Extração de proteínas de lentilha

A lentilha-d'água (Lemna minor) é uma planta aquática de rápido crescimento rica em proteínas e outros compostos nutricionais. A extração ultra-sónica é utilizada como uma tecnologia de processamento altamente eficiente e fiável para libertar proteínas, lípidos e fito-nutrientes da lentilha de água. Sonication permite o tratamento simples e rápido de lentilha de água para produtos de qualidade alimentar.

Lentilha-d'água para fins nutricionais

A lentilha-de-pato (género Lemna), uma planta aquática com flor, é a planta com flor mais pequena que se conhece. 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. Nos géneros de lentilha-d'água, são conhecidas várias espécies, como Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella e Wolffia. Uma vez que a planta Lemna tem uma capacidade de crescimento rápido capaz de duplicar de tamanho diariamente, a lentilha-de-pato suscitou o interesse de cientistas e engenheiros alimentares que trabalham no domínio da nutrição, da segurança alimentar e dos alimentos funcionais. Em partes do Sudeste Asiático, a lentilha-de-pato é conhecida desde há muito tempo pela sua densidade de nutrientes e é conhecida pela alcunha de “almôndega de legumes” devido ao seu elevado teor de proteínas (mais de 45% da massa seca). A lentilha oferece o perfil proteico completo (como os ovos de galinha), contendo os nove aminoácidos essenciais e os seis aminoácidos condicionais.

Lípidos e proteínas da lentilha d'água

A lentilha-d'água contém 20-35% de proteína, 4-7% de gordura e 4-10% de amido por peso seco. Curiosamente, a distribuição de aminoácidos na lentilha d'água está próxima das recomendações da OMS, tendo, 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 situava-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 SEM de amostras de lentilha d'água: A linha superior mostra as células intactas das amostras de controlo da lentilha d'água
A linha inferior mostra amostras de lentilha-d'água extraídas com o sonicador UP400ST. As células mostram uma clara rutura mecânica devido à sonicação.
Estudo e imagens: ©2023 Inguanez et. al.

Extração ultra-sónica de lentilha-d'água

A extração ultra-sónica é utilizada para extrair compostos de lentilha de água, especialmente proteínas e lípidos como produtos alimentares. A farinha de proteína Lemna e os lípidos Lemna são eficientemente libertados e isolados da planta de lentilha aquática.

Como é aplicada a sonicação na extração de lentilha?

Após a colheita da Lemna, o excesso de água é removido (por exemplo, por centrifugação). Para a extração por ultra-sons, é preferível uma pasta rica em biomassa (ou seja, Lemna-densa), uma vez que torna o processo ultrassónico mais eficiente. A pasta de lentilha pode ser constituída por lentilha e água ou outro solvente à escolha. Esta lama é então 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 por ultra-sons é compatível com (quase) qualquer tipo de solvente. No cenário de pesquisa, os compostos de lentilha de água foram extraídos usando solventes como o solvente polar etanol, bem como várias misturas de solventes não polares, incluindo metanol-etanol, clorofórmio-etanol, hexano-etanol, éter dietílico-etanol, éter de petróleo-etanol em diferentes proporções de volume.
O solvente certo em combinação com ultra-sons intensifica a libertação de fito-nutrientes da biomassa de lentilha de água. Ultrasonication homogeneiza e perturba as estruturas celulares da planta resultando em rutura celular e desintegração. A extração ultra-sônica é amplamente utilizada para a produção de extratos botânicos, fungos e algas.

O mecanismo de extração por ultra-sons

Os ultra-sons de potência acoplados a líquidos ou lamas resultam em efeitos de energia intensa, tais como cavitação acústica, cisalhamento e vibração. Estes efeitos dos ultra-sons de potência são aplicados com sucesso para desintegrar e destruir estruturas celulares. Além disso, a sonicação quebra as ligações moleculares de lípidos, proteínas e hidratos de carbono, de modo a que os macronutrientes e fitoquímicos visados sejam libertados do interior da célula da matéria-prima botânica, por exemplo, lentilha-d'água. Deste modo, a ultra-sons intensifica e encurta consideravelmente a extração.

Extractores de ultra-sons para proteínas e lípidos de lentilha

Os sistemas de extração por ultra-sons de alto desempenho da Hielscher Ultrasonics são utilizados em todo o mundo em R&D, níveis de produção pequenos, médios e totalmente comerciais. Os extractores de ultra-sons de alto desempenho intensificam o processo de extração e aumentam o rendimento e a eficiência global da produção de extractos de alta qualidade. Hielscher Ultrasonics oferece equipamentos de extração para qualquer volume / capacidade de processo. Com experiência em extração botânica há mais de 25 anos, a Hielscher Ultrasonics é o seu parceiro de confiança para extração ultra-sónica de alto desempenho!