Sådan udvindes inulin

Inulin er en type kulhydrat kendt som en fruktan, der findes naturligt i mange planter. Det kan udvindes fra forskellige kilder, oftest cikorierod. Inulin er blevet populært i de senere år på grund af dets potentielle sundhedsmæssige fordele og anvendelser som en præbiotisk fiber. Denne artikel vil forklare, hvordan man udvinder inulin fra cikorierod og andre kilder, hvordan man inkorporerer det i din kost, ekstraktionsprocessen, og hvordan inulinpulver fremstilles kommercielt.

Hvad er inulin?

Inulin er en opløselig kostfiber og fructan, der består af fructosemolekyler, der er kædet sammen med et glukosemolekyle i enden. Kædelængden af ​​inulin kan variere, med molekyler indeholdende mellem 2 og 60 fruktoseenheder. Inulin betragtes som et præbiotikum, da det giver næring til gavnlige bakterier i tarmene. Det er også klassificeret som et ikke-fordøjeligt oligosaccharid, da det menneskelige fordøjelsessystem ikke helt kan nedbryde det.

Inulin forekommer naturligt i over 36,000 planter, herunder cikorie, jordskokker, hvidløg, løg, bananer og asparges. Det udvindes kommercielt oftest fra cikorierødder, hvor det udgør 40-70% af kulhydraterne. Inulin fra cikorierod indeholder længere kædelængder med over 20 fruktoseenheder, mens inulin fra andre kilder er kortere.

Hvordan ekstraherer man inulin fra cikorierod?

Cikorierod inuin er en af ​​de bedste naturlige kilder til inulin, der findes, hvorfor den primært bruges til kommerciel inulinekstraktion. Sammenlignet med andre planter indeholder cikorierødder meget høje mængder inulin i niveauer på 15-20 % af rodens samlede tørvægt. De længere kædede inuliner, der findes i cikorie, har fremragende præbiotisk aktivitet og teknologiske fordele.

Cikorie er også hurtigt voksende, billigt og nemt at dyrke. Roden er tørke- og kuldebestandig. Cikorie indeholder lave niveauer af lignin og pektin, hvilket gør inulinekstraktion mere effektiv sammenlignet med andre kilder. Af disse grunde er cikorierod den foretrukne industrielle kilde til udvinding af naturligt inulin.

Cikorierod kan udvindes ved hjælp af varmt vand for at fjerne inulin, olier og andre komponenter fra plantematerialet. Her er to almindelige ekstraktionsmetoder:

Varmtvandsudvinding

1. Hak eller mal tørrede cikorierødder i små stykker.

2. Tilføj cikorie og varmt vand til ekstraktionstanken i forholdet 1:10. Vand skal være 70-90°C.

3. Rør eller omrør blandingen i 1-2 timer, mens det varme vand diffunderer ind i rodstykkerne og opløser indholdet.

4. Hæld vandet fra, som nu indeholder inulin, olier og andre ekstrakter.

5. Filtrer ekstrakterne gennem en netsigte for at fjerne partikler.

Modstrømsudvinding

1. Fyld en høj perkolationssøjle med friske cikorierodstykker.

2. Pump varmt vand (70-80°C) ind i toppen og lad det langsomt filtrere ned gennem søjlen.

3. Recirkuler den ekstraherede væske fra bunden og tilbage til toppen for kontinuerlig diffusion.

4. Koncentratet vil opbygge inulin og olier fra det friske rodmateriale.

5. Dræn den koncentrerede flydende ekstrakt af, når den er helt gennemsyret.

Ekstraktionsudbyttet kan forbedres ved at udføre flere runder med varmtvandsudvinding eller bruge et modstrøms-perkolationssystem. Dette fjerner mere af det tilgængelige inulin og plantekemikalier fra cikorieroden.

I industriel skala, bulk inulin udvindes fra cikorierødder mest effektivt gennem varmtvandsdiffusion og perkolering. Den grundlæggende industrielle udvindingsproces er:

1. Cikorierødder renses, skæres i skiver og rives for at åbne cellestrukturen.

2. Derefter spredes cikorierodsstykkerne med varmt vand opvarmet til 70-90°C i en stor ekstraktionstank. Det varme vand opløses og trækker inulinen ud af plantecellerne.

3. Efter 1-2 timer fjernes de brugte rødder og friske rødder tilsættes for at gentage diffusionsprocessen op til 3 gange.

4. Det inulinrige vand passerer gennem en perkolationskolonne fyldt med frisk cikorie til modstrømsekstraktion.

5. Den ekstraherede inulinvæske filtreres derefter, koncentreres gennem fordampning og udfældes med ethanol for at isolere rent inulinpulver.

Denne varmtvandsdiffusions- og perkolationsmetode ekstraherer effektivt over 95 % af det tilgængelige inulin fra cikorierødder. Den producerer inulin med høj renhed, samtidig med at den undgår nedbrydning fra overskydende varme.

Sundhedsmæssige fordele ved inulin

• Prebiotiske virkninger - Inulin fodrer gavnlige bifidobakterier i tyktarmen, hvilket forbedrer mave-tarmsundheden.

• Kalciumabsorption - Forskning peger på, at inulin forbedrer optagelsen af ​​calcium og magnesium i kroppen.

• Hjælp til vægttab - Ved at forbedre tarmbakterier kan inulin hjælpe med at reducere vægtøgning og fedtophobning.

• Regulering af blodsukker - Inulin har vist potentiale til at reducere stigninger i blodsukker og insulinniveauer efter at have spist.

• Hjertesundhed - Opløselige fibre som inulin kan reducere LDL-kolesterolniveauet og sænke risikoen for hjertesygdomme.

• Forebyggelse af kræft - Inulin kan hæmme vækst af tyktarmskræftceller ved at forbedre forsvaret mod kræftfremkaldende stoffer.

• Bone sundhed - Den øgede calciumabsorption, som inulin giver, kan hjælpe med at styrke knoglerne og forhindre osteoporose.

Hvordan får du inulin i din kost?

Der er to hovedmåder at tilføje inulin til din kost - gennem fødekilder eller som en supplere. Gode ​​fødekilder til inulin omfatter:

• Cikorierod - kan bages, steges, koges eller gennemblødes til te.

• Jordskok – spis knolde rå eller kogte som kartofler.

• Løg - høje niveauer i hvide og gule løg.

• Hvidløg – indeholder beskedne mængder inulin.

• Asparges - betydelig inulin i unge skud og stængler.

• Bananer - umodne bananer har resistent stivelse, der fungerer som inulin.

• Hvede - små mængder findes i fuldkorn.

Mange virksomheder sælger også inulin som et supplement, normalt i pulverform. Inulinpulver kan simpelthen tilsættes til fødevarer, drikkevarer, smoothies eller bagværk. Start med 1-2 teskefulde dagligt og øg gradvist op til 5-10 gram pr. dag.

Hvordan udvinder man inulin derhjemme?

Det er muligt at udvinde råolie bulk inulinpulver hjemme fra cikorierødder eller andre kilder. Her er en simpel proces:

1. Få friske cikorierødder eller andet plantemateriale med højt inulinindhold.

2. Vask, skræl og hak rødderne i små stykker.

3. Tilsæt de hakkede rødder til en gryde med vand ved at bruge 3-4 kopper vand pr. 1 kop hakkede rødder.

4. Bring rødderne og vandet i kog, reducer derefter varmen og lad det simre i 15-20 minutter.

5. Si plantematerialet ud, og behold væsken, som nu indeholder ekstraheret inulin.

6. Lad væsken køle helt af, så inulinen falder ud.

7. Hæld det resterende vand fra og saml den rå inulinpasta fra bunden.

8. Tør inulinpastaen yderligere til et pulver ved hjælp af lav varme i ovnen eller solen.

Dette vil producere et råekstrakt indeholdende 50-70% inulin. For højere renhed er professionel ekstraktion nødvendig. Hjemmeekstraheret inulin kan tilsættes til fødevarer eller tages som et supplement.

                                                                                                     billede fra www.researchgate.net

Kommerciel inulinekstraktionsproces

Inulin udvindes fra cikorierødder i industriel skala gennem en flertrinsproces optimeret til effektivitet og høj renhed. Her er de grundlæggende trin:

Vask og diffusion

Cikorierødder renses, skæres mekanisk i skiver og vaskes derefter med varmt vand ved 70-80°C for at fjerne sukker og urenheder. Rødderne gennemgår en diffusionsproces med varmt vand, der cirkulerer over dem for at opløse og udvinde inulinpulver.

Raffinering og filtrering

Den ekstraherede inulinvæske behandles med proteiner, der udfælder urenheder. Det gennemgår derefter trykfiltrering for at fjerne resterende partikler og koncentreres.

Nedbør og tørring

Ethanol tilsættes til den filtrerede inulinvæske for at udfælde ren inulin. Bundfaldet centrifugeres, vaskes og tørres.

Slibning og sigtning

Det tørrede inulinpulver males mekanisk og sigtes for at opnå en ensartet fin partikelstørrelse. Det er testet for at sikre, at inulinindholdet overstiger 90 % renhed.

Blegning (valgfrit)

Til kosmetiske anvendelser bleges inulinpulveret med hydrogenperoxid for at fjerne enhver farve. Ubleget naturligt inulin bruges til fødevarer.

Fremstilling af inulinekstrakter og pulvere

Der er et par teknikker, der bruges i industrien til at forarbejde ekstraheret inulin til pulvere, sirupper og andre produkter:

• Spraytørring - Ekstrakter sprøjtes og tørres til et fint hygroskopisk pulver.

• Rulletørring - Inulinvæske tørres til flager på opvarmede ruller og males derefter.

• Bæltetørring - Inulinpasta spredt på et transportbånd tørres ved hjælp af infrarød varme.

• Frys tørring - Inulin fryses og placeres i et vakuumkammer for at fjerne fugt ved sublimering.

• Vakuumtørring - Våd inulin tørres ved at påføre varme og vakuumtryk til lavere kogepunkt.

• Præbiotiske sirupper - Inulinvæsker koncentreres til tykke sirupper til brug i fødevarer.

Tørremetoden påvirker pulveregenskaber som opløselighed, fugtindhold og partikelstørrelse. Frysetørring giver det letteste og blødeste inulinpulver.

Hvordan tager man inulintilskud?

Når du tager inulinpulver som et supplement er det vigtigt at følge doseringsvejledningen:

• Start med en lille dosis på 1-2 gram om dagen og øg gradvist over 2-3 uger. Dette gør det muligt for fordøjelsessystemet at tilpasse sig.

• Den optimale dosis for de fleste voksne er 5-10 gram inulin om dagen. Højere doser op til 20 gram bruges nogle gange på kort sigt.

• Tag doser på 2-5 gram. Større enkeltdoser kan forårsage tarmgas og oppustethed.

• Drik rigeligt med vand og hold dig godt hydreret, når du øger fiberindtaget fra inulin.

• Tag inulin kosttilskud med probiotika for at maksimere præbiotiske fordele.

• Brug inulin dagligt i mindst 1-2 måneder for at realisere den fulde indvirkning på fordøjelsessundheden.

• Inulin kan tages når som helst, men anbefales ofte før måltider eller sengetid.

Start langsomt, når du tilføjer inulintilskud og spred indtaget ud over dagen. Reducer dosis, hvis der opstår overdreven gas eller oppustethed. Dem med fordøjelsesproblemer bør konsultere deres læge, før de bruger inulin.

Hvad er den bedste måde at udvinde inulin på?

For maksimal inulinekstraktion fra cikorierødder er det ideelt at bruge varmt vand mellem 70-90°C. Temperaturer over 100°C bør undgås, da dette kan nedbryde inulin. En diffusionsproces tillader kontinuerlig cirkulation af opvarmet vand for at opløse inulin fra cellestrukturen.

Et højt forhold mellem vand og rod maksimerer ekstraktion, men for meget vand gør koncentration vanskelig. Et forhold på 2 liter vand pr. 1 kg cikorierod er almindeligt anvendt.

Den optimale ekstraktionstid er 1-2 timer, da inulinopløseligheden når ligevægt. Forlængelse af diffusion i mere end 2 timer øger ikke udbyttet.

Flertrinsekstraktion, hvor ferskvand bruges til en anden diffusion, kan forbedre den samlede inulingenvinding. Dette ekstraherer inulin, der ikke er solubiliseret i det første trin.

Forsuring af vandet til pH 3-4 forbedrer ekstraktionen en smule sammenlignet med neutralt vand. Syrer hjælper med at nedbryde plantematerialet for at frigive mere inulin.

Renheden af ​​ekstraheret inulin afhænger af effektiv filtrering, udfældning med ethanol og centrifugering for at fjerne urenheder som sukker og proteiner.

Hvordan fremstilles inulinpulver?

Kommerciel produktion af inulinpulver fra cikorierødder involverer at udvinde rå inulinvæske og derefter tørre det til et fint pulver. Her er de vigtigste trin:

• Ekstraktion - Inulin ekstraheres fra skivede cikorierødder ved varmtvandsdiffusion, hvorefter væsken filtreres og koncentreres.

