استخراج الموجات فوق الصوتية من البروتين الليكوبروتيني
البروتين الفطري هو بروتين مشتق من الفطريات المنتجة للاستهلاك البشري، والتي تستخدم أساسا لإعداد بدائل اللحوم أو "اللحوم وهمية". استخراج الموجات فوق الصوتية والتجانس هو وسيلة فعالة للغاية للافراج عن بروتين من الفطريات تحقيق غلة عالية جدا من البروتين في وقت معالجة قصيرة.
البروتين الليكوبروتيني
البروتين الفطري هو بروتين خلية واحدة موجودة في الفطريات. يقدم كمية عالية من البروتين والألياف، ويعتبر البروتين الميCoprotein كمصدر صحي ومستدام للأحماض الأمينية القيمة من الناحية التغذوية. يحتوي Mycoprotein عادة على حوالي 45٪ من البروتين و 25٪ من الألياف حسب الوزن الجاف. الليكوبروتين غني بالأحماض الأمينية الأساسية وبتركيبة من البروتين الكلي بنسبة 41٪ تقريبًا ، فإنه يقدم محتوى بروتينمماثل للسبيرولينا. وهذا يجعل البروتين الميCoprotein مصدر بروتين مثير للاهتمام للنباتيين والنباتيين. البروتين الليكوبروتين غني بالألياف. محتوى الألياف لديها يتكون من حوالي ثلث الكيتين (N-acetylglucosamine) وثلثي α-glucans (1,3-glucan و 1,6-glucan). يوفر الألياف والبروتين اتّماً عالي البروتين، ويعتبر مصدر غذائي صحي ومستدام.
(راجع فينيغان وآخرون 2019)
استخراج البروتين المامي بالموجات فوق الصوتية
من أجل إنتاج البروتين الفطري، تزرع أنواع الفطريات الصالحة للأكل وتزرع في المفاعلات الحيوية. وهذا يعني أن البروتين محاصر في أنواع الفطريات ، على سبيل المثال Fusarium venenatum. من أجل الإفراج عن بروتين الميكوتبروتين ، مطلوب اضطراب قوي للخلية وتقنية الاستخراج ، مما يؤدي إلى تخلي الفطريات. أثناء الانزل ، يتم تعطيل جدران الخلايا للكائنات الحية الدقيقة وتفككها بحيث يتم تحرير المواد داخل الخلايا مثل البروتينات والدهون والمواد المغذية الأخرى. الموجات فوق الصوتية هي تقنية راسخة تستخدم في إنتاج الأغذية والتكنولوجيا الحيوية لتعطيل الخلايا والأنسجة واستخراج المركبات القيمة. وعلاوة على ذلك، فإن التجانس الموحد الذي تحقق عن طريق التموجات يجعل من السهل تحويل البروتين الميCoprotein إلى منتجات غذائية مبتكرة مع مختلف القوام والنكهات والاستخدامات، بما في ذلك نظائراللحوم والوجبات الخفيفة الغنية بالبروتين وبدائل الحليب الخالية من الألبان والحلويات.
حركية من إطلاق البروتين من فوساريوم فينيناتوم عن طريق سونيكيشن مع طحن
المصدر: براكاش وآخرون 2014
دراسة حالة إفرادية – الموجات فوق الصوتية الإفراج عن البروتين المامي
بحث براكاش وآخرون (2014) في آثار الموجات فوق الصوتية على إطلاق بروتين الميكوتبروتين من فوساريوم فينيناتوم. حققوا الحد الأقصى لمعدل إطلاق البروتين K من 0.680 دقيقة مع 580μg من البروتين المستخرج.
تأثير سونيكيشن مع طريقة طحن على إطلاق البروتين من فوساريوم venenatum
المصدر: براكاش وآخرون 2014
الخالط بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2kW) مع مفاعل دفعة أثار باستمرار
- ارتفاع العائد / استخراج كامل
- جودة عالية
- سريعون
- خفيفة وغير الحرارية
- يمكن التحكم بدقة
- فعالة من حيث التكلفة
- بسيطة وآمنة للعمل
استخراج بالموجات فوق الصوتية – مبدأ العمل والمزايا
ويستند استخراج بالموجات فوق الصوتية على ظاهرة التجويف الصوتية (بالموجات فوق الصوتية). عندما تقترن موجات الموجات فوق الصوتية القوية في السائل أو الطين، بالتناوب دورات الضغط العالي والضغط المنخفض ضغط وتوسيع فقاعات فراغ دقيقة خلق في الوسط. وتنمو فقاعات الفراغ هذه على مدى عدة دورات الضغط العالي/الضغط المنخفض حتى تصل إلى نقطة لا تستطيع فيها فقاعة الغاز امتصاص أي طاقة أخرى. عند نقطة النمو الأقصى، تنهار الفقاعة بعنف خلال دورة الضغط العالي. خلال انهيار فقاعة، تحدث الظروف القاسية محليا مثل درجة حرارة عالية جدا، والضغوط والفوارق في الضغط ودرجة الحرارة المقابلة، فضلا عن الطائرات السائلة مع ما يصل إلى 280m/sec. هذه القوات المكثفة تُقَمّف وتُكسر جدران الخلايا وتروج لنقل الكتلة بين داخل الخلية والسائل المحيط بها. يتم نقل المواد داخل الخلايا مثل البروتينات والدهون وغيرها من المركبات النشطة بيولوجيا إلى السائل من حيث يمكن فصلها بسهولة لعمليات المصب.
