Extrakcia proteínu z kačice

Kačica (Lemna minor) je rýchlo rastúca vodná rastlina bohatá na bielkoviny a ďalšie výživové zlúčeniny. Ultrazvuková extrakcia sa používa ako vysoko účinná a spoľahlivá technológia spracovania na uvoľňovanie bielkovín, lipidov a fytonutrientov z kačice. Sonikácia umožňuje jednoduché a rýchle ošetrenie kačice pre potravinárske výrobky.

Kačica na výživové účely

Kačica (rod Lemna), kvitnúca vodná rastlina, je najmenšia známa kvitnúca rastlina. Tiež známa ako Wolffia, vodná šošovica alebo vodné šošovky, kačica rastie v sladkovodnom prostredí a možno ju nájsť na celom svete. V rodoch kačice sú známe rôzne druhy ako Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella a Wolffia. Keďže rastlina Lemna má kapacitu rýchleho rastu, ktorá sa môže denne zdvojnásobiť, kačica vzbudila záujem vedcov a potravinárskych inžinierov pracujúcich v oblasti výživy, potravinovej bezpečnosti a funkčných potravín. V častiach juhovýchodnej Ázie je kačica známa už dlho pre svoju hustotu živín a je známa pod prezývkou “zeleninové fašírky” vďaka vysokému obsahu bielkovín (viac ako 45% suchej hmoty). Kačica ponúka kompletný proteínový profil (napríklad slepačie vajcia), ktorý obsahuje všetkých deväť esenciálnych a šesť podmienených aminokyselín.

Lipidy a bielkoviny z kačice

Kačica obsahuje 20–35 % bielkovín, 4 – 7 % tuku a 4–10 % škrobu na suchú hmotnosť. Zaujímavé je, že distribúcia aminokyselín v kačici je blízka odporúčaniam WHO, obsahuje napr. 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 n3 mastných kyselín viedol k priaznivému pomeru n6/n3 0,5 alebo menej." (Appenroth a kol. 2017)

SEM snímky vzoriek kačice: Horný riadok zobrazuje neporušené bunky kontrolných vzoriek kačice
V spodnom rade sú zobrazené vzorky žaburinky extrahované pomocou sonikátora UP400ST. Bunky vykazujú zreteľný mechanický rozpad v dôsledku sonikácie.
Štúdia a obrázky: ©2023 Inguanez et. Al.

Ultrazvuková extrakcia kačice

Ultrazvuková extrakcia sa používa na extrakciu zlúčenín žaburinky, najmä bielkovín a lipidov ako potravinárskych výrobkov. Bielkovinová múčka Lemna a lipidy Lemna sa účinne uvoľňujú a izolujú z rastliny vodnej kačice.

Ako sa sonikácia aplikuje na extrakciu kačice?

Po zbere Lemny sa prebytočná voda odstráni (napr. odstredením). Pre ultrazvukovú extrakciu je vhodnejšia suspenzia bohatá na biomasu (tj hustá Lemna), pretože zefektívňuje ultrazvukový proces. Kaša z kačice môže pozostávať z kačice a vody alebo iného rozpúšťadla podľa vlastného výberu. Táto suspenzia sa privádza do ultrazvukového reaktora, kde akustická kavitácia rozbíja bunkovú matricu a uvoľňuje intracelulárne zlúčeniny do extrakčného média na báze vody alebo rozpúšťadla.

Vyberte si extrakčné rozpúšťadlo

Ultrazvuková extrakcia je kompatibilná s (takmer) akýmkoľvek druhom rozpúšťadla. Vo výskumnom prostredí boli zlúčeniny žaburinky extrahované pomocou rozpúšťadiel, ako je polárne rozpúšťadlo etanol, ako aj rôznych nepolárnych zmesí rozpúšťadiel vrátane metanolu-etanolu, chloroformu-etanolu, hexán-etanolu, dietyléter-etanolu, ropného éteru-etanolu v rôznom objemovom pomere.
Správne rozpúšťadlo v kombinácii s ultrazvukom zintenzívňuje uvoľňovanie fytoživín z biomasy kačice. Ultrazvuk homogenizuje a narúša štruktúry rastlinných buniek, čo vedie k narušeniu a rozpadu buniek. Ultrazvuková extrakcia sa široko používa na výrobu rastlinných, hubových a riasových extraktov.

Mechanizmus ultrazvukovej extrakcie

Výkonový ultrazvuk spojený s kvapalinami alebo kalmi má za následok energeticky náročné účinky, ako je akustická kavitácia, šmyk a vibrácie. Tieto účinky výkonového ultrazvuku sa úspešne aplikujú na rozpad a zničenie bunkových štruktúr. Okrem toho sonikácia rozbíja molekulárne väzby lipidov, bielkovín a sacharidov, takže cieľové makroživiny a fytochemikálie sa uvoľňujú z vnútra buniek botanickej suroviny, napr. kačice. Ultrazvuk tým výrazne zintenzívňuje a skracuje extrakciu.

Ultrazvukové extraktory pre proteíny a lipidy kačice

Vysokovýkonné ultrazvukové extrakčné systémy od spoločnosti Hielscher Ultrasonics sa používajú na celom svete na R&D, malá, stredná a plne komerčná výroba. Vysokovýkonné ultrazvukové extraktory zintenzívňujú proces extrakcie a zvyšujú výťažnosť a celkovú účinnosť výroby vysokokvalitných extraktov. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics ponúka odsávacie zariadenia pre akýkoľvek objem / kapacitu procesu. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics, ktorá má skúsenosti s botanickou extrakciou už viac ako 25 rokov, je vaším dôveryhodným partnerom pre vysokovýkonnú ultrazvukovú extrakciu!