מיצוי קולי של מיקופרוטאין

כדי למלא את הדרישות לתחליפי מזון ברי קיימא ומזינים, מיקופרוטאין התגלה כמרכיב מהפכני, המופק מפטריות ומשמש בעיקר ליצירת תחליפי בשר, המכונים לעתים קרובות “בשר מזויף.” מקור חלבון זה מציע פתרון מבטיח לביקוש הגובר לתזונה מבוססת צמחים, ומספק מרקם עשיר דמוי בשר וערך תזונתי גבוה. כדי לשחרר את הפוטנציאל של מיקופרוטאין, נעשה שימוש בטכניקת מיצוי מתקדמת הידועה בשם סוניקציה של Probetype. שיטה זו ממנפת את כוחם של גלים על-קוליים כדי לשחרר ביעילות מיקופרוטאין מתאים פטרייתיים, ומבטיחה תפוקת חלבון גבוהה בזמן עיבוד קצר להפליא.

מיצוי מיקופרוטאין קולי

מיצוי מיקופרוטאין מתחיל בטיפוח פטריות אכילות, כגון Fusarium venenatum, בביוריאקטורים מבוקרים. בתוך תאים פטרייתיים אלה, מיקופרוטאין הוא עטוף, הדורש שיטת מיצוי חזקה כדי לשחרר את החלבון יקר. סוניקציה מסוג בדיקה בולטת כטכניקה אידיאלית בשל יכולתה לגרום להפרעה תאית חזקה. במהלך תהליך זה, אולטרסאונד כוח יוצר כוחות קוויטציה אינטנסיביים המפרקים את דפנות התאים של הפטריות, ומשחררים ביעילות תוכן תוך תאי כולל חלבונים, שומנים וחומרים מזינים אחרים. זה לא רק משפר את יעילות המיצוי, אלא גם מבטיח את שימור שלמות החלבון ותכונותיו התפקודיות.

היישום של גלים קוליים מיצוי מיקופרוטאין מציע מספר יתרונות משמעותיים. ראשית, היא משיגה הומוגניזציה אחידה, שהיא חיונית לפיתוח מגוון רחב של מוצרי מזון בעלי מרקמים וטעמים מגוונים. בין אם מדובר באנלוגים לבשר, חטיפים עשירים בחלבון או תחליפי חלב ללא חלב, אולטרה-סוניקציה מאפשרת איכות עקבית של מיקופרוטאין, מה שהופך אותו למרכיב רב-תכליתי בתעשיית המזון. בנוסף, זמן העיבוד המהיר הקשור לטכניקה זו מתורגם לפרודוקטיביות גבוהה יותר ולצריכת אנרגיה מופחתת, בהתאם למטרות הקיימות של ייצור המזון המודרני. מיצוי מיקופרוטאין קולי לא רק עונה על הביקוש הצרכני הגובר לחלבון צמחי, אלא גם סולל את הדרך לפתרונות מזון חדשניים ומזינים.

קינטיקה של שחרור חלבון מ Fusarium Venenatum על ידי סוניקציה עם טחינה
מקור: Prakash et al. 2014

ניתוח מקרה – שחרור מיקופרוטאין על-קולי

Prakash et al. (2014) חקרו את ההשפעות של ultrasonication על שחרור mycoprotein מ Fusarium Venenatum. הם השיגו קצב שחרור חלבון מרבי של 580 מיקרוגרם של מיקופרוטאין מופק תוך 0.680 דקות.

השפעת סוניקציה בשיטת טחינה על שחרור חלבון של Fusarium venenatum
מקור: Prakash et al. 2014

מיקופרוטאין

מיקופרוטאין הוא חלבון תא בודד הנמצא בפטריות. מיקופרוטאין מציע כמות גבוהה של חלבון וסיבים, ונחשב למקור בריא ובר קיימא של חומצות אמינו בעלות ערך תזונתי. מיקופרוטאין מכיל בדרך כלל כ-45% חלבון ו-25% סיבים לפי משקל יבש. מיקופרוטאין עשיר בחומצות אמינו חיוניות ועם הרכב של כ-41% חלבון כולל הוא מציע תכולת חלבון דומה לספירולינה. זה הופך את המיקופרוטאין למקור חלבון מעניין עבור צמחונים וטבעונים. מיקופרוטאין עשיר בסיבים. תכולת הסיבים שלו כוללת כשליש כיטין (N-אצטילגלוקוזאמין) ושני שלישים β-גלוקנים (1,3-גלוקן ו-1,6-גלוקן). מיקופרוטאין מציע תכולת חלבון וסיבים גבוהה, והוא מקור מזון בריא ובר קיימא.
(ראה: Finnigan et al. 2019)

מיצוי קולי – עקרון העבודה והתועלות

מיצוי קולי מבוסס על תופעת הקוויטציה האקוסטית (קולית). כאשר גלי אולטרסאונד עוצמתיים מצומדים לנוזל או לתרחיץ, מחזורי לחץ גבוה ולחץ נמוך לסירוגין דוחסים ומרחיבים את הנוזל ויוצרים בועות ואקום זעירות בתווך. בועות ואקום אלה גדלות על פני מספר מחזורים של לחץ גבוה/לחץ נמוך עד שהן מגיעות לנקודה שבה בועת הגז אינה יכולה לספוג אנרגיה נוספת. בנקודת הצמיחה המקסימלית, הבועה מתפוצצת באלימות במהלך מחזור לחץ גבוה. במהלך קריסת הבועה, מתרחשים תנאים קיצוניים מקומיים כגון טמפרטורה גבוהה מאוד, לחצים והפרשי לחץ וטמפרטורה תואמים, כמו גם סילונים נוזליים עם עד 280 מטר לשנייה. כוחות אינטנסיביים אלה מנקבים ושוברים את דפנות התא ומקדמים את העברת המסה בין פנים התא לבין הנוזל שמסביב. החומר התוך-תאי כגון חלבונים, שומנים ותרכובות ביו-אקטיביות אחרות מועבר לנוזל שממנו ניתן להפריד אותו בקלות לתהליכים במורד הזרם.

היתרונות של מיצוי מיקופרוטאין קולי

חילוץ בסיוע אולטרה-סאונד (UAE) זוהי טכניקה יעילה ביותר לשחרור ובידוד חומרים תוך-תאיים כגון חלבונים, שומנים וחומרים ביו-אקטיביים (למשל, ויטמינים ופוליפנולים). סוניפיקציה היא הגברת תהליך, אשר מגבירה את העברת המסה בין פנים התא לנוזל. מיצוי קולי מביא לתפוקות גבוהות יותר, זמן עיבוד קצר יותר, איכות חלץ מעולה, עלויות עיבוד מופחתות וצריכת אנרגיה נמוכה יותר.

הומוגנייזרים קוליים לעיבוד מיקופרוטאין

משבשי תאים קוליים וקולטי אדים הם כלים מבוססים היטב במתקני עיבוד מזון. במתן כוחות גזירה גבוהים קוויטציוניים, אולטרסאונד משמשים לבידוד תרכובות ביו-אקטיביות מחומר צמחי ולהומוגניזציה של שני שלבים או יותר לתערובת אחידה.
Hielscher Ultrasonics מציעה תיק רחב של ultrasonicators ביצועים גבוהים מן המעבדה לגודל תעשייתי.
Hielscher סוניקטורים תעשייתיים יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7. עבור אמפליטודות גבוהות עוד יותר, sonotrodes קולי מותאם אישית זמינים. החוסן של הציוד הקולי של Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בחובה כבדה ובסביבות תובעניות.

סטנדרטיזציה תהליך עם Hielscher Ultrasonics

תמציות, המשמשות במזון או בתרופות, צריכות להיות מיוצרות בהתאם לתנאי ייצור נאותים (GMP) ותחת מפרטי עיבוד סטנדרטיים. Hielscher Ultrasonics סוניקטורים דיגיטליים מגיעים עם תוכנה חכמה, אשר עושה את זה קל להגדיר ולשלוט על תהליך סוניקציה במדויק. הקלטת נתונים אוטומטית כותבת את כל פרמטרי התהליך האולטרסוני כגון אנרגיית אולטרסאונד (אנרגיה כוללת ונט), משרעת, טמפרטורה, לחץ (כאשר חיישני טמפרטורה ולחץ מותקנים) עם חותמת תאריך ושעה על כרטיס ה- SD המובנה. זה מאפשר לך לשנות כל הרבה מעובד אולטרה סאונד. יחד עם זאת, מובטחת יכולת שחזור ואיכות מוצר גבוהה ברציפות.

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: