A mikoprotein ultrahangos extrakciója
A fenntartható és tápláló élelmiszer-alternatívák iránti igények kielégítése érdekében a mikoprotein forradalmi összetevővé vált, gombákból származik, és elsősorban húspótlók előállításához használják, gyakran “hamis hús.” Ez a fehérjeforrás ígéretes megoldást kínál a növényi alapú étrendek iránti növekvő keresletre, gazdag, hússzerű textúrát és magas tápértéket biztosítva. A mikoprotein potenciáljának feloldásához egy fejlett extrakciós technikát alkalmaznak, amelyet probetype sonication néven ismerünk. Ez a módszer kihasználja az ultrahangos hullámok erejét, hogy hatékonyan felszabadítsa a mikoproteint a gombasejtekből, biztosítva a magas fehérjehozamot rendkívül rövid feldolgozási idő alatt.
Ultrahangos mikoprotein extrakció
A mikoprotein extrakció az ehető gombák, például a Fusarium venenatum szabályozott bioreaktorokban történő termesztésével kezdődik. Ezekben a gombasejtekben a mikoprotein kapszulázva van, ami robusztus extrakciós módszert igényel az értékes fehérje felszabadításához. A szonda típusú szonikálás ideális technikaként tűnik ki, mivel képes erős sejtzavart kiváltani. E folyamat során a teljesítmény ultrahang intenzív kavitációs erőket hoz létre, amelyek lebontják a gombák sejtfalát, hatékonyan felszabadítva az intracelluláris tartalmat, beleértve a fehérjéket, lipideket és egyéb tápanyagokat. Ez nemcsak növeli az extrakció hatékonyságát, hanem biztosítja a fehérje integritásának és funkcionális tulajdonságainak megőrzését is.
Az ultrahangos hullámok alkalmazása a mikoprotein extrakcióban számos jelentős előnnyel jár. Először is egyenletes homogenizációt ér el, ami elengedhetetlen a különböző textúrájú és ízű élelmiszerek széles skálájának kifejlesztéséhez. Akár húsanalógok, fehérje-gazdag ételek, akár tejmentes tejhelyettesítők, az ultrahangos kezelés lehetővé teszi a mikoprotein állandó minőségét, így sokoldalú összetevővé válik az élelmiszeriparban. Ezenkívül az ehhez a technikához kapcsolódó gyors feldolgozási idő nagyobb termelékenységet és alacsonyabb energiafogyasztást eredményez, összhangban a modern élelmiszertermelés fenntarthatósági céljaival. Az ultrahangos mikoprotein extrakció nemcsak a növényi alapú fehérjék iránti növekvő fogyasztói igényt elégíti ki, hanem előkészíti az utat az innovatív és tápláló élelmiszer-megoldásokhoz is.

Ultrahangos homogenizátor UIP2000hdT (2kW) folyamatosan kevert szakaszos reaktorral

A Fusarium Venenatum fehérje felszabadulásának kinetikája ultrahangos őrléssel
forrás: Prakash et al. 2014
Esettanulmány – Ultrahangos mikoprotein felszabadulás
Prakash et al. (2014) megvizsgálta az ultrahangos kezelés hatását a Fusarium Venenatum mikoprotein felszabadulására. A maximális fehérje felszabadulási sebességet 580 μg extrahált mikoprotein 0,680 percen belül érték el.

Az ultrahangos kezelés hatása őrlési módszerrel a Fusarium venenatum fehérje felszabadulására
forrás: Prakash et al. 2014
- Nagy hozam / teljes extrakció
- kiváló minőség
- Gyors
- Enyhe, nem termikus
- Precízen vezérelhető
- Költséghatékony
- Egyszerű és biztonságos működtetés
mikoprotein
A mikoprotein egysejtű fehérje, amely jelen van a gombákban. A nagy mennyiségű fehérjét és rostot tartalmazó mikoproteint a táplálkozási szempontból értékes aminosavak egészséges és fenntartható forrásának tekintik. A mikoprotein jellemzően körülbelül 45% fehérjét és 25% rostot tartalmaz száraz tömegre vonatkoztatva. A mikoprotein esszenciális aminosavakban gazdag, és kb. 41% összes fehérje összetételével a spirulinához hasonló fehérjetartalmat kínál. Ez teszi a mikoproteint érdekes fehérjeforrássá vegetáriánusok és vegánok számára. A mikoprotein rostokban gazdag. Rosttartalma kb. egyharmad kitin (N-acetil-glükozamin) és kétharmad β-glükán (1,3-glükán és 1,6-glükán). Magas fehérje- és rosttartalmával a mikoprotein egészséges és fenntartható élelmiszerforrás.
(vö. Finnigan et al. 2019)
ultrahangos extrakció – Működési elv és előnyök
Az ultrahangos extrakció az akusztikus (ultrahangos) kavitáció jelenségén alapul. Amikor az erős ultrahanghullámok folyadékba vagy szuszpenzióba kapcsolódnak, váltakozó nagynyomású és alacsony nyomású ciklusok összenyomják és kibővítik a folyadékot, apró vákuumbuborékokat hozva létre a közegben. Ezek a vákuumbuborékok több nagynyomású/alacsony nyomású cikluson keresztül növekednek, amíg el nem érik azt a pontot, amikor a gázbuborék nem képes további energiát elnyelni. A maximális növekedés pontján a buborék hevesen összeomlik egy nagynyomású ciklus alatt. A buborék implóziója során lokálisan szélsőséges körülmények fordulnak elő, mint például nagyon magas hőmérséklet, nyomás és megfelelő nyomás- és hőmérsékletkülönbségek, valamint akár 280 m / sec folyadéksugarak. Ezek az intenzív erők perforálják és áttörik a sejtfalakat, és elősegítik a sejt belseje és a környező folyadék közötti tömegátadást. Az intracelluláris anyag, például fehérjék, lipidek és más bioaktív vegyületek átkerülnek a folyadékba, ahonnan könnyen elválaszthatók a későbbi folyamatokhoz.
Az ultrahangos mikoprotein extrakció előnyei
Ultrahanggal segített extrakció (UAE) rendkívül hatékony módszer az intracelluláris anyagok, például fehérjék, lipidek és bioaktív anyagok (pl. Vitaminok és polifenolok) felszabadítására és izolálására. A szonifikáció egy folyamat intenzívebbé tétele, amely növeli a sejt belseje és a folyadék közötti tömegátadást. Az ultrahangos extrakció magasabb hozamot, csökkentett feldolgozási időt, kiváló kivonatminőséget, alacsonyabb feldolgozási költségeket és alacsonyabb energiafogyasztást eredményez.
Ultrahangos homogenizátorok mikoprotein feldolgozáshoz
Az ultrahangos sejtrombolók és extrahálók jól bevált eszközök az élelmiszer-feldolgozó létesítményekben. Kavitációs nagy nyíróerőket biztosítva, ultrahangos készülékeket használnak a bioaktív vegyületek izolálására a növényi anyagból, és két vagy több fázis homogenizálására egységes keverékké.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos készülékek széles portfólióját kínálja a laboratóriumtól az ipari méretig.
A Hielscher ipari szonikátorok nagyon nagy amplitúdókat tudnak biztosítani. Akár 200 μm-es amplitúdók is könnyedén működtethetők folyamatosan 24/7 üzemben. Még nagyobb amplitúdók esetén testreszabott ultrahangos sonotrodes áll rendelkezésre. A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága lehetővé teszi az 24/7 működést nagy teherbírású és igényes környezetben.
Folyamat szabványosítás Hielscher ultrahanggal
Az élelmiszerekben vagy gyógyszerekben használt kivonatokat a helyes gyártási gyakorlatnak (GMP) és a szabványosított feldolgozási előírásoknak megfelelően kell előállítani. Hielscher Ultrasonics digitális sonicators jön intelligens szoftver, amely megkönnyíti a szonikációs folyamat pontos beállítása és vezérlése. Az automatikus adatrögzítés az összes ultrahangos folyamatparamétert, például az ultrahang energiát (teljes és nettó energia), amplitúdót, hőmérsékletet, nyomást (ha a hőmérséklet- és nyomásérzékelők fel vannak szerelve) dátum- és időbélyegzővel írja a beépített SD-kártyára. Ez lehetővé teszi az egyes ultrahanggal feldolgozott tételek felülvizsgálatát. Ugyanakkor biztosított a reprodukálhatóság és a folyamatosan magas termékminőség.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
---|---|---|
1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Tények, amelyeket érdemes tudni
Mi az a mikoprotein?
A mikoprotein egy úgynevezett egysejtű fehérje, ami azt jelenti, hogy egysejtű szervezetből származik. A mikoprotein esetében az egysejtű szervezet gomba. Ezért a mikoprotein gombás fehérje néven is ismert. A "myco" szótag” a görög "mykes" szóból származik, ami gombát jelent.
A mikoprotein előállításához a Fusarium venenatum a leggyakrabban használt gomba. Ez a Fusarium nemzetség mikrogombája, és magas fehérjetartalmat kínál.
A mikoprotein kereskedelmi előállításához a gombák spóráit glükóz és más tápanyagok húslevesében tenyésztik és erjesztik. A következő feldolgozási lépések magukban foglalják az RNS-redukált gombás biomassza gőzölését, hűtését és fagyasztását. Végül magas fehérje- és magas rosttömeget kapunk , amely különböző élelmiszerekben, például húspótlókban vagy élelmiszer-adalékanyagokban átalakítható. A mikoproteint elsősorban úgynevezett "hamis hús" előállítására használják, amelyek húspótlók vagy húsanalógok.
Hogyan termelődik a mikoprotein?
A mikoproteint egy specifikus gomba, jellemzően Fusarium venenatum fermentálásával állítják elő nagy bioreaktorokban, ahol a gomba növekszik és szaporodik. A gombás biomasszát ezután betakarítják, és a mikoproteint olyan módszerekkel extrahálják, mint a szondatípus szonikálás a sejtfalak lebontására és a fehérje felszabadítására, amelyet ezt követően különböző élelmiszerekké dolgoznak fel.
Mik a mikoprotein előnyei?
A mikoprotein számos előnnyel jár, többek között magas fehérjetartalmú, alacsony zsírtartalmú és alacsony koleszterinszintű táplálékforrás, így egészséges alternatívája a húsnak. Élelmi rostokban gazdag, segít a súlykontrollban és támogatja az izomnövekedést. Ezenkívül a mikoprotein előállítása alacsonyabb környezeti hatással jár, mint a hagyományos hústermelés, kevesebb földet, vizet igényel és kevesebb üvegházhatású gázt bocsát ki. Sokoldalú összetevőt biztosít a különböző húspótlók előállításához, kielégítve a növényi alapú étrendek iránti növekvő keresletet.
Irodalom / Hivatkozások
- 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.