Hielscher Ultrasonics
Будемо раді обговорити Ваш процес.
Зателефонуйте нам: +49 3328 437-420
Напишіть нам: [email protected]

Ultrasonic Extraction for Leghemoglobin Production

A cleaner, faster, and more scalable way to unlock themeatymolecule behind plant-based foods: Leghemoglobinthe heme-containing protein responsible for the aroma, color, and flavor of meathas become one of the most valuable biomolecules in the plant-based food industry. Traditionally produced using fermentation or complex downstream processing, leghemoglobin extraction has remained costly and difficult to scale. Ultrasound-based processing changes that equation entirely.
Ultrasonic processing enables efficient release, dispersion, and stabilization of soy hemoglobin proteins, offering a clear pathway toward industrial-scale leghemoglobin extraction.

Why Leghemoglobin Matters

Soy leghemoglobin is an essential additive in plant-based meat substitutes to obtain the meaty flavor and texture. Leghemoglobin is efficiently extracted by ultrasonication.Leghemoglobin is naturally abundant in soybean root nodules and plays a critical biological role in oxygen regulation. In food applications, its heme group catalyzes flavor-forming reactions during cooking, closely mimicking animal meat. Researchers have confirmed that soybean leghemoglobin retains heme binding, peroxidase activity, and digestibility, making it a viable and safe food ingredient.
The challenge has never been functionalityit has been efficient extraction and scalable processing.
Ultrasonic extraction intensifies the leghemoglobin yield, preserves the heme functionality of leghemoglobin and can be scaled linearly from laboratory to industrial production, making it a highly efficient and robust method for producing leghemoglobin for plant-based food applications.

Інформаційний запит



Ultrasonic bioreactor with 2000 watts ultrasonic probe for the extraction of soy leghemoglobin from E.coli

Ultrasonic reactor for the extraction of leghemoglobin

Leghmoglobin Extraction from Soybean or E. coli Bioreactors

Ultrasonic probe for the extraction of proteins such as leghemoglobin for the production of food additives.Leghemoglobin can be obtained in two fundamentally different ways, but industrial production today relies on microbial synthesis rather than direct extraction from soybeans. Although leghemoglobin occurs naturally in high concentrations in soybean root nodules, direct extraction from plants is impractical at scale due to low recoverable yields, agricultural variability, and complex downstream purification. As a result, leghemoglobin is predominantly produced by biosynthesis in engineered microorganisms, most commonly Escherichia coli or yeast, where the soybean leghemoglobin gene is introduced and expressed under controlled bioreactor conditions. Recent studies demonstrate that E. coli-based systems, including cell-based and cell-free bioreactors, can produce functional soybean leghemoglobin with correct amino acid sequence, heme binding, and enzymatic activity, making microbial synthesis the preferred industrial route.
Ultrasonic extractors are suitable for leghemoglobin extraction from both sourcessoybean root nodules and E.coli bioreactors.

How Ultrasound Enhances Leghemoglobin Extraction

Ultrasonic processing works by generating high-intensity acoustic cavitation in liquid media. When microscopic bubbles collapse, they produce localized shear forces that:

  • Disrupt plant and microbial cell structures
  • Release intracellular proteins like leghemoglobin
  • Reduce protein aggregates and improve dispersion
  • Accelerate mass transfer without harsh chemicals

In controlled laboratory systems, sonication has already been shown to break down hemoglobin aggregates and reduce particle size by orders of magnitude, while preserving protein functionality.

This is particularly important for leghemoglobin, where aggregation and uneven dispersion can limit yield and downstream processing efficiency.

The UIP2000hdt is a 2000 watts powerful sonicator with flow cell for industrial processing of leghemoglobin as additive for plant-based meat substitutes.

Звуковий апарат UIP2000hdT for industrial processing of leghemoglobin as additive for plant-based meat substitutes.

From Lab to Factory: Linear Scalability with Industrial Sonicators

One of ultrasound’s biggest advantages is linear scalability. Unlike mechanical homogenization or bead milling, ultrasonic energy input scales directly with processing volume. This means parameters optimized at the bench–such as amplitude, energy density, and residence time–can be transferred reliably to pilot and production scale.

Industrial ultrasonic systems from Hielscher Ultrasonics are specifically designed for this purpose. Their high-power, continuous-flow sonicators enable:

  • Inline extraction from soybean slurries
  • Reproducible protein release at kilogram and ton scale
  • Precise control of energy input (W/L)
  • 24/7 industrial operation with food-grade materials

These systems allow manufacturers to move seamlessly from R&D to commercial production without re-engineering the process.

Cleaner Processing, Better Protein Quality

Another major advantage of ultrasonic extraction is process cleanliness. Studies indicate that ultrasound can reduce reliance on aggressive solvents or excessive thermal treatment, both of which risk damaging the heme group or denaturing proteins.

