Las micoproteínas son proteínas derivadas de hongos producidas para el consumo humano, que se utilizan principalmente para preparar sustitutos de la carne o "carne falsa". La extracción y homogeneización por ultrasonidos es un método muy eficaz para liberar la micoproteína del hongo y conseguir rendimientos proteicos muy elevados en poco tiempo de procesamiento.

micoproteína

La micoproteína es una proteína unicelular presente en los hongos. Al ofrecer una gran cantidad de proteínas y fibra, la micoproteína se considera una fuente saludable y sostenible de aminoácidos de gran valor nutricional. La micoproteína suele contener un 45% de proteínas y un 25% de fibra en peso seco. La micoproteína es rica en aminoácidos esenciales y, con una composición de aproximadamente un 41% de proteínas totales, ofrece un contenido proteínico similar al de la espirulina. Esto convierte a la micoproteína en una fuente de proteínas interesante para vegetarianos y veganos. La micoproteína es rica en fibra. Su contenido en fibra comprende aproximadamente un tercio de quitina (N-acetilglucosamina) y dos tercios de β-glucanos (1,3-glucano y 1,6-glucano). Por su alto contenido en proteínas y fibra, la micoproteína es una fuente de alimento saludable y sostenible.
(cf. Finnigan et al. 2019)

Extracción ultrasónica de micoproteínas

Para producir micoproteína, se cultivan especies de hongos comestibles en biorreactores. Esto significa que la proteína queda atrapada en la especie de hongo, por ejemplo Fusarium venenatum. Para liberar la micoproteína, se requiere una potente técnica de disrupción celular y extracción, que lisan el hongo. Durante la lisis, las paredes celulares del microorganismo se desintegran y rompen para que se libere el material intracelular, como proteínas, lípidos y otros nutrientes. La ultrasonicación es una técnica muy utilizada en la producción de alimentos y la biotecnología para romper células y tejidos y extraer compuestos valiosos. Además, la homogeneización uniforme que se consigue con la ultrasonificación facilita la transformación de la micoproteína en productos alimentarios innovadores con diversas texturas, sabores y usos, como análogos de la carne, aperitivos ricos en proteínas, sustitutos de la leche sin lácteos y postres.

Cinética de liberación de proteínas de Fusarium Venenatum por sonicación con trituración
fuente: Prakash et al. 2014

Estudio de caso – Liberación ultrasónica de micoproteínas

Prakash et al. (2014) investigaron los efectos de la ultrasonicación en la liberación de la micoproteína de Fusarium Venenatum. Consiguieron una tasa máxima de liberación de proteína K de 0,680 min con 580μg de micoproteína extraída.

Efecto de la sonicación con método de molienda en la liberación de proteínas de Fusarium venenatum
fuente: Prakash et al. 2014

Extracción ultrasónica – Principio de funcionamiento y ventajas

La extracción por ultrasonidos se basa en el fenómeno de la cavitación acústica (ultrasónica). Cuando se introducen potentes ondas ultrasónicas en un líquido o lodo, ciclos alternos de alta presión y baja presión comprimen y expanden el líquido creando diminutas burbujas de vacío en el medio. Esas burbujas de vacío crecen a lo largo de varios ciclos de alta y baja presión hasta que alcanzan un punto en el que la burbuja de gas ya no puede absorber más energía. En el punto de máximo crecimiento, la burbuja implosiona violentamente durante un ciclo de alta presión. Durante la implosión de la burbuja, se producen localmente condiciones extremas como temperaturas muy altas, presiones y los correspondientes diferenciales de presión y temperatura, así como chorros de líquido de hasta 280 m/seg. Estas intensas fuerzas perforan y rompen las paredes celulares y favorecen la transferencia de masa entre el interior celular y el líquido circundante. El material intracelular, como proteínas, lípidos y otros compuestos bioactivos, se transfiere al líquido, desde donde puede separarse fácilmente para los procesos posteriores.

Ventajas de la extracción por ultrasonidos

Extracción asistida por ultrasonidos (UAE) es una técnica muy eficaz para liberar y aislar material intracelular como proteínas, lípidos y sustancias bioactivas (por ejemplo, vitaminas y polifenoles). La sonificación es una intensificación del proceso, que aumenta la transferencia de masa entre el interior celular y el líquido. La extracción por ultrasonidos permite obtener mayores rendimientos, reducir el tiempo de procesamiento, mejorar la calidad del extracto y reducir los costes de procesamiento y el consumo de energía.

Homogeneizadores ultrasónicos para el procesamiento de micoproteínas

Los disruptores y extractores celulares por ultrasonidos son herramientas bien establecidas en las instalaciones de procesado de alimentos. Los ultrasonidos, que proporcionan fuerzas cavitacionales de alto cizallamiento, se utilizan para aislar compuestos bioactivos del material vegetal y homogeneizar dos o más fases en una mezcla uniforme.
Hielscher Ultrasonics ofrece una amplia cartera de ultrasonidos de alto rendimiento, desde los de laboratorio hasta los de tamaño industrial.
Hielscher Ultrasonics’ Los procesadores ultrasónicos industriales pueden proporcionar amplitudes muy elevadas. Amplitudes de hasta 200µm pueden funcionar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7. Para amplitudes aún mayores, se dispone de sonotrodos ultrasónicos personalizados. La robustez de los equipos de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento ininterrumpido en entornos exigentes.

Normalización de procesos con Hielscher Ultrasonics

Los extractos, que se utilizan en alimentos o productos farmacéuticos, deben producirse de acuerdo con las Buenas Prácticas de Fabricación (BPF) y bajo especificaciones de procesamiento estandarizadas. Los sistemas digitales de extracción de Hielscher Ultrasonics incorporan un software inteligente que facilita la configuración y el control precisos del proceso de sonicación. El registro automático de datos escribe todos los parámetros del proceso ultrasónico, como la energía ultrasónica (energía total y neta), la amplitud, la temperatura, la presión (cuando se montan sensores de temperatura y presión) con fecha y hora en la tarjeta SD integrada. Esto permite revisar cada lote procesado por ultrasonidos. Al mismo tiempo, se garantiza la reproducibilidad y la alta calidad continua del producto.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: