Extração de proteínas de lentilha-de-água

A lentilha-de-água (Lemna minor) é uma planta aquática de crescimento rápido, rica em proteínas e outros compostos nutritivos. A extração ultrassónica é utilizada como uma tecnologia de processamento altamente eficiente e fiável para libertar proteínas, lípidos e fitonutrientes da lentilha-de-água. A sonicação permite o tratamento simples e rápido da lentilha-de-água para obter produtos de qualidade alimentar.

Lentilha-de-água para fins nutricionais

A lentilha-de-água (género Lemna), uma planta aquática com flor, é a mais pequena planta com flor conhecida. Também conhecida como Wolffia, lentilhas-de-água ou lentes-de-água, a lentilha-de-água cresce em ambientes de água doce e pode ser encontrada em todo o mundo. Entre os géneros de lentilha-de-água, conhecem-se várias espécies, como Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella e Wolffia. Uma vez que a planta Lemna tem uma capacidade de crescimento rápido que lhe permite duplicar de tamanho diariamente, a lentilha-de-água tem despertado o interesse de cientistas e engenheiros alimentares que trabalham nas áreas da nutrição, da segurança alimentar e dos alimentos funcionais. Em algumas regiões do Sudeste Asiático, a lentilha-de-água é conhecida há muito pela sua densidade nutricional e pela alcunha de “almôndega vegetal”, devido ao seu elevado teor de proteínas (mais de 45% da massa seca). A lentilha-de-água oferece um perfil proteico completo (tal como os ovos de galinha), contendo todos os nove aminoácidos essenciais e os seis aminoácidos condicionalmente essenciais.

Lípidos e proteínas da lentilha-de-água

A lentilha-de-água contém 20–35% de proteínas, 4–7% de gordura e 4–10% de amido em relação ao peso seco. Curiosamente, a distribuição dos aminoácidos na lentilha-de-água aproxima-se das recomendações da OMS, apresentando, por exemplo, 4,8% de lisina, 2,7% de metionina e cisteína e 7,7% de fenilalanina e tirosina. O teor de ácidos gordos polinsaturados situou-se entre 48 e 71%, e o elevado teor de ácidos gordos n3 resultou numa relação n6/n3 favorável de 0,5 ou menos.” (Appenroth et al. 2017)

Imagens de microscopia eletrónica de varrimento (SEM) de amostras de lentilha-de-água: a fila superior mostra as células intactas das amostras de controlo de lentilha-de-água
A fila inferior mostra amostras de lentilha-de-água submetidas a extração com o sonicador UP400ST. As células apresentam uma clara rutura mecânica devido à sonicação.
Estudo e imagens: ©2023 Inguanez et. al.

Extração ultrassónica de lentilha-de-água

A extração ultrassónica é utilizada para extrair compostos da lentilha-de-água, especialmente proteínas e lípidos destinados a produtos alimentares. A farinha proteica de Lemna e os lípidos de Lemna são libertados e isolados de forma eficiente a partir da planta aquática lentilha-de-água.

Como se aplica a sonicação à extração de lentilha-de-água?

Após a colheita da Lemna, remove-se o excesso de água (por exemplo, por centrifugação). Para a extração ultrassónica, é preferível uma suspensão rica em biomassa (ou seja, com elevada concentração de Lemna), pois torna o processo ultrassónico mais eficiente. A suspensão de lentilha-de-água pode ser constituída por lentilha-de-água e água ou outro solvente à escolha. Esta suspensão é depois introduzida num reator ultrassónico, onde a cavitação acústica rompe a matriz celular e liberta os compostos intracelulares para o meio de extração à base de água ou de solvente.

Escolha o seu solvente de extração

A extração ultrassónica é compatível com (quase) qualquer tipo de solvente. Em contexto de investigação, os compostos da lentilha-de-água têm sido extraídos com solventes como o solvente polar etanol, bem como com várias misturas de solventes apolares, incluindo metanol–etanol, clorofórmio–etanol, hexano–etanol, éter dietílico–etanol e éter de petróleo–etanol, em diferentes proporções volumétricas.
O solvente adequado, em combinação com a ultrassonicação, intensifica a libertação de fitonutrientes da biomassa de lentilha-de-água. A ultrassonicação homogeneíza e rompe as estruturas das células vegetais, provocando rutura e desintegração celular. A extração ultrassónica é amplamente utilizada para produzir extratos de plantas, fungos e algas.

O mecanismo da extração ultrassónica

Os ultrassons de potência acoplados a líquidos ou suspensões produzem efeitos de elevada intensidade energética, como cavitação acústica, cisalhamento e vibração. Estes efeitos dos ultrassons de potência são aplicados com sucesso para desintegrar e destruir estruturas celulares. Além disso, a sonicação rompe ligações moleculares de lípidos, proteínas e hidratos de carbono, de modo que os macronutrientes e fitoquímicos pretendidos são libertados do interior das células da matéria-prima vegetal, por exemplo, da lentilha-de-água. Assim, a ultrassonicação intensifica e encurta consideravelmente a extração.

Extratores ultrassónicos para proteínas e lípidos de lentilha-de-água

Os sistemas de extração ultrassónica de elevado desempenho da Hielscher Ultrasonics são utilizados em todo o mundo em I&D e na produção em pequena e média escala, bem como à escala plenamente comercial. Os extratores ultrassónicos de elevado desempenho intensificam o processo de extração e aumentam o rendimento e a eficiência global da produção de extratos de elevada qualidade. A Hielscher Ultrasonics oferece equipamento de extração para qualquer volume / capacidade de processamento. Com mais de 25 anos de experiência na extração de matérias-primas vegetais, a Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro de confiança para a extração ultrassónica de elevado desempenho!