تحسين إنتاج بروتين الحشرات باستخدام الموجات فوق الصوتية
الحشرات مصدر مستدام وسهل التربية للبروتينات والدهون الغذائية عالية الجودة. وللفصل بين البروتينات والدهون والحشرات، يُستخدم الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية بوصفه تقنية عالية الكفاءة والموثوقية. وقد ثبتت فعالية المعالجة بالموجات فوق الصوتية في تحقيق معدلات استخلاص مرتفعة، ومردود مرتفع من البروتينات والدهون، ومعالجة سريعة لمكونات الحشرات ذات الجودة الممتازة.
لماذا تُستخلص بروتينات الحشرات بالموجات فوق الصوتية عالية القدرة؟
يُعدّ مستخلص بروتين الحشرات عادةً أعلى جودة من مسحوق الحشرات لأنه يحتوي على نسبة أعلى من البروتين ونسبة أقل من المواد الأخرى غير المرغوبة، مثل الكيتين والدهون.
يُنتَج مسحوق الحشرات عادةً بطحن الحشرات الكاملة إلى مسحوق قد يحتوي على كمية كبيرة من المواد غير القابلة للهضم، مثل الكيتين والهياكل الخارجية والمكونات الأخرى غير المغذية. وفي المقابل، يُنتَج مستخلص بروتين الحشرات عادةً باستخلاص البروتين من الحشرات، مما ينتج عنه منتج بروتيني أنقى وأكثر تركيزًا. وقد ثبت أن الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية تقنية إنتاج عالية الفعالية لبروتين الحشرات عالي الجودة.
يعني ارتفاع تركيز البروتين في مستخلص بروتين الحشرات أنه يمكن أن يوفر بروتينًا أكثر لكل غرام مقارنةً بمسحوق الحشرات، مما يجعله مصدرًا أكثر كفاءة للبروتين. إضافةً إلى ذلك، يمكن أن تؤدي إزالة المكونات غير المغذية إلى تسهيل هضم مستخلص بروتين الحشرات، وقد تقلل من خطر المشكلات الهضمية لدى الحيوانات والبشر الذين يستهلكونه.
علاوةً على ذلك، قد يكون طعم مستخلص بروتين الحشرات ورائحته أخف مقارنةً بمسحوق الحشرات، مما يجعله أكثر قبولًا لدى المستهلكين. كما تتنوع تطبيقاته بدرجة أكبر، إذ يمكن استخدامه مكونًا في مجموعة واسعة من المنتجات الغذائية والأعلاف.
جهاز الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية UIP2000hdT (2kW) مع مفاعل دفعات لاستخلاص بروتين الحشرات
استخلاص بروتينات الحشرات بالموجات فوق الصوتية
يمكن إدماج الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية بسهولة في المعالجة المعتادة لمسحوق الحشرات، وهو يتيح تحسين المنتج النهائي. ويتمتع بروتين الحشرات المستخلص بالموجات فوق الصوتية بجودة أعلى من مسحوق الحشرات، إذ يوفر قيمًا غذائية أعلى وطعمًا محسّنًا وخصائص وظيفية أفضل.
بروتوكول عام لاستخلاص بروتين الحشرات باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار
بروتوكول عام لاستخلاص بروتينات صالحة للاستخدام الغذائي من يرقات ذبابة الجندي باستخدام مسبار بالموجات فوق الصوتية:
المواد والمعدات:
- يرقات ذبابة الجندي أو أنواع أخرى من الحشرات، مثل يرقات دودة الدقيق (Tenebrio molitor)، وحشرات صرصور الليل البالغة (Gryllus bimaculatus)، وعذارى دودة القز (Bombyx mori) – سبق تربيتها وحصادها
- جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار
- خلاط أو محضّرة طعام
- ماء مقطر يحتوي على حمض الأسكوربيك بتركيز 9.46 mM أو مذيب آخر حسب الاختيار
- جهاز طرد مركزي
- حاويات زجاجية أو بلاستيكية
- ورق ترشيح أو مرشحات شبكية
تعليمات خطوة بخطوة لاستخلاص بروتين الحشرات
-
تحضير يرقات الحشرات:
- احصد يرقات ذبابة الجندي من نظام التربية.
- اغسل اليرقات جيدًا بالماء المقطر لإزالة أي بقايا أو شوائب.
- جمّد اليرقات عند -20°C أو أقل لتعطيل الإنزيمات والحفاظ على جودة البروتين.
-
تفكيك اليرقات:
- أذب اليرقات المجمدة وانقلها إلى خلاط أو محضّرة طعام.
- أضف حجمًا مناسبًا من الماء المقطر أو محلول منظم للوصول إلى تركيز البروتين المطلوب (مثلًا، 10% w/v).
- اخلط اليرقات أو عالجها حتى تحصل على معلق متجانس.
- انقل المعلق إلى حاوية زجاجية أو بلاستيكية.
-
إزالة الدهون (اختيارية):
- إزالة الدهون من مسحوق الحشرات خطوة اختيارية تساعد على زيادة مردود البروتين وجودته. ويُخفّض المحتوى الدهني لمسحوق الحشرات من خلال المعالجة بالهكسان. وبوجه عام، يُوصى بإزالة الدهون من معظم مستخلصات بروتين الحشرات المخصصة للاستهلاك البشري بهدف تحسين جودة البروتين. وتستغرق عملية إزالة الدهون التقليدية باستخدام الهكسان وقتًا طويلًا. ويمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية تسريع إزالة الدهون من مسحوق الحشرات بدرجة كبيرة!
-
المعالجة بالموجات فوق الصوتية:
- اغمر مسبار جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية، مثل UIP2000hdT، في معلق اليرقات.
- اضبط معلمات جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية، مثل سعة اهتزاز قدرها 100% وزمن المعالجة بالموجات فوق الصوتية، بما يتوافق مع الحجم والمعلق.
- طبّق الموجات فوق الصوتية على معلق اليرقات مع الحفاظ على درجة حرارة ثابتة لتجنب تمسخ البروتينات.
- تساعد عملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية على تفكيك الخلايا وتحرير البروتينات من اليرقات.
- راقب درجة الحرارة أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية. أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher مزودة بمستشعر لدرجة الحرارة ونظام للتحكم فيها.
-
الطرد المركزي:
- بعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية، انقل معلق اليرقات المعالج بالموجات فوق الصوتية إلى أنابيب الطرد المركزي.
- أجرِ الطرد المركزي للأنابيب بسرعة ولمدة مناسبتين لفصل السائل الفوقاني المحتوي على البروتين عن البقايا الصلبة والخلايا غير المفككة.
- اجمع السائل الفوقاني الذي يحتوي على البروتينات المستخلصة، وانقله إلى حاوية نظيفة.
- يمكن تكرار خطوة الطرد المركزي عند الضرورة لإزالة أي جسيمات صلبة متبقية. ويمكن، بدلًا من ذلك، استخدام الترشيح بوصفه تقنية لفصل البروتين.
-
تحليل البروتين وتخزينه:
- أجرِ تحليلًا للبروتين لتقييم جودة البروتينات المستخلصة وتركيبها.
-
التخزين:
- خزّن البروتينات المستخلصة في حاويات مناسبة في مكان بارد وجاف ومظلم.
الحشرات بوصفها مصدرًا غذائيًا: الحشرات، مثل صراصير الليل والديدان والذباب واليرقات، غنية بالبروتينات. ولتلبية الطلب المتزايد على البروتينات عالية الجودة، أصبحت الحشرات تحظى بالتقدير بوصفها مصدرًا صحيًا ومستدامًا وصديقًا للبيئة للبروتين، يُستخدم في أغذية البشر وأغذية الحيوانات الأليفة وأعلاف الماشية. والحشرات كائنات خارجية الحرارة (أي إنها من ذوات الدم البارد ولا تهدر الطاقة لإنتاج الحرارة لرفع درجة حرارة أجسامها)، ولا تحتاج إلى مساحة كبيرة، ويمكن تغذيتها باستخدام المخلفات بوصفها ركيزة للنمو. وهذا يجعل بروتينات الحشرات ودهونها مصدرًا غذائيًا واعدًا يمكن أن يساعد في سد «فجوة البروتين»، التي يجب تجاوزها لإطعام سكان العالم المتزايدين وتلبية طلبهم على العناصر الغذائية عالية الجودة، وخصوصًا البروتين.
تربية الحشرات: تُربّى الحشرات في مزارع الحشرات، حيث تُنمّى في حاويات أو مفاعلات. وبفضل كونها كائنات سريعة النمو، فإنها تتطلب رعاية قليلة نسبيًا، ويمكن تغذيتها بالمخلفات العضوية، وتنمو بسرعة حتى تصل إلى الحجم أو النضج المناسب للحصاد. وتُعدّ يرقات الذباب وديدان الدقيق وصراصير الليل سهلة التربية على وجه الخصوص. ومن حيث الكفاءة، تشتهر يرقات ذبابة الجندي الأسود بقدرتها الممتازة على تحويل المخلفات العضوية إلى بروتين عالي الجودة. ولهذا تُعرف ذبابة الجندي الأسود أيضًا لدى مربّي الحشرات باسم «ملكة تحويل المخلفات».
خطوات معالجة مسحوق الحشرات: عندما تصل الحشرات إلى الحجم أو الطور المستهدف، تُحصد. وهذا يعني أنها أصبحت جاهزة للمعالجة لتحويلها إلى مكونات غذائية. وقبل المعالجة، تُغسل الحشرات بالماء وتُغربل وتُخزّن حية عند 4℃ لمدة يوم واحد تقريبًا دون أي غذاء.
بعد ذلك، تُطهى الحشرات ثم تُجفّف بهواء شديد السخونة أو بتسخينها في حاوية. كما تلزم المعالجة الحرارية لقتل البكتيريا. وأخيرًا، تُطحن الحشرات لإنتاج مسحوق حشرات جاف (يُعرف أيضًا باسم دقيق الحشرات). ويمكن استخدام مسحوق الحشرات مكونًا غذائيًا أو مادة مضافة إلى الأعلاف الحيوانية. ولكن لتنقية مسحوق الحشرات وتحسين جودته، تُستخلص منه المكونات الأعلى قيمة، أي البروتينات والدهون. ويحظى بروتين الحشرات النقي على وجه الخصوص بالتقدير بوصفه مكونًا عالي القيمة الغذائية، يُستخدم في ألواح البروتين ومساحيق البروتين، ومادةً مضافةً إلى العديد من المنتجات الغذائية، مثل المخبوزات ورقائق البطاطس والبسكويت المقرمش وغيرها.
استخدم أجهزة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار لإنتاج بروتين حشرات عالي الجودة!
استخلاص البروتينات عالية الجودة من الحشرات بالموجات فوق الصوتية:
يُستخدم الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية لإنتاج مساحيق البروتين ونواتج التحلل المائي ومعزولات البروتين من أشكال عديدة من الحشرات، بما فيها الذباب والديدان والبق وصراصير الليل واليرقات. ومن خلال استخلاص بروتينات عالية الجودة من مسحوق الحشرات، تنتج المعالجة بالموجات فوق الصوتية مكونات غذائية وظيفية ذات تركيب غذائي متفوق.
مزايا استخلاص البروتين من الحشرات بالموجات فوق الصوتية
تُطبّق المعالجة بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع لاستخلاص البروتينات ومعالجتها من مصادر متنوعة، مثل المصادر النباتية (مثل فول الصويا والأرز وبذور اللفت ودوّار الشمس وبذور اليقطين وغيرها)، ومنتجات الألبان (مثل مركز بروتين مصل اللبن (WPC)، وبروتين مصل اللبن، ومحتجزات بروتين الحليب الناتجة عن الترشيح، وكازينات الكالسيوم)، والطحالب (مثل الأعشاب البحرية)، والمأكولات البحرية (مثل المنتجات الثانوية للأسماك ومخلفات المأكولات البحرية)، والحشرات (مثل الديدان واليرقات والذباب ويرقات الذباب والخنافس وصراصير الليل والصراصير وغيرها).
وبوصفه تقنية استخلاص عالية الكفاءة وصديقة للبيئة، أصبح استخلاص بروتين الحشرات بالموجات فوق الصوتية مستخدمًا في إنتاج مساحيق بروتين الحشرات ونواتج تحلله المائي ومعزولاته. وبفضل موثوقية العملية العالية وقابليتها للتكرار والتوسع الخطي، تُستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية لاستخلاص البروتين من الحشرات وتعديل بنى البروتين وتحسين خواصه الفيزيائية والكيميائية.
فعلى سبيل المثال، طبّق Mintha وآخرون (2020) الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية على يرقات ذبابة الجندي الأسود (H. illucens). وأفادوا بأن المعالجة بالموجات فوق الصوتية حسّنت بنية البروتين وعدّلت خصائصه الوظيفية، وكانت بذلك مفيدة لإنتاج بروتين H. illucens / نواتج تحلله المائي. وقد زادت المعالجة بالموجات فوق الصوتية، على وجه الخصوص، جهد زيتا وقابلية التشتت وقيم الثيول. علاوةً على ذلك، انخفضت العكارة وحجم جسيمات البروتين بعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية. وزادت المعالجة بالموجات فوق الصوتية بدرجة ملحوظة فاتحية اللون (L*) لمعزولات البروتين بمقدار x ¯ 7.46% مقارنةً بالعينة الضابطة غير المعالجة بالموجات فوق الصوتية.
نظام استخلاص بالموجات فوق الصوتية لإنتاج بروتين حشرات عالي الجودة
أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لمعالجة بروتين الحشرات
الاستخلاص والتجانس بالموجات فوق الصوتية تقنية معالجة موثوقة تسهّل إنتاج بروتينات الحشرات عالية الجودة وتسرّعه. وتغطي مجموعة منتجات Hielscher Ultrasonics النطاق الكامل، بدءًا من أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية المختبرية المدمجة وصولًا إلى أنظمة الاستخلاص الصناعية. وبذلك، يمكننا في Hielscher أن نقدم لك جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية الأنسب لسعة المعالجة التي تستهدفها. وسيساعدك موظفونا ذوو الخبرة الطويلة، بدءًا من اختبارات الجدوى وتحسين العملية وصولًا إلى تركيب نظام الموجات فوق الصوتية لديك على مستوى الإنتاج النهائي.
إن المساحة الصغيرة التي تشغلها أجهزة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية لدينا، إلى جانب تنوع خيارات تركيبها، تجعلها ملائمة حتى لمنشآت معالجة بروتين الحشرات ذات المساحات الصغيرة. وتُركّب أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية في أنحاء العالم في منشآت إنتاج الأغذية والمكملات الغذائية، وكذلك لإنتاج أغذية الحيوانات الأليفة وأعلاف الماشية. علاوةً على ذلك، تُعدّ الخلاطات بالموجات فوق الصوتية عالية القص مثالية لإدماج بروتينات الحشرات في تركيبات المنتجات الغذائية للبشر، وكذلك في أغذية الحيوانات الأليفة المرافقة وأعلاف حيوانات المزارع.
Hielscher Ultrasonics – معدات استخلاص متطورة
تغطي مجموعة منتجات Hielscher Ultrasonics النطاق الكامل لأجهزة الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء، من النطاق الصغير إلى الكبير. وتتيح الملحقات الإضافية التجميع السهل للتكوين الأنسب لجهاز الموجات فوق الصوتية لعملية معالجة بروتين الحشرات لديك. ويعتمد التكوين الأمثل لنظام الموجات فوق الصوتية على السعة والحجم المستهدفين، والمادة الخام، وما إذا كانت العملية تُجرى بالدفعات أو ضمن خط المعالجة، والجدول الزمني.
استخلاص الحشرات بالموجات فوق الصوتية – المعالجة بالدفعات وضمن خط المعالجة
يمكن استخدام أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher للمعالجة بالدفعات والمعالجة بالتدفق المستمر. وتُعدّ المعالجة بالموجات فوق الصوتية بالدفعات مثالية لاختبار العملية وتحسينها وللإنتاج على نطاق صغير إلى متوسط. ولإنتاج كميات كبيرة من بروتينات الحشرات، قد تكون المعالجة ضمن خط المعالجة أكثر فائدة. وبينما تتطلب المعالجة بالدفعات تجهيزًا بسيطًا جدًا فقط، فإنها تستهلك وقتًا وجهدًا بشريًا أكبر. وتتطلب عملية الخلط المستمر ضمن خط المعالجة تجهيزًا متطورًا – يتكون من مضخة وخراطيم أو أنابيب وخزانات – لكنها أكثر كفاءة وأسرع وتتطلب جهدًا بشريًا أقل بكثير. ولدى Hielscher Ultrasonics تجهيز الاستخلاص الأنسب لحجم الاستخلاص وأهداف العملية لديك.
أجهزة استخلاص بالموجات فوق الصوتية لكل سعة إنتاجية
تغطي مجموعة منتجات Hielscher Ultrasonics الطيف الكامل لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية، بدءًا من الأجهزة المختبرية المدمجة، مرورًا بأنظمة سطح المنضدة والأنظمة التجريبية، وصولًا إلى أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل القادرة على معالجة حمولات شاحنات في الساعة. وتتيح لنا مجموعة المنتجات الكاملة أن نقدم لك جهاز الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية الأنسب للمادة الخام وسعة المعالجة وأهداف الإنتاج لديك.
تُعدّ أنظمة الموجات فوق الصوتية التي توضع على سطح المنضدة مثالية لاختبارات الجدوى وتحسين العملية. ويجعل التوسع الخطي المستند إلى معلمات عملية معتمدة زيادة سعات المعالجة من دفعات صغيرة إلى إنتاج تجاري كامل أمرًا سهلًا جدًا. ويمكن التوسع إما بتركيب وحدة استخلاص بالموجات فوق الصوتية أعلى قدرة، أو بتجميع عدة أجهزة معالجة بالموجات فوق الصوتية على التوازي. ومن خلال UIP16000، تقدم Hielscher أقوى جهاز استخلاص بالموجات فوق الصوتية في العالم.
سعات اهتزاز قابلة للتحكم الدقيق لتحقيق أفضل النتائج
يمكن التحكم بدقة في جميع أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher، مما يجعلها معدات عمل موثوقة في الإنتاج. وتُعدّ سعة الاهتزاز إحدى معلمات العملية الحاسمة التي تؤثر في كفاءة استخلاص العناصر الغذائية من الحشرات بالموجات فوق الصوتية وفعاليته.
تتطلب المواد الحشرية، مثل اليرقات والذباب، معالجة ألطف بالموجات فوق الصوتية وإعدادات أقل لسعة الاهتزاز، بينما تتطلب صراصير الليل والحشرات ذات الغلاف السميك للهيكل الخارجي معالجة بالموجات فوق الصوتية بسعات اهتزاز أعلى لتحرير العناصر الغذائية المستهدفة. وتتيح جميع أجهزة المعالجة من Hielscher Ultrasonics ضبط سعة الاهتزاز بدقة. وتُعدّ السونوترودات وأبواق تعزيز الاهتزاز ملحقات تتيح تعديل سعة الاهتزاز ضمن نطاق أوسع. ويمكن لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية الصناعية من Hielscher توفير سعات اهتزاز مرتفعة جدًا وتقديم شدة الموجات فوق الصوتية المطلوبة للتطبيقات الشاقة. ويمكن بسهولة التشغيل المستمر بسعات اهتزاز تصل إلى 200µm على مدار 24/7.
يتيح لك الضبط الدقيق لسعة الاهتزاز والمراقبة الدائمة لمعلمات عملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية عبر برمجيات ذكية معالجة بذورك في أكثر ظروف الموجات فوق الصوتية فعالية. معالجة مثلى بالموجات فوق الصوتية لتحقيق أفضل نتائج الاستخلاص!
تتيح متانة معدات الموجات فوق الصوتية من Hielscher التشغيل على مدار 24/7 في ظروف العمل الشاق والبيئات الصعبة. وهذا يجعل معدات الموجات فوق الصوتية من Hielscher أداة عمل موثوقة تلبي متطلبات الاستخلاص لديك.
اختبار سهل للعملية وخالٍ من المخاطر
يمكن توسيع نطاق عمليات الموجات فوق الصوتية بصورة خطية تمامًا. وهذا يعني أن كل نتيجة حققتها باستخدام جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية مختبري أو موضوع على سطح المنضدة يمكن توسيع نطاقها للحصول على المخرجات نفسها تمامًا باستخدام معلمات العملية نفسها تمامًا. وهذا يجعل المعالجة بالموجات فوق الصوتية مثالية لاختبارات الجدوى الخالية من المخاطر، وتحسين العملية، وتطبيقها لاحقًا في التصنيع التجاري. تواصل معنا لتعرف كيف يمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية زيادة إنتاج بروتين الحشرات لديك!
أعلى جودة – تصميم وتصنيع في ألمانيا
بصفتها شركة مملوكة لعائلة وتديرها العائلة، تولي Hielscher الأولوية لأعلى معايير الجودة لأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لديها. وتُصمَّم جميع أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية وتُصنَّع وتُختبر بدقة في مقرنا الرئيسي في تلتو بالقرب من برلين، ألمانيا. وتجعل متانة معدات الموجات فوق الصوتية من Hielscher وموثوقيتها منها معدات عمل يعتمد عليها في إنتاجك. ويُعدّ التشغيل على مدار 24/7 تحت الحمل الكامل وفي البيئات الصعبة خاصية أصيلة في خلاطات Hielscher عالية الأداء.
يوضح الجدول أدناه السعة التقريبية لمعالجة المواد بأجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 mL | 10 إلى 200 mL/min | UP100H |
| 10 إلى 2000 mL | 20 إلى 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 L | 0.2 إلى 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 L | 2 إلى 10 L/min | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150 L | 3 إلى 15 L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 إلى 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
نظام الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية UIP4000hdT لعزل بروتين عالي الجودة من الحشرات.
حقائق جديرة بالمعرفة
أكل الحشرات
يُطلق على استخدام الحشرات بوصفها مكونًا غذائيًا لإطعام البشر والحيوانات مصطلح «أكل الحشرات». ويعرّف قاموس أكسفورد على الإنترنت مصطلح «أكل الحشرات» بأنه «ممارسة تناول الحشرات، وخصوصًا من قِبل الناس». ونظرًا إلى أن الحشرات مصدر مستدام غني بالبروتينات والدهون عالية الجودة، تُربّى حشرات مثل صراصير الليل والذباب واليرقات والديدان ويرقات الذباب والخنافس والصراصير وتُعالج لإنتاج البروتينات والأحماض الدهنية لتغذية البشر والحيوانات.
الحشرات بوصفها مصدرًا للبروتين الغذائي
تُعرف الحشرات بوصفها مصدرًا للبروتين عالي الجودة، إذ تحتوي على العديد من الأحماض الأمينية الأساسية. ولذلك، تُربّى أعداد كبيرة من صراصير الليل والجنادب والخنافس والعث والديدان والذباب ومختلف الحشرات الأخرى لإنتاج بروتينات للاستهلاك البشري والحيواني. وإلى جانب غناها بالبروتينات، تُعدّ الحشرات أيضًا مصدرًا مهمًا للأحماض الدهنية والمعادن (مثل الحديد والزنك والبوتاسيوم والسيلينيوم والنحاس) والفيتامينات (معظمها من مجموعة فيتامينات B). فعلى سبيل المثال، تحتوي حشرات مثل صراصير الليل وديدان الدقيق على تراكيز مرتفعة من البروتين الكامل وفيتامين B12 والريبوفلافين وفيتامين A.
وبخلاف المنتجات ذات الأصل الحيواني، تحتوي الحشرات أيضًا على ألياف غذائية. وتوجد ألياف الحشرات أساسًا في صورة الكيتين، وهو عنصر بنائي أساسي للهيكل الخارجي.
تشمل الحشرات التي تُربّى عادةً لإنتاج البروتين الأنواع التالية:
- دودة الدقيق (Tenebrio Molitor L.) هي الشكل اليرقي لنوع من خنافس الظلام (Coleoptera). ودرجة حرارة الحضانة المثلى هي 25 ̊C – 27 ̊C، ويستغرق تطورها الجنيني 4 – 6 أيام. ولها فترة يرقية طويلة تبلغ نحو نصف عام، ومع درجة الحرارة المثلى والرطوبة المنخفضة ينتهي. ويبلغ محتوى البروتين في يرقات Tenebrio Molitor والحشرات البالغة 46.44% و63.34%، على التوالي.
- صرصور الليل المنزلي (Acheta domesticus) هو أكثر أنواع صراصير الليل شيوعًا للاستهلاك البشري. ويُعرف صرصور الليل بأنه من أكثر الحشرات الصالحة للأكل قيمةً غذائية. ويمكن تناول صراصير الليل محمصةً تحميصًا جافًا أو مخبوزةً أو مقليةً في زيت غزير أو مسلوقةً، أو استخدامها مكونًا غذائيًا. ولإدماج صراصير الليل في الأغذية الوظيفية أو التركيبات الغذائية أو الوصفات، يُستخدم مسحوق صرصور الليل أو دقيقه. ومسحوق صرصور الليل هو مسحوق صراصير ليل مجففة ومطحونة طحنًا ناعمًا. وتنضج صراصير الليل بسرعة، وتكتمل عادةً نموًا خلال 3 – 4 أسابيع. ويمكن لأنثى واحدة أن تضع من 1,200 إلى 1,500 بيضة خلال 3–4 أسابيع. وبفضل سرعة نموها وسهولة تربيتها، تُربّى صراصير الليل لتغذية البشر وكذلك لإنتاج غذاء الحيوانات. وتُقتل صراصير الليل عادةً بالتجميد العميق، حيث لا تشعر بالألم وتدخل في حالة تخدير قبل الموت العصبي.
- ذبابة الجندي الأسود (Hermetia illucens) ذبابة شائعة وواسعة الانتشار تنتمي إلى فصيلة Stratiomyidae. وتُربّى ذبابات الجندي الأسود على نطاق واسع بسبب محتواها البروتيني المرتفع على نحو استثنائي ومتطلباتها المنخفضة خلال مرحلتي التربية والنمو. وهي تتطلب موارد قليلة جدًا، مما يتيح معالجة المخلفات الحيوية بفعالية. وتحتوي يرقات ذبابة الجندي الأسود (BSFL) على ما يصل إلى 43% من البروتين و35% من الأحماض الدهنية، وهي غنية بالكالسيوم وغيره من المغذيات الدقيقة. ونظرًا إلى أن اليرقات تتمتع بأعلى محتوى بروتيني، تُربّى ذبابات الجندي الأسود لمدة تقارب 18 يومًا فقط حتى تصل إلى الطور اليرقي، ثم تُحصد. ولا تتجاوز دورة الحياة الكاملة لذبابة الجندي الأسود 6 أسابيع.
اقرأ المزيد عن مزايا استخلاص البروتين من يرقات ذبابة الجندي بالموجات فوق الصوتية!
استُخدمت يرقات ذبابة الجندي الأسود (Hermetia illucens) بنجاح أيضًا بوصفها مصدرًا للدهون، التي حُوّلت لاحقًا إلى مستحلبات نانوية باستخدام المعالجة بالموجات فوق الصوتية.
المؤلفات / المراجع
- Benjamin Kumah Mintah; Ronghai He; Mokhtar Dabbour; Jiahui Xiang; Jiang Hui; Akwasi Akomeah Agyekum; Haile Mai (2020): Characterization of edible soldier fly protein and hydrolysate altered by multiple-frequency ultrasound: Structural, physical, and functional attributes. Process Biochemistry, Volume 95, August 2020. 157-165.
- Benjamin Kumah Mintah; Ronghai He; Mokhtar Dabbour; Jiahui Xiang; Akwasi Akomeah Agyekum; Haile Mai (2019): Techno-functional attribute and antioxidative capacity of edible insect protein preparations and hydrolysates thereof: Effect of multiple mode sonochemical action. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 58, November 2019.
- Young Deug Choi; Nathan A.K. Wong; Joong-Hyuck Auh (2017): Defatting and Sonication Enhances Protein Extraction from Edible Insects. Korean Journal of Food Science and Animal Resource. 37(6), 2017. 955-961.
- Carlos Álvarez; Brijesh K. Tiwari (2015): Ultrasound Assisted Extraction of Proteins From Fish Processing By-Products. IFT Conference Chicago 2015.
- Benjamin Kumah Mintah; Ronghai He; Mokhtar Dabbour; Akwasi Akomeah Agyekum;
Zheng Xing; Moses Kwaku Golly; Haile Ma (2019): Sonochemical action and reaction of edible insect protein: Influence on enzymolysis reaction‐kinetics, free‐Gibbs, structure, and antioxidant capacity. Journal of Food Biochmistry 2019.
تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء، من الحجم المختبري إلى الحجم الصناعي.