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ダックウィード・プロテイン抽出

ダックウィード(Lemna minor)は、タンパク質やその他の栄養成分を豊富に含む成長の早い水生植物です。超音波抽出は、ダックウィードからタンパク質、脂質、植物性栄養素を放出するための非常に効率的で信頼性の高い処理技術として使用されています。超音波処理により、食品用のダックウィードを簡単かつ迅速に処理することができます。

栄養価の高い鴨肉

カモガヤは栄養価の高い脂質やタンパク質の供給源であり、超音波処理によって効率的に抽出することができる。ダックウィード(Lemna属)は花を咲かせる水生植物で、知られている中で最も小さな花を咲かせる植物である。ウォルフィア(Wolffia)、ウォーターレンズ(Water lentils)、ウォーターレンズ(Water lenses)とも呼ばれるカモガヤは、淡水域に生育し、世界中に分布している。カモガヤ属には、Spirodela、Landoltia、Lemna、Wolffiella、Wolffiaなど様々な種が知られている。レムナ属の植物は、1日に2倍の大きさにまで成長する急速な成長能力を持っているため、ダックウィードは栄養、食糧安全保障、機能性食品の分野で活躍する科学者や食品技術者の関心を集めている。東南アジアの一部では、ダックウィードはその栄養密度の高さで古くから知られており、次のようなニックネームで呼ばれている。 “野菜ミートボール” 高タンパク質(乾燥質量の45%以上)である。ダックウィードは、9種類の必須アミノ酸と6種類の条件付きアミノ酸をすべて含み、(鶏卵のような)完全なタンパク質プロファイルを提供します。

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超音波抽出は、ダックウィード(Lemna属)からタンパク質、脂質、植物栄養素を抽出するための信頼性が高く効率的な処理方法である。

超音波抽出機 UIP4000hdT ダックウィードのような植物からタンパク質、脂質、植物栄養素を連続的に抽出する。

カルガモの脂質とタンパク質

カモガヤは乾燥重量あたり、タンパク質20~35%、脂肪4~7%、デンプン4~10%を含む。興味深いことに、カモガヤのアミノ酸分布はWHOの推奨値に近く、例えばリジン4.8%、メチオニンとシステイン2.7%、フェニルアラニンとチロシン7.7%である。多価不飽和脂肪酸の含有量は48~71%で、n3脂肪酸の含有量が多いため、n6/n3比は0.5以下と好ましい。(アッペンロスら 2017)

Inguanezら(2023)の研究は、UP400Stを用いた80%の振幅での超音波処理によって細胞が破壊され、カモガヤ(Lemna minor)から生物活性成分が抽出されやすくなることを明確に示している。

カモガヤ試料のSEM像:上段はカモガヤ対照試料の無傷の細胞を示す。
下段はソニケーターUP400STで抽出したカモガヤサンプル。細胞は超音波処理による明らかな機械的破壊を示している。
研究および画像:©2023 Inguanez et al.

ハモの超音波抽出

超音波抽出は、食品としてのダックウィード化合物、特にタンパク質と脂質を抽出するために使用される。レムナタンパク質ミールとレムナ脂質は、水生ダックウィード植物から効率的に放出され、単離される。

ソニケーションのカモガヤ抽出への応用は?

レムナを収穫した後、余分な水分を除去する(遠心分離など)。超音波抽出のためには、バイオマスに富んだ(すなわち、レムナが濃縮された)スラリーが、超音波プロセスをより効率的にするので好ましい。ダックウィードのスラリーは、ダックウィードと水または他の溶媒から構成される。このスラリーを超音波リアクターに投入すると、音響キャビテーションによって細胞マトリックスが破壊され、細胞内化合物が水または溶媒ベースの抽出媒体に放出される。

超音波抽出は以下の点で優れている

  • 高性能
  • 高収量
  • 穏やかな非加熱条件
  • 高速処理
  • 優れたエキス品質
  • 安全性
  • 簡単操作
ダックウィードからのタンパク質、脂質、植物栄養素の超音波抽出。

超音波抽出機 UIP2000hdT

抽出溶媒の選択

超音波抽出は(ほとんど)どのような溶媒にも適合する。研究の場では、極性溶媒であるエタノールのほか、メタノール-エタノール、クロロホルム-エタノール、ヘキサン-エタノール、ジエチルエーテル-エタノール、石油エーテル-エタノールなど、さまざまな非極性溶媒の混合溶媒を体積比を変えながら用いてカモガヤ化合物を抽出してきた。
適切な溶媒と超音波処理を組み合わせることで、ダックウィードのバイオマスから植物栄養素の放出が促進される。超音波は植物細胞の構造を均質化し、破壊する。超音波抽出は、植物、菌類、藻類の抽出物の製造に広く使用されています。

超音波抽出のメカニズム

液体やスラリーにパワー超音波を結合させると、音響キャビテーション、せん断、振動などのエネルギー強度の高い効果が得られる。パワー超音波のこれらの効果は、細胞構造の崩壊や破壊にうまく応用されます。さらに、超音波処理によって脂質、タンパク質、炭水化物の分子結合が破壊され、目的とする多量栄養素や植物化学物質が植物原料、例えばダックウィードの細胞内部から放出される。こうして、超音波処理によって、抽出が大幅に強化・短縮される。

合鴨藻のタンパク質と脂質用超音波抽出機

Hielscher Ultrasonics社の高性能超音波抽出システムは、世界中のR.&D、小規模、中規模、完全商業生産レベル。高性能の超音波抽出機は、抽出プロセスを強化し、高品質のエキス製造の歩留まりと全体的な効率を高めます。Hielscher Ultrasonics社は、どのような生産量/処理能力にも対応できる抽出装置を提供しています。25年以上の植物抽出の経験を持つHielscher Ultrasonicsは、高性能超音波抽出の信頼できるパートナーです!

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ソニケーターUP200Htを使用してカモガヤからタンパク質と脂質を抽出

ソニケーションはダックウィードからのタンパク質と脂質の抽出を促進する。

カモガヤ抽出用高性能最新ソニケーター

Hielscher社製超音波発生装置のスマートな機能は、信頼性の高い操作、再現性の高い結果、使いやすさを保証するように設計されています。操作設定は、デジタルカラータッチディスプレイとブラウザリモコンからアクセスできる直感的なメニューから簡単にアクセスし、呼び出すことができます。そのため、正味エネルギー、総エネルギー、振幅、時間、圧力、温度など、すべての処理条件が内蔵SDカードに自動的に記録されます。これにより、前回の超音波処理を見直し、比較することができ、カモガヤ抽出プロセスを最高効率に最適化することができます。
Hielscher社の超音波装置は、高品質の植物エキスの製造に世界中で使用されています。Hielscher社の工業用超音波発生装置は、連続運転(24時間365日)で簡単に高振幅を発生させることができます。標準的なソノトロード(超音波プローブ/ホーン)を使用すれば、最大200μmの振幅を簡単に連続発生させることができます。さらに高い振幅を得るには、カスタマイズされた超音波ソノトロードをご利用いただけます。当社の超音波抽出システムは、その堅牢性と低メンテナンス性により、高負荷用途や過酷な環境下でも一般的に設置されています。
 
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下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です:

バッチ量 流量 推奨デバイス
1〜500mL 10~200mL/分 UP100H
10〜2000mL 20~400mL/分 UP200Ht, UP400ST
0.1~20L 0.2~4L/分 UIP2000hdT
10~100L 2~10L/分 UIP4000hdT
n.a. 10~100L/分 uip16000
n.a. より大きい クラスタ uip16000

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文献・参考文献


高性能超音波!ヒールシャーの製品範囲は、コンパクトなラボ用超音波装置からベンチトップユニットまでの全スペクトルをカバーしています 卓上型超音波システム フルインダストリアル超音波システムまで。

Hielscher Ultrasonics社は、高性能の超音波ホモジナイザーを製造しています。 ラブ への 工業用サイズ。

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