მიკოპროტეინის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია
მდგრადი და საკვებად ღირებული ალტერნატიული საკვების მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად, მიკოპროტეინი გამოჩნდა როგორც რევოლუციური ინგრედიენტი, რომელიც მიიღება სოკოებიდან და ძირითადად გამოიყენება ხორცის ჩანაცვლებლების შექმნისას, რომლებსაც ხშირად „ხელოვნურ ხორცს“ უწოდებენ. ეს ცილის წყარო გთავაზობთ პერსპექტიულ გადაწყვეტას მცენარეული დიეტების მზარდი მოთხოვნისთვის, უზრუნველყოფს მდიდარ, ხორცის მსგავს ტექსტურას და მაღალ კვებით ღირებულებას. მიკოპროტეინის პოტენციალის გასახსნელად გამოიყენება ექსტრაქციის მოწინავე ტექნიკა – პრობის ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავება (სონიკაცია). ეს მეთოდი იყენებს ულტრაბგერითი ტალღების ძალას, რათა ეფექტურად გამოიყოს მიკოპროტეინი სოკოს უჯრედებიდან, უზრუნველყოფს მაღალ ცილოვან გამოსავლიანობას შესამჩნევად მოკლე დამუშავების დროში.
მიკოპროტეინის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია
მიკოპროტეინის ექსტრაქცია იწყება საჭმელად ვარგისი სოკოების, როგორიცაა Fusarium venenatum, მოშენებით კონტროლირებად ბიორეაქტორებში. ამ სოკოს უჯრედებში მიკოპროტეინი ჩასმულია, რაც მოითხოვს მყარ ექსტრაქციის მეთოდს ღირებული ცილის გასათავისუფლებლად. პრობის ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავება გამოირჩევა როგორც იდეალური ტექნიკა მისი უნარის გამო, გამოიწვიოს ძლიერი უჯრედული დისრუფცია. ამ პროცესის დროს, მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა ქმნის ინტენსიურ კავიტაციის ძალებს, რომლებიც შლის სოკოს უჯრედის კედლებს, ეფექტურად გამოათავისუფლებს უჯრედშიდა შიგთავსს, მათ შორის ცილებს, ლიპიდებს და სხვა ნუტრიენტებს. ეს არა მხოლოდ ზრდის ექსტრაქციის ეფექტურობას, არამედ უზრუნველყოფს ცილის მთლიანობისა და ფუნქციური თვისებების შენარჩუნებას.
ულტრაბგერითი ტალღების გამოყენება მიკოპროტეინის ექსტრაქციაში გთავაზობთ რამდენიმე მნიშვნელოვან უპირატესობას. პირველ რიგში, ის უზრუნველყოფს ერთგვაროვან ჰომოგენიზაციას, რაც გადამწყვეტია სხვადასხვა ტექსტურისა და გემოს მქონე საკვები პროდუქტების ფართო სპექტრის შესაქმნელად. მიუხედავად იმისა, ხორცის ანალოგებისთვის, ცილით მდიდარი სნექებისთვის თუ რძის გარეშე რძის ჩანაცვლებლებისთვის, ულტრაბგერითი დამუშავება უზრუნველყოფს მიკოპროტეინის მუდმივ ხარისხს, რაც მას საკვებ მრეწველობაში მრავალმხრივ ინგრედიენტად აქცევს. გარდა ამისა, ამ ტექნიკასთან დაკავშირებული სწრაფი დამუშავების დრო ნიშნავს უფრო მაღალ პროდუქტიულობას და ენერგიის შემცირებულ ხარჯვას, რაც შეესაბამება თანამედროვე საკვები პროდუქციის წარმოების მდგრადობის მიზნებს. მიკოპროტეინის ულტრაბგერითი ექსტრაქცია არა მხოლოდ აკმაყოფილებს მცენარეული ცილისკენ მზარდ მომხმარებელთა მოთხოვნას, არამედ გზას უხსნის ინოვაციურ და საკვებად ღირებულ საკვებ გადაწყვეტებს.
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი UIP2000hdT (2kW) მუდმივად აღრეულ პარტიული რეაქტორთან ერთად
ცილის გამოთავისუფლების კინეტიკა Fusarium Venenatum-დან ულტრაბგერითი დამუშავებით და დაფქვით
წყარო: Prakash et al. 2014
კვლევითი მაგალითი – მიკოპროტეინის ულტრაბგერითი გამოთავისუფლება
Prakash et al. (2014) შეისწავლეს ულტრაბგერითი დამუშავების გავლენა მიკოპროტეინის გამოთავისუფლებაზე Fusarium Venenatum-დან. მათ მიაღწიეს ცილის გამოთავისუფლების მაქსიმალურ სიჩქარეს – 580μg ექსტრაქტირებული მიკოპროტეინი 0,680 წუთის განმავლობაში.
ულტრაბგერითი დამუშავების გავლენა დაფქვის მეთოდთან ერთად ცილის გამოთავისუფლებაზე Fusarium venenatum-ში
წყარო: Prakash et al. 2014
- მაღალი გამოსავლიანობა / სრული ექსტრაქცია
- მაღალი ხარისხი
- სწრაფი
- რბილი, არათერმული
- ზუსტად კონტროლირებადი
- ეკონომიურად ეფექტური
- მარტივი და უსაფრთხო ექსპლუატაციაში
მიკოპროტეინი
მიკოპროტეინი არის ერთუჯრედიანი ცილა, რომელიც არსებობს სოკოებში. მაღალი რაოდენობის ცილისა და ბოჭკოს შეთავაზებით, მიკოპროტეინი განიხილება როგორც ჯანსაღი და მდგრადი წყარო კვებითად ღირებული ამინომჟავებისა. მიკოპროტეინი ჩვეულებრივ შეიცავს დაახლოებით 45% ცილას და 25% ბოჭკოს მშრალი წონით. მიკოპროტეინი მდიდარია აუცილებელი ამინომჟავებით და დაახლოებით 41% ჯამური ცილის შემადგენლობით ის გთავაზობთ სპირულინას მსგავს ცილოვან შემცველობას. ეს მიკოპროტეინს აქცევს საინტერესო ცილოვან წყაროდ ვეგეტარიანელებისა და ვეგანებისთვის. მიკოპროტეინი მდიდარია ბოჭკოთი. მისი ბოჭკოვანი შემცველობა მოიცავს დაახლოებით ერთ მესამედ ქიტინს (N-აცეტილგლუკოზამინი) და ორ მესამედ β-გლუკანებს (1,3-გლუკანი და 1,6-გლუკანი). მაღალი ცილოვანი და ბოჭკოვანი შემცველობის შეთავაზებით, მიკოპროტეინი არის ჯანსაღი და მდგრადი საკვები წყარო.
(cf. Finnigan et al. 2019)
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია – მუშაობის პრინციპი და სარგებელი
ულტრაბგერითი ექსტრაქცია ეფუძნება აკუსტიკური (ულტრაბგერითი) კავიტაციის ფენომენს. როდესაც მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ტალღები გადაეცემა სითხეს ან სუსპენზიას, მონაცვლე მაღალი და დაბალი წნევის ციკლები კუმშავენ და აფართოებენ სითხეს, რაც ქმნის მიკროსკოპული ზომის ვაკუუმის ბუშტუკებს გარემოში. ეს ვაკუუმის ბუშტუკები იზრდება რამდენიმე მაღალი/დაბალი წნევის ციკლის განმავლობაში, სანამ არ მიაღწევენ წერტილს, როდესაც გაზის ბუშტუკი ვერ შეძლებს ენერგიის შემდგომ შთანთქმას. მაქსიმალური ზრდის წერტილში, ბუშტუკი მძლავრად იმპლოდირდება მაღალი წნევის ციკლის დროს. ბუშტუკის იმპლოზიის დროს, ლოკალურად წარმოიქმნება ექსტრემალური პირობები, როგორიცაა ძალიან მაღალი ტემპერატურა, წნევა და შესაბამისი წნევისა და ტემპერატურის დიფერენციალები, ასევე სითხის ჭავლები, რომელთა სიჩქარე აღწევს 280m/sec-მდე. ეს ინტენსიური ძალები ხვრეტენ და შლიან უჯრედის კედლებს და აძლიერებენ მასის გადაცემას უჯრედის შიგთავსსა და გარემომცველ სითხეს შორის. უჯრედშიდა მასალა, როგორიცაა ცილები, ლიპიდები და სხვა ბიოაქტიური ნაერთები, გადადის სითხეში, საიდანაც ის მარტივად შეიძლება იქნას გამოყოფილი შემდგომი პროცესებისთვის.
მიკოპროტეინის ულტრაბგერითი ექსტრაქციის სარგებელი
ულტრაბგერითი დამუშავებით დახმარებული ექსტრაქცია (UAE) არის ძალიან ეფექტური ტექნიკა უჯრედშიდა მასალის, როგორიცაა ცილები, ლიპიდები და ბიოაქტიური ნივთიერებები (მაგ., ვიტამინები და პოლიფენოლები), გამოთავისუფლებისა და იზოლაციისთვის. სონიკაცია არის პროცესის ინტენსიფიკაცია, რომელიც ზრდის მასის გადაცემას უჯრედის შიგთავსსა და სითხეს შორის. ულტრაბგერითი ექსტრაქცია იძლევა უფრო მაღალ გამოსავლიანობას, შემცირებულ დამუშავების დროს, ექსტრაქტის უკეთეს ხარისხს, შემცირებულ დამუშავების ხარჯებს და ენერგიის დაბალ ხარჯვას.
ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები მიკოპროტეინის დამუშავებისთვის
ულტრაბგერითი უჯრედული დისრუპტორები და ექსტრაქტორები არის დამკვიდრებული ინსტრუმენტები საკვები პროდუქციის დამუშავების ობიექტებში. კავიტაციური მაღალი ძვრის ძალების შეთავაზებით, ულტრაბგერითი აპარატები გამოიყენება ბიოაქტიური ნაერთების იზოლაციისთვის მცენარეული მასალიდან და ორი ან მეტი ფაზის ერთგვაროვან ნარევში ჰომოგენიზაციისთვის.
Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი აპარატების ფართო პორტფელს ლაბორატორიულიდან სამრეწველო ზომამდე.
Hielscher-ის სამრეწველო სონიკატორებს შეუძლიათ ძალიან მაღალი ამპლიტუდების უზრუნველყოფა. 200µm-მდე ამპლიტუდები მარტივად შეიძლება იმუშაოს უწყვეტად 24/7 რეჟიმში. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის, ხელმისაწვდომია ინდივიდუალურად დამზადებული ულტრაბგერითი სონოტროდები. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა საშუალებას იძლევა 24/7 რეჟიმში მუშაობისა მძიმე დატვირთვითა და მომთხოვნ გარემოში.
პროცესის სტანდარტიზაცია Hielscher Ultrasonics-ით
ექსტრაქტები, რომლებიც გამოიყენება საკვებში ან ფარმაცევტიკაში, უნდა იწარმოებოდეს კარგი სამრეწველო პრაქტიკის (GMP) შესაბამისად და სტანდარტიზებული დამუშავების სპეციფიკაციებით. Hielscher Ultrasonics-ის ციფრული სონიკატორები მოდის ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფით, რაც აადვილებს სონიკაციის პროცესის ზუსტად დაყენებასა და კონტროლს. ავტომატური მონაცემთა ჩაწერა წერს ყველა ულტრაბგერითი პროცესის პარამეტრს, როგორიცაა ულტრაბგერითი ენერგია (ჯამური და ნეტო ენერგია), ამპლიტუდა, ტემპერატურა, წნევა (როდესაც ტემპერატურისა და წნევის სენსორები დამონტაჟებულია) თარიღისა და დროის აღნიშვნით ჩაშენებულ SD-ბარათზე. ეს საშუალებას გაძლევთ გადახედოთ თითოეულ ულტრაბგერითად დამუშავებულ პარტიას. ამავე დროს, უზრუნველყოფილია გამეორებადობა და უწყვეტად მაღალი პროდუქტის ხარისხი.
ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაძლევთ წარმოდგენას ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების დაახლოებითი დამუშავების სიმძლავრის შესახებ:
| პარტიული მოცულობა | მოცულობითი ხარჯი | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500mL-მდე | 10-დან 200mL/min-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000mL-მდე | 20-დან 400mL/min-მდე | UP200Ht, UP400St |
| 0,1-დან 20L-მდე | 0,2-დან 4L/min-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100L-მდე | 2-დან 10L/min-მდე | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-დან 100L/min-მდე | UIP16000 |
| n.a. | უფრო დიდი | კლასტერი UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / დაგვისვით!
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ლაბორატორიული დან საპილოტო და სამრეწველო მასშტაბამდე.
ფაქტები, რომლებიც ღირს ცოდნა
რა არის მიკოპროტეინი?
მიკოპროტეინი არის ე.წ. ერთუჯრედიანი ცილა, რაც ნიშნავს, რომ ის მიღებულია ერთუჯრედიანი ორგანიზმიდან. მიკოპროტეინისთვის, ერთუჯრედიანი ორგანიზმი არის სოკო. ამიტომ, მიკოპროტეინი ასევე ცნობილია როგორც სოკოს ცილა. მარცვალი „მიკო“ მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან „mykes“, რაც ნიშნავს სოკოს.
მიკოპროტეინის წარმოებისთვის, Fusarium venenatum არის ჩვეულებრივ გამოყენებული სოკო. ეს არის მიკროსოკო Fusarium-ის გვარისა და გთავაზობთ მაღალ ცილოვან შემცველობას.
მიკოპროტეინის კომერციული წარმოებისთვის, სოკოს სპორები კულტივირდება და ფერმენტირდება გლუკოზისა და სხვა ნუტრიენტების ნაყენში. შემდგომი დამუშავების ეტაპები მოიცავს ორთქლით დამუშავებას, გაცივებას და RNA-ით შემცირებული სოკოს ბიომასის გაყინვას. ბოლოს, მიიღება მაღალცილოვანი და მაღალბოჭკოვანი მასა, რომელიც შეიძლება გარდაიქმნას სხვადასხვა საკვებ პროდუქტებად, როგორიცაა ხორცის ჩანაცვლებლები ან საკვები დანამატები. მიკოპროტეინი ძირითადად გამოიყენება ე.წ. „ხელოვნური ხორცის“ წარმოებისთვის, რომელიც ხორცის ჩანაცვლებლებს ან ხორცის ანალოგებს წარმოადგენს.
როგორ მზადდება მიკოპროტეინი?
მიკოპროტეინი მზადდება სპეციფიკური სოკოს, ჩვეულებრივ Fusarium venenatum-ის, ფერმენტაციით დიდ ბიორეაქტორებში, სადაც სოკო იზრდება და მრავლდება. სოკოს ბიომასა შემდეგ იკრიბება, და მიკოპროტეინი ექსტრაქტირდება მეთოდებით, როგორიცაა პრობის ტიპის ულტრაბგერითი დამუშავება, რათა დაშალოს უჯრედის კედლები და გამოათავისუფლოს ცილა, რომელიც შემდგომ მუშავდება სხვადასხვა საკვებ პროდუქტებად.
რა არის მიკოპროტეინის უპირატესობები?
მიკოპროტეინი გთავაზობთ რამდენიმე უპირატესობას, მათ შორის არის მაღალცილოვანი, დაბალცხიმიანი და დაბალქოლესტერინული საკვები წყარო, რაც მას ხორცის ჯანსაღ ალტერნატივად აქცევს. ის მდიდარია საკვებ ბოჭკოთი, ეხმარება წონის მართვასა და უზრუნველყოფს კუნთების ზრდას. გარდა ამისა, მიკოპროტეინის წარმოებას აქვს უფრო დაბალი გარემოზე ზემოქმედება ტრადიციული ხორცის წარმოებასთან შედარებით, საჭიროებს ნაკლებ მიწას, წყალს და გამოყოფს ნაკლებ სათბურის გაზებს. ის ასევე გთავაზობთ მრავალმხრივ ინგრედიენტს სხვადასხვა ხორცის ჩანაცვლებლების შესაქმნელად, რაც პასუხობს მცენარეული დიეტების ზრდად მოთხოვნას.
ლიტერატურა / რეფერენსები
- 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.