Ультразвукова екстракція мікопротеїну
Задовольняючи потреби в стійких і поживних альтернативах їжі, мікопротеїн став революційним інгредієнтом, отриманим з грибків і в основному використовується для створення замінників м'яса, які часто називають “фальшиве м'ясо.” Це джерело білка пропонує перспективне рішення для зростаючого попиту на рослинну дієту, забезпечуючи насичену текстуру, схожу на м'ясо, і високу поживну цінність. Щоб розкрити потенціал мікопротеїну, використовується передова техніка екстракції, відома як ультразвукова діагностика за типом зонда. Цей метод використовує силу ультразвукових хвиль для ефективного вивільнення мікопротеїну з грибкових клітин, забезпечуючи високі виходи білка за надзвичайно короткий час обробки.
Ультразвукова екстракція мікопротеїну
Екстракція мікопротеїнів починається з культивування їстівних грибів, таких як Fusarium venenatum, в контрольованих біореакторах. У цих грибкових клітинах відбувається інкапсуляція мікопротеїну, що вимагає надійного методу екстракції для вивільнення цінного білка. Ультразвукова діагностика зондового типу виділяється як ідеальна методика завдяки своїй здатності викликати потужне руйнування клітин. Під час цього процесу потужний ультразвук створює інтенсивні кавітаційні сили, які руйнують клітинні стінки грибків, ефективно вивільняючи внутрішньоклітинний вміст, включаючи білки, ліпіди та інші поживні речовини. Це не тільки підвищує ефективність екстракції, але і забезпечує збереження цілісності і функціональних властивостей білка.
Застосування ультразвукових хвиль в екстракції мікопротеїну дає кілька істотних переваг. По-перше, це забезпечує рівномірну гомогенізацію, що має вирішальне значення для розробки широкого спектру харчових продуктів з різноманітними текстурами та смаками. Будь то аналоги м'яса, багаті білком закуски або безмолочні замінники молока, ультразвук забезпечує стабільну якість мікопротеїну, що робить його універсальним інгредієнтом у харчовій промисловості. Крім того, швидкий час обробки, пов'язаний із цією технікою, призводить до вищої продуктивності та зниження споживання енергії, що відповідає цілям сталого розвитку сучасного виробництва харчових продуктів. Ультразвукова екстракція мікопротеїну не тільки задовольняє зростаючий попит споживачів на рослинний білок, але й відкриває шлях до інноваційних та поживних харчових рішень.
Ультразвуковий гомогенізатор UIP2000hdT (2кВт) з реактором періодичної дії безперервно перемішується
Кінетика вивільнення білка з Fusarium Venenatum методом ультразвуку з подрібненням
джерело: Prakash et al. 2014
Приклад з практики – Ультразвукове вивільнення мікопротеїну
Prakash et al. (2014) досліджували вплив ультразвуку на вивільнення мікопротеїну з Fusarium Venenatum. Вони досягли максимальної швидкості вивільнення білка 580 мкг екстрагованого мікопротеїну протягом 0,680 хв.
Вплив ультразвуку методом шліфування на вивільнення білка Fusarium venenatum
джерело: Prakash et al. 2014
- Високий вихід / повна екстракція
- Високоякісних
- Швидкого
- М'який, не термічний
- Точно керований
- Економічна ефективність
- Простий і безпечний в експлуатації
мікопротеїн
Мікопротеїн - це одноклітинний білок, присутній у грибах. Пропонуючи велику кількість білка та клітковини, мікопротеїн вважається здоровим та стійким джерелом поживно цінних амінокислот. Мікопротеїн зазвичай містить близько 45% білка і 25% клітковини в перерахунку на суху вагу. Мікопротеїн багатий незамінними амінокислотами, і зі складом приблизно 41% загального білка він має такий самий вміст білка, як і спіруліна. Це робить мікопротеїн цікавим джерелом білка для вегетаріанців і веганів. Мікопротеїн багатий на клітковину. Вміст клітковини становить приблизно одну третину хітину (N-ацетилглюкозамін) і дві третини β-глюканів (1,3-глюкан і 1,6-глюкан). Завдяки високому вмісту білка та клітковини, мікопротеїн є здоровим та стійким джерелом їжі.
(пор. Finnigan et al. 2019)
Ультразвукова екстракція – Принцип роботи та переваги
В основі ультразвукової екстракції лежить явище акустичної (ультразвукової) кавітації. Коли потужні ультразвукові хвилі з'єднуються в рідину або суспензію, чергуючи цикли високого і низького тиску, стискають і розширюють рідину, створюючи в середовищі дрібні вакуумні бульбашки. Ці вакуумні бульбашки ростуть протягом кількох циклів високого тиску/низького тиску, поки не досягнуть точки, коли газовий міхур не зможе поглинути додаткову енергію. У точці максимального зростання міхур сильно вибухає під час циклу високого тиску. Під час вибуху бульбашки виникають локально екстремальні умови, такі як дуже висока температура, тиск і відповідні перепади тиску і температури, а також струмені рідини зі швидкістю до 280 м/сек. Ці інтенсивні сили перфорують і руйнують клітинні стінки та сприяють перенесенню маси між внутрішньою частиною клітини та навколишньою рідиною. Внутрішньоклітинний матеріал, такий як білки, ліпіди та інші біологічно активні сполуки, переноситься в рідину, звідки його можна легко відокремити для подальших процесів.
Переваги ультразвукової екстракції мікопротеїну
Екстракція за допомогою ультразвуку (UAE) є високоефективною технікою для вивільнення та виділення внутрішньоклітинного матеріалу, такого як білки, ліпіди та біологічно активні речовини (наприклад, вітаміни та поліфеноли). Сонифікація - це інтенсифікація процесу, який збільшує масообмін між внутрішньою частиною клітини і рідиною. Ультразвукова екстракція призводить до вищих виходів, скорочення часу обробки, чудової якості екстракту, а також зниження витрат на обробку та зниження споживання енергії.
Ультразвукові гомогенізатори для переробки мікопротеїну
Ультразвукові руйнівники та екстрактори клітин добре зарекомендували себе на підприємствах харчової промисловості. Забезпечуючи кавітаційні високі зсувні сили, ультразвукові апарати використовуються для виділення біологічно активних сполук з рослинного матеріалу та гомогенізації двох або більше фаз у однорідну суміш.
Hielscher Ultrasonics пропонує широкий асортимент високопродуктивних ультразвукових апаратів від лабораторних до промислових розмірів.
Промислові звукові апарати Hielscher можуть видавати дуже високі амплітуди. Амплітуди до 200 мкм можна легко безперервно працювати в режимі 24/7. Для ще більш високих амплітуд доступні індивідуальні ультразвукові сонотроди. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 у важких умовах і в складних умовах.
Стандартизація процесів за допомогою Hielscher Ultrasonics
Екстракти, які використовуються в харчових продуктах або фармацевтиці, повинні вироблятися відповідно до належної виробничої практики (GMP) і відповідно до стандартизованих специфікацій обробки. Цифрові ультразвукові апарати Hielscher поставляються з інтелектуальним програмним забезпеченням, що дозволяє легко встановлювати та точно контролювати процес ультразвуку. Автоматичний запис даних записує всі параметри ультразвукового процесу, такі як енергія ультразвуку (загальна і чиста енергія), амплітуда, температура, тиск (при встановленні датчиків температури і тиску) з позначкою дати і часу на вбудовану SD-карту. Це дозволяє переглядати кожну партію, оброблену ультразвуком. При цьому забезпечується відтворюваність і незмінно висока якість продукції.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Потужні ультразвукові гомогенізатори від Лабораторії до Пілот і індастріал розмір.
Факти, які варто знати
Що таке мікопротеїн?
Мікопротеїн - це так званий одноклітинний білок, що означає, що він є похідним від одноклітинного організму. Для мікопротеїну одноклітинним організмом є грибок. Тому мікопротеїн також відомий як грибковий білок. Склад "мико” походить від грецького слова «mykes», що означає гриб.
Для виробництва мікопротеїну Fusarium venenatum є часто використовуваним грибом. Це мікрогрибок роду Fusarium і відрізняється високим вмістом білка.
Для комерційного отримання мікопротеїну спори грибів культивують і ферментують у відварі глюкози та інших поживних речовин. Подальші етапи обробки включають пропарювання, охолодження та заморожування біомаси гриба, відновленої за допомогою РНК. Нарешті, виходить високобілкова і високоволокниста маса , яка може трансформуватися в різні харчові продукти, такі як замінники м'яса або харчові добавки. Мікопротеїн в основному використовується для виробництва так званого «підробленого м'яса», яке є замінниками м'яса або аналогами м'яса.
Як виробляється мікопротеїн?
Мікопротеїн виробляється шляхом ферментації специфічного гриба, як правило, Fusarium venenatum, у великих біореакторах, де гриб росте і розмножується. Потім збирають грибкову біомасу, а мікопротеїн екстрагують за допомогою таких методів, як ультразвукування за типом зонда, щоб розщепити клітинні стінки та вивільнити білок, який згодом переробляється в різні харчові продукти.
Які переваги Мікопротеїну?
Мікопротеїн має кілька переваг, у тому числі є джерелом їжі з високим вмістом білка, низьким вмістом жиру та холестерину, що робить його здоровою альтернативою м'ясу. Він багатий харчовими волокнами, допомагає контролювати вагу та підтримує ріст м'язів. Крім того, виробництво мікопротеїнів має менший вплив на навколишнє середовище порівняно з традиційним виробництвом м'яса, вимагаючи менше землі, води та виділяючи менше парникових газів. Він також є універсальним інгредієнтом для створення різних замінників м'яса, задовольняючи зростаючий попит на рослинні дієти.
Література / Список літератури
- 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.