Ултразвучна екстракција микопротеина
Испуњавајући захтеве за одрживим и хранљивим алтернативама за исхрану, микопротеин се појавио као револуционарни састојак, добијен од гљива и првенствено коришћен у стварању замена за месо, који се често називају “лажно месо.” Овај извор протеина нуди обећавајуће решење за растућу потражњу за биљном исхраном, пружајући богату текстуру налик месу и високу хранљиву вредност. Да би се открио потенцијал микопротеина, користи се напредна техника екстракције позната као соникација пробетипа. Овај метод користи моћ ултразвучних таласа за ефикасно ослобађање микопротеина из гљивичних ћелија, обезбеђујући висок принос протеина у изузетно кратком времену обраде.
Ултразвучна екстракција микопротеина
Екстракција микопротеина почиње узгојем јестивих гљива, као што је Фусариум вененатум, у контролисаним биореакторима. Унутар ових гљивичних ћелија, микопротеин је инкапсулиран, захтевајући робустан метод екстракције да би се ослободио вредни протеин. Соникација сондом се истиче као идеална техника због своје способности да изазове снажно оштећење ћелија. Током овог процеса, моћни ултразвук ствара интензивне силе кавитације које разбијају ћелијске зидове гљивица, ефикасно ослобађајући интрацелуларни садржај укључујући протеине, липиде и друге хранљиве материје. Ово не само да побољшава ефикасност екстракције, већ и обезбеђује очување интегритета и функционалних својстава протеина.
Примена ултразвучних таласа у екстракцији микопротеина нуди неколико значајних предности. Прво, постиже се уједначена хомогенизација, што је кључно за развој широког спектра прехрамбених производа различитих текстура и укуса. Било да се ради о аналогима меса, грицкалицама богатим протеинима или заменама за млеко без млека, ултразвук омогућава доследан квалитет микопротеина, што га чини разноврсним састојком у прехрамбеној индустрији. Поред тога, брзо време обраде повезано са овом техником доводи до веће продуктивности и смањене потрошње енергије, усклађујући се са циљевима одрживости савремене производње хране. Ултразвучна екстракција микопротеина не само да задовољава растућу потражњу потрошача за биљним протеинима, већ и утире пут за иновативна и хранљива решења за храну.
Ултразвучни хомогенизатор УИП2000хдТ (2кВ) са шаржним реактором који се непрекидно меша
Кинетика ослобађања протеина из Фусариум Вененатум соникацијом са млевењем
извор: Пракасх ет ал. 2014
Истраживање случаја – Ултразвучно ослобађање микопротеина
Пракасх ет ал. (2014) су истраживали ефекте ултразвучне обраде на ослобађање микопротеина из Фусариум Вененатум. Постигли су максималну брзину ослобађања протеина од 580 μг екстрахованог микопротеина у року од 0,680 мин.
Ефекат соникације са методом млевења на ослобађање протеина Фусариум вененатум
извор: Пракасх ет ал. 2014
- Висок принос / потпуна екстракција
- висок квалитет
- Рапид
- Блага, нетермална
- прецизно контролисан
- Рационалан
- Једноставан и сигуран за рад
микопротеин
Микопротеин је једноћелијски протеин присутан у гљивама. Нудећи велику количину протеина и влакана, микопротеин се сматра здравим и одрживим извором нутритивно вредних аминокиселина. Микопротеин обично садржи око 45% протеина и 25% влакана по сувој тежини. Микопротеин је богат есенцијалним аминокиселинама и саставом од цца. 41% укупног протеина нуди сличан садржај протеина као спирулина. Ово чини микопротеин занимљивим извором протеина за вегетаријанце и вегане. Микопротеин је богат влакнима. Његов садржај влакана се састоји од прибл. једна трећина хитина (Н-ацетилглукозамин) и две трећине β-глукана (1,3-глукан и 1,6-глукан). Нудећи висок садржај протеина и влакана, микопротеин је здрав и одржив извор хране.
(уп. Финиган ет ал. 2019)
ултразвучна екстракција – Принцип рада и предности
Ултразвучна екстракција се заснива на феномену акустичне (ултразвучне) кавитације. Када се снажни ултразвучни таласи споје у течност или кашу, наизменични циклуси високог и ниског притиска компримују и проширују течност стварајући ситне вакуумске мехуриће у медијуму. Ти вакуумски мехурићи расту током неколико циклуса високог/ниског притиска све док не достигну тачку када мехур гаса не може да апсорбује даљу енергију. У тачки максималног раста, мехур насилно имплодира током циклуса високог притиска. Током имплозије мехурића јављају се локално екстремни услови као што су веома висока температура, притисци и одговарајуће разлике притиска и температуре, као и млазови течности до 280м/сец. Ове интензивне силе перфорирају и разбијају ћелијске зидове и промовишу пренос масе између унутрашњости ћелије и околне течности. Интрацелуларни материјал као што су протеини, липиди и друга биоактивна једињења се преносе у течност одакле се лако могу одвојити за низводне процесе.
Предности ултразвучне екстракције микопротеина
Ултразвучна екстракција (UAE) је веома ефикасна техника за ослобађање и изоловање интрацелуларног материјала као што су протеини, липиди и биоактивне супстанце (нпр. витамини и полифеноли). Сонификација је интензивирање процеса, који повећава пренос масе између унутрашњости ћелије и течности. Ултразвучна екстракција резултира већим приносима, скраћеним временом обраде, врхунским квалитетом екстракта и смањеним трошковима обраде и мањом потрошњом енергије.
Ултразвучни хомогенизатори за обраду микопротеина
Ултразвучни дисруптори и екстрактори ћелија су добро успостављени алати у објектима за прераду хране. Пружајући кавитационе велике смичне силе, ултразвучни апарати се користе за изоловање биоактивних једињења из биљног материјала и за хомогенизацију две или више фаза у униформну смешу.
Хиелсцхер Ултрасоницс нуди широк портфолио ултразвучних апарата високих перформанси од лабораторијских до индустријских величина.
Хиелсцхер индустријски соникатори могу да испоруче веома велике амплитуде. Амплитуде до 200 µм могу се лако радити у континуитету у раду 24/7. За још веће амплитуде, доступне су прилагођене ултразвучне сонотроде. Робусност Хиелсцхерове ултразвучне опреме омогућава 24/7 рад у тешким условима иу захтевним окружењима.
Стандардизација процеса са Хиелсцхер Ултрасоницс
Екстракти, који се користе у храни или фармацеутским производима, треба да се производе у складу са добром произвођачком праксом (ГМП) и према стандардизованим спецификацијама обраде. Хиелсцхер Ултрасоницс дигитални соникатори долазе са интелигентним софтвером, који олакшава прецизно подешавање и контролу процеса соникације. Аутоматско снимање података записује све ултразвучне параметре процеса као што су ултразвучна енергија (укупна и нето енергија), амплитуда, температура, притисак (када су сензори температуре и притиска монтирани) са датумом и временском ознаком на уграђеној СД картици. Ово вам омогућава да ревидирате сваку ултразвучно обрађену серију. Истовремено се обезбеђује поновљивост и континуирано висок квалитет производа.
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:
| Батцх Волуме | Проток | Препоручени уређаји |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | УП100Х |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20Л | 0.2 до 4Л/мин | УИП2000хдТ |
| 10 до 100 л | 2 до 10 л/мин | УИП4000хдТ |
| на | 10 до 100 л/мин | УИП16000 |
| на | већи | кластер оф УИП16000 |
Контактирајте нас! / Питајте нас!
Ултразвучни хомогенизатори велике снаге из лаб до пилот и индустријским Скала.
Чињенице које вреди знати
Шта је микопротеин?
Микопротеин је такозвани једноћелијски протеин, што значи да је изведен из једноћелијског организма. За микопротеин, једноћелијски организам је гљива. Стога је микопротеин познат и као гљивични протеин. Слог „мицо” потиче од грчке речи "микес", што значи гљива.
За производњу микопротеина, Фусариум вененатум је најчешће коришћена гљива. То је микрогљива из рода Фусариум и нуди висок садржај протеина.
Да би се микопротеин производио комерцијално, споре гљива се култивишу и ферментишу у бујону глукозе и других хранљивих материја. Наредни кораци обраде укључују пару, хлађење и замрзавање биомасе гљивица редуковане РНК. Коначно, добија се маса богата протеинима и влакнима, која се може трансформисати у различите прехрамбене производе као што су замене за месо или адитиви за храну. Микопротеин се углавном користи за производњу такозваног „лажног меса“, које су замене за месо или аналози меса.
Како се производи микопротеин?
Микопротеин се производи ферментацијом специфичне гљиве, типично Фусариум вененатум, у великим биореакторима где гљивица расте и умножава се. Биомаса гљивица се затим сакупља, а микопротеин се екстрахује коришћењем метода као што је соникација пробе типа да би се разбили ћелијски зидови и ослободио протеин, који се затим прерађује у различите прехрамбене производе.
Које су предности микопротеина?
Микопротеин нуди неколико предности, укључујући извор хране са високим садржајем протеина, мало масти и холестерола, што га чини здравом алтернативом месу. Богат је дијеталним влакнима, помаже у контроли тежине и подржава раст мишића. Поред тога, производња микопротеина има мањи утицај на животну средину у поређењу са традиционалном производњом меса, захтева мање земље, воде и емитује мање гасова стаклене баште. Такође пружа свестрани састојак за стварање различитих замена за месо, задовољавајући растућу потражњу за исхраном заснованом на биљци.
Литература / Референце
- 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.