Extraction de protéines de lentilles d'eau

La lentille d'eau (Lemna minor) est une plante aquatique à croissance rapide, riche en protéines et autres composés nutritionnels. L'extraction par ultrasons est utilisée comme une technologie de traitement très efficace et fiable pour libérer les protéines, les lipides et les phyto-nutriments de la lenticule. La sonication permet un traitement simple et rapide des lentilles d'eau pour des produits de qualité alimentaire.

La lentille d'eau à des fins nutritionnelles

La lentille d'eau (genre Lemna), une plante aquatique à fleurs, est la plus petite plante à fleurs connue. Également connue sous le nom de Wolffia, lentilles d'eau ou lentilles d'eau, la lentille d'eau pousse dans les milieux d'eau douce et se trouve dans le monde entier. Dans les genres de lentilles d'eau, on connaît diverses espèces telles que Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella et Wolffia. Comme la plante Lemna a une capacité de croissance rapide, capable de doubler de taille chaque jour, la lentille d'eau a suscité l'intérêt des scientifiques et des ingénieurs alimentaires travaillant dans le domaine de la nutrition, de la sécurité alimentaire et des aliments fonctionnels. Dans certaines parties de l'Asie du Sud-Est, la lentille d'eau est connue depuis longtemps pour sa densité nutritionnelle et est connue sous le surnom de “boulette de légumes” en raison de sa teneur élevée en protéines (plus de 45 % de la masse sèche). La lentille d'eau offre le profil protéique complet (comme les œufs de poule), contenant les neuf acides aminés essentiels et les six acides aminés conditionnels.

Lipides et protéines des lentilles d'eau

La lentille d'eau contient 20 à 35 % de protéines, 4 à 7 % de graisses et 4 à 10 % d'amidon par poids sec. Il est intéressant de noter que la répartition des acides aminés dans la lentille d'eau est proche des recommandations de l'OMS, avec par exemple 4,8% de lysine, 2,7% de méthionine et de cystéine, et 7,7% de phénylalanine et de tyrosine. La teneur en acides gras polyinsaturés se situait entre 48 et 71% et la teneur élevée en acides gras n3 se traduisait par un rapport n6/n3 favorable de 0,5 ou moins." (Appenroth et al. 2017)

Extraction de la lentille d'eau par ultrasons

L'extraction par ultrasons est utilisée pour extraire les composés des lentilles d'eau, en particulier les protéines et les lipides en tant que produits alimentaires. La farine de protéines de Lemna et les lipides de Lemna sont libérés et isolés de manière efficace de la plante de lentille d'eau.

Comment la sonication est-elle appliquée pour l'extraction des lentilles d'eau ?

Après la récolte du Lemna, l'excès d'eau est éliminé (par exemple, par centrifugation). Pour l'extraction par ultrasons, une suspension riche en biomasse (c'est-à-dire dense en Lemna) est préférable car elle rend le processus ultrasonique plus efficace. La suspension de lentilles d'eau peut être constituée de lentilles d'eau et d'eau ou d'un autre solvant de choix. Cette boue est ensuite introduite dans un réacteur à ultrasons, où la cavitation acoustique brise la matrice cellulaire et libère les composés intracellulaires dans le milieu d'extraction à base d'eau ou de solvant.

Choisissez votre solvant d'extraction

L'extraction par ultrasons est compatible avec (presque) tous les types de solvants. Dans le cadre de la recherche, les composés des lentilles d'eau ont été extraits à l'aide de solvants tels que le solvant polaire éthanol ainsi que divers mélanges de solvants non polaires, notamment méthanol-éthanol, chloroforme-éthanol, hexane-éthanol, éther diéthylique-éthanol, éther de pétrole-éthanol à différents rapports volumétriques.
Le bon solvant, associé à l'ultrasonication, intensifie la libération des phyto-nutriments de la biomasse des lentilles d'eau. L'ultrasonication homogénéise et perturbe les structures cellulaires des plantes, ce qui entraîne la désagrégation et la désintégration des cellules. L'extraction par ultrasons est largement utilisée pour la production d'extraits de plantes, de champignons et d'algues.

Le mécanisme d'extraction par ultrasons

Les ultrasons de puissance couplés à des liquides ou des boues produisent des effets intenses en énergie tels que la cavitation acoustique, le cisaillement et les vibrations. Ces effets des ultrasons de puissance sont appliqués avec succès pour désintégrer et détruire les structures cellulaires. En outre, la sonication brise les liaisons moléculaires des lipides, des protéines et des hydrates de carbone, de sorte que les macronutriments et les produits phytosanitaires ciblés sont libérés de l'intérieur de la cellule de la matière première végétale, par exemple le lenticule. Ainsi, l'ultrasonication intensifie et raccourcit considérablement l'extraction.

Extracteurs à ultrasons pour les protéines et les lipides de lentilles d'eau

Les systèmes d'extraction par ultrasons à haute performance de Hielscher Ultrasonics sont utilisés dans le monde entier sur les sites de R&D, petite, moyenne et grande production commerciale. Les extracteurs à ultrasons haute performance intensifient le processus d'extraction et augmentent le rendement et l'efficacité globale de la production d'extraits de haute qualité. Hielscher Ultrasonics propose des équipements d'extraction pour tout volume / capacité de traitement. Fort d'une expérience de plus de 25 ans dans l'extraction botanique, Hielscher Ultrasonics est votre partenaire de confiance pour l'extraction par ultrasons à haute performance !

Ultrasons de haute performance, à la pointe de la technologie

Les caractéristiques intelligentes des ultrasons Hielscher sont conçues pour garantir un fonctionnement fiable, des résultats reproductibles et une grande facilité d'utilisation. Les paramètres de fonctionnement sont facilement accessibles et réglés par le biais d'un menu intuitif, qui peut être consulté sur un écran tactile couleur numérique et une télécommande par navigateur. Ainsi, toutes les conditions de traitement telles que l'énergie nette, l'énergie totale, l'amplitude, le temps, la pression et la température sont automatiquement enregistrées sur une carte SD intégrée. Cela vous permet de réviser et de comparer les cycles de sonication précédents et d'optimiser le processus d'extraction des lentilles d'eau pour une efficacité maximale.
Les systèmes à ultrasons Hielscher sont utilisés dans le monde entier pour la fabrication d'extraits botaniques de haute qualité. Les ultrasons industriels Hielscher peuvent facilement générer des amplitudes élevées en fonctionnement continu (24/7/365). Des amplitudes allant jusqu'à 200µm peuvent être facilement générées en continu avec des sonotrodes standard (sondes ultrasoniques / cornes). Pour des amplitudes encore plus élevées, des sonotrodes à ultrasons personnalisées sont disponibles. En raison de leur robustesse et de leur faible maintenance, nos systèmes d'extraction par ultrasons sont couramment installés pour des applications lourdes et dans des environnements exigeants.

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Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasonicators: