Duckweedi valgu ekstraheerimine

Duckweed (Lemna minor) on kiiresti kasvav veetaim, mis sisaldab palju valke ja muid toitaineühendeid. Ultraheli ekstraheerimist kasutatakse väga tõhusa ja usaldusväärse töötlemistehnoloogiana, et vabastada valke, lipiide ja füto-toitaineid duckweedist. Sonikatsioon võimaldab toidukvaliteediga toodete puhul lihtsat ja kiiret ravi.

Duckweed toitumisalastel eesmärkidel

Duckweed (perekond Lemna), õitsev veetaim, on väikseim teadaolev õistaim. Tuntud ka kui Wolffia, vee läätsed või veeläätsed, kasvab duckweed mageveekeskkonnas ja seda võib leida kogu maailmas. Duckweedi perekondades on teada erinevaid liike, nagu Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella ja Wolffia. Kuna Lemna tehasel on kiire kasvuvõime, mis suudab igapäevaselt kahekordistuda, on duckweed pälvinud huvi toitumise, toiduga kindlustatuse ja funktsionaalsete toitude valdkonnas töötavate teadlaste ja toiduinseneride poolt. Kagu-Aasia osades on duckweed juba pikka aega tuntud oma toitainetiheduse poolest ja on tuntud hüüdnime all “taimne lihapall” tänu oma kõrgele valgusisaldusele (üle 45% kuivmassist). Duckweed pakub täielikku valguprofiili (näiteks kanamunad), mis sisaldab kõiki üheksat olulist ja kuut tingimuslikku aminohapet.

Duckweedi lipiidid ja valgud

Duckweed sisaldab 20–35% valku, 4–7% rasva ja 4–10% tärklist kuivmassi kohta. Huvitav on see, et aminohapete jaotus duckweedis on lähedane WHO soovitustele, millel on näiteks 4,8% lüsiini, 2,7% metioniini ja tsüsteiini ning 7,7% fenüülalaniini ja türosiini. Polüküllastumata rasvhapete sisaldus oli vahemikus 48–71% ja kõrge n3 rasvhapete sisaldus andis soodsa n6/n3 suhte 0,5 või vähem." (Appenroth et al. 2017)

SEM-pildid pardilindude proovidest: ülemine rida näitab pardilindude kontrollproovide terveid rakke
Alumises reas on sonikaatori UP400ST abil ekstraheeritud duckweedi proovid. Rakkudel on ultrahelitöötluse tõttu selge mehaaniline jaotus.
Uuring ja pildid: ©2023 Inguanez et. Al.

Duckweedi ultraheli ekstraheerimine

Ultraheli ekstraheerimist kasutatakse duckweed ühendite, eriti valkude ja lipiidide ekstraheerimiseks toiduainetena. Lemna valgujahu ja Lemna lipiidid vabastatakse tõhusalt ja eraldatakse vee-pardipoegade taimest.

Kuidas ultrahelitöötlust rakendatakse duckweedi ekstraheerimiseks?

Pärast lemle kogumist eemaldatakse liigne vesi (nt tsentrifuugimise teel). Ultraheli ekstraheerimiseks on eelistatud biomassirikas (st Lemna-tihe) läga, kuna see muudab ultraheli protsessi tõhusamaks. Duckweedi läga võib koosneda duckweedist ja veest või mõnest muust valitud lahustist. See läga juhitakse ultraheli reaktorisse, kus akustiline kavitatsioon purustab rakumaatriksi ja vabastab rakusisesed ühendid vee- või lahustipõhisesse ekstraheerimiskeskkonda.

Valige oma ekstrahent

Ultraheli ekstraheerimine sobib kokku (peaaegu) mis tahes lahustiga. Teadustöös on pardilindude ühendeid ekstraheeritud, kasutades selliseid lahusteid nagu polaarne lahusti etanool, samuti mitmesuguseid mittepolaarseid lahustisegusid, sealhulgas metanool-etanool, kloroform-etanool, heksaan-etanool, dietüüleeter-etanool, nafta eeter-etanool erineva mahusuhtega.
Õige lahusti koos ultraheliga intensiivistab duckweedi biomassi füto-toitainete vabanemist. Ultraheli homogeniseerib ja häirib taimerakkude struktuure, mille tulemuseks on rakkude katkemine ja lagunemine. Ultraheli ekstraheerimist kasutatakse laialdaselt botaaniliste, seente ja vetikate ekstraktide tootmiseks.

Ultraheli ekstraheerimise mehhanism

Võimsus ultraheli, mis on ühendatud vedelike või lägadega, põhjustab energiamahukaid efekte, nagu akustiline kavitatsioon, nihe ja vibratsioon. Neid võimsuse ultraheli mõjusid rakendatakse edukalt rakustruktuuride lagunemiseks ja hävitamiseks. Lisaks katkestab ultrahelitöötlus lipiidide, valkude ja süsivesikute molekulaarsed sidemed nii, et sihitud makro-toitained ja fütokemikaalid vabanevad botaanilise tooraine raku sisemusest, nt duckweed. Seega intensiivistab ja lühendab ultraheli ekstraheerimist märkimisväärselt.

Ultraheli ekstraktorid duckweed valkude ja lipiidide jaoks

Suure jõudlusega ultraheli ekstraheerimissüsteeme Hielscher Ultrasonicsist kasutatakse kogu maailmas R-is&D, väikesed, keskmise suurusega ja täielikult kaubanduslikud tootmistasemed. Suure jõudlusega ultraheli ekstraktorid intensiivistavad ekstraheerimisprotsessi ja suurendavad saagikust ja kvaliteetse ekstrakti tootmise üldist efektiivsust. Hielscher Ultrasonics pakub ekstraheerimisseadmeid mis tahes mahu / protsessi võimsuse jaoks. Võttes kogemusi botaanilise ekstraheerimise alal rohkem kui 25 aastat, on Hielscher Ultrasonics teie usaldusväärne partner suure jõudlusega ultraheli ekstraheerimiseks!