מיצוי חלבון מעדשת מים
עדשת מים (Lemna minor) היא צמח מים הגדל במהירות ועשיר בחלבונים ובתרכובות תזונתיות אחרות. מיצוי אולטרסוני משמש כטכנולוגיית עיבוד יעילה ואמינה ביותר לשחרור חלבונים, ליפידים ופיטונוטריינטים מעדשת מים. סוניקציה מאפשרת טיפול פשוט ומהיר בעדשת מים לצורך ייצור מוצרים באיכות המתאימה למזון.
עדשת מים למטרות תזונתיות
עדשת מים (הסוג Lemna), צמח מים בעל פרחים, היא הצמח בעל הפרחים הקטן ביותר הידוע. עדשת מים, המוכרת גם בשמות Wolffia, עדשי מים או עדשות מים, גדלה בסביבות של מים מתוקים וניתן למצוא אותה ברחבי העולם. בסוגים של עדשת מים מוכרים מינים שונים כגון Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella ו-Wolffia. מכיוון שלצמח Lemna יש כושר צמיחה מהיר המאפשר לו להכפיל את גודלו מדי יום, עדשת מים עוררה עניין בקרב מדענים ומהנדסי מזון העוסקים בתזונה, בביטחון תזונתי ובמזונות פונקציונליים. בחלקים מדרום-מזרח אסיה עדשת מים מוכרת זה זמן רב בזכות צפיפות רכיבי התזונה שלה, והיא מכונה "קציצת בשר צמחית" בשל תכולת החלבון הגבוהה שלה (יותר מ-45% מהמסה היבשה). עדשת מים מספקת פרופיל חלבון מלא (כמו ביצי תרנגולת), הכולל את כל תשע חומצות האמינו החיוניות ואת שש חומצות האמינו החיוניות בתנאים מסוימים.
מכשיר מיצוי אולטרסוני UIP4000hdT למיצוי רציף של חלבונים, ליפידים ופיטונוטריינטים מחומרי גלם צמחיים כגון עדשת מים.
ליפידים וחלבונים מעדשת מים
עדשת מים מכילה 20–35% חלבון, 4–7% שומן ו-4–10% עמילן לפי משקל יבש. מעניין לציין כי התפלגות חומצות האמינו בעדשת מים קרובה להמלצות ארגון הבריאות העולמי (WHO), וכוללת, למשל, 4.8% ליזין, 2.7% מתיונין וציסטאין ו-7.7% פנילאלנין וטירוזין. תכולת חומצות השומן הרב-בלתי רוויות הייתה בין 48 ל-71%, והתכולה הגבוהה של חומצות שומן n3 הביאה ליחס n6/n3 רצוי של 0.5 או פחות." (Appenroth et al. 2017)
תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) של דגימות עדשת מים: השורה העליונה מציגה את התאים השלמים של דגימות הביקורת של עדשת מים
השורה התחתונה מציגה דגימות עדשת מים שעברו מיצוי באמצעות מכשיר הסוניקציה UP400ST. בתאים ניכר פירוק מכני ברור עקב הסוניקציה.
מחקר ותמונות: ©2023 Inguanez et. al.
מיצוי אולטרסוני של עדשת מים
מיצוי אולטרסוני משמש למיצוי תרכובות מעדשת מים, במיוחד חלבונים וליפידים כמוצרי מזון. קמח חלבון של Lemna וליפידים של Lemna משתחררים ומבודדים ביעילות מצמח המים עדשת מים.
כיצד מיישמים סוניקציה למיצוי מעדשת מים?
לאחר קציר ה-Lemna מסלקים את עודפי המים (למשל, באמצעות צנטריפוגה). למיצוי אולטרסוני עדיפה תרחיפה עשירה בביומסה (כלומר, בעלת ריכוז גבוה של Lemna), משום שהיא מייעלת את התהליך האולטרסוני. תרחיפת עדשת המים יכולה להיות מורכבת מעדשת מים וממים או מממס אחר לפי בחירה. לאחר מכן מזינים תרחיפה זו לכור אולטרסוני, שבו קוויטציה אקוסטית מפרקת את מטריצת התא ומשחררת את התרכובות התוך-תאיות לתווך המיצוי המבוסס על מים או על ממס.
- יעילות גבוהה
- תפוקות גבוהות
- תנאים מתונים ולא תרמיים
- עיבוד מהיר
- איכות תמצית מעולה
- בטיחות
- תפעול קל
מכשירי מיצוי אולטרסוניים UIP2000hdT
בחרו את ממס המיצוי שלכם
מיצוי אולטרסוני מתאים לשימוש עם (כמעט) כל סוג של ממס. במחקרים מוצו תרכובות מעדשת מים באמצעות ממסים כגון הממס הקוטבי אתנול, וכן תערובות ממסים לא קוטביות שונות, ובהן מתנול–אתנול, כלורופורם–אתנול, הקסאן–אתנול, דיאתיל אתר–אתנול ואתר נפט–אתנול ביחסי נפח שונים.
