Khai thác siêu âm Mycoprotein

Đáp ứng nhu cầu về các lựa chọn thay thế thực phẩm bền vững và bổ dưỡng, mycoprotein đã nổi lên như một thành phần mang tính cách mạng, có nguồn gốc từ nấm và chủ yếu được sử dụng trong việc tạo ra các chất thay thế thịt, thường được gọi là “thịt giả.” Nguồn protein này cung cấp một giải pháp đầy hứa hẹn cho nhu cầu ngày càng tăng đối với chế độ ăn dựa trên thực vật, cung cấp kết cấu phong phú, giống như thịt và giá trị dinh dưỡng cao. Để mở khóa tiềm năng của mycoprotein, một kỹ thuật chiết xuất tiên tiến được gọi là sonication probetype được sử dụng. Phương pháp này tận dụng sức mạnh của sóng siêu âm để giải phóng mycoprotein hiệu quả từ các tế bào nấm, đảm bảo năng suất protein cao trong thời gian xử lý ngắn đáng kể.

Siêu âm Mycoprotein khai thác

Khai thác mycoprotein bắt đầu bằng việc trồng nấm ăn được, chẳng hạn như Fusarium venenatum, trong các lò phản ứng sinh học được kiểm soát. Trong các tế bào nấm này, mycoprotein được đóng gói, đòi hỏi một phương pháp chiết xuất mạnh mẽ để giải phóng protein có giá trị. Sonication kiểu đầu dò nổi bật như một kỹ thuật lý tưởng do khả năng gây ra sự gián đoạn tế bào mạnh mẽ. Trong quá trình này, siêu âm điện tạo ra các lực xâm thực mạnh mẽ phá vỡ thành tế bào của nấm, giải phóng hiệu quả các nội dung nội bào bao gồm protein, lipid và các chất dinh dưỡng khác. Điều này không chỉ tăng cường hiệu quả chiết xuất mà còn đảm bảo bảo tồn tính toàn vẹn và tính chất chức năng của protein.

Việc áp dụng sóng siêu âm trong khai thác mycoprotein cung cấp một số lợi thế đáng kể. Thứ nhất, nó đạt được sự đồng nhất đồng đều, điều này rất quan trọng để phát triển một loạt các sản phẩm thực phẩm với kết cấu và hương vị đa dạng. Cho dù đối với các chất tương tự thịt, đồ ăn nhẹ giàu protein, hoặc thay thế sữa không có sữa, ultrasonication cho phép chất lượng phù hợp của mycoprotein, làm cho nó trở thành một thành phần linh hoạt trong ngành công nghiệp thực phẩm. Ngoài ra, thời gian xử lý nhanh chóng liên quan đến kỹ thuật này chuyển thành năng suất cao hơn và giảm tiêu thụ năng lượng, phù hợp với các mục tiêu bền vững của sản xuất thực phẩm hiện đại. Khai thác mycoprotein siêu âm không chỉ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng đối với protein thực vật mà còn mở đường cho các giải pháp thực phẩm sáng tạo và bổ dưỡng.

Động học giải phóng protein từ Fusarium Venenatum bằng cách sonication với mài
nguồn: Prakash et al. 2014

Nghiên cứu điển hình – Phát hành Mycoprotein siêu âm

Prakash et al. (2014) đã điều tra ảnh hưởng của ultrasonication trên việc phát hành mycoprotein từ Fusarium Venenatum. Họ đã đạt được tốc độ giải phóng protein tối đa là 580μg mycoprotein chiết xuất trong vòng 0,680 phút.

Ảnh hưởng của sonication với phương pháp nghiền đối với việc giải phóng protein của Fusarium venenatum
nguồn: Prakash et al. 2014

mycoprotein

Mycoprotein là một protein tế bào đơn có trong nấm. Cung cấp một lượng lớn protein và chất xơ, mycoprotein được coi là một nguồn axit amin có giá trị dinh dưỡng lành mạnh và bền vững. Mycoprotein thường chứa khoảng 45% protein và 25% chất xơ theo trọng lượng khô. Mycoprotein rất giàu axit amin thiết yếu và với thành phần khoảng 41% tổng protein, nó cung cấp hàm lượng protein tương tự như tảo xoắn. Điều này làm cho mycoprotein trở thành một nguồn protein thú vị cho người ăn chay và thuần chay. Mycoprotein rất giàu chất xơ. Hàm lượng chất xơ của nó bao gồm khoảng một phần ba chitin (N-acetylglucosamine) và hai phần ba β-glucans (1,3-glucan và 1,6-glucan). Cung cấp hàm lượng protein và chất xơ cao, mycoprotein là một nguồn thực phẩm lành mạnh và bền vững.
(xem Finnigan và cộng sự 2019)

