Extracción de proteínas de lenteja de agua

La lenteja de agua (Lemna minor) es una planta acuática de crecimiento rápido rica en proteínas y otros compuestos nutritivos. La extracción por ultrasonidos se utiliza como tecnología de procesamiento altamente eficaz y fiable para liberar proteínas, lípidos y fito-nutrientes de la lenteja de agua. La sonicación permite un tratamiento sencillo y rápido de la lenteja de agua para obtener productos de calidad alimentaria.

La lenteja de agua con fines nutricionales

La lenteja de agua es una fuente de lípidos nutritivos y proteínas, que pueden extraerse eficazmente mediante ultrasonidos.La lenteja de agua (género Lemna), una planta acuática con flores, es la planta con flores más pequeña que se conoce. También conocida como Wolffia, lenteja de agua o lenteja de agua, la lenteja de agua crece en entornos de agua dulce y se puede encontrar en todo el mundo. En los géneros de lentejas de agua se conocen varias especies, como Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella y Wolffia. Dado que la planta Lemna tiene una rápida capacidad de crecimiento, capaz de duplicar su tamaño a diario, la lenteja de agua ha despertado el interés de científicos e ingenieros alimentarios que trabajan en el campo de la nutrición, la seguridad alimentaria y los alimentos funcionales. En algunas partes del sudeste asiático, la lenteja de agua es conocida desde hace mucho tiempo por su densidad de nutrientes y se conoce con el sobrenombre de “albóndiga vegetal” por su alto contenido en proteínas (más del 45% de la masa seca). La lenteja de agua ofrece el perfil proteico completo (como los huevos de gallina), ya que contiene los nueve aminoácidos esenciales y los seis condicionales.

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La extracción por ultrasonidos es un método de procesamiento fiable y eficaz para la extracción de proteínas, lípidos y fito-nutrientes de la lenteja de agua (género Lemna).

extractor ultrasónico UIP4000hdT para la extracción continua de proteínas, lípidos y fito-nutrientes de productos botánicos como la lenteja de agua.

Lípidos y proteínas de la lenteja de agua

La lenteja de agua contiene un 20-35% de proteínas, un 4-7% de grasas y un 4-10% de almidón por peso seco. Curiosamente, la distribución de aminoácidos en la lenteja de agua se aproxima a las recomendaciones de la OMS, ya que contiene, por ejemplo, un 4,8% de lisina, un 2,7% de metionina y cisteína, y un 7,7% de fenilalanina y tirosina. El contenido de ácidos grasos poliinsaturados se situaba entre el 48 y el 71% y el alto contenido de ácidos grasos n3 daba lugar a una relación n6/n3 favorable de 0,5 o menos". (Appenroth et al. 2017)

El estudio de Inguanez et. al. (2023) demuestra claramente que la ultrasonicación con el UP400St al 80% de amplitud provoca la disrupción celular y facilita la extracción de compuestos bioactivos de la lenteja de agua (Lemna minor).

Imágenes SEM de muestras de lenteja de agua: La fila superior muestra las células intactas de las muestras de control de lenteja de agua
La fila inferior muestra muestras de lenteja de agua extraídas con el sonicador UP400ST. Las células muestran una clara ruptura mecánica debida a la sonicación.
Estudio e imágenes: ©2023 Inguanez et. al.

Extracción ultrasónica de lenteja de agua

La extracción por ultrasonidos se utiliza para extraer compuestos de la lenteja de agua, especialmente proteínas y lípidos como productos alimentarios. La harina proteica de Lemna y los lípidos de Lemna se liberan y aíslan eficazmente de la planta acuática de lenteja de agua.

¿Cómo se aplica la sonicación a la extracción de lenteja de agua?

Tras cosechar la Lemna, se elimina el exceso de agua (por ejemplo, mediante centrifugación). Para la extracción por ultrasonidos, es preferible un purín rico en biomasa (es decir, denso en Lemna), ya que hace que el proceso ultrasónico sea más eficiente. La pasta de lenteja de agua puede consistir en lenteja de agua y agua u otro disolvente de elección. Este lodo se introduce en un reactor ultrasónico, donde la cavitación acústica rompe la matriz celular y libera los compuestos intracelulares en el medio de extracción a base de agua o disolvente.

La extracción por ultrasonidos destaca por

  • elevada eficiencia
  • alto rendimiento
  • Condiciones leves, no térmicas
  • Tratamiento rápido
  • Calidad superior del extracto
  • seguridad
  • Fácil manejo
Extracción por ultrasonidos de proteínas, lípidos y fito-nutrientes de la lenteja de agua.

