استخراج پروتئین عدسک آبی
عدسک آبی (Lemna minor) گیاهی آبزی با رشد سریع و سرشار از پروتئین‌ها و سایر ترکیبات مغذی است. استخراج فراصوتی به‌عنوان فناوری فرآوری بسیار کارآمد و قابل‌اعتماد برای آزادسازی پروتئین‌ها، لیپیدها و مواد مغذی گیاهی از عدسک آبی به کار می‌رود. فراصوت‌دهی، فرآوری ساده و سریع عدسک آبی را برای تولید محصولات با درجهٔ خوراکی امکان‌پذیر می‌کند.
عدسک آبی برای کاربردهای تغذیه‌ای
عدسک آبی (جنس Lemna)، گیاهی آبزی و گل‌دار، کوچک‌ترین گیاه گل‌دار شناخته‌شده است. این گیاه که با نام‌های Wolffia، عدس آبی یا عدسی آبی نیز شناخته می‌شود، در محیط‌های آب شیرین رشد می‌کند و در سراسر جهان یافت می‌شود. در میان جنس‌های عدسک آبی، گونه‌های مختلفی مانند Spirodela، Landoltia، Lemna، Wolffiella و Wolffia شناخته شده‌اند. از آنجا که گیاه Lemna ظرفیت رشد سریعی دارد و می‌تواند هر روز اندازهٔ خود را دو برابر کند، توجه دانشمندان و مهندسان صنایع غذایی فعال در حوزهٔ تغذیه، امنیت غذایی و غذاهای فراسودمند را به خود جلب کرده است. در بخش‌هایی از جنوب شرق آسیا، عدسک آبی از دیرباز به‌دلیل تراکم مواد مغذی‌اش شناخته شده است و به‌دلیل محتوای پروتئین بالای خود (بیش از 45% جرم خشک)، لقب «کوفتهٔ گیاهی» گرفته است. عدسک آبی دارای نمایهٔ پروتئینی کامل (مانند تخم‌مرغ) است و هر نه اسید آمینهٔ ضروری و شش اسید آمینهٔ ضروریِ مشروط را در بر دارد.
دستگاه استخراج فراصوتی UIP4000hdT برای استخراج پیوستهٔ پروتئین‌ها، لیپیدها و مواد مغذی گیاهی از مواد گیاهی مانند عدسک آبی.
لیپیدها و پروتئین‌های حاصل از عدسک آبی
عدسک آبی بر مبنای وزن خشک حاوی 20–35% پروتئین، 4–7% چربی و 4–10% نشاسته است. جالب آنکه توزیع اسیدهای آمینه در عدسک آبی به توصیه‌های WHO نزدیک است؛ برای مثال، دارای 4٫8% لیزین، 2٫7% متیونین و سیستئین، و 7٫7% فنیل‌آلانین و تیروزین است. محتوای اسیدهای چرب چندغیراشباع بین 48 و 71% بود و محتوای بالای اسیدهای چرب n3 موجب نسبت مطلوب n6/n3 برابر با 0٫5 یا کمتر شد.» (Appenroth et al. 2017)
تصاویر SEM از نمونه‌های عدسک آبی: ردیف بالا سلول‌های سالم نمونه‌های شاهد عدسک آبی را نشان می‌دهد
ردیف پایین نمونه‌های عدسک آبی را نشان می‌دهد که با استفاده از سونیکاتور UP400ST استخراج شده‌اند. سلول‌ها تخریب مکانیکی آشکاری را در اثر فراصوت‌دهی نشان می‌دهند.
مطالعه و تصاویر: ©2023 Inguanez et. al.
استخراج فراصوتی عدسک آبی
استخراج فراصوتی برای استخراج ترکیبات عدسک آبی، به‌ویژه پروتئین‌ها و لیپیدها، به‌عنوان محصولات غذایی به کار می‌رود. آرد پروتئینی Lemna و لیپیدهای Lemna به‌طور کارآمد از گیاه آبزی عدسک آبی آزاد و جداسازی می‌شوند.
فراصوت‌دهی چگونه برای استخراج عدسک آبی به کار می‌رود؟
پس از برداشت Lemna، آب اضافی حذف می‌شود (برای مثال، با سانتریفیوژ). برای استخراج فراصوتی، دوغابی غنی از زیست‌توده (یعنی با غلظت بالای Lemna) ترجیح داده می‌شود، زیرا فرآیند فراصوتی را کارآمدتر می‌کند. دوغاب عدسک آبی می‌تواند از عدسک آبی و آب یا حلال دیگری به انتخاب شما تشکیل شود. سپس این دوغاب به راکتور فراصوتی تغذیه می‌شود؛ در آنجا کاویتاسیون آکوستیکی ماتریس سلولی را متلاشی می‌کند و ترکیبات درون‌سلولی را در محیط استخراج بر پایهٔ آب یا حلال آزاد می‌سازد.
- کارایی بالا
- بازده استخراج بالا
- شرایط ملایم و غیرحرارتی
- فرآوری سریع
- کیفیت برتر عصاره
- ایمنی
- کاربری آسان
دستگاه‌های استخراج فراصوتی UIP2000hdT
حلال استخراج خود را انتخاب کنید
استخراج فراصوتی با (تقریباً) هر نوع حلالی سازگار است. در محیط‌های پژوهشی، ترکیبات عدسک آبی با استفاده از حلال‌هایی مانند حلال قطبی اتانول و نیز مخلوط‌های مختلف حلال غیرقطبی، شامل متانول–اتانول، کلروفرم–اتانول، هگزان–اتانول، دی‌اتیل اتر–اتانول و پترولیوم اتر–اتانول با نسبت‌های حجمی متفاوت استخراج شده‌اند.
حلال مناسب در ترکیب با فراصوت‌دهی، آزادسازی مواد مغذی گیاهی از زیست‌تودهٔ عدسک آبی را تشدید می‌کند. فراصوت‌دهی ساختارهای سلولی گیاه را همگن و تخریب می‌کند و به تخریب و متلاشی‌شدن سلول‌ها می‌انجامد. استخراج فراصوتی به‌طور گسترده برای تولید عصاره‌های گیاهی، قارچی و جلبکی به کار می‌رود.
سازوکار استخراج فراصوتی
انتقال انرژی فراصوت پرتوان به مایعات یا دوغاب‌ها، اثرات پرانرژی مانند کاویتاسیون آکوستیکی، برش و ارتعاش ایجاد می‌کند. این اثرات فراصوت پرتوان با موفقیت برای متلاشی‌کردن و تخریب ساختارهای سلولی به کار می‌روند. افزون بر این، فراصوت‌دهی پیوندهای مولکولی لیپیدها، پروتئین‌ها و کربوهیدرات‌ها را می‌شکند تا درشت‌مغذی‌ها و مواد شیمیایی گیاهی موردنظر از درون سلول‌های مادهٔ خام گیاهی، مانند عدسک آبی، آزاد شوند. به این ترتیب، فراصوت‌دهی استخراج را به‌طور چشمگیری تشدید و زمان آن را کوتاه می‌کند.
دستگاه‌های استخراج فراصوتی برای پروتئین‌ها و لیپیدهای عدسک آبی
سامانه‌های استخراج فراصوتی با عملکرد بالای Hielscher Ultrasonics در سراسر جهان در سطوح تحقیق و توسعه و تولید در مقیاس‌های کوچک، متوسط و کاملاً تجاری به کار می‌روند. دستگاه‌های استخراج فراصوتی با عملکرد بالا، فرآیند استخراج را تشدید می‌کنند و بازده و کارایی کلی تولید عصاره‌های باکیفیت را افزایش می‌دهند. Hielscher Ultrasonics تجهیزات استخراج را برای هر حجم / ظرفیت فرآیند عرضه می‌کند. Hielscher Ultrasonics با بیش از 25 سال تجربه در استخراج مواد گیاهی، شریک قابل‌اعتماد شما برای استخراج فراصوتی با عملکرد بالا است!
فراصوت‌دهی استخراج پروتئین‌ها و لیپیدها از عدسک آبی را بهبود می‌بخشد
سونیکاتورهای پیشرفته با عملکرد بالا برای استخراج عدسک آبی
قابلیت‌های هوشمند دستگاه‌های فراصوت Hielscher برای تضمین عملکرد قابل‌اعتماد، نتایج تکرارپذیر و سهولت استفاده طراحی شده‌اند. تنظیمات عملیاتی به‌آسانی از طریق منویی با کاربری ساده در دسترس‌اند و قابل تنظیم هستند؛ این منو از طریق نمایشگر لمسی رنگی دیجیتال و کنترل از راه دور با مرورگر قابل دسترسی است. بنابراین، همهٔ شرایط فرآوری مانند انرژی خالص، انرژی کل، دامنه، زمان، فشار و دما به‌طور خودکار روی کارت SD داخلی ثبت می‌شوند. این قابلیت به شما امکان می‌دهد دوره‌های قبلی فراصوت‌دهی را بازبینی و مقایسه کنید و فرآیند استخراج عدسک آبی را برای دستیابی به بالاترین کارایی بهینه سازید.
سامانه‌های Hielscher Ultrasonics در سراسر جهان برای تولید عصاره‌های گیاهی باکیفیت به کار می‌روند. دستگاه‌های فراصوت صنعتی Hielscher می‌توانند به‌آسانی در کارکرد پیوسته (24/7/365) با دامنه‌های بالا کار کنند. با سونوتْرودهای استاندارد (پروب‌ها / هورن‌های فراصوتی) می‌توان دامنه‌هایی تا 200µm را به‌آسانی و به‌طور پیوسته ایجاد کرد. برای دامنه‌های بالاتر نیز سونوتْرودهای فراصوتی سفارشی در دسترس هستند. سامانه‌های استخراج فراصوتی ما به‌دلیل استحکام و نیاز اندک به نگهداری، معمولاً برای کاربردهای سنگین و در محیط‌های دشوار نصب می‌شوند.
برای کسب اطلاعات بیشتر دربارهٔ استخراج فراصوتی عدسک آبی، سامانه‌های استخراج فراصوتی ما و قیمت‌ها، همین حالا با ما تماس بگیرید! کارشناسان باتجربهٔ ما خوشحال می‌شوند دربارهٔ کاربرد و نیازهای فرآوری شما با شما گفت‌وگو کنند!
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی فرآوری دستگاه‌های فراصوت ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500mL | 10 تا 200mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000mL | 20 تا 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| قابل اعمال نیست | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| قابل اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
با ما تماس بگیرید! / از ما بپرسید!
منابع علمی / مراجع
- Mirón-Mérida, Vicente; Soria-Hernández, Cintya; Richards-Chávez, Alejandro; Ochoa-García, Juan; Rodríguez-López, Jorge; Chuck-Hernandez, Cristina (2024): The Effect of Ultrasound on the Extraction and Functionality of Proteins from Duckweed (Lemna minor). Molecules 29, 2024.
- Inguanez, L.; Zhu, X.; de Oliveira Mallia, J.; Tiwari, B.K.; Valdramidis, V.P. (2023): Extractions of Protein-Rich Alaria esculenta and Lemna minor by the Use of High-Power (Assisted) Ultrasound. Sustainability 2023, 15, 8024.
- Petigny L., Périno-Issartier S., Wajsman J., Chemat F. (2013): Batch and Continuous Ultrasound Assisted Extraction of Boldo Leaves (Peumus boldus Mol.). International journal of Molecular Science 14, 2013. 5750-5764.
- Klaus-J. Appenroth, K. Sowjanya Sree, Volker Böhm, Simon Hammann, Walter Vetter, Matthias Leiterer, Gerhard Jahreis (2017): Nutritional value of duckweeds (Lemnaceae) as human food. Food Chemistry, Volume 217, 2017. 266-273.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را در مقیاس‌های آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.