Extrakce proteinů z okřehku

Okřehek menší (Lemna minor) je rychle rostoucí vodní rostlina bohatá na proteiny a další nutričně hodnotné látky. Ultrazvuková extrakce se používá jako vysoce účinná a spolehlivá technologie zpracování k uvolňování proteinů, lipidů a fytonutrientů z okřehku. Sonikace umožňuje jednoduché a rychlé zpracování okřehku pro produkty potravinářské kvality.

Okřehek pro nutriční účely

Okřehek (rod Lemna), kvetoucí vodní rostlina, je nejmenší známou kvetoucí rostlinou. Okřehek, známý také jako Wolffia nebo vodní čočka (angl. water lentils či water lenses), roste ve sladkovodním prostředí a vyskytuje se po celém světě. V rámci rodů okřehku jsou známy různé druhy, jako Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella a Wolffia. Protože rostlina Lemna má schopnost rychlého růstu a dokáže denně zdvojnásobit svou velikost, okřehek vzbudil zájem vědců a potravinářských inženýrů působících v oblasti výživy, potravinového zabezpečení a funkčních potravin. V některých částech jihovýchodní Asie je okřehek odedávna známý svou vysokou hustotou živin a pro svůj vysoký obsah proteinů (více než 45% sušiny) se mu přezdívá „zeleninová masová kulička“. Okřehek nabízí kompletní proteinový profil (podobně jako slepičí vejce) a obsahuje všech devět esenciálních a šest podmíněně esenciálních aminokyselin.

Lipidy a proteiny z okřehku

Okřehek obsahuje 20–35% proteinů, 4–7% tuku a 4–10% škrobu v sušině. Zajímavé je, že distribuce aminokyselin v okřehku se blíží doporučením WHO, přičemž obsahuje např. 4,8% lysinu, 2,7% methioninu a cysteinu a 7,7% fenylalaninu a tyrosinu. Obsah polynenasycených mastných kyselin se pohyboval mezi 48 a 71% a vysoký obsah n3 mastných kyselin vedl k příznivému poměru n6/n3 0,5 nebo nižšímu.“ (Appenroth et al. 2017)

SEM snímky vzorků okřehku: Horní řada zobrazuje neporušené buňky kontrolních vzorků okřehku
Dolní řada zobrazuje vzorky okřehku extrahované pomocí sonikátoru UP400ST. Buňky vykazují zřetelné mechanické narušení v důsledku sonikace.
Studie a snímky: ©2023 Inguanez et. al.

Ultrazvuková extrakce okřehku

Ultrazvuková extrakce se používá k extrakci látek z okřehku, zejména proteinů a lipidů jako potravinových produktů. Proteinová moučka z Lemna a lipidy z Lemna se účinně uvolňují a izolují z vodní rostliny okřehku.

Jak se sonikace používá při extrakci okřehku?

Po sklizni rostlin Lemna se odstraní přebytečná voda (např. odstředěním). Pro ultrazvukovou extrakci je vhodnější suspenze bohatá na biomasu (tj. s vysokou hustotou Lemna), protože zvyšuje účinnost ultrazvukového procesu. Suspenze okřehku se může skládat z okřehku a vody nebo jiného zvoleného rozpouštědla. Tato suspenze se poté přivádí do ultrazvukového reaktoru, kde akustická kavitace rozruší buněčnou matrici a uvolní intracelulární látky do extrakčního média na bázi vody nebo rozpouštědla.

Zvolte si extrakční rozpouštědlo

Ultrazvuková extrakce je kompatibilní s (téměř) jakýmkoli druhem rozpouštědla. Ve výzkumu byly látky z okřehku extrahovány pomocí rozpouštědel, jako je polární rozpouštědlo ethanol, i různých nepolárních směsí rozpouštědel včetně methanol-ethanol, chloroform-ethanol, hexan-ethanol, diethylether-ethanol a petrolether-ethanol v různých objemových poměrech.
Správné rozpouštědlo v kombinaci se sonikací zintenzivňuje uvolňování fytonutrientů z biomasy okřehku. Sonikace homogenizuje a narušuje struktury rostlinných buněk, což vede k dezintegraci buněk a jejich rozpadu. Ultrazvuková extrakce se široce používá při výrobě extraktů z rostlin, hub a řas.

Mechanismus ultrazvukové extrakce

Výkonový ultrazvuk přenesený do kapalin nebo suspenzí vyvolává energeticky intenzivní účinky, jako je akustická kavitace, smyk a vibrace. Tyto účinky výkonového ultrazvuku se úspěšně využívají k dezintegraci a destrukci buněčných struktur. Sonikace navíc rozrušuje molekulární vazby lipidů, proteinů a sacharidů, takže se cílové makroživiny a fytochemikálie uvolňují z vnitřku buněk rostlinné suroviny, např. okřehku. Sonikace tak extrakci výrazně zintenzivňuje a zkracuje.

Ultrazvukové extraktory pro proteiny a lipidy z okřehku

Vysoce výkonné ultrazvukové extrakční systémy od Hielscher Ultrasonics se po celém světě používají ve výzkumu a vývoji i v malém, středním a plně komerčním výrobním měřítku. Vysoce výkonné ultrazvukové extraktory zintenzivňují proces extrakce a zvyšují výtěžek i celkovou účinnost výroby vysoce kvalitních extraktů. Hielscher Ultrasonics nabízí extrakční zařízení pro jakýkoli objem / procesní kapacitu. Díky více než 25 letům zkušeností s extrakcí rostlinných materiálů je Hielscher Ultrasonics vaším spolehlivým partnerem pro vysoce výkonnou ultrazvukovou extrakci!