Подобрено производство на протеини от насекоми с ултразвук

Насекомите са устойчив, лесен за отглеждане източник за висококачествени хранителни протеини и липиди. За да се отделят протеините и липидите от насекомите, ултразвуковата екстракция се използва като високоефективна и надеждна технология. Ultrasonication е доказана за висока степен на екстракция, високи протеинови и липиди и бърза обработка на първо качество на съставките на насекомите.

Защо да извличате протеини от насекоми с ултразвук?

Хранените червеи се използват като източник за производство на протеини и липиди за хранене на хора и животни. ULtrasonic екстракция се използва за освобождаване и отделяне на липиди и протеини от насекоми.Екстрактът от протеин от насекоми обикновено се счита за по-високо качество от брашното от насекоми, тъй като съдържа по-висок процент протеин и по-нисък процент други нежелани материали като хитин и мазнини.
Брашното от насекоми обикновено се прави чрез смилане на цели насекоми в прах, който може да съдържа значително количество несмилаеми материали като хитин, екзоскелети и други нехранителни компоненти. За разлика от това, екстрактът от протеин от насекоми обикновено се прави чрез извличане на протеина от насекомите, което води до по-чист и по-концентриран протеинов продукт. Ултразвукова екстракция е доказано, че е високо ефикасна производствена техника за висококачествен протеин от насекоми.
По-високата концентрация на протеин в протеиновия екстракт от насекоми означава, че той може да осигури повече протеин на грам от брашното от насекоми, което го прави по-ефективен източник на протеини. В допълнение, отстраняването на нехранителни компоненти може да направи протеиновия екстракт от насекоми по-лесно смилаем и може да намали риска от храносмилателни проблеми при животни и хора, които го консумират.
Освен това, екстрактът от протеин от насекоми може да има по-мек вкус и мирис в сравнение с брашното от насекоми, което го прави по-привлекателен за потребителите. Той също така има по-гъвкаво приложение, тъй като може да се използва като съставка в широка гама от хранителни и фуражни продукти.
 

Видеото демонстрира разпадането и извличането на ларва на войник муха чрез ултразвук с ултразвук Hielscher UP200Ht сонда соникатор.

Soldier Fly Извличане на ларви във вода с помощта на сонда тип соникатор UP200Ht

Миниатюра на видео

 

Ултразвуков процесор UIP2000hdT (2kW) с бъркан партиден реактор

Ултразвуков екстрактор UIP2000hdT (2kW) с партиден реактор за извличане на протеин от насекоми

Ултразвукова екстракция на протеини от насекоми

Ултразвукова екстракция може лесно да се прилага в редовната обработка на брашно от насекоми и позволява да се надстрои до крайния продукт. Ултразвуково извлечени насекоми протеин е с най-високо качество от брашно от насекоми, предлагащи по-високи хранителни стойности, подобрен вкус и по-добри функционалности.

Общ протокол за екстракция на протеин от насекоми с помощта на ултрасоникатор тип сонда

Общ протокол за извличане на хранителни протеини от ларви на войнишки мухи с помощта на ултразвукова сонда:
Материали и оборудване:

  • Ларви на войнишки мухи или други видове насекоми, като ларви на брашнени червеи (Tenebrio molitor), възрастни крикет (Gryllus bimaculatus) и какавиди от копринени буби (Bombyx mori) – предварително култивирани и прибрани
  • Сонда тип ултрасоникатор
  • Блендер или кухненски робот
  • Дестилирана вода, съдържаща 9,46 mM аскорбинова киселина или друг разтворител по избор
  • Центрофуга
  • Стъклени или пластмасови контейнери
  • Филтърна хартия или мрежести филтри

 

Стъпка по стъпка инструкция за извличане на протеин от насекоми

  1. Подготовка на ларвите на насекомите:

    • Съберете ларвите на войника от системата за отглеждане.
    • Измийте добре ларвите с дестилирана вода, за да отстраните всички остатъци или примеси.
    • Замразете ларвите при -20°C или по-ниска, за да деактивирате ензимите и да запазите качеството на протеина.
  2. Нарушаване на ларвите:

    • Размразете замразените ларви и ги прехвърлете в блендер или кухненски робот.
    • Добавя се подходящ обем дестилирана вода или буферен разтвор, за да се постигне желаната концентрация на протеин (напр. 10% w/v).
    • Ларвите се смесват или обработват до получаване на хомогенна суспензия.
    • Прехвърлете суспензията в стъклен или пластмасов контейнер.
  3. Обезмасляване (по избор):

    • Обезмасляването на брашното от насекоми е незадължителна стъпка, която помага за увеличаване на добива и качеството на протеините. Съдържанието на мазнини в брашното от насекоми се намалява чрез третиране с хексан. Като цяло, за повечето протеинови екстракти от насекоми за консумация от човека, обезмасляването се препоръчва, за да се подобри качеството на протеина. Конвенционалният процес на обезмасляване на хексан отнема много време. Ultrasonication може да ускори обезмасляването на брашно от насекоми значително!
  4. Ultrasonication:

    • Потопете сондата на ultrasonicator, например, UIP2000hdT, в ларвната суспензия.
    • Задайте параметрите на ultrasonicator, например, 100% амплитуда и време за обработка с ултразвук в съответствие с обема и суспензията.
    • Нанесете ултразвукови вълни върху ларвната суспензия, като същевременно поддържате постоянна температура, за да избегнете денатуриране на протеини.
    • Процесът на ултразвук помага за разрушаване на клетките и освобождаване на протеините от ларвите.
    • Следете температурата по време на ултразвук. Hielscher ultrasonicators са оборудвани с температурен сензор и контрол на температурата.
  5. Центрофугиране:

    • След ултразвук, прехвърлете ултразвуковата ларвна суспензия в центрофужни тръби.
    • Епруветките се центрофугират с подходяща скорост и продължителност, за да се отдели съдържащият протеин супернатант от твърдите отломки и непрекъснатите клетки.
    • Съберете супернатантата, която съдържа извлечените протеини, и я прехвърлете в чист контейнер.
    • По желание повторете етапа на центрофугиране, ако е необходимо, за да отстраните всички останали твърди частици. Алтернативно, филтрацията може да се използва като техника за разделяне на протеини.
  6. Протеинов анализ и съхранение:

    • Извършете протеинов анализ, за да оцените качеството и състава на извлечените протеини.
  7. съхранение:

    • Съхранявайте извлечените протеини в подходящи контейнери на хладно, сухо и тъмно място.

 
Насекомите като източник на храна: Насекоми като щурци, червеи, мухи и ларви са богати на протеини. За да се отговори на нарастващото търсене на висококачествени протеини, насекомите са се ценяли като здравословен, устойчив и екологичен източник на протеини, който се използва за човешка храна, храна за домашни любимци и за храна на животни. Насекомите са ектотермични (което означава, че са студенокръвни и не пилеят енергия, за да произвеждат топлина, за да повишат телесната си температура), не изискват много пространство и могат да се хранят с помощта на отпадъци като растежен субстрат. Това прави протеините от насекоми и липидите обещаващ източник на храна, който може да помогне за запълване на "протеиновата разлика", която трябва да бъде преодоляна, за да се хранят нарастващото население на света и търсенето му на висококачествени хранителни вещества, особено протеин.
Отглеждане на насекоми: Насекомите се отглеждат във фермите за насекоми, където се отглеждат в контейнери или реактори. С предимството, че са бързо растящи организми, те се нуждаят от сравнително ниски грижи, могат да бъдат хранени с органични отпадъци и бързо се обработват за прибиране на реколтата или зрялост. Особено мухи ларви, mealworms и щурци са лесни за размножаване. Що се отнася до ефективността, ларвите на черния войник муха са признати за отлична трансформация на органичните отпадъци в висококачествен протеин. ето защо черният войник муха е известен също като "кралица на трансформацията на отпадъците" под насекоми фермери.
 
Стъпки на обработка на брашно от насекоми: Когато насекомите са достигнали целевия си размер или стадион, те се прибират. Това означава, че те са готови да бъдат преработени в хранителни съставки. Преди обработката насекомите се измиват във вода, пресяват и съхраняват живи при 4 ° C за около един ден без храна.
След това насекомите се готвят и след това се сушат с много горещ въздух или чрез нагряване в контейнер. Топлинната обработка също е необходима, за да се убият бактериите. И накрая, насекомите се смилат в сухо брашно от насекоми (известно също като брашно от насекоми). Брашното от насекоми може да се използва като хранителна съставка или добавка в храната за животни. Но за да се усъвършенства и надгради брашното от насекоми, се извличат най-ценните съставки, т.е. протеини и липиди. Особено чистият протеин от насекоми се оценява като високо хранителна съставка, която се използва в протеинови барове, протеинови прахове и като добавка в много хранителни продукти като печени изделия, чипс, бисквити и др.
 
Използвайте ултразвукови екстрактори тип сонда, за да произвеждате висококачествен протеин от насекоми!
 
Ултразвукова екстракция на висококачествени протеини от насекоми:
Ултразвуковата екстракция се използва за производство на протеинови прахове, хидролизати и протеинови изолати от много форми на насекоми, включително мухи, червеи, буболечки, щурци и ларви. Чрез извличане на висококачествени протеини от хранене с насекоми, ultrasonication произвежда функционални хранителни съставки с превъзходен хранителен профил.

Предимства на ултразвукова екстракция на протеини от насекоми

Ултразвуков екстрактор за екстракция на протеин от насекомиUltrasonication се прилага широко за извличане и лечение на протеини от различни източници, като растителни продукти (например, от соя, ориз, рапица, слънчоглед, тиквени семки и т.н.), млечни продукти (например, концентрат на суроватъчен протеин (WPC), суроватъчен протеин, протеини от мляко, калциеви казенатити), водорасли (напр. морски водорасли), морски дарове (например риба на продукти и морски дарове), и насекоми (например червеи, ларви, мухи, маголи, бръмбари, щурци, хлебарки и т.н.).
Като високоефективна и зелена технология за екстракция, ултразвуковата екстракция на протеин от насекоми е била намерена своето място в производството на протеини на насекоми на прах, хидролизати и изолати. Поради високата надеждност на процеса, повторяемостта и линейното увеличаване на мащаба, ултразвукът се използва за извличане на протеин от насекоми, за модифициране на протеиновите структури и за подобряване на физикохимичните свойства на протеина.
Например, Mintha et al. (2020) прилага ултразвукова екстракция на черни войник муха ларви (H. illucens). Те съобщават, че sonication подобрена протеинова структура, променена протеинова функционалност, и като по този начин полезни за производството на H.illucens протеин / хидролизати. Особено, зета потенциал, дисперсия и тиол стойности са увеличени чрез ултразвук. Освен това, мътност и размер на частиците на протеина намаляват след ултразвук. Ultrasonication значително увеличава лекотата (L *) на протеин изолати чрез x 7.46% в сравнение с не-ултразвуков контрол.

В това видео ви показваме 2 киловат ултразвукова система за инлайн работа в очистим шкаф. Hielscher доставя ултразвуково оборудване на почти всички индустрии, като химическата промишленост, фармацевтичната, козметиката, нефтохимичните процеси, както и за процесите на екстракция на основата на разтворители. Този очистим шкаф от неръждаема стомана е предназначен за работа в опасни зони. За тази цел запечатаният шкаф може да бъде очистен от клиента с азот или чист въздух, за да се предотврати влизането на запалими газове или пари в шкафа.

