Ekstraksi Ultrasonik Mikoprotein

Memenuhi tuntutan akan alternatif makanan yang berkelanjutan dan bergizi, mikoprotein telah muncul sebagai bahan revolusioner, yang berasal dari jamur dan terutama digunakan dalam pembuatan pengganti daging, sering disebut sebagai “daging palsu.” Sumber protein ini menawarkan solusi yang menjanjikan untuk meningkatnya permintaan akan diet nabati, memberikan tekstur yang kaya seperti daging dan nilai gizi yang tinggi. Untuk membuka potensi mikoprotein, teknik ekstraksi canggih yang dikenal sebagai sonikasi probetype digunakan. Metode ini memanfaatkan kekuatan gelombang ultrasonik untuk melepaskan mikoprotein secara efisien dari sel jamur, memastikan hasil protein yang tinggi dalam waktu pemrosesan yang sangat singkat.

Ekstraksi Mikoprotein Ultrasonik

Ekstraksi mikoprotein dimulai dengan budidaya jamur yang dapat dimakan, seperti Fusarium venenatum, dalam bioreaktor terkontrol. Di dalam sel-sel jamur ini, mikoprotein dienkapsulasi, menuntut metode ekstraksi yang kuat untuk membebaskan protein yang berharga. Sonikasi tipe probe menonjol sebagai teknik yang ideal karena kemampuannya untuk menginduksi gangguan sel yang kuat. Selama proses ini, ultrasonografi daya menciptakan gaya kavitasi yang intens yang memecah dinding sel jamur, secara efektif melepaskan isi intraseluler termasuk protein, lipid, dan nutrisi lainnya. Ini tidak hanya meningkatkan efisiensi ekstraksi tetapi juga memastikan pelestarian integritas protein dan sifat fungsional.

Penerapan gelombang ultrasonik dalam ekstraksi mikoprotein menawarkan beberapa keuntungan signifikan. Pertama, ia mencapai homogenisasi yang seragam, yang sangat penting untuk mengembangkan berbagai macam produk makanan dengan tekstur dan rasa yang beragam. Baik untuk analog daging, camilan kaya protein, atau pengganti susu bebas susu, ultrasonikasi memungkinkan kualitas mikoprotein yang konsisten, menjadikannya bahan serbaguna dalam industri makanan. Selain itu, waktu pemrosesan yang cepat yang terkait dengan teknik ini diterjemahkan ke produktivitas yang lebih tinggi dan pengurangan konsumsi energi, selaras dengan tujuan keberlanjutan produksi pangan modern. Ekstraksi mikoprotein ultrasonik tidak hanya memenuhi permintaan konsumen yang terus meningkat akan protein nabati, tetapi juga membuka jalan bagi solusi makanan yang inovatif dan bergizi.

Kinetika pelepasan protein dari Fusarium Venenatum dengan sonikasi dengan penggilingan
sumber: Prakash et al. 2014

Studi Kasus – Pelepasan Mikoprotein Ultrasonik

Prakash et al. (2014) menyelidiki efek ultrasonication pada pelepasan mikoprotein dari Fusarium Venenatum. Mereka mencapai tingkat pelepasan protein maksimum 580μg mikoprotein yang diekstraksi dalam waktu 0,680 menit.

Pengaruh sonikasi dengan metode penggilingan pada pelepasan protein Fusarium venenatum
sumber: Prakash et al. 2014

mikoprotein

Mikoprotein adalah protein sel tunggal yang ada dalam jamur. Menawarkan protein dan serat dalam jumlah tinggi, mikoprotein dianggap sebagai sumber asam amino yang bermanfaat dan berkelanjutan. Mikoprotein biasanya mengandung sekitar 45% protein dan 25% serat dengan berat kering. Mikoprotein kaya akan asam amino esensial dan dengan komposisi sekitar 41% total protein, ia menawarkan kandungan protein yang mirip dengan spirulina. Hal ini menjadikan mikoprotein sebagai sumber protein yang menarik bagi vegetarian dan vegan. Mikoprotein kaya akan serat. Kandungan seratnya terdiri dari kira-kira sepertiga kitin (N-asetilglukosamin) dan dua pertiga β-glukan (1,3-glukan dan 1,6-glukan). Menawarkan kandungan protein dan serat yang tinggi, mikoprotein adalah sumber makanan yang sehat dan berkelanjutan.
(lih. Finnigan et al. 2019)

Ekstraksi Ultrasonik – Prinsip Kerja dan Manfaat

Ekstraksi ultrasonik didasarkan pada fenomena kavitasi akustik (ultrasonik). Ketika gelombang ultrasound yang kuat digabungkan menjadi cairan atau bubur, siklus tekanan tinggi dan tekanan rendah secara bergantian memampatkan dan memperluas cairan menciptakan gelembung vakum kecil dalam medium. Gelembung vakum tersebut tumbuh selama beberapa siklus tekanan tinggi/tekanan rendah sampai mencapai titik ketika gelembung gas tidak dapat menyerap energi lebih lanjut. Pada titik pertumbuhan maksimum, gelembung meledak dengan keras selama siklus tekanan tinggi. Selama ledakan gelembung, kondisi ekstrem lokal seperti suhu yang sangat tinggi, tekanan dan perbedaan tekanan dan suhu yang sesuai serta jet cair hingga 280m/detik terjadi. Kekuatan kuat ini melubangi dan menghancurkan dinding sel dan mendorong perpindahan massa antara interior sel dan cairan di sekitarnya. Bahan intraseluler seperti protein, lipid, dan senyawa bioaktif lainnya ditransfer ke cairan dari mana ia dapat dengan mudah dipisahkan untuk proses hilir.

Manfaat Ekstraksi Mikoprotein Ultrasonik

Ekstraksi berbantuan ultrasonik (UAE) adalah teknik yang sangat efisien untuk melepaskan dan mengisolasi bahan intraseluler seperti protein, lipid, dan zat bioaktif (misalnya, vitamin dan polifenol). Sonifikasi adalah intensifikasi proses, yang meningkatkan perpindahan massa antara interior sel dan cairan. Ekstraksi ultrasonik menghasilkan hasil yang lebih tinggi, mengurangi waktu pemrosesan, kualitas ekstrak yang unggul, dan mengurangi biaya pemrosesan dan konsumsi energi yang lebih rendah.

Homogenizer Ultrasonik untuk Pemrosesan Mikoprotein

Pengganggu dan ekstraktor sel ultrasonik adalah alat yang mapan di fasilitas pengolahan makanan. Memberikan gaya geser tinggi kavitasi, ultrasonicators digunakan untuk mengisolasi senyawa bioaktif dari bahan tanaman dan untuk menghomogenkan dua atau lebih fase menjadi campuran yang seragam.
Hielscher Ultrasonics menawarkan portofolio luas ultrasonicator berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.
Sonikator industri Hielscher dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dijalankan terus menerus dalam operasi 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotrode ultrasonik yang disesuaikan tersedia. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut.

Standarisasi Proses dengan Ultrasonik Hielscher

Ekstrak, yang digunakan dalam makanan atau obat-obatan, harus diproduksi sesuai dengan Good Manufacturing Practices (GMP) dan di bawah spesifikasi pemrosesan standar. Hielscher Ultrasonics digital sonicators hadir dengan perangkat lunak cerdas, yang memudahkan untuk mengatur dan mengontrol proses sonikasi dengan tepat. Perekaman data otomatis menulis semua parameter proses ultrasonik seperti energi ultrasonik (energi total dan bersih), amplitudo, suhu, tekanan (saat sensor suhu dan tekanan dipasang) dengan stempel tanggal dan waktu pada kartu SD bawaan. Ini memungkinkan Anda untuk merevisi setiap lot yang diproses secara ultrasonik. Pada saat yang sama, reproduktifitas dan kualitas produk yang terus tinggi dipastikan.

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: