Mikoproteīna ultraskaņas ekstrakcija
Izpildot prasības pēc ilgtspējīgām un uzturvielām bagātām pārtikas alternatīvām, mikoproteīns ir kļuvis par revolucionāru sastāvdaļu, kas iegūta no sēnēm un galvenokārt tiek izmantota gaļas aizstājēju radīšanā, ko bieži dēvē par “viltota gaļa.” Šis olbaltumvielu avots piedāvā daudzsološu risinājumu pieaugošajam pieprasījumam pēc augu izcelsmes diētām, nodrošinot bagātīgu, gaļai līdzīgu tekstūru un augstu uzturvērtību. Lai atraisītu mikoproteīna potenciālu, tiek izmantota uzlabota ekstrakcijas tehnika, kas pazīstama kā zondes tipa ultraskaņas apstrāde. Šī metode izmanto ultraskaņas viļņu spēku, lai efektīvi atbrīvotu mikoproteīnu no sēnīšu šūnām, nodrošinot augstu olbaltumvielu ražu ļoti īsā apstrādes laikā.
Ultraskaņas mikoproteīnu ekstrakcija
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.
Ultraskaņas viļņu pielietošana mikoproteīnu ekstrakcijā piedāvā vairākas būtiskas priekšrocības. Pirmkārt, tas nodrošina vienmērīgu homogenizāciju, kas ir būtiska, lai izstrādātu plašu pārtikas produktu klāstu ar dažādām tekstūrām un garšām. Neatkarīgi no tā, vai gaļas analogiem, olbaltumvielām bagātām uzkodām vai piena aizstājējiem bez piena, ultrasonication nodrošina konsekventu mikoproteīna kvalitāti, padarot to par daudzpusīgu sastāvdaļu pārtikas rūpniecībā. Turklāt ātrais apstrādes laiks, kas saistīts ar šo metodi, nozīmē augstāku produktivitāti un samazinātu enerģijas patēriņu, kas atbilst mūsdienu pārtikas ražošanas ilgtspējības mērķiem. Ultraskaņas mikoproteīnu ekstrakcija ne tikai atbilst pieaugošajam patērētāju pieprasījumam pēc augu izcelsmes olbaltumvielām, bet arī paver ceļu inovatīviem un barojošiem pārtikas risinājumiem.
Ultraskaņas homogenizators UIP2000hdT (2kW) ar nepārtraukti maisāmu partijas reaktoru
Fusarium Venenatum olbaltumvielu izdalīšanās kinētika ar ultraskaņu ar slīpēšanu
Gadījuma izpēte – Ultraskaņas mikoproteīnu atbrīvošana
(2014) pētīja ultrasonikācijas ietekmi uz mikoproteīnu izdalīšanos no Fusarium Venenatum. Viņi sasniedza maksimālo olbaltumvielu izdalīšanās ātrumu 580 μg ekstrahētā mikoproteīna 0,680 minūšu laikā.
Ultraskaņas apstrādes ar slīpēšanas metodi ietekme uz Fusarium venenatum olbaltumvielu izdalīšanos
- Augsta raža? pilnīga ekstrakcija
- augsta kvalitāte
- Strauju
- Viegla, netermiska
- precīzi kontrolējams
- Rentabls
- Vienkārši un droši darboties
mikoproteīns
Mikoproteīns ir vienas šūnas proteīns, kas atrodas sēnēs. Piedāvājot lielu daudzumu olbaltumvielu un šķiedrvielu, mikoproteīns tiek uzskatīts par veselīgu un ilgtspējīgu uzturvērtības ziņā vērtīgu aminoskābju avotu. Mikoproteīns parasti satur apmēram 45% olbaltumvielu un 25% šķiedrvielu pēc sausnās. Mikoproteīns ir bagāts ar neaizvietojamām aminoskābēm, un ar aptuveni 41% kopējo olbaltumvielu sastāvu tas piedāvā līdzīgu olbaltumvielu saturu kā spirulīna. Tas padara mikoproteīnu par interesantu olbaltumvielu avotu veģetāriešiem un vegāniem. Mikoproteīns ir bagāts ar šķiedrvielām. Tā šķiedru saturs satur aptuveni vienu trešdaļu hitīna (N-acetilglukozamīna) un divas trešdaļas β-glikānu (1,3-glikānu un 1,6-glikānu). Mikoproteīns, kas piedāvā augstu olbaltumvielu un šķiedrvielu saturu, ir veselīgs un ilgtspējīgs pārtikas avots.
(sk. Finnigan et al. 2019)
ultraskaņas ekstrakcija – Darba princips un ieguvumi
Ultraskaņas ekstrakcija ir balstīta uz akustiskās (ultraskaņas) kavitācijas fenomenu. Kad spēcīgi ultraskaņas viļņi tiek savienoti šķidrumā vai vircā, pārmaiņus augstspiediena un zema spiediena cikli saspiež un paplašina šķidrumu, radot vidē minūtes vakuuma burbuļus. Šie vakuuma burbuļi aug vairākos augstspiediena/zema spiediena ciklos, līdz tie sasniedz punktu, kad gāzes burbulis nevar absorbēt papildu enerģiju. Maksimālās augšanas vietā burbulis vardarbīgi implodē augstspiediena cikla laikā. Burbuļu implosijas laikā rodas lokāli ekstremāli apstākļi, piemēram, ļoti augsta temperatūra, spiediens un atbilstošas spiediena un temperatūras starpības, kā arī šķidruma strūklas ar ātrumu līdz 280 m? sek. Šie intensīvie spēki perforē un lauž šūnu sienas un veicina masas pārnesi starp šūnas iekšpusi un apkārtējo šķidrumu. Intracelulārais materiāls, piemēram, olbaltumvielas, lipīdi un citi bioaktīvie savienojumi, tiek pārnests uz šķidrumu, no kura to var viegli atdalīt pakārtotiem procesiem.
