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Procédé d'extraction de peotine par hydrolyse sous pression, à l'acide minéral, de parties végétales contenant de -------------------------------------------------------------- la protopeotine.
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Il est connu qu'une faible partie seulement de la peotine qui se trouve sous forme de substance constituant la oaroasse, les éléments raidisseurs et le ciment de membranes cellulaires, prinoipalement dans les raoines et les fruits pulpeux, ainsi que dans des parties vertes de feuilles et de tiges, est solu- ble dans l'eau froide à chaude et cette fraction de la peotine est appelée "pectine libre"; la partie principale de la pec- tine, appelée aussi protopeotine ou pectose, n'entre progres- sivement en solution aqueuse qu'après un temps assez long, par ébullition continue dans de l'eau.
La désagrégation de la protopeotine en fractions de peotine soluble, s'opère plus rapidement et, quantitativement, de façon un peu plus complète, si elle s'opère sous pression; de plus, en ce qui concerne la quantité ainsi que le degré de désagrégation, celle-ci est sensiblement plus complote, lorsqu'elle est pro- voquée par des solutions d'alcalis, d'acides ou de sels, sur- tout d'oxalates et de sulfites.
Sous l'action d'alcalis, on obtient une décomposition poussée, jusqu'à formation d'un acide poétique alcalin qui ne possède plus de propriétés
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gélifiantes; d'autre part, l'hydrolyse à l'eau chaude, réali- sée sous pression, ne provoque essentiellement qu'une acoélé- ration, donc un plus grand ménagement lors de la désagrégation de la protopeotine; il en résulte que, dans la pratique on n'utilise pour ainsi dire qu'exolusivement des procédés d'ex- traction au moyen de solutions acides, d'une acidité plus ou moins élevée, à des températures supérieures à l'ambiance pou- vant aller jusqu'à la température d'ébullition, la durée d'ac- tion des moyens chimiques, de l'acide et de la chaleur étant variable.
Comparativement à l'hydrolyse à l'eau chaude, qui, d'après l'expérience acquise à ce jour, permet d'obtenir les substances poétiques les moins désagrégées et donc les meil- leures, ces procédés garantissent, avec ou sans emploi de la pression, une augmentation sensible du rendement en substances peotiques solubilisées, et, en plus, des avantages éoonomiques dus à la faible détérioration par dépolymérisation et sépara- tion de groupes méthoxyles.
Pour extraire la peotine, on a aussi déjà proposé de chauf- fer, de façon répétée, dans un autoclave, sous une pression d'environ 1 atmosphère, les pelures ainsi que les résidus de pressage de toutes espèces d'aurantias cultivés (après trai- tement préalable par lavage, comme généralement réalisé), l'opération se faisant dans un poids d'eau double du poids de ces matières, après avoir dissous dans cette eau 250 li- tres de dioxyde de carbone par tonne (brevet italien 320.494).
Il n'est de même plus nouveau de traiter, en vue de l'extrac- tion de la peotine, des hachures désucrées de betteraves à des températures inférieures à 100 . sous applioation simulta- née d'une pression, par des solutions d'acide vinique ou de bisulfite de calcium (brevet français n 803.845).
En dehors du fait que les deux procédés se rapportent uniquement à des matières premières bien définies, ils ne parviennent pas à réaliser des effets d'extraction partiou-
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liers. En fait, l'acide carbonique, dont l'acidité, en solu- tion aqueuse est, comme on sait, insuffisante pour modifier le méthylorange, constitue un acide trop faible, et par l'em- ploi d'acide vinique dont l'acidité est également loin de va- loir oelle des acides minéraux, on ne parvient à assurer, sous une température restant en-dessous de 1000 et même par l'appli- oation d'une pression, aucun avantage par rapport à la simple hydrolyse sous pression, à l'eau chaude, réalisée à des tempé- ratures plus élevées.
Par contre nous avons trouvé que l'on obtient des résul- tats particulièrement favorables si l'on utilise de façon com- binée les moyens hydrolysants connus pour l'extraction de la protopeotine insoluble, à savoir : la chaleur, la pression et l'acide minéral. On obtient alors en très peu de temps, donc aussi aveo une faible dépense de chaleur, des produits d'ex- traotion qui sont plus riches en matières peotiques à haut pouvoir gélifiant que ceux fabriqués par les procédés d'extrac- tion actuellement connus.
En ce qui concerne l'extraction sous pression, il y a lieu de noter que celle-ci iput s'opérer aussi bien sous une pres- sion de vapeur que sous une pression d'air; dans le premier cas, la température (mesurée à l'extérieur de l'autoclave) peut être portée à un maximum de 120 , ce qui correspond à une pression d'environ 1500 mm de colonne de mercure, alors que pour l'extraction sous pression d'air, l'air comprimé se trou- ve introduit dans l'autoclave, puis on chauffe à environ 1000 la matière soumise à l'extraction.
Pratiquement le procédé nouveau se réalise comme il est indiqué dans les exemples d'application ci-dessous.
Exemple 1 :On met tremper 100 gr. de marc sec de pommes, pour effectuer, à la manière habituelle, le lavage dans dix fois son poids d'eau, à la température ambiante. Après une heure, on enlève le liquide de lavage, et le marc lavé est
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additionné d'eau contenant du SO2 jusqu'à atteindre le poids de 1100 g. La teneur en SO2 du liquide hydrolysant doit être de 0,5%. Le récipient contenant la matière préparée pour l'extraction, est placé dans un autoclave qui est chauffé, avec soupape d'échappement ouverte, jusqu'à ce que de la vapeur en sorte.
On ferme alors et la matière soumise à l'extraction su- bit pendant 30 minutes une faible pression de vapeur qui est réglée de façon à maintenir la température (mesurée à l'exté- rieur de l'autoclave) entre 100 et 105 . Après l'hydrolyse sous pression, réalisée de cette manière pendant une demi- heure, on retire l'extrait d'hydrolyse I par filtration et pres- sage, et on poursuit la fabrication à la manière connue, pour obtenir l'extrait de pectine, respectivement la pectine sèche.
Le résidu restant sur la toile de filtrage et qui retient, comme on sait, environ 40 à 60% de l'aoide minéral primitive- ment introduit, suivant le pouvoir absorbant de la matière première, est encore une fois additionné d'eau jusqu'à ce que le poids atteigne 1100 g. et soumis pendant une demi-heure à une seconde extraction sous pression de vapeur, à des tempé- ratures comprises entre 100 et 105 .
Enfin on retire des résidus de l'extrait d'hydrolyse II qui ne retiennent plus qu'une faible quantité d'acide, à la façon exposée plus haut et également au moyen d'eau pure, un dernier extrait que l'on désigne par extrait d'hydrolyse III.
On peut poursuivre le traitement sur les extraits d'hy- drolyse I à III, soit séparément, soit en mélange à la manière oonnue et comme cela se fait d'habitude. En suivant le prooé- dé exposé ci-dessus, on obtient :
Extrait d'hydrolyse i : 640 cm3 contenant 2,96% de substance sèche, soit un extrait représentant 18,94% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières poétiques précipita- bles par l'alcool : 67,5o%
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Poids moléculaire moyen des matières peotiques précipitées par l'alcool : 90860 Teneur en méthoxyle des matières peotiques précipitées par l'alcool : 9,88% Consistance d'une gelée ayant bouilli aveo une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélange avec 60 g. de sucre et 1,5 cm3 d'acide lactique à 20% jusqu'à. donner un poids de 100 g. d'après Mors : 1315 g.
Extrait d'hydrolyse II : 860 cm3 contenant 1,48% de substance sèche, soit un extrait représentant 18,73% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières peotiques précipita- bles par l'alcool : 69,57% Poids moléoulaire moyen des matières peotiques précipitées par l'alcool : 79630 Teneur en méthoxyle des matières pectiques précipitées par l'alcool : 6,99% Consistance d'une gelée ayant bouilli aveo une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan- ge avec 60 g de sucre et 1,5 cm3 d'aoide lactique à 20%, jusqu'à donner un poids de 100 g d'après Mors : 1450.g.
Extrait d'hydrolyse III : 860 cm3 contenant 0,73% de substance sèche, soit un extrait représentant 6,28% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières poétiques précipita- bles par l'alcool : 47,91% Poids moléculaire moyen des matières pectiques précipitées par l'aloool : 69080 Teneur en méthoxyle des matières peotiques précipitées par l'alcool : 5,94% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan- ge aveo 60 g de sucre et 1,5 cm3 d'acide laotique à 20%,
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jusqu'à donner un poids de 100 g d'après Lüers : 590 g.
Exemple 2 : On opère comme pour l'exemple 1, sauf qu'au liquide mis en oeuvre pour l'extrait I d'hydrolyse sous pres- sion de vapeur, on ajoute de l'acide phosphorique au lieu d'a- oide sulfureux; on en détermine la quantité de façon que la teneur en aoide phosphorique de la matière préparée pour la première extraction soit de 0,25 à 0,3%. Pour le reste on pro- cède exactement comme pour l'exemple 1. De cette façon on obtient :
Extrait d'hydrolyse I : 600 cm3 contenant 2,14% de substance sèche, soit un extrait représentant 12,84% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières peotiques précipita- bles par l'alcool : 64,43% Poids moléoulaire moyen des matières pectiques précipitées par l'alcool 98720.
Teneur en méthoxyle des matières pectiques précipitées par l'alcool : 7,49% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 3 g de substance sèche, en mélan- ge avec 60 g de sucre et 1,5 cm3 d'acide lactique à 20%, jus- qu'à donner un poids de 100 g d'après Lüers : 1550 g.
Extrait d'hydrolyse II : 640 cm3 contenant 1,65% de substance sèche, soit un extrait représentant la,56$ des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières pectiques précipita- bles par l'alcool : 67,93% Poids moléoulaire moyen des matières pectiques précipitées par l'alcool : 101700 Teneur en méthoxyle des matières peotiques précipitées par l'aloool : 7,24% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan-
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ge avec 60 gr de sucre et 1,5 cm3 diacide lactique à 20%, jusqu'à donner un poids de 100 g. d'après Lüers : 1480 g.
Extrait d'hydrolyse III : 790 cm3 contenant 0,96% de substance sèche, soit un extrait représentant 7,58% desmatières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières pectiques précipita- bles par l'alcool : 82,29% Poids moléculaire moyen des matières poétiques précipitées par l'alcool : 92640.
Teneur en mêthoxyle des matières poétiques précipitées par l'alcool : 6,81% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan- ge avec 60 g de sucre et 1,5 cm3 d'acide lactique à 20%, jus- qu'à donner un poids de 100 g d'après Lüers : 1285 g.
Les mêmes matières premières traitées d'après les métho- des connues et en usage, donnent des résultats beaucoup moins avantageux.
Ainsi, par exemple, par une extraction pendant trois fois une demi-heure, sous pression de vapeur, sana aucune addition de matières favorisant la décomposition pour la pre- mière extraction, on obtient :
EMI7.1
Extrait à'hYàroiYse 1 : 660 cm3 contenant 1,74% de substance sèche, soit un extrait représentant 11,48% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières poétiques précipite- bles par l'alcool : 66,99% Poids moléculaire moyen des matières poétiques précipitées par l'alcool : 99960 Teneur en méthoxyle des matières poétiques précipitées par l'alcool : 11,55% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan-
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ge aveo 60 g de sucre et 1,5 cm3 d'acide laotique à 20% jusqu' à donner un poids de 100 g. d'après Lüers : 1720 g.
Extrait d'hydrolyse II : 650 cm3 contenant 1,20% de substance sèche, soit un extrait représentant 7,80% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières pectiques précipita- bles par l'alcool : 76,15% Poids moléculaire moyen des matières peotiques précipitées par l'alcool : 86280 Teneur en méthoxyle des matières poétiques précipitées par l'aloool : 9,92% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan- ge aveo 60 g de sucre et 1,5 cm3 d'acide lactique à 20%, jus- qu'à donner un poids de 100 g. d'après Lüers: 1720 g.
EMI8.1
Extrait d'hYdrolyse IIT : 650 cm3 contenant 0,60% de substance sèche, soit un extrait représentant 5,90% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières pectiques préoipita- bles par l'alcool : 75,20% Poids moléoulaire moyen des matières pectiques précipitées par l'aloool : 75400 Teneur en méthoxyle des matières peotiques précipitées par l'alcool : 7,22% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan- ge avec 60 g de sucre et 1,5 cm3 d'acide laotique à 20%, jus- qu'à donner un poids de 100 g d'après Lüers : 1100 g.
En effectuant des extractions répétées de plusieurs heu- res au moyen d'une solution d'acide minéral (acide sulfureux dans solution aqueuse à 0,5% pour l'extrait d'hydrolyse I), sans l'emploi de pression, on n'obtient pas non plus les ré-
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sultats avantageux du procédé conforme à l'invention, car la première.méthode permet d'obtenir :
Extrait d'hydrolyse I : 630 cm3 oontenant 2,29% de substance sèche, soit un extrait représentant 14,43% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières pectiques préoipita- bles par l'alcool : 30,64% Poids moléculaire moyen des matières pectiques précipitées par l'alcool : 107800.
Teneur en méthoxyle des matières peotiques précipitées par l'alcool : 6,84% Consistanoe d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan- ge avec 60 g de sucre et 1,5 cm3 diacide lactique à 20%, jus- qu'à donner un poids de 100 g d'après Lüers : 1667 g.
Extrait d'hydrolyse II : 680 cm3 contenant 1,25% de substance sèche, soit un extrait représentant 8,50% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières peotiques préoipita- bles par l'alcool : 29,43% Poids moléculaire moyen des matières peotiques précipitées par l'alcool : 98400.
Teneur en méthoxyle des matières peotiquea précipitées par l'alcool 5,17% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse qontenant 2 g de substance sèche, en mélan- ge avec 60 g. de sucre et 1,5 cm3 d'acide lactique à 20%, jusqu'à donner un poids de 100 g, d'après LUers : 980 g.
Extrait d'hydrolyse III 680 cm3 contenant 0,37% de substance sèche, soit un extrait représentant 2,52% des matières premières mises en oeuvre.
Teneur de la substance sèche en matières poétiques préoipi- tables par l'alcool : 43,24%
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Poids moléoulaire moyen des matières pectiques précipitées par l'alcool : 52490 Teneur en méthoxyle des matières pectiques précipitées par l'alcool : 3,02% Consistance d'une gelée ayant bouilli avec une quantité d'ex- trait d'hydrolyse contenant 2 g de substance sèche, en mélan- ge avec 60 g de sucre et 1,5 cm3 d'acide lactique à 20%, jus- qu'à donner un poids de 100 g. d'après Lüers : 250 g.