2x 1000 Вата Ultrasonicators в очистващ кабинет за монтаж в опасни зони

Миниатюра на видео

Индустриален ултразвуков екстрактор за изолиране на протеини от насекоми

Ултразвукова система за екстракция за производство на висококачествен протеин от насекоми

Високоефективни ultrasonicators за обработка на протеини от насекоми

Ултразвукова екстракция и хомогенизация е надеждна технология за преработка, която улеснява и ускорява производството на висококачествени насекоми. Hielscher Ultrasonics портфейл обхваща пълната гама от компактни лабораторни ultrasonicators до промишлени системи за извличане. По този начин, ние в Hielscher можем да ви предложим най-подходящия ултразвук за вашия предвиждания капацитет на процеса. Нашият дългогодишен опитен персонал ще ви помогне от тестове за осъществимост и оптимизация на процесите до инсталирането на вашата ултразвукова система на крайното ниво на производство.
Малкият отпечатък на краката на нашите ултразвукови екстрактори, както и тяхната гъвкавост в опциите за монтаж ги правят подходящи дори в малки помещения за обработка на протеини от насекоми. Ултразвукови процесори са инсталирани в световен мащаб в хранителни и хранителни добавки за производство на храни, както и за производството на домашни любимци и фуражи. Освен това, ултразвукови високо срязване миксери са идеални за формулиране на протеини от насекоми в продукти за човешка храна, както и в храна за домашни любимци за придружаващи животни и фуражи за селскостопански животни.

Hielscher Ultrasonics – Усъвършенствано оборудване за екстракция

Hielscher Ultrasonics продуктово портфолио обхваща пълната гама от високопроизводителни ултразвукови екстрактори от малък до голям мащаб. Допълнителните аксесоари позволяват лесно сглобяване на най-подходящата конфигурация на ултразвуково устройство за вашия процес на протеин от насекоми. Оптималната ултразвукова настройка зависи от предвидения капацитет, обем, суровина, партида или инлайн процес и времева линия.

Ултразвукова екстракция на насекоми – Партида и инлайн обработка

Hielscher ultrasonicators могат да се използват за партида и непрекъсната поток през обработка. Ултразвуковата обработка на партиди е идеална за тестване на процеси, оптимизация и ниско до средно ниво на производство. За производство на големи обеми от протеини от насекоми, вградена обработка може да бъде по-изгодно. Докато пакетирането изисква само много проста настройка, тя е по-време- и трудоемки. Непрекъснат процес на внедим смесване изисква сложни настройки – състоящ се от помпа, маркучи или тръби и резервоари -, но е по-ефективно, по-бързо и изисква значително по-малко труд. Hielscher Ultrasonics има най-подходящата настройка за екстракция за вашия обем на извличане и технологични цели.

Ултразвукови екстрактори за всеки продукт капацитет

UIP4000hdT поток клетка за вградена соникация в промишлен мащабHielscher Ultrasonics продуктова гама покрива пълния спектър от ултразвукови процесори от компактни лабораторни ultrasonicators над пейка-отгоре и пилотни системи до напълно промишлени ултразвукови процесори с капацитет за обработка на товари на час. Пълната продуктова гама ни позволява да ви предложим най-подходящия ултразвуков екстрактор за вашата суровина, капацитет на процеса и производствени цели.
Ултразвуковите системи за пехлип са идеални за тестове за осъществимост и оптимизация на процесите. Линейно мащабиране въз основа на установените параметри на процеса го прави много лесно да се увеличи капацитетът за обработка от по-малки лотове до напълно търговско производство. Up-мащабирането може да се извърши или чрез инсталиране на по-мощен ултразвуков блок за извличане или групиране на няколко ultrasonicators паралелно. С UIP16000, Hielscher предлага най-мощния ултразвуков аспиратор в световен мащаб.

