Mükoproteiini ultraheli ekstraheerimine

Täites nõudmisi jätkusuutlike ja toitvate toidualternatiivide järele, on mükoproteiin kujunenud revolutsiooniliseks koostisosaks, mis on saadud seentest ja mida kasutatakse peamiselt lihaasendajate loomisel, mida sageli nimetatakse “võlts liha.” See valguallikas pakub paljutõotavat lahendust kasvavale nõudlusele taimse toitumise järele, pakkudes rikkalikku, lihataolist tekstuuri ja kõrget toiteväärtust. Mükoproteiini potentsiaali avamiseks kasutatakse täiustatud ekstraheerimistehnikat, mida tuntakse sonditüübi ultrahelitöötlusena. See meetod kasutab ultraheli lainete jõudu, et tõhusalt vabastada mükoproteiini seenrakkudest, tagades kõrge valgusisalduse märkimisväärselt lühikese töötlemisaja jooksul.

Ultraheli mükoproteiini ekstraheerimine

Mycoprotein extraction begins with the cultivation of edible fungi, such as Fusarium venenatum, in controlled bioreactors. Within these fungal cells, mycoprotein is encapsulated, demanding a robust extraction method to liberate the valuable protein. Probe-type sonication stands out as an ideal technique due to its ability to induce powerful cell disruption. During this process, power ultrasound creates intense cavitation forces that break down the cell walls of the fungi, effectively releasing intracellular contents including proteins, lipids, and other nutrients. This not only enhances the extraction efficiency but also ensures the preservation of the protein’s integrity and functional properties.

Ultraheli lainete rakendamine mükoproteiini ekstraheerimisel pakub mitmeid olulisi eeliseid. Esiteks saavutab see ühtse homogeniseerimise, mis on ülioluline paljude erinevate tekstuuride ja maitsetega toiduainete väljatöötamiseks. Kas liha analoogide, valgurikaste suupistete või piimavabade piimaasendajate puhul võimaldab ultraheliuuring mükoproteiini järjepidevat kvaliteeti, muutes selle mitmekülgseks koostisosaks toiduainetööstuses. Lisaks tähendab selle tehnikaga seotud kiire töötlemisaeg suuremat tootlikkust ja väiksemat energiatarbimist, mis on kooskõlas kaasaegse toidutootmise jätkusuutlikkuse eesmärkidega. Ultraheli mükoproteiini ekstraheerimine mitte ainult ei vasta kasvavale tarbijate nõudlusele taimse valgu järele, vaid sillutab teed ka uuenduslikele ja toitvatele toidulahendustele.

Fusarium Venenelutum'ist vabaneva valgu kineetika ultrahelitöötlusega jahvatamisegaallikas: Prakash et al. 2014

Juhtumiuuring – Ultraheli mükoproteiini vabastamine

(2014) uuris ultraheliuuringu mõju mükoproteiini vabanemisele Fusarium Venenatum'ist. Nad saavutasid maksimaalse valgu vabanemise kiiruse 580 μg ekstraheeritud mükoproteiini 0,680 minuti jooksul.

Ultrahelitöötluse mõju jahvatamismeetodiga Fusarium venenatum'i valgu vabanemiseleallikas: Prakash et al. 2014

Mükoproteiin

Mükoproteiin on seentes esinev üherakuline valk. Pakkudes suures koguses valku ja kiudaineid, peetakse mükoproteiini tervislikuks ja jätkusuutlikuks toiteväärtusega aminohapete allikaks. Mükoproteiin sisaldab tavaliselt umbes 45% valku ja 25% kiudaineid kuivmassist. Mükoproteiin on rikas asendamatute aminohapete poolest ja u 41% üldvalgusisaldusega pakub see spirulinaga sarnast valgusisaldust. See muudab mükoproteiini huvitavaks valguallikaks taimetoitlastele ja veganitele. Mükoproteiin on rikas kiudainete poolest. Selle kiudainesisaldus sisaldab umbes ühte kolmandikku kitiini (N-atsetüülglükoosamiini) ja kaks kolmandikku β-glükaane (1,3-glükaani ja 1,6-glükaani). Kõrge valgu- ja kiudainesisaldusega mükoproteiin on tervislik ja jätkusuutlik toiduallikas.
(vrd Finnigan et al. 2019)

ultraheli ekstraheerimine – Tööpõhimõte ja eelised

Ultraheli ekstraheerimine põhineb akustilise (ultraheli) kavitatsiooni nähtusel. Kui võimsad ultraheli lained on ühendatud vedeliku või lägaga, suruvad ja laiendavad vahelduvad kõrgsurve- ja madalrõhutsüklid vedelikku, tekitades söötmes minutilised vaakummullid. Need vaakummullid kasvavad mitme kõrgsurve/ madalrõhutsükli jooksul, kuni nad jõuavad punkti, kus gaasimull ei suuda täiendavat energiat absorbeerida. Maksimaalse kasvu hetkel implodeerib mull kõrgsurvetsükli ajal ägedalt. Mullide implosiooni ajal tekivad lokaalselt äärmuslikud tingimused, nagu väga kõrge temperatuur, rõhud ja vastavad rõhu- ja temperatuurierinevused, samuti vedelikujoad kiirusega kuni 280 m? sek. Need intensiivsed jõud perforeerivad ja lõhuvad rakuseinu ning soodustavad massiülekannet raku sisemuse ja ümbritseva vedeliku vahel. Rakusisene materjal, nagu valgud, lipiidid ja muud bioaktiivsed ühendid, kantakse vedelikku, kust seda saab allavoolu protsesside jaoks kergesti eraldada.

Ultraheli mükoproteiini ekstraheerimise eelised

Ultraheli abil ekstraheerimine (UAE) on väga tõhus meetod rakusisese materjali, näiteks valkude, lipiidide ja bioaktiivsete ainete (nt vitamiinid ja polüfenoolid) vabastamiseks ja isoleerimiseks. Sonifikatsioon on protsessi intensiivistamine, mis suurendab massiülekannet raku sisemuse ja vedeliku vahel. Ultraheli ekstraheerimine toob kaasa suurema saagise, vähenenud töötlemisaja, suurepärase ekstrakti kvaliteedi ning vähendatud töötlemiskulud ja väiksema energiatarbimise.

Ultraheli homogenisaatorid mükoproteiini töötlemiseks

Ultraheli rakkude katkestajad ja ekstraktorid on toiduainete töötlemise rajatistes hästi väljakujunenud tööriistad. Pakkudes kavitatsioonilisi kõrge nihkejõude, kasutatakse ultrasonikaatoreid bioaktiivsete ühendite eraldamiseks taimsest materjalist ja kahe või enama faasi homogeniseerimiseks ühtlaseks seguks.
Hielscher Ultrasonics pakub laia portfelli suure jõudlusega ultrasonikaatoreid laborist tööstuslikule suurusele.
Hielscher industrial sonicators can deliver very high amplitudes. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.

Protsessi standardimine Hielscheri ultraheliga

Ekstraktid, mida kasutatakse toiduainetes või farmaatsiatoodetes, peaksid olema toodetud vastavalt heale tootmistavale ja standarditud töötlemisspetsifikatsioonidele. Hielscher Ultrasonics digitaalsed sonikaatorid on varustatud intelligentse tarkvaraga, mis muudab ultrahelitöötluse protsessi täpse seadistamise ja juhtimise lihtsaks. Automaatne andmete salvestamine kirjutab kõik ultraheli protsessi parameetrid, nagu ultraheli energia (kogu- ja netoenergia), amplituud, temperatuur, rõhk (kui temp ja rõhuandurid on paigaldatud) sisseehitatud SD-kaardile kuupäeva ja kellaajatempliga. See võimaldab teil iga ultraheli töödeldud partii läbi vaadata. Samal ajal on tagatud reprodutseeritavus ja pidevalt kõrge toote kvaliteet.

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest: