Proteinextraktioun aus Waasserlënsen

D’Waasserlëns (Lemna minor) ass eng séier wuessend Waasserplanz, déi räich u Proteinnen an aneren nährstoffhaltege Verbindungen ass. D’Ultraschallextraktioun gëtt als héicheffizient an zouverlässeg Veraarbechtungstechnologie agesat, fir Proteinnen, Lipiden a Phytonährstoffer aus Waasserlënse fräizesetzen. D’Ultraschallbehandlung erméiglecht eng einfach a séier Behandlung vu Waasserlënse fir Produkter a Liewensmëttelqualitéit.

Waasserlënse fir d’Ernärung

Waasserlënsen (Gattung Lemna), bléiend Waasserplanzen, sinn déi klengst bekannt Bléieplanzen. Si sinn och als Wolffia oder ënner den engleschen Nimm „water lentils“ a „water lenses“ bekannt, wuessen a Séisswaasserëmfelder a si weltwäit ze fannen. Bei de Gattunge vun de Waasserlënse si verschidden Aarte wéi Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella a Wolffia bekannt. Well d’Lemna-Planz séier wiisst an hir Gréisst all Dag verduebele kann, huet si den Interessi vu Wëssenschaftler a Liewensmëttelingenieure geweckt, déi an de Beräicher Ernärung, Ernärungssécherheet a funktionell Liewensmëttel schaffen. An Deeler vu Südostasien si Waasserlënse scho laang fir hir héich Nährstoffdicht bekannt a gi wéinst hirem héije Proteingehalt (méi wéi 45% vun der Dréchemass) och „planzlech Fleeschbällchen“ genannt. Waasserlënse bidden e komplett Proteinprofil (wéi Héngerër), dat all néng essenziell a sechs bedéngt essenziell Aminosaieren enthält.

Lipiden a Proteinnen aus Waasserlënsen

Waasserlënse bezéien op d’Dréchegewiicht 20–35% Protein, 4–7% Fett a 4–10% Stäerkt. Interessanterweis läit d’Verdeelung vun den Aminosaieren a Waasserlënsen no bei de Recommandatioune vun der WHO, mat z. B. 4,8% Lysin, 2,7% Methionin a Cystein a 7,7% Phenylalanin an Tyrosin. De Gehalt u méifach ongesättegte Fettsaieren louch tëscht 48 an 71%, an den héije Gehalt un n3-Fettsaieren huet zu engem gënschtegen n6/n3-Verhältnis vun 0,5 oder manner gefouert.” (Appenroth et al. 2017)

SEM-Biller vu Waasserlënseprouwen: Déi iewescht Rei weist déi intakt Zelle vun de Kontrollprouwe vu Waasserlënsen
Déi ënnescht Rei weist Waasserlënseprouwen, déi mam Ultraschallapparat UP400ST extrahéiert goufen. D’Zelle weisen eng däitlech mechanesch Zerstéierung duerch d’Ultraschallbehandlung.
Etüd a Biller: ©2023 Inguanez et. al.

Ultraschallextraktioun vu Waasserlënsen

D’Ultraschallextraktioun gëtt agesat, fir Verbindungen aus Waasserlënsen ze extrahéieren, besonnesch Proteinnen a Lipiden als Liewensmëttelprodukter. Lemna-Proteinmiel a Lemna-Lipide ginn effizient aus der Waasserplanz fräigesat an isoléiert.

Wéi gëtt d’Ultraschallbehandlung fir d’Extraktioun vu Waasserlënsen agesat?

Nodeems d’Lemna geziicht gouf, gëtt iwwerschëssegt Waasser ewechgeholl (z. B. duerch Zentrifugatioun). Fir d’Ultraschallextraktioun ass eng biomassräich Suspensioun (d. h. mat héijer Lemna-Konzentratioun) ze bevorzugen, well si den Ultraschallprozess méi effizient mécht. D’Waasserlënsesuspensioun kann aus Waasserlënsen a Waasser oder engem anere Léisungsmëttel no Wiel bestoen. Dës Suspensioun gëtt dann an en Ultraschallreakter geleet, wou d’akustesch Kavitatioun d’Zellmatrix opbrécht an déi intrazellulär Verbindungen an d’Extraktiounsmedium op Waasser- oder Léisungsmëttelbasis fräisetzt.

Wielt Äert Extraktiounsléisungsmëttel

D’Ultraschallextraktioun ass mat (bal) all Zort vu Léisungsmëttel kompatibel. An der Fuerschung goufe Verbindungen aus Waasserlënse mat Léisungsmëttele wéi dem polare Léisungsmëttel Ethanol souwéi mat verschiddenen onpolare Léisungsmëttelgemëscher extrahéiert, dorënner Methanol-Ethanol, Chloroform-Ethanol, Hexan-Ethanol, Diethylether-Ethanol a Petrolether-Ethanol a verschiddene Volumeverhältnisser.
Dat richtegt Léisungsmëttel a Kombinatioun mat der Ultraschallbehandlung verstäerkt d’Fräisetzung vu Phytonährstoffer aus der Waasserlënsebiomass. D’Ultraschallbehandlung homogeniséiert d’Planzematerial a brécht d’Zellstrukturen op, wouduerch d’Zellen opgeschloss an zerlagert ginn. D’Ultraschallextraktioun gëtt wäit verbreet fir d’Produktioun vu Planzen-, Pilz- an Algenextrakter agesat.

De Mechanismus vun der Ultraschallextraktioun

Leeschtungsultraschall, deen a Flëssegkeeten oder Suspensiounen agekoppelt gëtt, féiert zu energieintensiven Effekter wéi akustescher Kavitatioun, Schéierwierkung a Vibratioun. Dës Effekter vum Leeschtungsultraschall ginn erfollegräich agesat, fir Zellstrukturen ze zerleeën an ze zerstéieren. Zousätzlech brécht d’Ultraschallbehandlung molekular Bindunge vu Lipiden, Proteinnen a Kuelenhydrater op, soudatt déi gezielt Makronährstoffer a Phytochemikalien aus dem Zellbanne vun der planzlecher Matière première, z. B. Waasserlënsen, fräigesat ginn. Doduerch verstäerkt a verkierzt d’Ultraschallbehandlung d’Extraktioun erheblech.

Ultraschallextraktere fir Proteinnen a Lipiden aus Waasserlënsen

Leeschtungsstaark Ultraschallextraktiounssystemer vun Hielscher Ultrasonics gi weltwäit an der Fuerschung an Entwécklung, an der klenger a mëttelgrousser Produktioun souwéi an der voll kommerzieller Produktioun agesat. Leeschtungsstaark Ultraschallextraktere verstäerken den Extraktiounsprozess an erhéijen d’Ausbezuel an d’Gesamteffizienz bei der Produktioun vun héichwäertegen Extrakter. Hielscher Ultrasonics bitt Extraktiounsausrüstung fir all Volumen / Prozesskapazitéit. Mat méi wéi 25 Joer Erfarung an der Extraktioun vu Planzematerial ass Hielscher Ultrasonics Ären zouverlässege Partner fir leeschtungsstaark Ultraschallextraktioun!