Eiwitextractie uit eendenkroos

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

Eendenkroos voor voedingsdoeleinden

Eendenkroos (geslacht Lemna), een bloeiende waterplant, is de kleinste bekende bloeiende plant. Eendenkroos, ook bekend als Wolffia, waterlinzen of waterlenzen, groeit in zoetwateromgevingen en komt wereldwijd voor. Binnen de geslachten van eendenkroos zijn verschillende soorten bekend, zoals Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella en Wolffia. Omdat de Lemna-plant snel groeit en dagelijks in omvang kan verdubbelen, heeft eendenkroos de belangstelling gewekt van wetenschappers en voedingsmiddelentechnologen die werken op het gebied van voeding, voedselzekerheid en functionele voedingsmiddelen. In delen van Zuidoost-Azië staat eendenkroos al lange tijd bekend om zijn hoge voedingsstoffendichtheid en heeft het vanwege zijn hoge eiwitgehalte (meer dan 45% van de droge massa) de bijnaam “plantaardige gehaktbal”. Eendenkroos biedt een volledig eiwitprofiel (zoals kippeneieren) en bevat alle negen essentiële en zes conditioneel essentiële aminozuren.

Lipiden en eiwitten uit eendenkroos

Eendenkroos bevat 20–35% eiwit, 4–7% vet en 4–10% zetmeel op basis van het drooggewicht. Interessant is dat de aminozuurverdeling in eendenkroos dicht bij de aanbevelingen van de WHO ligt, met bijvoorbeeld 4,8% lysine, 2,7% methionine en cysteïne, 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-beelden van eendenkroosmonsters: de bovenste rij toont de intacte cellen van controlemonsters van eendenkroos
De onderste rij toont eendenkroosmonsters die met de sonicator UP400ST zijn geëxtraheerd. De cellen vertonen duidelijke mechanische afbraak door sonicatie.
Onderzoek en afbeeldingen: ©2023 Inguanez et. al.

Ultrasone extractie van eendenkroos

Ultrasone extractie wordt gebruikt om bestanddelen uit eendenkroos te extraheren, vooral eiwitten en lipiden als voedingsproducten. Eiwitmeel en lipiden van Lemna worden efficiënt vrijgemaakt en geïsoleerd uit de waterplant eendenkroos.

Hoe wordt sonicatie toegepast voor de extractie van eendenkroos?

Na het oogsten van Lemna wordt overtollig water verwijderd (bijvoorbeeld door centrifugatie). Voor ultrasone extractie heeft een slurry die rijk is aan biomassa (d.w.z. met een hoge concentratie Lemna) de voorkeur, omdat deze het ultrasone proces efficiënter maakt. De eendenkroosslurry kan bestaan uit eendenkroos en water of een ander oplosmiddel naar keuze. Deze slurry wordt vervolgens in een ultrasone reactor gevoerd, waar akoestische cavitatie de celmatrix afbreekt en de intracellulaire bestanddelen vrijmaakt in het extractiemedium op basis van water of een oplosmiddel.

Kies uw extractieoplosmiddel

Ultrasone extractie is compatibel met (bijna) elk type oplosmiddel. In onderzoeksomgevingen zijn bestanddelen uit eendenkroos geëxtraheerd met oplosmiddelen zoals het polaire oplosmiddel ethanol en verschillende niet-polaire oplosmiddelmengsels, waaronder methanol-ethanol, chloroform-ethanol, hexaan-ethanol, di-ethylether-ethanol en petroleumether-ethanol, bij verschillende volumeverhoudingen.
Het juiste oplosmiddel in combinatie met ultrasone behandeling versterkt het vrijmaken van fytonutriënten uit eendenkroosbiomassa. Ultrasone behandeling homogeniseert en ontwricht de celstructuren van de plant, wat leidt tot celontsluiting en desintegratie. Ultrasone extractie wordt veel gebruikt voor de productie van extracten van planten, schimmels en algen.

Het mechanisme van ultrasone extractie

Krachtig ultrageluid dat in vloeistoffen of slurry’s wordt gekoppeld, veroorzaakt energie-intensieve effecten zoals akoestische cavitatie, afschuiving en trillingen. Deze effecten van krachtig ultrageluid worden met succes toegepast om celstructuren te desintegreren en te vernietigen. Daarnaast verbreekt sonicatie moleculaire bindingen van lipiden, eiwitten en koolhydraten, zodat de beoogde macronutriënten en fytochemicaliën vrijkomen uit het celinterieur van de plantaardige grondstof, bijvoorbeeld eendenkroos. Daardoor versterkt en verkort ultrasone behandeling de extractie aanzienlijk.

Ultrasone extractoren voor eiwitten en lipiden uit eendenkroos

Ultrasone extractiesystemen met hoge prestaties van Hielscher Ultrasonics worden wereldwijd gebruikt voor onderzoek en ontwikkeling en voor kleinschalige, middelgrote en volledig commerciële productie. Ultrasone extractoren met hoge prestaties versterken het extractieproces en verhogen de opbrengst en de algehele efficiëntie van de productie van hoogwaardige extracten. Hielscher Ultrasonics biedt extractieapparatuur voor elk volume / elke procescapaciteit. Met meer dan 25 jaar ervaring in plantaardige extractie is Hielscher Ultrasonics uw vertrouwde partner voor ultrasone extractie met hoge prestaties!