Extractores por ultrasonidos UIP2000hdT

Elija su disolvente de extracción

La extracción ultrasónica es compatible con (casi) cualquier tipo de disolvente. En el marco de la investigación, se han extraído compuestos de lenteja de agua utilizando disolventes como el etanol, disolvente polar, así como diversas mezclas de disolventes no polares, como metanol-etanol, cloroformo-etanol, hexano-etanol, éter dietílico-etanol, éter de petróleo-etanol, en diferentes proporciones de volumen.
El disolvente adecuado en combinación con la ultrasonicación intensifica la liberación de fito-nutrientes de la biomasa de lenteja de agua. La ultrasonicación homogeneiza y altera las estructuras celulares de la planta, lo que provoca la disgregación y desintegración celular. La extracción por ultrasonidos se utiliza ampliamente para la producción de extractos botánicos, de hongos y de algas.

Mecanismo de extracción por ultrasonidos

Los ultrasonidos de potencia acoplados a líquidos o lodos producen efectos de gran intensidad energética, como cavitación acústica, cizallamiento y vibración. Estos efectos de los ultrasonidos de potencia se aplican con éxito para desintegrar y destruir estructuras celulares. Además, la sonicación rompe los enlaces moleculares de lípidos, proteínas y carbohidratos, de modo que los macronutrientes y fitoquímicos seleccionados se liberan del interior celular de la materia prima botánica, por ejemplo, la lenteja de agua. De este modo, la ultrasonicación intensifica y acorta considerablemente la extracción.

Extractores ultrasónicos de proteínas y lípidos de lenteja de agua

Los sistemas de extracción por ultrasonidos de alto rendimiento de Hielscher Ultrasonics se utilizan en todo el mundo en R&D, niveles de producción pequeños, medianos y totalmente comerciales. Los extractores ultrasónicos de alto rendimiento intensifican el proceso de extracción y aumentan el rendimiento y la eficiencia general de la producción de extractos de alta calidad. Hielscher Ultrasonics ofrece equipos de extracción para cualquier volumen / capacidad de proceso. Con más de 25 años de experiencia en la extracción botánica, Hielscher Ultrasonics es su socio de confianza para la extracción ultrasónica de alto rendimiento.

 

El Sonicator UP200Ht se utiliza para extraer proteínas y lípidos de la lenteja de agua

La sonicación favorece la extracción de proteínas y lípidos de la lenteja de agua

Sonicators de alto rendimiento y última generación para la extracción de lenteja de agua

Las funciones inteligentes de los ultrasonidos Hielscher están diseñadas para garantizar un funcionamiento fiable, resultados reproducibles y facilidad de uso. Se puede acceder fácilmente a los ajustes operativos y marcarlos mediante un menú intuitivo, al que se puede acceder a través de una pantalla táctil digital en color y un mando a distancia con navegador. Así, todas las condiciones de procesamiento, como la energía neta, la energía total, la amplitud, el tiempo, la presión y la temperatura, se registran automáticamente en una tarjeta SD integrada. Esto le permite revisar y comparar procesos de sonicación anteriores y optimizar el proceso de extracción de lenteja de agua para obtener la máxima eficacia.
Los sistemas de ultrasonidos Hielscher se utilizan en todo el mundo para la fabricación de extractos botánicos de alta calidad. Los ultrasonidos industriales de Hielscher pueden trabajar fácilmente con amplitudes elevadas en funcionamiento continuo (24/7/365). Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente generadas de forma continua con sonotrodos estándar (sondas ultrasónicas / cuernos). Para amplitudes aún mayores, se dispone de sonotrodos ultrasónicos personalizados. Debido a su robustez y bajo mantenimiento, nuestros sistemas de extracción por ultrasonidos se instalan habitualmente en aplicaciones de trabajo pesado y en entornos exigentes.
 
Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre la extracción ultrasónica de lenteja de agua, nuestros sistemas de extracción ultrasónica y precios. Nuestro experimentado personal estará encantado de hablar con usted sobre su aplicación y sus requisitos de procesamiento.
 
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Literatura / Referencias


Ultrasonidos de alto rendimiento La gama de productos de Hielscher cubre todo el espectro, desde el ultrasonicador compacto de laboratorio, pasando por las unidades de sobremesa, hasta los sistemas de ultrasonidos totalmente industriales.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.


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