Extrakcia bielkovín zo žaburinky

Žaburinka (Lemna minor) je rýchlo rastúca vodná rastlina bohatá na bielkoviny a ďalšie výživové látky. Ultrazvuková extrakcia sa používa ako vysoko účinná a spoľahlivá technológia spracovania na uvoľňovanie bielkovín, lipidov a fytonutrientov zo žaburinky. Sonikácia umožňuje jednoduché a rýchle spracovanie žaburinky na výrobky potravinárskej kvality.

Žaburinka na výživové účely

Žaburinka (rod Lemna), kvitnúca vodná rastlina, je najmenšou známou kvitnúcou rastlinou. Žaburinka, známa aj ako Wolffia, vodná šošovica či vodné šošovky, rastie v sladkovodnom prostredí a vyskytuje sa na celom svete. V rodoch žaburiniek sú známe rôzne druhy, ako napríklad Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella a Wolffia. Keďže rastlina Lemna dokáže rýchlo rásť a každý deň zdvojnásobiť svoju veľkosť, žaburinka vzbudila záujem vedcov a potravinárskych inžinierov pôsobiacich v oblasti výživy, potravinovej bezpečnosti a funkčných potravín. V niektorých častiach juhovýchodnej Ázie je žaburinka už dlho známa svojou vysokou koncentráciou živín a pre vysoký obsah bielkovín (viac ako 45% sušiny) dostala prezývku „zeleninová mäsová guľka“. Žaburinka poskytuje kompletný bielkovinový profil (podobne ako slepačie vajcia), ktorý obsahuje všetkých deväť esenciálnych a šesť podmienene esenciálnych aminokyselín.

Lipidy a bielkoviny zo žaburinky

Žaburinka obsahuje 20–35% bielkovín, 4–7% tuku a 4–10% škrobu v sušine. Zaujímavé je, že zastúpenie aminokyselín v žaburinke sa približuje odporúčaniam WHO, pričom obsahuje napríklad 4,8% lyzínu, 2,7% metionínu a cysteínu a 7,7% fenylalanínu a tyrozínu. Obsah polynenasýtených mastných kyselín bol medzi 48 a 71% a vysoký obsah mastných kyselín n3 viedol k priaznivému pomeru n6/n3 na úrovni 0,5 alebo menej.“ (Appenroth et al. 2017)

Snímky vzoriek žaburinky zo skenovacieho elektrónového mikroskopu (SEM): Horný riadok zobrazuje neporušené bunky kontrolných vzoriek žaburinky
Dolný riadok zobrazuje vzorky žaburinky extrahované pomocou sonikátora UP400ST. Bunky vykazujú zreteľné mechanické narušenie spôsobené sonikáciou.
Štúdia a snímky: ©2023 Inguanez et. al.

Ultrazvuková extrakcia žaburinky

Ultrazvuková extrakcia sa používa na extrakciu látok zo žaburinky, najmä bielkovín a lipidov určených ako potravinárske výrobky. Bielkovinová múčka z rastliny Lemna a lipidy z rastliny Lemna sa účinne uvoľňujú a izolujú z vodnej rastliny žaburinky.

Ako sa sonikácia používa pri extrakcii žaburinky?

Po zbere rastliny Lemna sa odstráni prebytočná voda (napr. centrifugáciou). Na ultrazvukovú extrakciu je vhodnejšia suspenzia s vysokým obsahom biomasy (t. j. s vysokou koncentráciou rastliny Lemna), pretože zvyšuje účinnosť ultrazvukového procesu. Suspenzia žaburinky môže pozostávať zo žaburinky a vody alebo iného zvoleného rozpúšťadla. Táto suspenzia sa potom privádza do ultrazvukového reaktora, kde akustická kavitácia rozrušuje bunkovú matricu a uvoľňuje vnútrobunkové látky do extrakčného média na báze vody alebo rozpúšťadla.

Vyberte si extrakčné rozpúšťadlo

Ultrazvuková extrakcia je kompatibilná s (takmer) akýmkoľvek druhom rozpúšťadla. Vo výskume sa látky zo žaburinky extrahovali pomocou rozpúšťadiel, ako je polárne rozpúšťadlo etanol, ako aj rôznych nepolárnych zmesí rozpúšťadiel vrátane zmesí metanol–etanol, chloroform–etanol, hexán–etanol, dietyléter–etanol a petroléter–etanol v rôznych objemových pomeroch.
Správne rozpúšťadlo v kombinácii s pôsobením ultrazvuku zintenzívňuje uvoľňovanie fytonutrientov z biomasy žaburinky. Pôsobenie ultrazvuku homogenizuje a narúša štruktúry rastlinných buniek, čo vedie k narušeniu a dezintegrácii buniek. Ultrazvuková extrakcia sa široko používa na výrobu extraktov z rastlín, húb a rias.

Mechanizmus ultrazvukovej extrakcie

Výkonový ultrazvuk vnášaný do kvapalín alebo suspenzií vyvoláva energeticky intenzívne účinky, ako sú akustická kavitácia, šmyk a vibrácie. Tieto účinky výkonového ultrazvuku sa úspešne využívajú na dezintegráciu a deštrukciu bunkových štruktúr. Sonikácia navyše rozrušuje molekulové väzby lipidov, bielkovín a sacharidov, takže sa cieľové makroživiny a fytochemikálie uvoľňujú z vnútra buniek rastlinnej suroviny, napríklad žaburinky. Pôsobenie ultrazvuku tak extrakciu výrazne zintenzívňuje a skracuje.

Ultrazvukové extraktory na bielkoviny a lipidy zo žaburinky

Vysokovýkonné ultrazvukové extrakčné systémy od Hielscher Ultrasonics sa používajú na celom svete vo výskume a vývoji, ako aj v malej, stredne veľkej a plne komerčnej výrobe. Vysokovýkonné ultrazvukové extraktory zintenzívňujú proces extrakcie a zvyšujú výťažok aj celkovú účinnosť výroby vysokokvalitných extraktov. Hielscher Ultrasonics ponúka extrakčné zariadenia pre akýkoľvek objem / kapacitu spracovania. Vďaka viac ako 25 rokom skúseností s extrakciou rastlinných surovín je Hielscher Ultrasonics vaším dôveryhodným partnerom pre vysokovýkonnú ultrazvukovú extrakciu!