Valorizacija plevela Azolla Pond z uporabo ultrazvočnega razbijanja

Azolla, majhna vodna praprot, je pritegnila veliko pozornosti zaradi svojega izjemnega potenciala kot trajnostnega vira za različne namene, vključno s hrano, krmo za živino, dodatki polifenolov, gnojili in biogorivom. Ta članek raziskuje raznoliko uporabnost azolle in pojasnjuje, kako sonikacija, zlasti s sonikatorji tipa sonda, izboljša ekstrakcijo in pridobivanje njenih bistvenih hranil, vključno z beljakovinami, vitamini, polifenoli in lipidi. Z izkoriščanjem energije sonikacije je mogoče učinkovito pridobiti hranilne in bioaktivne sestavine, prisotne v azoli, kar prispeva k njeni vlogi vsestranskega in okolju prijaznega vira.

Azolla: kako se ribniški plevel s pomočjo ultrazvoka spremeni v hrano in biogorivo

Azolla, splošno znana kot vodna praprot, je postala obetaven kandidat za trajnostno kmetijstvo in proizvodnjo obnovljive energije. Zaradi hitre rasti, visoke vsebnosti beljakovin, sposobnosti vezave dušika in bogate biokemične sestave ponuja azolla številne prednosti v različnih sektorjih. V kombinaciji z močnim ultrazvokom – tehnika, znana kot sonikacija. – uporaba ribniškega plevela Azolla je vse bližje temu, da bi ga spremenili v hrano, gnojilo in biogorivo. Ker sonikacija pomaga pri sproščanju dragocenih spojin iz Azolle, postane gospodarska uporaba tega ribniškega plevela ekonomsko privlačna. Te dragocene sestavine vključujejo beljakovine, polifenole in antioksidante, lipide in škrob iz biomase. Ultrazvočna ekstrakcija kot zelena ekstrakcijska tehnologija povečuje učinkovitost in donos proizvodov, pridobljenih iz Azolle.
Raziščimo potencial azolle kot vira hrane, krme, dodatkov, gnojila in biogoriva s poudarkom na vlogi sonikacije pri optimizaciji ekstrakcije hranil.

Azolla kot hrana za ljudi in živali

Azolla ima ogromen potencial kot hranljiv vir hrane za ljudi in živino. Azolla z vsebnostjo beljakovin od 25 do 35 % presega običajne rastlinske vire beljakovin, kot sta soja in leča. Poleg tega je azolla bogata z vitamini (A, B12 in E), minerali (železo, kalcij in magnezij) in esencialnimi aminokislinami, zato je popolna in uravnotežena prehrana. Tehnike ekstrakcije s sonikacijo olajšajo sproščanje teh hranil iz biomase azolle, kar zagotavlja največjo hranilno vrednost. Vsebnost lipidov v Azolli je sestavljena iz visokega deleža maščobnih kislin omega-3, zlasti eikozapentaenojske kisline (EPA).
V Azolla filiculoides je EPA predstavljala 39,8 % vseh maščobnih kislin, kar ustreza 72 mg/g biomase. (prim. Dohaei et al., 2020)
Ultrazvočna hladna ekstrakcija preprečuje razgradnjo tega na toploto občutljivega lipida omega-3 in omogoča pridobivanje visokokakovostnih veganskih maščobnih kislin omega-3 iz ribniškega plevela. Te maščobne kisline omega-3 so odlična alternativa lipidom iz alg.

Azolla kot substrat za dodatke polifenolov

Polifenoli, bioaktivne spojine, ki so znane po svojih antioksidativnih lastnostih in koristnih učinkih na zdravje, so v azolli v izobilju. Sonikacija ima ključno vlogo pri razgradnji celičnih sten Azolle, kar olajša ekstrakcijo polifenolov z večjo biološko razpoložljivostjo. Ti izvlečki polifenolov se lahko uporabljajo pri pripravi prehranskih dopolnil, farmacevtskih izdelkov in funkcionalnih živil. Ker ultrazvočna ekstrakcija omogoča blage procesne pogoje, uporabo nestrupenih topil in sproščanje izvlečkov s celotnim spektrom, se s tehniko ekstrakcije z ultrazvokom pridobivajo visokokakovostni fenolni izvlečki, ki potrošnikom ponujajo naravni in trajnostni vir antioksidantov.

Azolla kot gnojilo za poljščine

Poleg hranilne vrednosti je azolla zaradi svoje sposobnosti vezave dušika in bogate sestave s hranili odlično organsko gnojilo. Azolla, vključena v kmetijske sisteme, povečuje rodovitnost tal, spodbuja rast rastlin in zavira širjenje plevela. S sonikacijo podprta dezintegracija in ekstrakcija biomase Azolla dajeta tekoče izvlečke, bogate s hranili, ki jih je mogoče neposredno uporabiti pri pridelkih ali nadalje predelati v bio gnojila, kar prispeva k trajnostnim kmetijskim praksam in izboljšanju zdravja tal.

Azolla kot biogorivo

Vsebnost lipidov v Azolli, ki jo sestavljajo predvsem dolgoverižne maščobne kisline, predstavlja priložnost za proizvodnjo biogoriva. Sonikacija olajša prekinitev celičnih membran in sprosti kapljice lipidov, ki jih je mogoče enostavno ekstrahirati in pretvoriti v biodizel s postopki transesterifikacije. Poleg tega je Azolla zaradi hitre rasti in sposobnosti uspevanja v različnih vodnih okoljih privlačna surovina za proizvodnjo biogoriv, saj ponuja obnovljivo in okolju prijazno alternativo fosilnim gorivom.
Nazadnje, odpadne materiale Azolla je mogoče uporabiti za proizvodnjo metana/bioplina. Metan, proizveden iz odpadkov Azolla, velja za obnovljiv vir energije z manjšimi emisijami toplogrednih plinov v primerjavi s fosilnimi gorivi. Zaradi ultrazvočnega delovanja je biomasa bolj dostopna za anaerobno presnovo. Tako sonikacija prispeva k popolnejši pretvorbi biomase, višjim donosom bioplina in hitrejši stopnji anaerobne digestije.

Azolla je večnamenski vir z velikim potencialom v različnih sektorjih, vključno s hrano, krmo, dodatki, gnojili in biogorivi. Tehnologija sonikacije povečuje učinkovitost in donos proizvodov, pridobljenih iz azolle, saj olajša ekstrakcijo beljakovin, vitaminov, polifenolov in lipidov. Ker svetovno povpraševanje po trajnostnih in okolju prijaznih rešitvah še naprej narašča, se azolla kaže kot obetaven kandidat za reševanje različnih družbenih in okoljskih izzivov, pri čemer je sonikacija ključni dejavnik za sprostitev njenega polnega potenciala.