Extração Ultrassônica de Mycoprotein

Mycoproteína é a proteína derivada de fungos produzida para consumo humano, que são usadas principalmente para preparar substitutos de carne ou "carne falsa". Extração ultrassônica e homogeneização é um método altamente eficiente para liberar micoproteína do fungo alcançando rendimentos proteicos muito altos em um curto período de tempo de processamento.

Micoproteína

Mycoprotein é uma proteína celular única presente em fungos. Oferecendo uma alta quantidade de proteínas e fibras, a micoproteína é considerada uma fonte saudável e sustentável de aminoácidos nutricionalmente valiosos. A micoproteína contém tipicamente cerca de 45% de proteína e 25% de fibra por peso seco. A micoproteína é rica em aminoácidos essenciais e com uma composição de aproximadamente 41% da proteína total, oferece um teor de proteína semelhante à espirulina. Isso faz da micoproteína uma fonte de proteína interessante para vegetarianos e veganos. A micoproteína é rica em fibras. Seu teor de fibras compreende aproximadamente um terço de confetes (N-acetilglucosamina) e dois terços β-glucanos (1,3-glucano e 1,6-glucano). Oferecendo um alto teor de proteínas e fibras, a micoproteína é uma fonte de alimento saudável e sustentável.
(cf. Finnigan et al. 2019)

Extração de Micoproteína Ultrassônica

Para produzir micoproteína, espécies de fungos comestíveis são cultivadas e cultivadas em bioreatores. Isso significa que a proteína está presa nas espécies de fungos, por exemplo, Fusarium venenatum. Para liberar a micoproteína, é necessária uma poderosa técnica de ruptura celular e extração, que faz a latisa do fungo. Durante a lise, as paredes celulares do microrganismo são rompidas e quebradas para que o material intracelular, como proteínas, lipídios e outros nutrientes sejam liberados. Ultrassonação é uma técnica bem estabelecida usada na produção de alimentos e biotecnologia para interromper células e tecidos e extrair compostos valiosos. Além disso, a homogeneização uniforme alcançada pela ultrassonologização facilita a transformação da micoproteína em produtos alimentares inovadores com diversas texturas, sabores e usos, incluindo análogos de carne, lanches ricos em proteínas, substitutos de leite sem leite e sobremesas.

Cinética de liberação de proteínas de Fusarium Venenatum por sonoração com moagem
fonte: Prakash et al. 2014

Estudo de caso – Liberação de micoproteína ultrassônica

Prakash et al. (2014) investigaram os efeitos da ultrassonação na liberação de micoproteínas de Fusarium Venenatum. Alcançaram uma taxa máxima de liberação de proteínas K de 0,680 min com 580μg de micoproteína extraída.

Efeito da sonorização com método de moagem na liberação de proteínas de Fusarium venenatum
fonte: Prakash et al. 2014

Extração ultra-sônica – Princípio e benefícios do trabalho

A extração ultrassônica baseia-se no fenômeno da cavitação acústica (ultrassônica). Quando ondas de ultra-som poderosas são acopladas em um líquido ou chorume, alternando ciclos de alta pressão e baixa pressão comprimem e expandem o líquido criando bolhas de vácuo minúsculas no meio. Essas bolhas de vácuo crescem ao longo de vários ciclos de alta pressão/baixa pressão até chegarem a um ponto em que a bolha de gás não pode absorver mais energia. No ponto de crescimento máximo, a bolha implode violentamente durante um ciclo de alta pressão. Durante a implosão da bolha, ocorrem condições localmente extremas, como temperaturas muito altas, pressões e diferenciais de pressão e temperatura correspondentes, bem como jatos líquidos com até 280m/seg. Essas forças intensas perfuram e quebram paredes celulares e promovem a transferência de massa entre o interior celular e o líquido circundante. O material intracelular, como proteínas, lipídios e outros compostos bioativos, é transferido para o líquido de onde pode ser facilmente separado para processos a jusante.

Benefícios da Extração Ultrassônica

Extração ultrassonicamente assistida (UAE) é uma técnica altamente eficiente para liberar e isolar material intracelular, como proteínas, lipídios e substâncias bioativas (por exemplo, vitaminas e polifenóis). A sonificação é uma intensificação do processo, que aumenta a transferência de massa entre o interior celular e o líquido. A extração ultrassônica resulta em maiores rendimentos, redução do tempo de processamento, qualidade superior do extrato e redução dos custos de processamento e menor consumo de energia.

Homogeneizadores ultrassônicos para processamento de micoproteínas

Disruptores e extratores de células ultrassônicas são ferramentas bem estabelecidas em instalações de processamento de alimentos. Fornecendo forças cavitacionais de alta cisalhamento, os ultrassônicos são usados para isolar compostos bioativos do material vegetal e homogeneizar duas ou mais fases em uma mistura uniforme.
A Hielscher Ultrasonics oferece um amplo portfólio de ultrassônicos de alto desempenho, do laboratório ao tamanho industrial.
Hielscher Ultrasonics’ os processadores ultra-sônicos industriais podem entregar amplitudes muito elevadas. As amplitudes de até 200 μm podem facilmente ser funcionam continuamente na operação 24/7. Para amplitudes ainda mais elevadas, os sonotrodes ultra-sônicos personalizados estão disponíveis. A robustez do equipamento ultra-sônico de Hielscher permite a operação 24/7 no serviço pesado e em ambientes de exigência.

Padronização de processos com Ultrassônicos Hielscher

Os extratos, que são utilizados em alimentos ou produtos farmacêuticos, devem ser produzidos de acordo com as Boas Práticas de Fabricação (GMP) e sob especificações de processamento padronizadas. Os sistemas de extração digital da Hielscher Ultrasonics vêm com software inteligente, o que facilita a configuração e controle do processo de sonicação com precisão. O registro automático de dados grava todos os parâmetros do processo ultrassônico, como energia de ultrassom (energia total e líquida), amplitude, temperatura, pressão (quando os sensores de temperatura e pressão são montados) com carimbo de data e hora no cartão SD embutido. Isso permite que você revise cada lote processado ultrassonicamente. Ao mesmo tempo, a reprodutibilidade e a qualidade do produto continuamente elevado são assegurados.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators: