Methods for obtaining pectin microgel and evaluating its sorption capacity by copper(II)
Open Access
- 5 December 2023
- journal article
- Published by N.N. Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences in Химическая безопасность / Chemical Safety Science
- Vol. 7 (2) , 74–86
Abstract
Разработана технология получения пектина, включающая стадии экстрагирования пектинсодержащего (яблочного) сырья смесью кислот, фильтрации и выделения пектина из водно-изопропиловой смеси. Установлено, что высушенный пектин имеет массовую долю влаги 4,7 %. С помощью метода ИК-спектроскопии подтверждено наличие метоксилированных карбоксильных групп. Показано, что водный раствор пектина в смеси с сахарозой и лимонной кислотой образует устойчивую гелеобразную систему, а также установлена степень этерификации – 71%, соответствующая высокоэтерифицированному пектину. Раствор микрогеля (6%-ый) эффективно сорбирует ионы Cu2+ в первые секунды после смешения, через 40 мин концентрация Cu2+ в растворе уменьшается в ~3,3 раза. Анализ размеров частиц микрогеля показал образование частиц со средним диаметром около 70 нм, в то время как после сорбции Cu2+ эта величина возросла до 3350 нм. Величина ζ-потенциала изменялась с -20 до +1,56 мВ после сорбции Cu2+. A technology for the production of pectin has been developed, including the stages of extraction of pectin-containing (apple) raw materials with a mixture of acids, filtration and isolation of pectin from an aqueous-isopropyl mixture. It was found that dried pectin has a mass fraction of 4.7% moisture. the presence of methoxylated carboxyl groups was confirmed by IR spectroscopy. An aqueous solution of pectin mixed with sucrose and citric acid forms a stable gel-like system, and the degree of esterification was established – 71%, corresponding to highly esterified pectin. A 6% microgel solution effectively sorbs Cu2+ in the first seconds after mixing, after 40 min the concentration of Cu2+ in the solution decreases ~3.3 times. Microgel particle size analysis showed the formation of particles with an average diameter of about 70 nm, while after Cu2+ sorption this value increased to 3350 nm. The value of the zeta potential changed from -20 to +1.56 mV after Cu2+ sorption.Keywords
This publication has 10 references indexed in Scilit:
- A Novel Biosorbent From Hardwood Cellulose Nanofibrils Grafted With Poly(m-Aminobenzene Sulfonate) for Adsorption of Cr(VI)Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2021
- Starch, cellulose, pectin, gum, alginate, chitin and chitosan derived (nano)materials for sustainable water treatment: A reviewCarbohydrate Polymers, 2020
- Application of polysaccharide-based hydrogels for water treatments2020
- Effect of combination of pectin substances on viscosity of their aqueous solutionsProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 2019
- Cellulose based grafted biosorbents - Journey from lignocellulose biomass to toxic metal ions sorption applications - A reviewJournal of Molecular Liquids, 2017
- Eco-Friendly Extraction of Pectin and Essential Oils from Orange and Lemon PeelsACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2016
- Microgels and Their Synthesis: An Introduction2011
- Pectin‐Derived Porous MaterialsChemistry – A European Journal, 2010
- Soft Nanotechnology with Soft NanoparticlesAngewandte Chemie International Edition, 2005
- Polysaccharides and food processingCarbohydrate Research, 1985