khai thác siêu âm – Nguyên tắc làm việc và lợi ích

Khai thác siêu âm dựa trên hiện tượng xâm thực âm thanh (siêu âm). Khi sóng siêu âm mạnh được kết hợp thành chất lỏng hoặc bùn, các chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp xen kẽ nén và mở rộng chất lỏng tạo ra bong bóng chân không phút trong môi trường. Những bong bóng chân không đó phát triển qua nhiều chu kỳ áp suất cao / áp suất thấp cho đến khi chúng đạt đến điểm khi bong bóng khí không thể hấp thụ thêm bất kỳ năng lượng nào. Tại điểm tăng trưởng tối đa, bong bóng nổ tung dữ dội trong một chu kỳ áp suất cao. Trong quá trình nổ bong bóng, các điều kiện khắc nghiệt cục bộ như nhiệt độ rất cao, áp suất và chênh lệch áp suất và nhiệt độ tương ứng cũng như các tia chất lỏng lên đến 280m / giây xảy ra. Những lực mạnh này đục lỗ và phá vỡ thành tế bào và thúc đẩy sự chuyển khối lượng giữa bên trong tế bào và chất lỏng xung quanh. Các vật liệu nội bào như protein, lipid và các hợp chất hoạt tính sinh học khác được chuyển sang chất lỏng từ đó nó có thể dễ dàng tách ra cho các quá trình hạ lưu.

Lợi ích của việc khai thác Mycoprotein siêu âm

Ultrasonically hỗ trợ khai thác (UAE) là một kỹ thuật hiệu quả cao để giải phóng và cô lập vật liệu nội bào như protein, lipid và các hoạt chất sinh học (ví dụ: vitamin và polyphenol). Sonification là một quá trình tăng cường, làm tăng sự chuyển khối lượng giữa bên trong tế bào và chất lỏng. Khai thác siêu âm kết quả trong năng suất cao hơn, giảm thời gian xử lý, chất lượng chiết xuất vượt trội, và giảm chi phí chế biến và tiêu thụ năng lượng thấp hơn.

Homogenizers siêu âm cho chế biến Mycoprotein

Chất gây rối loạn tế bào siêu âm và máy vắt là những công cụ được thiết lập tốt trong các cơ sở chế biến thực phẩm. Cung cấp lực cắt cao cavitational, ultrasonicators được sử dụng để cô lập các hợp chất hoạt tính sinh học từ nguyên liệu thực vật và đồng nhất hai hoặc nhiều pha thành một hỗn hợp đồng nhất.
Hielscher Ultrasonics cung cấp một danh mục rộng lớn của ultrasonicators hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến kích thước công nghiệp.
Hielscher sonicators công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng nề và trong môi trường đòi hỏi khắt khe.

Tiêu chuẩn hóa quá trình với Hielscher Ultrasonics

Chiết xuất, được sử dụng trong thực phẩm hoặc dược phẩm, nên được sản xuất theo Thực hành sản xuất tốt (GMP) và theo thông số kỹ thuật chế biến tiêu chuẩn hóa. Hielscher Ultrasonics sonicators kỹ thuật số đi kèm với phần mềm thông minh, mà làm cho nó dễ dàng để thiết lập và kiểm soát quá trình sonication một cách chính xác. Ghi dữ liệu tự động ghi tất cả các thông số quá trình siêu âm như năng lượng siêu âm (tổng năng lượng và năng lượng ròng), biên độ, nhiệt độ, áp suất (khi cảm biến nhiệt độ và áp suất được gắn) với dấu ngày và giờ trên thẻ SD tích hợp. Điều này cho phép bạn sửa đổi từng lô xử lý siêu âm. Đồng thời, khả năng tái sản xuất và chất lượng sản phẩm cao liên tục được đảm bảo.

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: