Ekstrakcija beljakovin vodne leče

Vodna leča (Lemna minor) je hitro rastoča vodna rastlina, bogata z beljakovinami in drugimi hranilnimi spojinami. Ultrazvočna ekstrakcija se uporablja kot zelo učinkovita in zanesljiva tehnologija predelave za sproščanje beljakovin, lipidov in fitohranil iz vodne leče. Sonication omogoča enostavno in hitro obdelavo vodne leče za živilske izdelke.

Vodna leča za prehranske namene

Vodna leča (rod Lemna), cvetoča vodna rastlina, je najmanjša znana cvetoča rastlina. Znana tudi kot Wolffia, vodna leča ali vodne leče, raste v sladkovodnih okoljih in jo je mogoče najti po vsem svetu. V rodovih vodne leče so znane različne vrste, kot so Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella in Wolffia. Ker ima rastlina Lemna sposobnost hitre rasti, ki se lahko vsak dan podvoji, je vodna leča pritegnila zanimanje znanstvenikov in živilskih inženirjev, ki delajo na področju prehrane, varnosti preskrbe s hrano in funkcionalne hrane. V delih jugovzhodne Azije je vodna leča že dolgo znana po svoji gostoti hranil in je znana pod vzdevkom “zelenjavna mesna kroglica” zaradi visoke vsebnosti beljakovin (več kot 45% suhe mase). Vodna leča ponuja celoten beljakovinski profil (kot so kokošja jajca), ki vsebuje vseh devet esencialnih in šest pogojnih aminokislin.

Lipidi in beljakovine iz vodne leče

Kačji pastir vsebuje 20-35 % beljakovin, 4-7 % maščob in 4-10 % škroba na suho maso. Zanimivo je, da je porazdelitev aminokislin v rakiji blizu priporočilom SZO, saj vsebuje npr. 4,8 % lizina, 2,7 % metionina in cisteina ter 7,7 % fenilalanina in tirozina. Vsebnost polinenasičenih maščobnih kislin je bila med 48 in 71 %, visoka vsebnost n3 maščobnih kislin pa je povzročila ugodno razmerje n6/n3 0,5 ali manj.” (Appenroth et al. 2017)

SEM slike vzorcev vodne leče: Zgornja vrstica prikazuje nepoškodovane celice kontrolnih vzorcev vodne leče
V spodnji vrstici so prikazani vzorci vodne leče, pridobljeni z uporabo sonikatorske UP400ST. Celice kažejo jasno mehansko razgradnjo zaradi ultrazvočnega razbijanja.
Študija in slike: ©2023 Inguanez et. Al.

Ultrazvočna ekstrakcija vodne leče

Ultrazvočna ekstrakcija se uporablja za ekstrakcijo spojin vodne leče, zlasti beljakovin in lipidov kot živilskih izdelkov. Beljakovinska moka Lemna in lipidi Lemne se učinkovito sproščajo in izolirajo iz vodne vodne leče.

Kako se ultrazvočno razbijanje uporablja za ekstrakcijo vodne leče?

Po spravilu Lemne se odvečna voda odstrani (npr. s centrifugiranjem). Za ultrazvočno ekstrakcijo je bolj zaželena gnojevka, bogata z biomaso (tj. Lemna-gosta), saj ultrazvočni proces postane učinkovitejši. Gnojevka vodne leče je lahko sestavljena iz vodne leče in vode ali drugega topila po izbiri. Ta gnojevka se napaja v ultrazvočni reaktor, kjer akustična kavitacija razbije celično matrico in sprosti znotrajcelične spojine v ekstrakcijski medij na osnovi vode ali topil.

Izberite topilo za ekstrakcijo

Ultrazvočna ekstrakcija je združljiva z (skoraj) vsemi vrstami topil. V raziskovalnem okolju so bile spojine vodne leče ekstrahirane z uporabo topil, kot je polarno topilo etanol, kot tudi različne nepolarne mešanice topil, vključno z metanolom-etanolom, kloroformom-etanolom, heksanom-etanolom, dietil etrom-etanolom, naftnim etrem-etanolom v različnem volumskem razmerju.
Pravo topilo v kombinaciji z ultrazvokom okrepi sproščanje fitohranil iz biomase vodne leče. Ultrasonication homogenizira in moti strukture rastlinskih celic, kar povzroči motnje in razpad celic. Ultrazvočna ekstrakcija se pogosto uporablja za proizvodnjo botaničnih, glivičnih in algičnih izvlečkov.

Mehanizem ultrazvočne ekstrakcije

Močni ultrazvok, povezan s tekočinami ali suspenzijami, povzroči energetsko intenzivne učinke, kot so akustična kavitacija, striženje in vibracije. Ti učinki ultrazvoka moči se uspešno uporabljajo za razgradnjo in uničenje celičnih struktur. Poleg tega ultrazvočna razbijanje razbije molekularne vezi lipidov, beljakovin in ogljikovih hidratov, tako da se ciljna makrohranila in fitokemikalije sproščajo iz celične notranjosti botanične surovine, npr. vodne leče. S tem ultrazvok znatno okrepi in skrajša ekstrakcijo.

Ultrazvočni ekstraktorji za beljakovine in lipide vodne leče

Visoko zmogljivi ultrazvočni ekstrakcijski sistemi podjetja Hielscher Ultrasonics se uporabljajo po vsem svetu na R&D, majhna, srednja in popolnoma komercialna proizvodnja. Visoko zmogljivi ultrazvočni ekstraktorji okrepijo proces ekstrakcije in povečajo donos ter splošno učinkovitost visokokakovostne proizvodnje ekstraktov. Hielscher Ultrasonics ponuja opremo za ekstrakcijo za vsak volumen / procesno zmogljivost. Z izkušnjami z botanično ekstrakcijo že več kot 25 let je Hielscher Ultrasonics vaš zaupanja vreden partner za visoko zmogljivo ultrazvočno ekstrakcijo!