Estrazione delle proteine dell'anatra

L'anatra (Lemna minor) è una pianta acquatica a crescita rapida ricca di proteine e altri composti nutrizionali. L'estrazione a ultrasuoni è utilizzata come tecnologia di trattamento altamente efficiente e affidabile per rilasciare proteine, lipidi e fito-nutrienti dall'alga anatra. La sonicazione consente un trattamento semplice e rapido dell'anatra per ottenere prodotti di qualità alimentare.

L'anatra per scopi nutrizionali

L'anatra (genere Lemna), una pianta acquatica da fiore, è la più piccola pianta da fiore conosciuta. Conosciuta anche come Wolffia, lenticchia d'acqua o lente d'acqua, l'anatra cresce in ambienti d'acqua dolce e si trova in tutto il mondo. Tra i generi di anatre si conoscono varie specie come Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella e Wolffia. Poiché la pianta di Lemna ha una capacità di crescita rapida, in grado di raddoppiare le sue dimensioni su base giornaliera, l'alga anatra ha suscitato l'interesse di scienziati e ingegneri alimentari che lavorano nel campo della nutrizione, della sicurezza alimentare e degli alimenti funzionali. In alcune zone del Sud-Est asiatico, l'anatra è nota da tempo per la sua densità di sostanze nutritive ed è conosciuta con il soprannome di “polpetta di verdure” grazie al suo elevato contenuto proteico (oltre il 45% della massa secca). L'anatra offre un profilo proteico completo (come quello delle uova di gallina), contenendo tutti i nove aminoacidi essenziali e i sei aminoacidi condizionali.

Lipidi e proteine dalle anatre

L'anatra contiene il 20-35% di proteine, il 4-7% di grassi e il 4-10% di amido per peso secco. È interessante notare che la distribuzione degli aminoacidi nell'anatra è vicina alle raccomandazioni dell'OMS, con il 4,8% di lisina, il 2,7% di metionina e cisteina e il 7,7% di fenilalanina e tirosina. Il contenuto di acidi grassi polinsaturi era compreso tra il 48 e il 71% e l'elevato contenuto di acidi grassi n3 determinava un rapporto n6/n3 favorevole, pari o inferiore a 0,5". (Appenroth et al. 2017)

Immagini SEM di campioni di anatra: La riga superiore mostra le cellule intatte dei campioni di controllo di anatra.
La fila inferiore mostra campioni di anatra estratti con il sonicatore UP400ST. Le cellule mostrano una chiara rottura meccanica dovuta alla sonicazione.
Studio e immagini: ©2023 Inguanez et al.

Estrazione a ultrasuoni di anatre

L'estrazione a ultrasuoni viene utilizzata per estrarre i composti delle anatre, in particolare proteine e lipidi, come prodotti alimentari. La farina proteica di Lemna e i lipidi di Lemna vengono rilasciati e isolati in modo efficiente dalla pianta acquatica di anatra.

Come si applica la sonicazione per l'estrazione delle anatre?

Dopo la raccolta della Lemna, l'acqua in eccesso viene rimossa (ad esempio, mediante centrifugazione). Per l'estrazione a ultrasuoni, è preferibile un impasto ricco di biomassa (cioè denso di Lemna), in quanto rende più efficiente il processo a ultrasuoni. L'impasto di alghe può essere costituito da alghe e acqua o da un altro solvente a scelta. Questo impasto viene introdotto in un reattore a ultrasuoni, dove la cavitazione acustica rompe la matrice cellulare e rilascia i composti intracellulari nel mezzo di estrazione a base di acqua o solvente.

Scegliete il vostro solvente di estrazione

L'estrazione a ultrasuoni è compatibile con (quasi) ogni tipo di solvente. Nell'ambito della ricerca, i composti dell'anatra sono stati estratti utilizzando solventi come il solvente polare etanolo e varie miscele di solventi non polari, tra cui metanolo-etanolo, cloroformio-etanolo, esano-etanolo, dietil etere-etanolo, etere di petrolio-etanolo in diversi rapporti di volume.
Il solvente giusto, in combinazione con gli ultrasuoni, intensifica il rilascio di fito-nutrienti dalla biomassa di anatra. Gli ultrasuoni omogeneizzano e rompono le strutture cellulari delle piante, provocando la rottura e la disintegrazione delle cellule. L'estrazione a ultrasuoni è ampiamente utilizzata per la produzione di estratti di piante, funghi e alghe.

Il meccanismo di estrazione a ultrasuoni

Gli ultrasuoni di potenza accoppiati a liquidi o fanghi producono effetti ad alta intensità energetica come cavitazione acustica, taglio e vibrazione. Questi effetti degli ultrasuoni sono applicati con successo per disintegrare e distruggere le strutture cellulari. Inoltre, la sonicazione rompe i legami molecolari di lipidi, proteine e carboidrati, in modo che i macronutrienti e i fitofarmaci mirati vengano rilasciati dall'interno delle cellule della materia prima vegetale, ad esempio l'anatra. In questo modo, gli ultrasuoni intensificano e abbreviano notevolmente l'estrazione.

Estrattori a ultrasuoni per proteine e lipidi delle anatre

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