When properly temperature-controlled, sonication preserves:

  • Heme integrity
  • Oxygen-binding properties
  • Digestibility under simulated gastric conditions

Інформаційний запит



This aligns well with industry demand for clean-label, sustainable processing technologies.

What This Means for Plant-Based Foods

As demand for plant-based meat continues to rise, manufacturers are searching for ways to reduce costs while improving product consistency. Ultrasonic extraction offers a compelling solution:

  • Higher yields from soybean feedstocks
  • Скорочення часу обробки
  • Predictable scale-up
  • Lower operational complexity

Combined with industrial-grade ultrasonic reactors from Hielscher Ultrasonics, the technology provides a direct path toward commercially viable leghemoglobin production.

Scientific evidence now supports what process engineers have long suspected: ultrasound is not just a lab toolit is an industrial workhorse. For leghemoglobin extraction from soybeans, ultrasonic processing delivers efficiency, scalability, and product quality in a single platform.

As the plant-based food sector continues to scale, ultrasonic extraction may become the backbone technology that finally makes leghemoglobin production faster, cleaner, and economically sustainable.

Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:

Об'єм партії Витрата Рекомендовані пристрої
Від 10 до 2000 мл Від 20 до 400 мл/хв UP200Ht, UP400St
0від 1 до 20 л 0від .2 до 4 л/хв UIP2000HDT
Від 10 до 100 л Від 2 до 10 л/хв UIP4000HDT
Від 15 до 150 л Від 3 до 15 л/хв UIP6000HDT
Н.А. Від 10 до 100 л/хв UIP16000HDT
Н.А. Більше кластер UIP16000HDT

Запитайте більше інформації

Please use the form below to request additional information about ultrasonic extractors for soy leghemoglobin, technical notes and price details. We will be glad to discuss your leghemoglobin process with you and to offer you the best sonicator fulfilling your extraction requirements!




 

У цьому короткому ролику ми познайомимо вас з потужністю ультразвукової екстракції за допомогою зондового звукового апарату Hielscher UIP1000hdT! Подивіться, як ультразвукова хвороба є найкращою технікою для вилучення цінних фітохімічних речовин, ліпідів і поживних речовин з трав і рослинних матеріалів. Цей нетермальний, м'який процес руйнує клітинні структури, забезпечуючи високі входи та швидшу швидкість екстракції без шкоди для якості екстракту. Сумісна з будь-яким розчинником, проста в експлуатації та екологічно чиста, ультразвукова екстракція пропонує екстракти повного спектру вищої якості зі швидким часом обробки та масштабованими результатами.
Скористайтеся перевагами ультразвукової екстракції та використовуйте сонікатор Hielscher для ботанічної екстракції з неперевершеною ефективністю та стійкістю!

Ультразвуковий видобуток рослинних - 1000 Вт Sonicator Hielscher UIP1000hdT

Мініатюра відео

 

Проектування, виробництво та консалтинг – Якість зроблено в Німеччині

Ультразвукові апарати Hielscher добре відомі своїми найвищими стандартами якості та дизайну. Надійність і простота експлуатації дозволяють плавно інтегрувати наші ультразвукові апарати в промислові об'єкти. З важкими умовами та вимогливими умовами легко справляються ультразвукові апарати Hielscher.

Hielscher Ultrasonics є сертифікованою компанією ISO і приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим апаратам, які відрізняються найсучаснішими технологіями та зручністю для використання. Звичайно, ультразвукові апарати Hielscher відповідають вимогам CE та відповідають вимогам UL, CSA та RoHs.

Ультразвукові гомогенізатори з високим зсувом використовуються в лабораторній, настільній, пілотній та промисловій обробці.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори для змішування, диспергування, емульгування та екстракції в лабораторних, пілотних та промислових масштабах.



Література / Список літератури

Поширені запитання

What is Leghemoglobin?

Leghemoglobin is a heme-containing globin protein naturally found in the root nodules of leguminous plants such as soybean, where it regulates oxygen availability to support nitrogen-fixing symbiotic bacteria while maintaining extremely high oxygen-binding affinity.

What is Leghemoglobin Used for?

Leghemoglobin is used as a functional ingredient in plant-based meat products because its heme group catalyzes flavor, aroma, and color reactions during cooking that closely resemble those of animal meat, while also providing a bioavailable source of dietary iron.

What is the Difference between Hemoglobin and Leghemoglobin?

Hemoglobin is an oxygen-transport protein found in animal red blood cells that delivers oxygen throughout the body, whereas leghemoglobin is a plant globin localized in root nodules that binds oxygen with higher affinity to protect oxygen-sensitive nitrogenase enzymes; despite these functional differences, both proteins share a conserved globin fold and an identical heme B cofactor.


Високоефективна ультразвукова техніка! Асортимент продукції Hielscher охоплює повний спектр від компактного лабораторного ультразвукового апарату до повністю промислових ультразвукових систем.

Hielscher Ultrasonics виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори з Лабораторії до промислові розміри.

Будемо раді обговорити Ваш процес.