Hielscher Siêu âm
Chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình của bạn.
Gọi cho chúng tôi: +49 3328 437-420
Gửi thư cho chúng tôi: [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.

Yêu cầu thông tin



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.

Sonicator 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

Yêu cầu thông tin



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
  • Thời gian xử lý ngắn hơn
  • 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.

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi:

Khối lượng hàng loạt Tốc độ dòng chảy Thiết bị được đề xuất
10 đến 2000mL 20 đến 400ml / phút UP200Ht, UP400ST
0.1 đến 20L 0.2 đến 4L / phút UIP2000hdT
10 đến 100L 2 đến 10L / phút UIP4000hdt
15 đến 150L 3 đến 15L / phút UIP6000hdT
N.A. 10 đến 100L / phút UIP16000hdT
N.A. Lớn Cụm UIP16000hdT

Hỏi thêm thông tin

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!




 

Trong clip ngắn này, chúng tôi giới thiệu cho bạn sức mạnh của khai thác siêu âm với sonicator loại đầu dò Hielscher UIP1000hdT! Xem cách sonication là kỹ thuật vượt trội để chiết xuất chất phytochemical, lipid và chất dinh dưỡng có giá trị từ các loại thảo mộc và nguyên liệu thực vật. Quá trình không nhiệt, nhẹ nhàng này phá vỡ cấu trúc tế bào, đảm bảo năng suất cao và tốc độ chiết xuất nhanh hơn mà không ảnh hưởng đến chất lượng chiết xuất. Tương thích với bất kỳ dung môi, dễ vận hành và thân thiện với môi trường, khai thác siêu âm cung cấp chiết xuất đầy đủ, chất lượng cao với thời gian xử lý nhanh chóng và kết quả có thể mở rộng.
Tận dụng lợi thế của khai thác siêu âm và sử dụng một sonicator Hielscher để khai thác thực vật với hiệu quả và tính bền vững chưa từng có!

Chiết xuất thực vật bằng sóng siêu âm - Máy siêu âm 1000 W Hielscher UIP1000hdT

Hình thu nhỏ video

 

Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng Sản xuất tại Đức

Hielscher ultrasonicators nổi tiếng với chất lượng cao nhất và tiêu chuẩn thiết kế của họ. Mạnh mẽ và hoạt động dễ dàng cho phép tích hợp trơn tru của ultrasonicators của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi dễ dàng được xử lý bởi Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt nhấn mạnh vào ultrasonicators hiệu suất cao có công nghệ tiên tiến và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, Hielscher ultrasonicators là CE tuân thủ và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.

Siêu âm cắt cao homogenizers được sử dụng trong phòng thí nghiệm, băng ghế dự bị, thí điểm và chế biến công nghiệp.

Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao cho các ứng dụng trộn, phân tán, nhũ tương hóa và khai thác trên phòng thí nghiệm, thí điểm và quy mô công nghiệp.



Văn học / Tài liệu tham khảo

Các câu hỏi thường gặp

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.


Siêu âm hiệu suất cao! Phạm vi sản phẩm Hielscher bao gồm toàn bộ quang phổ từ ultrasonicator phòng thí nghiệm nhỏ gọn trên các đơn vị băng ghế dự bị đến các hệ thống siêu âm công nghiệp đầy đủ.

Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.

Chúng tôi sẽ vui mừng thảo luận về quá trình của bạn.