Ultraskaņas mikoproteīnu ekstrakcijas priekšrocības
Ultrasoniski atbalstīta ekstrakcija (UAE) ir ļoti efektīvs paņēmiens, lai atbrīvotu un izolētu intracelulāro materiālu, piemēram, olbaltumvielas, lipīdus un bioaktīvās vielas (piemēram, vitamīnus un polifenolus). Sonifikācija ir procesa intensifikācija, kas palielina masas pārnesi starp šūnu iekšpusi un šķidrumu. Ultraskaņas ekstrakcija rada augstāku ražu, samazinātu apstrādes laiku, izcilu ekstrakta kvalitāti un samazinātas apstrādes izmaksas un zemāku enerģijas patēriņu.
Ultraskaņas homogenizatori mikoproteīnu apstrādei
Ultraskaņas šūnu traucētāji un nosūcēji ir labi izveidoti instrumenti pārtikas pārstrādes iekārtās. Nodrošinot kavitācijas augstas bīdes spēkus, ultrasonikatori tiek izmantoti, lai izolētu bioaktīvos savienojumus no augu materiāla un homogenizētu divas vai vairākas fāzes vienotā maisījumā.
Hielscher Ultrasonics piedāvā plašu augstas veiktspējas ultrasonikatoru portfeli no laboratorijas līdz rūpnieciskajam izmēram.
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.
Procesu standartizācija ar Hielscher Ultrasonics
Ekstrakti, ko izmanto pārtikā vai farmaceitiskajos līdzekļos, būtu jāražo saskaņā ar labu ražošanas praksi (LRP) un saskaņā ar standartizētām pārstrādes specifikācijām. Hielscher Ultrasonics digitālie sonikatori nāk ar inteliģentu programmatūru, kas ļauj precīzi iestatīt un kontrolēt ultraskaņas procesu. Automātiska datu ierakstīšana raksta visus ultraskaņas procesa parametrus, piemēram, ultraskaņas enerģiju (kopējo un neto enerģiju), amplitūdu, temperatūru, spiedienu (kad ir uzstādīti temp un spiediena sensori) ar datuma un laika zīmogu iebūvētajā SD kartē. Tas ļauj pārskatīt katru ultrasoniski apstrādāto partiju. Tajā pašā laikā tiek nodrošināta reproducējamība un nepārtraukti augsta produktu kvalitāte.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas apjoms | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500 ml | 10 līdz 200 ml/min | UP100H |
| 10 līdz 2000 ml | 20 līdz 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 līdz 20L | 02 līdz 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| n.p. | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| n.p. | Lielāku | kopa UIP16000 |
Sazinieties ar mums!? Jautājiet mums!
Augstas jaudas ultraskaņas homogenizatori no Lab līdz pilots un Rūpniecības mērogs.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Kas ir mikoproteīns?
Mycoprotein is a so-called single-cell protein, which means that is derived from a single cell organism. For mycoprotein, the single cell organism is a fungus. Therefore, mycoprotein is also known as fungal protein. The syllable “myco” is derived from the Greek word “mykes”, which means fungus.
Mikoproteīna ražošanai Fusarium venenatum ir parasti izmantotā sēne. Tas ir Fusarium ģints mikrofungus un piedāvā augstu olbaltumvielu saturu.
In order to produce mycoprotein commercially, fungi spores are cultured and fermented in a broth of glucose and other nutrients. Subsequent processing steps involve steaming, chilling, and freezing of the RNA-reduced fungal biomass. Finally, a high-protein and high-fiber mass is obtained , which can be transformed in various food products such as meat substitutes or food additives. Mycoprotein is mainly used to produce so called “fake meat”, which are meat substitutes or meat analogues.
Kā tiek ražots mikoproteīns?
Mikoproteīnu ražo, fermentējot specifisku sēnīti, parasti Fusarium venenatum, lielos bioreaktoros, kur sēne aug un vairojas. Pēc tam sēnīšu biomasa tiek novākta, un mikoproteīns tiek iegūts, izmantojot tādas metodes kā zondes tipa ultraskaņas apstrāde, lai sadalītu šūnu sienas un atbrīvotu proteīnu, kas pēc tam tiek pārstrādāts dažādos pārtikas produktos.
Kādas ir Mycoprotein priekšrocības?
Mikoproteīns piedāvā vairākas priekšrocības, tostarp to, ka tas ir pārtikas avots ar augstu olbaltumvielu, zemu tauku saturu un zemu holesterīna līmeni, padarot to par veselīgu alternatīvu gaļai. Tas ir bagāts ar šķiedrvielām, palīdz kontrolēt svaru un atbalsta muskuļu augšanu. Turklāt mikoproteīnu ražošanai ir mazāka ietekme uz vidi salīdzinājumā ar tradicionālo gaļas ražošanu, kas prasa mazāk zemes, ūdens un emitē mazāk siltumnīcefekta gāzu. Tas nodrošina arī daudzpusīgu sastāvdaļu dažādu gaļas aizstājēju radīšanai, ņemot vērā pieaugošo pieprasījumu pēc augu izcelsmes diētām.
Literatūra? Atsauces
- 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.