Ekstraktion af protein fra andemad

Andemad (Lemna minor) er en hurtigtvoksende vandplante, der er rig på proteiner og andre næringsstoffer. Ultralydsekstraktion anvendes som en yderst effektiv og pålidelig procesteknologi til at frigøre proteiner, lipider og plantenæringsstoffer fra andemad. Sonikering muliggør enkel og hurtig behandling af andemad til produkter af fødevarekvalitet.

Andemad til ernæringsformål

Andemad (slægten Lemna), en blomstrende vandplante, er de mindste kendte blomstrende planter. Andemad, der også er kendt som Wolffia, vandlinser eller vandlinser, vokser i ferskvandsmiljøer og findes over hele verden. Inden for andemadsslægterne kendes forskellige arter såsom Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella og Wolffia. Da Lemna-planten vokser hurtigt og kan fordoble sin størrelse dagligt, har andemad vakt interesse hos forskere og fødevareingeniører, der arbejder med ernæring, fødevaresikkerhed og funktionelle fødevarer. I dele af Sydøstasien har andemad længe været kendt for sin næringsstoftæthed og går under tilnavnet “grøntsagskødbolle” på grund af sit høje proteinindhold (mere end 45% af tørmassen). Andemad har en komplet proteinprofil (ligesom hønseæg) med alle ni essentielle og seks betinget essentielle aminosyrer.

Lipider og proteiner fra andemad

Andemad indeholder 20–35% protein, 4–7% fedt og 4–10% stivelse på tørvægtsbasis. Interessant nok ligger aminosyrefordelingen i andemad tæt på WHO’s anbefalinger med f.eks. 4,8% lysin, 2,7% methionin og cystein samt 7,7% phenylalanin og tyrosin. Indholdet af flerumættede fedtsyrer var mellem 48 og 71%, og det høje indhold af n3-fedtsyrer resulterede i et gunstigt n6/n3-forhold på 0,5 eller derunder.” (Appenroth et al. 2017)

SEM-billeder af andemadsprøver: Den øverste række viser de intakte celler i kontrolprøver af andemad
Den nederste række viser andemadsprøver, der er ekstraheret ved hjælp af ultralydsapparatet UP400ST. Cellerne viser tydelig mekanisk nedbrydning som følge af sonikering.
Undersøgelse og billeder: ©2023 Inguanez et. al.

Ultralydsekstraktion af andemad

Ultralydsekstraktion anvendes til at ekstrahere forbindelser fra andemad, især proteiner og lipider til fødevareprodukter. Lemna-proteinmel og Lemna-lipider frigøres og isoleres effektivt fra vandplanten andemad.

Hvordan anvendes sonikering til ekstraktion af andemad?

Efter høst af Lemna fjernes overskydende vand (f.eks. ved centrifugering). Til ultralydsekstraktion foretrækkes en biomasserig suspension (dvs. med en høj koncentration af Lemna), da den gør ultralydsprocessen mere effektiv. Andemadssuspensionen kan bestå af andemad og vand eller et andet opløsningsmiddel efter eget valg. Denne suspension føres derefter ind i en ultralydsreaktor, hvor akustisk kavitation nedbryder cellematricen og frigør de intracellulære forbindelser til det vand- eller opløsningsmiddelbaserede ekstraktionsmedium.

Vælg dit ekstraktionsmiddel

Ultralydsekstraktion er kompatibel med (næsten) enhver type opløsningsmiddel. I forskningssammenhænge er forbindelser fra andemad blevet ekstraheret ved hjælp af opløsningsmidler såsom det polære opløsningsmiddel ethanol samt forskellige ikke-polære opløsningsmiddelblandinger, herunder methanol-ethanol, chloroform-ethanol, hexan-ethanol, diethylether-ethanol og petroleumsether-ethanol i forskellige volumenforhold.
Det rette opløsningsmiddel i kombination med ultralydsbehandling intensiverer frigørelsen af plantenæringsstoffer fra andemadsbiomasse. Ultralydsbehandling homogeniserer og nedbryder plantecellestrukturerne, hvilket resulterer i celleopbrydning og disintegration. Ultralydsekstraktion anvendes i vid udstrækning til fremstilling af plante-, svampe- og algeekstrakter.

Mekanismen bag ultralydsekstraktion

Effektultralyd, der kobles ind i væsker eller suspensioner, medfører energiintensive effekter såsom akustisk kavitation, forskydning og vibration. Disse effekter af effektultralyd anvendes med succes til at disintegrere og ødelægge cellulære strukturer. Desuden bryder sonikering molekylære bindinger i lipider, proteiner og kulhydrater, så de ønskede makronæringsstoffer og fytokemiske stoffer frigøres fra cellernes indre i planteråmaterialet, f.eks. andemad. Derved intensiverer og forkorter ultralydsbehandling ekstraktionen betydeligt.

Ultralydsekstraktorer til proteiner og lipider fra andemad

Højtydende ultralydsekstraktionssystemer fra Hielscher Ultrasonics anvendes over hele verden til forskning og udvikling samt produktion i lille og mellemstor skala og fuld kommerciel produktion. Højtydende ultralydsekstraktorer intensiverer ekstraktionsprocessen og øger udbyttet og den samlede effektivitet ved fremstilling af ekstrakter af høj kvalitet. Hielscher Ultrasonics tilbyder ekstraktionsudstyr til enhver volumen / proceskapacitet. Med mere end 25 års erfaring inden for planteekstraktion er Hielscher Ultrasonics din pålidelige partner inden for højtydende ultralydsekstraktion!