Mykoprotein är svamp-härledda protein som produceras för mänsklig konsumtion, som huvudsakligen används för att förbereda kött substitut eller "falska kött". Ultraljud utvinning och homogenisering är en mycket effektiv metod för att frigöra mykoprotein från svampen uppnå mycket hög proteinavkastning på kort bearbetningstid.

Mykoprotein

Mykoprotein är ett encelligt protein som finns i svampar. Mykoprotein erbjuder en hög mängd protein och fibrer och anses vara en hälsosam och hållbar källa till näringsmässigt värdefulla aminosyror. Mykoprotein innehåller vanligtvis ca 45% protein och 25% fiber med torr vikt. Mykoprotein är rikt på essentiella aminosyror och med en sammansättning av ca 41% totalt protein erbjuder det ett liknande proteininnehåll som spirulina. Detta gör mykoprotein till en intressant proteinkälla för vegetarianer och veganer. Mykoprotein är rikt på fibrer. Dess fiberinnehåll omfattar ca. en tredjedel chitin (N-acetylglucosamine) och två tredjedelar β-glukaner (1,3-glukan och 1,6-glukan). Mykoprotein erbjuder ett högt protein- och fiberinnehåll och är en hälsosam och hållbar matkälla.
(jfr Finnigan et al. 2019)

Ultraljud Mykoprotein Utvinning

För att producera mykoprotein odlas ätbara svamparter och odlas i bioreaktorer. Detta innebär att proteinet är instängd i svamparten, t ex Fusarium venenatum. För att frigöra mykoproteinet krävs en kraftfull cellstörnings- och extraktionsteknik, som lyser svampen. Under lys störs och bryts mikroorganismens cellväggar upp så att det intracellulära materialet såsom proteiner, lipider och andra näringsämnen frigörs. Ultraljud är en väletablerad teknik som används i livsmedelsproduktion och bioteknik för att störa celler och vävnader och att extrahera värdefulla föreningar. Dessutom gör den enhetliga homogenisering som uppnås genom ultrasonifiering det enkelt att förvandla mykoproteinet till innovativa livsmedelsprodukter med olika texturer, smaker och användningsområden, inklusive köttanaloger, proteinrika snacks, mjölkfria mjölksubstitut och desserter.

Kinetik av proteinfrisättning från Fusarium Venenatum genom ultraljudsbehandling med slipning
källa: Prakash et al. 2014

Fallstudie – Ultraljud Mykoprotein Release

Prakash et al. (2014) undersökte effekterna av ultraljud på mykoproteinfrisättningen från Fusarium Venenatum. De uppnådde en maximal proteinfrisättningshastighet K på 0,680 min med 580 μg extraherat mykoprotein.

Effekt av ultraljudsbehandling med slipmetod på proteinfrisättning av Fusarium venenatum
källa: Prakash et al. 2014

ultraljuds extraktion – Arbetsprincip och förmåner

Ultraljud utvinning är baserad på fenomenet akustiska (ultraljud) kavitation. När kraftfulla ultraljud vågor kopplas ihop till en vätska eller slam, alternerande högtrycks-och lågtryckscykler komprimera och expandera vätskan skapa minut vakuumbubblor i mediet. Dessa vakuumbubblor växer under flera högtrycks-/lågtryckscykler tills de når en punkt där gasbubblan inte kan absorbera någon ytterligare energi. Vid tidpunkten för maximal tillväxt imploderar bubblan våldsamt under en högtryckscykel. Under bubblaimplosionen uppstår lokalt extrema förhållanden såsom mycket hög temperatur, tryck och motsvarande tryck- och temperaturskillnader samt vätskestrålar med upp till 280 m/sek. Dessa intensiva krafter perforera och bryta cellväggar och främja massöverföringen mellan cellens inre och den omgivande vätskan. Det intracellulära materialet såsom proteiner, lipider och andra bioaktiva föreningar överförs till vätskan från vilken det lätt kan separeras för nedströmsprocesser.

Fördelar med ultraljud utvinning

Ultraljud assisterad extraktion (UAE) är en mycket effektiv teknik för att frigöra och isolera intracellulära material såsom proteiner, lipider och bioaktiva ämnen (t.ex. vitaminer och polyfenoler). Sonifiering är en process intensifiering, vilket ökar massöverföringen mellan cellens inre och vätska. Ultraljud utvinning resulterar i högre avkastning, minskad bearbetningstid, överlägsen extrakt kvalitet, och minskade bearbetningskostnader och lägre energiförbrukning.

Ultraljud homogenisatorer för Mycoprotein Bearbetning

Ultraljud cell disruptors och extractors är väl etablerade verktyg i livsmedelsindustrin anläggningar. Röntgenförseelser ger kavitationella högskjutkrafter för att isolera bioaktiva föreningar från växtmaterial och för att homogenisera två eller flera faser till en enhetlig blandning.
Hielscher Ultrasonics erbjuder en bred portfölj av högpresterande ultrasonicators från labb till industriell storlek.
Hielscher Ultrasonics’ industriella ultraljud processorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder, anpassade ultraljud sonotrodes finns. Robustheten av Hielschers ultraljud utrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och i krävande miljöer.

Processstandardisering med Hielscher Ultrasonics

Extrakt, som används i livsmedel eller läkemedel, bör framställas i enlighet med god tillverkningssed och enligt standardiserade bearbetningsspecifikationer. Hielscher Ultrasonics digitala extraktionssystem levereras med intelligent programvara, vilket gör det enkelt att ställa in och kontrollera ultraljudsbehandling processen exakt. Automatisk datainspelning skriver alla ultraljud processparametrar såsom ultraljud energi (total och nettoenergi), amplitud, temperatur, tryck (när temp och trycksensorer är monterade) med datum och tidsstämpel på den inbyggda SD-kortet. Detta gör att du kan revidera varje ultraljud bearbetas parti. Samtidigt säkerställs reproducerbarhet och kontinuerligt hög produktkvalitet.

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: