i telekomunikacja (2018)

Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu nr 589. Rolnictwo CIII

czasopismo, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, dziedzina nauk rolniczych (2011)

Optymalizacja procesu wytwarzania elementu konstrukcji siłownika hydraulicznego

Kamil Waszczuk, streszczenie, Politechnika Wrocławska, Dziedzina nauk inżynieryjno-technicznych / inżynieria mechaniczna (2018)

Algorytm dla zadania najtańszej drogi ograniczeń (PN-1980-10)

Wiktor Olinger, artykuł, rozdział, Instytut Badań Systemowych PAN w Warszawie, Dziedzina nauk inżynieryjno-technicznych / informatyka techniczna i telekomunikacja (2018)

Problemy modelowania oczyszczalni ścieków * 13. Optymalizacja systemu zaopatrzenia osiedli w wodę (RB-1997-21-13)

Jan Studziński, artykuł, rozdział, Instytut Badań Systemowych PAN w Warszawie, dziedzina nauk technicznych / inżynieria środowiska (2011)

Analiza metod probabilistycznych optymalizacji dyskretnej

Krzysztof Szkatuła, praca dyplomowa, Instytut Badań Systemowych PAN w Warszawie, dziedzina nauk technicznych / automatyka i robotyka (2011)

Zobacz więcej