Eiwitwinning uit eendenkroos

Eendenkroos (Lemna minor) is een snelgroeiende waterplant die rijk is aan eiwitten en andere voedingsbestanddelen. Ultrasone extractie wordt gebruikt als een zeer efficiënte en betrouwbare verwerkingstechnologie om eiwitten, lipiden en fyto-nutriënten uit eendenkroos vrij te maken. Sonicatie maakt een eenvoudige en snelle behandeling van eendenkroos voor voedingsmiddelen mogelijk.

Eendenkroos voor voedingsdoeleinden

Eendenkroos (geslacht Lemna), een bloeiende waterplant, is de kleinste bloeiende plant die we kennen. Eendenkroos, ook bekend als Wolffia, waterlinzen of waterlenzen, groeit in zoetwatermilieus en komt wereldwijd voor. In de kroosgeslachten zijn verschillende soorten bekend zoals Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella en Wolffia. Omdat de Lemna-plant snel kan groeien en dagelijks in omvang kan verdubbelen, staat eendenkroos in de belangstelling van wetenschappers en voedingsingenieurs die zich bezighouden met voeding, voedselzekerheid en functionele voeding. In delen van Zuidoost-Azië is eendenkroos al heel lang bekend om zijn hoge gehalte aan voedingsstoffen en staat het bekend onder de bijnaam “plantaardige gehaktbal” vanwege het hoge eiwitgehalte (meer dan 45% van het drooggewicht). Eendenkroos biedt het volledige eiwitprofiel (zoals kippeneieren) en bevat alle negen essentiële en zes conditionele aminozuren.

Lipiden en eiwitten uit eendenkroos

Eendenkroos bevat 20-35% eiwit, 4-7% vet en 4-10% zetmeel per droog gewicht. Interessant is dat de aminozuurverdeling in eendenkroos dicht bij de aanbevelingen van de WHO ligt, met bijvoorbeeld 4,8% lysine, 2,7% methionine en cystein, en 7,7% fenylalanine en tyrosine. Het gehalte aan meervoudig onverzadigde vetzuren lag tussen 48 en 71% en het hoge gehalte aan n3 vetzuren resulteerde in een gunstige n6/n3 verhouding van 0,5 of minder." (Appenroth et al. 2017)

SEM-afbeeldingen van kroosmonsters: De bovenste rij toont de intacte cellen van eendenkroos controlemonsters
De onderste rij toont eendenkroosmonsters die zijn geëxtraheerd met de sonicator UP400ST. De cellen vertonen duidelijke mechanische afbraak als gevolg van sonicatie.
Studie en afbeeldingen: ©2023 Inguanez et. al.

Ultrasone extractie van eendenkroos

Ultrasone extractie wordt gebruikt om bestanddelen van eendenkroos te extraheren, vooral eiwitten en lipiden als voedingsmiddelen. Lemna-eiwitmeel en Lemna-lipiden worden efficiënt vrijgemaakt en geïsoleerd uit de kroosplant.

Hoe wordt Sonicatie toegepast voor de extractie van eendenkroos?

Na het oogsten van de Lemna wordt overtollig water verwijderd (bijvoorbeeld door centrifugeren). Voor ultrasone extractie heeft een slurry die rijk is aan biomassa (d.w.z. Lemna-dicht) de voorkeur, omdat dit het ultrasone proces efficiënter maakt. De kroosslurry kan bestaan uit kroos en water of een ander oplosmiddel naar keuze. Deze slurry wordt in een ultrasone reactor gebracht, waar akoestische cavitatie de celmatrix opbreekt en de intracellulaire verbindingen vrijgeeft aan het extractiemedium op water- of oplosmiddelbasis.

Kies je extractievloeistof

Ultrasone extractie is compatibel met (bijna) elk soort oplosmiddel. In onderzoekssettings zijn kroosverbindingen geëxtraheerd met oplosmiddelen zoals het polaire oplosmiddel ethanol en verschillende mengsels van niet-polaire oplosmiddelen zoals methanol-ethanol, chloroform-ethanol, hexaan-ethanol, diethylether-ethanol, petroleumether-ethanol in verschillende volumeverhoudingen.
Het juiste oplosmiddel in combinatie met ultrasoonbehandeling intensiveert het vrijkomen van fyto-nutriënten uit kroosbiomassa. Ultrasoon homogeniseert en verstoort de celstructuren van de plant, wat leidt tot celdisruptie en desintegratie. Ultrasone extractie wordt veel gebruikt voor de productie van botanische, schimmel- en algenextracten.

Het mechanisme van ultrasone extractie

Krachtig ultrageluid gekoppeld aan vloeistoffen of slurries resulteert in energie-intensieve effecten zoals akoestische cavitatie, afschuiving en trilling. Deze effecten van ultrageluid worden met succes toegepast om cellulaire structuren te desintegreren en te vernietigen. Bovendien verbreekt ultrasoon geluid de moleculaire bindingen van lipiden, eiwitten en koolhydraten, zodat de beoogde macronutriënten en fytochemicaliën vrijkomen uit het celinterieur van de botanische grondstof, bijv. eendenkroos. Daarbij intensiveert en verkort ultrasoon de extractie aanzienlijk.

Ultrasone extractieapparatuur voor eendenkrooseiwitten en lipiden

Ultrasone afzuigsystemen met hoge prestaties van Hielscher Ultrasonics worden wereldwijd gebruikt op R&D, kleine, middelgrote en volledig commerciële productieniveaus. Krachtige ultrasone extractoren intensiveren het extractieproces en verhogen de opbrengst en de algehele efficiëntie van de productie van hoogwaardige extracten. Hielscher Ultrasonics biedt extractieapparatuur voor elk volume / procescapaciteit. Met meer dan 25 jaar ervaring in botanische extractie is Hielscher Ultrasonics uw vertrouwde partner voor hoogwaardige ultrasone extractie!