Mycoprotein ultraskaņas ekstrakcija

Mycoprotein ir sēnīšu iegūts proteīns, ko ražo lietošanai pārtikā un ko galvenokārt izmanto, lai sagatavotu gaļas aizstājējus vai "viltotu gaļu". Ultraskaņas ekstrakcija un homogenizācija ir ļoti efektīva metode, lai atbrīvotu mikololbaltumvielu no sēnītes, sasniedzot ļoti augstu olbaltumvielu ražu īsā apstrādes laikā.

Mycoprotein

Mycoprotein ir viens šūnu proteīns, kas atrodas sēnītēm. Piedāvājot lielu daudzumu olbaltumvielu un šķiedru, mycoprotein tiek uzskatīts par veselīgu un ilgtspējīgu uzturvielas vērtīgu aminoskābju avotu. Mycoprotein satur parasti aptuveni 45% olbaltumvielu un 25% šķiedrvielu ar sausu svaru. Mycoprotein ir bagāta ar neaizstājamas aminoskābes un ar sastāvu aptuveni 41% kopējais olbaltumvielu tas piedāvā līdzīgu olbaltumvielu saturu spirulina. Tas padara mycoprotein interesantu olbaltumvielu avotu veģetāriešiem un vegāniem. Mycoprotein ir bagāta ar šķiedrvielām. Tās šķiedrvielu saturs ir aptuveni viena trešdaļa hitīna (N-acetilglikozamīns) un divas trešdaļas β-glikāni (1,3-glikānu un 1,6-glucan). Piedāvājot augstu olbaltumvielu un šķiedru saturu, mycoprotein ir veselīgs un ilgtspējīgs pārtikas avots.
(sal. ar Finnigan et al. 2019)

Ultraskaņas Mikolproteīnu ekstrakcija

Lai ražotu mycoprotein, ēdamās sēnītes sugas audzē un kultivētas bioreaktoros. Tas nozīmē, ka proteīns ir ienāktas sēnītes sugām, piemēram, Fusarium venenatum. Lai atbrīvotu mycoprotein, spēcīgs šūnu traucējumi un ekstrakcijas tehnika ir nepieciešama, kas šķīdina sēnītes. Līzes laikā mikroorganisma šūnu sienas tiek pārtrauktas un sadalās tā, ka tiek atbrīvoti intracelulāri materiāli, piemēram, olbaltumvielas, Lipīdi un citi barības līdzekļi. Ultrasonication ir vispārizveidota tehnika, ko izmanto pārtikas ražošanā un biotehnoloģijā, lai sagrautu šūnas un audus un iegūtu vērtīgus savienojumus. Turklāt vienveidīga homogenizācija, ko panāk ar ultrasonifikāciju, atvieglo mikolproteīna pārvēršanos inovatīvos pārtikas produktos ar dažādu tekstūru, garšu un izmantojumu, ieskaitot gaļas analogus, ar proteīniem bagātas uzkodas, piena aizstājējus, kas nesatur pienu un desertus.

Olbaltumvielu izdalīšanās kinētika no Fusarium Venenatum ar ultraskaņu ar slīpēšanas
avots: Prakash et al. 2014

Gadījuma izpēte – Ultraskaņas Mikolproteīnu izdalīšanās

Prakash et al. (2014) pētīja ultrasonikācijas ietekmi uz mycoprotein atbrīvošanu no Fusarium Venenatum. Viņi sasniedza maksimālo olbaltumvielu izdalīšanās ātrumu K 0,680 min ar 580 μg ekstrahētā mikolīna.

Ultraskaņas apstrādes efekts ar slīpēšanas metodi par Fusarium venenatum proteīnu izplūšanu
avots: Prakash et al. 2014

Ultraskaņas ekstrakcija – Darbības princips un ieguvumi

Ultraskaņas ekstrakcija ir balstīta uz fenomenu akustisko (ultraskaņas) kavitāciju. Kad spēcīgi ultraskaņas viļņi ir savienoti šķidrumā vai vircas, pārmaiņus augstspiediena un zema spiediena cikli kompresē un paplašina šķidrumu radot minūtes vakuuma burbuļi vidē. Šie vakuuma burbuļi aug vairākos augstspiediena/zema spiediena ciklos, līdz tie sasniedz punktu, kad gāzes burbulis nespēj absorbēt turpmāku enerģiju. Pie maksimālās izaugsmes brīdī burbulis implodes vardarbīgi laikā augsta spiediena ciklā. Burbuļu implosijas laikā lokāli ekstremāli apstākļi, piemēram, ļoti augsta temperatūra, spiedieni un atbilstošie spiediena un temperatūras diferenciāļi, kā arī šķidro strūklu ar līdz pat 280M/SEK notiek. Šie intensīvi spēki perforēt un pauze šūnu sienu un veicināt masveida nodošanu starp šūnu interjeru un apkārtējo šķidrumu. Intracelulāro materiālu, piemēram, olbaltumvielas, lipīdus un citus bioaktīvos savienojumus, pārvieto uz šķidrumu, no kura to var viegli atdalīt pakārtotajiem procesiem.

Ultraskaņas 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). Sonification ir procesa intensifikācija, kas palielina masu pārnesi starp šūnu interjeru un šķidrumu. Ultraskaņas ekstrakcija rada augstāku ražu, samazinātu apstrādes laiku, izcilu ekstrakta kvalitāti un samazinātas apstrādes izmaksas un zemāku enerģijas patēriņu.

Ultraskaņas Homogenizētāji Mikololbaltumvielu apstrādei

Ultraskaņas šūnu disruptori un ekstraktatori ir labi izveidoti instrumenti pārtikas pārstrādes iekārtās. Nodrošinot KAVITĀCIJAS augsta bīdes spēkus, ultraskaņas aparāti tiek izmantoti, lai izolētu bioloģiski aktīvos savienojumus no augu materiāla un divu vai vairāku posmu homogenizēt viendabīgu maisījumu.
Hielscher Ultrasonics piedāvā plašu augstas veiktspējas ultrasonicatoru portfeli no laboratorijas līdz rūpnieciskajam izmēram.
Hielscher Ultraskaņas’ rūpnieciskie ultraskaņas procesori var nodrošināt ļoti augstu amplitūdas. Amplitudes līdz 200 μm var viegli nepārtraukti palaist 24/7 darbību. Vēl augstākam amplitūdām ir pieejami pielāgoti ultraskaņas sonotrodi. Hielscher ultraskaņas iekārtu robustums pieļauj 24/7 darbību ar lieljaudas un sarežģītos apstākļos.

Procesu standartizācija ar Hielscher Ultrasonics

Ekstrakti, ko izmanto pārtikā vai farmācijā, būtu jāuzrāda saskaņā ar labu ražošanas praksi (LRP) un saskaņā ar standartizētām apstrādes specifikācijām. Hielscher Ultrasonics ' digitālās ekstrakcijas sistēmas nāk ar inteliģento programmatūru, kas padara to viegli uzstādīt un kontrolēt ultraskaņas procesu precīzi. Automātiskā datu ierakstīšana raksta visus ultraskaņas procesa parametrus, piemēram, ultraskaņas enerģiju (kopējo un tīro enerģiju), amplitūdu, temperatūru, spiedienu (kad ir uzstādīti temp un spiediena sensori) ar datuma un laika zīmogu iebūvētajā SD kartē. Tas ļauj pārskatīt katru ultrasoniski apstrādātu partiju. Tajā pašā laikā tiek nodrošināta reproducējamība un nepārtraukti augstā ražojuma kvalitāte.

Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu: