Екстракція білків з ряски

Ряска (Lemna minor) – це швидкоросла водна рослина, багата на білки та інші поживні речовини. Ультразвукова екстракція використовується як високоефективна та надійна технологія обробки для вивільнення білків, ліпідів та фітонутрієнтів з ряски. Ультразвукова обробка дозволяє здійснювати просте та швидке оброблення ряски для отримання продуктів харчового класу.

Ряска для харчових цілей

Ряска (рід Lemna), квітуча водна рослина, є найменшою відомою квітучою рослиною. Також відома як Wolffia, водяні лінзи або водяні сочевиці, ряска росте у прісноводних середовищах і може бути знайдена по всьому світу. У родах ряски відомі різні види, такі як Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella та Wolffia. Оскільки рослина Lemna має швидку здатність до росту, здатну подвоювати розмір щодня, ряска привернула увагу вчених та інженерів харчової промисловості, які працюють у сфері харчування, продовольчої безпеки та функціональних продуктів. У деяких частинах Південно-Східної Азії ряска відома вже давно своєю поживною щільністю і відома під прізвиськом «овочевий м’ясний фрикаделька» через високий вміст білка (понад 45% сухої маси). Ряска пропонує повний білковий профіль (як курячі яйця), що містить усі дев’ять незамінних та шість умовно незамінних амінокислот.

Ліпіди та білки з ряски

Ряска містить 20–35% білка, 4–7% жиру та 4–10% крохмалю на суху вагу. Цікаво, що розподіл амінокислот у ряски близький до рекомендацій ВООЗ, маючи, наприклад, 4,8% лізину, 2,7% метіоніну та цистеїну, і 7,7% фенілаланіну та тирозину. Вміст поліненасичених жирних кислот становив від 48 до 71%, а високий вміст n3 жирних кислот призвів до сприятливого співвідношення n6/n3 0,5 або менше.” (Appenroth et al. 2017)

Зображення SEM зразків ряски: верхній ряд показує неушкоджені клітини контрольних зразків ряски
Нижній ряд показує зразки ряски, екстраговані за допомогою ультразвукового процесора UP400ST. Клітини демонструють чітке механічне руйнування внаслідок ультразвукової обробки.
Дослідження та зображення: ©2023 Inguanez et. al.

Ультразвукова екстракція ряски

Ультразвукова екстракція використовується для виділення сполук ряски, особливо білків та ліпідів як харчових продуктів. Білковий шрот Lemna та ліпіди Lemna ефективно вивільняються та ізолюються з водної рослини ряски.

Як застосовується ультразвукова обробка для екстракції ряски?

Після збору врожаю Lemna надлишкова вода видаляється (наприклад, за допомогою центрифугування). Для ультразвукової екстракції переважною є суспензія, багата на біомасу (тобто, щільна на Lemna), оскільки це робить ультразвуковий процес більш ефективним. Суспензія ряски може складатися з ряски та води або іншого обраного розчинника. Ця суспензія потім подається в ультразвуковий реактор, де акустична кавітація руйнує клітинну матрицю та вивільняє внутрішньоклітинні сполуки у водне або розчинникове екстракційне середовище.

Оберіть свій екстракційний розчинник

Ультразвукова екстракція сумісна з (майже) будь-яким типом розчинника. У дослідницьких умовах сполуки ряски екструювалися за допомогою розчинників, таких як полярний розчинник етанол, а також різні суміші неполярних розчинників, включаючи метанол-етанол, хлороформ-етанол, гексан-етанол, діетиловий ефір-етанол, петролейний ефір-етанол при різних об’ємних співвідношеннях.
Правильний розчинник у поєднанні з ультразвуковою обробкою інтенсифікує вивільнення фітонутрієнтів з біомаси ряски. Ультразвукова обробка гомогенізує та руйнує структури рослинних клітин, що призводить до руйнування клітин та їх дисинтеграції. Ультразвукова екстракція широко використовується для виробництва ботанічних, грибних та водорослевих екстрактів.

Механізм ультразвукової екстракції

Потужний ультразвук, переданий у рідини або суспензії, призводить до енергонасичених ефектів, таких як акустична кавітація, зсув та вібрація. Ці ефекти потужного ультразвуку успішно застосовуються для дисинтеграції та руйнування клітинних структур. Додатково, ультразвукова обробка руйнує молекулярні зв’язки ліпідів, білків та вуглеводів, так що цільові макронутрієнти та фітохімічні речовини вивільняються з внутрішньої частини клітини ботанічної сировини, наприклад, ряски. Таким чином, ультразвукова обробка значно інтенсифікує та скорочує екстракцію.

Ультразвукові екстактори для білків та ліпідів ряски

Високоефективні системи ультразвукової екстракції від Hielscher Ultrasonics використовуються по всьому світу на рівнях R&D, малого, середнього та повністю комерційного виробництва. Високоефективні ультразвукові екстактори інтенсифікують процес екстракції та підвищують вихід та загальну ефективність виробництва екстрактів високої якості. Hielscher Ultrasonics пропонує екстракційне обладнання для будь-якого об’єму / виробничої потужності. Маючи досвід у ботанічній екстракції понад 25 років, Hielscher Ultrasonics є вашим надійним партнером для високоефективної ультразвукової екстракції!