فوائد استخراج بالموجات فوق الصوتية
استخراج بمساعدة بالموجات فوق الصوتية (UAE) هي تقنية عالية الكفاءة لإطلاق وعزل المواد داخل الخلايا مثل البروتينات والدهون والمواد النشطة بيولوجيا (على سبيل المثال، الفيتامينات والبوليفينول). السونات هو تكثيف العملية ، مما يزيد من النقل الجماعي بين داخل الخلية والسائل. نتائج استخراج بالموجات فوق الصوتية في ارتفاع الغلة، وانخفاض وقت المعالجة، ونوعية استخراج متفوقة، وانخفاض تكاليف المعالجة وانخفاض استهلاك الطاقة.
المتجانسات بالموجات فوق الصوتية لمعالجة البروتين الليكوبروتيني
الموجات فوق الصوتية المعطلين واستخراج الأدوات راسخة في مرافق تجهيز الأغذية. توفير التجويف عالية القص القوات، وتستخدم الموجات فوق الصوتية لعزل المركبات النشطة بيولوجيا من المواد النباتية وتجانس مرحلتين أو أكثر في خليط موحد.
تقدم Hielscher Ultrasonics مجموعة واسعة من الموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر إلى الحجم الصناعي.
HIELSCHER الفوق’ يمكن للمعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية تقديم السعة عالية جدا. السعة تصل إلى 200μm يمكن تشغيلها بسهولة بشكل مستمر في 24/7 العملية. لسعة أعلى، sonotrodes بالموجات فوق الصوتية مخصصة متوفرة. قوة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح للتشغيل 24/7 في الثقيلة وفي البيئات الصعبة.
عملية التوحيد القياسي مع الموجات فوق الصوتية Hielscher
وينبغي إنتاج المقتطفات، التي تستخدم في الأغذية أو المستحضرات الصيدلانية، وفقا لممارسات التصنيع الجيدة (GMP) وفي إطار مواصفات المعالجة الموحدة. تأتي أنظمة الاستخراج الرقمي ة لـ Hielscher Ultrasonics مع برامج ذكية ، مما يجعل من السهل تعيين عملية سونيكيشن والتحكم فيها بدقة. تسجيل البيانات التلقائي يكتب جميع معلمات عملية الموجات فوق الصوتية مثل الطاقة بالموجات فوق الصوتية (إجمالي وصافي الطاقة)، والسعة، ودرجة الحرارة، والضغط (عندما يتم تركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط) مع التاريخ والطابع الزمني على المدمج في بطاقة SD. هذا يسمح لك لمراجعة كل الكثير معالجتها بالموجات فوق الصوتية. في الوقت نفسه ، يتم ضمان إعادة الإنتاج وجودة المنتج عالية باستمرار.
الجدول أدناه يعطيك مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لultrasonicators لدينا:
| دفعة حجم | معدل المد و الجزر | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500ML | 10 إلى 200ML / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000ML | 20 إلى 400ML / دقيقة | Uf200 ः ر، UP400St |
| 00.1 إلى 20L | 00.2 إلى 4L / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100L | 2 إلى 10L / دقيقة | UIP4000hdT |
| زمالة المدمنين المجهولين | 10 إلى 100L / دقيقة | UIP16000 |
| زمالة المدمنين المجهولين | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- Prakash P.; Namasivayam S.K.R. (2014): Evaluation of Protein Release Rate from Mycoprotein – Fusarium Venenatum by Cell Disruption Method. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Vol 6, Issue 7, 2014. 491-493.
- Wan M. F. B. W. Nawawi, Mitchell Jones, Richard J. Murphy, Koon-Yang Lee, Eero Kontturi, Alexander Bismarck (2020): Nanomaterials Derived from Fungal Sources – Is It the New Hype? Biomacromolecules 21, 2020. 30-55.
- J. Lonchamp, M. Akintoye, P. S. Clegg, S. R. Euston (2020): Sonicated extracts from the Quorn fermentation co-product as oil-lowering emulsifiers and foaming agents. European Food Research and Technology (2020) 246:767–780.
- Tim JA Finnigan, Benjamin T Wall, Peter J Wilde, Francis B Stephens, Steve L Taylor, Marjorie R Freedman (2019): Mycoprotein: The Future of Nutritious Nonmeat Protein, a Symposium Review. Current Developments in Nutrition, June 2019.
حقائق تستحق العلم
ما هو البروتين الليكوبروتيني؟
البروتين الميكوتي هو ما يسمى بروتين الخلية الواحدة، مما يعني أن مشتق من كائن حي خلية واحدة. بالنسبة للبروتين الفطري، الكائن الحي الخلوي الواحد هو فطر. لذلك ، يعرف بروتين الفطرية أيضا باسم البروتين الفطري. المقطع "شيكو” مشتق من الكلمة اليونانية "mykes" ، وهو ما يعني الفطريات.
لإنتاج البروتين الفطري، فوساريوم venenatum هو الفطريات شائعة الاستخدام. وهو فطر صغير من جنس فوساريوم ويقدم نسبة عالية من البروتين.
من أجل إنتاج البروتين الفطري تجاريا، يتم استزراع جراثيم الفطريات والمخمرة في مرق من الجلوكوز والمواد المغذية الأخرى. تتضمن خطوات المعالجة اللاحقة تبخير الكتلة الحيوية الفطرية التي يقل ّت عن الحمض النووي الريبي وتبريدها وتجميدها. وأخيرا، يتم الحصول على كتلة عالية البروتين والألياف العالية، والتي يمكن تحويلها في مختلف المنتجات الغذائية مثل بدائل اللحوم أو المضافات الغذائية. يستخدم البروتين الميCoprotein بشكل رئيسي لإنتاج ما يسمى "اللحوم المزيفة" ، وهي بدائل اللحوم أو نظائرها.