• Udfældning - Ethanol blandes med den flydende ekstrakt for at udfælde renset inulin som et fast stof.

• Centrifugering - Inulinpræcipitatet isoleres ved at dreje i en centrifuge og kassere væsken.

• Tørring - Inulinpastaen tørres til et groft pulver ved hjælp af spray-, fryse-, vakuum- eller infrarøde tørremetoder.

• Formaling - Det tørrede inulin går gennem hammermøller for at male det til et fint ensartet pulver.

• Sigtning - Vibrerende skærme sigter det fræsede inulinpulver for at opnå den ønskede fine partikelstørrelse.

• Emballage - Det færdige inulinpulver pakkes i tromler eller poser til distribution.

En lignende proces bruges til at fremstille inulinsirupper, geler og andre produkter ved at ændre udfældnings- og tørringstrinene. Inulinpulver med høj renhed udvundet af cikorie skal have mindst 90 % inulinindhold.

Konklusion

Sammenfattende er cikorierod den primære kilde til udvinding af naturligt inulin på grund af dets høje koncentrationer og fremragende opløselighed. Inulin kan ekstraheres fra cikorie ved hjælp af varmtvandsdiffusion og perkolering for at maksimere udbyttet. Processen involverer diffusering af skårne rødder med varmt vand ved 70-90°C, derefter filtrering, udfældning og tørring af ekstraktet til et fint inulinpulver. Det ekstraherede inulin har mange anvendelser som præbiotisk supplement og funktionelt fibertilsætningsstof. Med stigende interesse for tarmsundhed kan inulin fra cikorie og andre kilder være en fordelagtig tilføjelse til din kost.

Hos Lushi Sciground Biotechnology Co., Ltd., er vi dedikerede til udvinding af høj kvalitet engros inulin og andre planteekstrakter. Beliggende i Lushi amt, Samenxia by, Henan-provinsen, er vi en professionel producent og eksportør af planteekstrakter og helsekostråvarer. Vores fabrik dækker et areal på 50 mu med et årligt udbytte på mere end 5013 tons. Vores hovedprodukter omfatter shiitake-svampeekstraktserier, Pueraria lobata-ekstraktserier, planteproteinserier og andre planteekstrakter, helsekostråvarer og farmaceutiske mellemprodukter. Vi leverer også OEM-tilpasningstjenester for at imødekomme vores kunders specifikke krav.

For forespørgsler eller mere information om vores produkter og tjenester, er du velkommen til at kontakte os på info@scigroundbio.com. Vi ser frem til at høre fra dig og betjene dine behov for inulinekstraktion.

Referencer:

[1] N. Scott, F. Chen, JM Gladden, MM Günay, Ö. Yildiz, DM Robles, HC Hazen, HC Burnett, LMI Koh, AL Blankenship, MP Haigh, Energy Environ. Sci. 14, 282 (2021).

[2] Y. Zheng, L. Li, H. Cui, J. Clean. Prod. 102, 185 (2015).

[3] SM Baroutian, MJ Abedi, AS Samanidou, Food Res. Int. 120, 1 (2019).

[4] MI Queiroz, DC Soares, FMF Fonseca, Carbohyd. Polym. 212, 308 (2019).

[5] R. Franck, E. Deroanne, F. Paquot, M. Degand, Food Hydrocolloids 28, 224 (2012).

[6] AN Carlson, WM Bledsoe, FJ Contescu, J. Li, J. Clean. Prod. 257, 120405 (2020).

[7] SM Barclay, A. Ginic-Markovic, PD Cooper, N. Petrovsky, Carbohyd. Res. 374, 64 (2013).

OM FORFATTER

Celine Xu er en botaniker med over 15 års erfaring med forskning og udvikling af planteekstrakter til ernæringsmæssige og farmaceutiske anvendelser. Hun leder et R&D-team med fokus på identifikation, dyrkning og udvinding af lægeplanter. Celine Xu fik en ph.d. i plantebiologi fra UC Berkeley og har forfattet adskillige artikler i peer-reviewede tidsskrifter om sundhedsmæssige fordele ved specifikke fytokemikalier. Hun taler ofte på industrikonferencer om nye udviklinger inden for planteekstraktforskning. Celine Xu er dedikeret til at fremme den videnskabelige forståelse af, hvordan målrettede planteforbindelser kan bruges til at forbedre menneskers sundhed.