הממס המתאים בשילוב טיפול אולטרסוני מגביר את שחרור הפיטונוטריינטים מהביומסה של עדשת מים. הטיפול האולטרסוני יוצר הומוגניזציה ומפרק את מבני תאי הצמח, וכך מביא לפירוק התאים ולהתפוררותם. מיצוי אולטרסוני נמצא בשימוש נרחב לייצור תמציות מצמחים, מפטריות ומאצות.
מנגנון המיצוי האולטרסוני
החדרת אולטרסאונד רב-עוצמה לנוזלים או לתרחיפים יוצרת תופעות עתירות אנרגיה כגון קוויטציה אקוסטית, גזירה ורטט. תופעות אלה של אולטרסאונד רב-עוצמה מיושמות בהצלחה לפירוק ולהרס של מבנים תאיים. נוסף על כך, סוניקציה שוברת קשרים מולקולריים של ליפידים, חלבונים ופחמימות, כך שמאקרונוטריינטים ופיטוכימיקלים רצויים משתחררים מתוך תאי חומר הגלם הצמחי, למשל עדשת מים. כך הטיפול האולטרסוני מגביר ומקצר במידה ניכרת את המיצוי.
מכשירי מיצוי אולטרסוניים לחלבונים ולליפידים מעדשת מים
מערכות מיצוי אולטרסוניות בעלות ביצועים גבוהים מבית Hielscher Ultrasonics משמשות ברחבי העולם במחקר ופיתוח ובייצור בקנה מידה קטן, בינוני ומסחרי מלא. מכשירי מיצוי אולטרסוניים בעלי ביצועים גבוהים מגבירים את תהליך המיצוי ומשפרים את התפוקה ואת היעילות הכוללת של ייצור תמציות באיכות גבוהה. Hielscher Ultrasonics מציעה ציוד מיצוי לכל נפח / קיבולת תהליך. עם ניסיון של יותר מ-25 שנה במיצוי מחומרי גלם צמחיים, Hielscher Ultrasonics היא השותפה האמינה שלכם למיצוי אולטרסוני בעל ביצועים גבוהים!
סוניקציה מקדמת מיצוי של חלבונים וליפידים מעדשת מים
מכשירי סוניקציה מתקדמים ביותר ובעלי ביצועים גבוהים למיצוי מעדשת מים
התכונות החכמות של מכשירי האולטרסאונד של Hielscher נועדו להבטיח פעולה אמינה, תוצאות הדירות וידידותיות למשתמש. ניתן לגשת בקלות להגדרות התפעול ולכוון אותן באמצעות תפריט אינטואיטיבי, הנגיש דרך צג מגע דיגיטלי צבעוני ודרך שליטה מרחוק באמצעות דפדפן. לכן כל תנאי העיבוד, כגון אנרגיה נטו, אנרגיה כוללת, אמפליטודה, זמן, לחץ וטמפרטורה, מתועדים אוטומטית בכרטיס SD מובנה. הדבר מאפשר לכם לסקור ולהשוות מחזורי סוניקציה קודמים ולייעל את תהליך המיצוי מעדשת מים להשגת היעילות הגבוהה ביותר.
מערכות Hielscher Ultrasonics משמשות ברחבי העולם לייצור תמציות צמחיות באיכות גבוהה. מכשירי האולטרסאונד התעשייתיים של Hielscher יכולים לפעול בקלות באמפליטודות גבוהות בפעולה רציפה (24/7/365). ניתן להפיק בקלות וברציפות אמפליטודות של עד 200µm באמצעות סונוטרודות סטנדרטיות (גשושיות / קרניים אולטרסוניות). לאמפליטודות גבוהות עוד יותר, זמינות סונוטרודות אולטרסוניות המותאמות אישית. הודות לעמידותן ולדרישות התחזוקה הנמוכות שלהן, מערכות המיצוי האולטרסוניות שלנו מותקנות בדרך כלל ליישומים בעומס כבד ובסביבות תובעניות.
צרו איתנו קשר עכשיו כדי ללמוד עוד על מיצוי אולטרסוני מעדשת מים, על מערכות המיצוי האולטרסוניות שלנו ועל מחירים! הצוות המנוסה שלנו ישמח לדון איתכם ביישום שלכם ובדרישות העיבוד שלכם!
הטבלה שלהלן נותנת לכם מושג על קיבולת העיבוד המשוערת של מכשירי האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | אשכול של UIP16000 |
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
ספרות / מקורות
- 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.