Прецизно контролируеми амплитуди за оптимални резултати

Всички Ултразвукови апарати Hielscher са прецизно контролирани и по този начин надеждни работни коне в производството. Амплитудата е един от най-важните параметри на процеса, които влияят на ефикасността и ефективността на ултразвуковото извличане на хранителни вещества от насекоми.
Hielscher ultrasonicators могат да бъдат дистанционно контролирани чрез управление на браузъра. Параметрите на ултразвук могат да бъдат наблюдавани и регулирани именно към изискванията за процеса.Материал от насекоми като ларви и мухи изисква по-мека ултразвук и по-ниски настройки на амплитудата, докато щурците и насекомите с дебела обвивка на екзоскелета изискват ултразвук при по-високи амплитуди, за да освободят целевите хранителни вещества. Всички Hielscher Ultrasonics процесори позволяват прецизна настройка на амплитудата. Sonotrodes и бустер рога са аксесоари, които позволяват да се промени амплитудата в още по-широк диапазон. Hielscher промишлени ултразвукови процесори могат да доставят много високи амплитуди и доставят необходимата ултразвукова интензивност за взискателни приложения. Амплитуди до 200μm могат лесно да се изпълняват непрекъснато в 24/7 операция.
Точните настройки на амплитудата и постоянното наблюдение на параметрите на ултразвуковия процес чрез интелигентен софтуер ви дават възможност да третирате вашите семена с най-ефективните ултразвукови условия. Оптимална ултразвук за най-добри резултати от екстракция!
Здравината на ултразвуковото оборудване Hielscher позволява 24/7 работа при тежки условия и в взискателни среди. Това прави Hielscher ултразвуково оборудване надежден работен инструмент, който отговаря на вашите изисквания за екстракция.

Лесно, безрисково тестване на процесите

Ултразвуковите процеси могат да бъдат напълно линейно мащабирани. Това означава, че всеки резултат, който сте постигнали с помощта на лаборатория или пейка-отгоре ultrasonicator, може да се мащабира до точно същия изход с помощта на точно същите параметри на процеса. Това прави ултразвук идеален за безрискови тестове за осъществимост, оптимизация на процесите и последващо внедряване в търговското производство. Свържете се с нас, за да научите как ултразвук може да увеличи производството на протеини от насекоми!

Най-високо качество – Проектиран и произведен в Германия

Като семеен и семеен бизнес, Hielscher дава приоритет на най-високите стандарти за качество на своите ултразвукови процесори. Всички ultrasonicators са проектирани, произведени и старателно тествани в нашата централа в Teltow близо до Берлин, Германия. Здравина и надеждност на Hielscher ултразвуково оборудване го правят работен кон във вашето производство. 24/7 работа при пълно натоварване и в взискателни среди е естествена характеристика на високопроизводителните миксери Hielscher.

Таблицата по-долу дава индикация за приблизителната капацитет за преработка на нашите ultrasonicators:

Партида том Дебит Препоръчителни Devices
1 до 500 ml 10 до 200 ml/min UP100H
10 до 2000 ml 20 до 400 ml/min Uf200 ः т, UP400St
0.1 до 20 L 0.2 до 4 л/мин UIP2000hdT
от 10 до 100 L 2 до 10 л/мин UIP4000hdT
от 15 до 150 L 3 до 15 л/мин UIP6000hdT
п.а. 10 до 100 л/мин UIP16000
п.а. по-голям струпване на UIP16000
4kW ultrasonicator за промишлена екстракция на протеини от насекоми, както и за обработка на хитин / хитозан

UIP4000hdT ултразвукова система за екстракция за изолиране на висококачествен протеин от насекоми.

 



Факти заслужава да се знае

Ентомофаги

Използването на насекоми като хранителна съставка за хранене на хора и животни се нарича "ентомофаги". Оксфордският онлайн речник дефинира термина "ентомофаги" като "практиката на хранене на насекоми, особено от хора". Тъй като насекомите са устойчив източник, богат на висококачествени протеини и липиди, насекоми като щурци, мухи, ларви, червеи, бръмбари и хлебарки се отглеждат и обработват за производството на протеини и мастни киселини за хранене на хората и животните.

Насекоми като източник на хранителни протеини

Насекомите са известни като източник на висококачествен протеин, съдържащ много незаменими аминокиселини. Ето защо, многобройни щурци, скакалци, бръмбари, молци, червеи, мухи и различни други насекоми се отглеждат за производство на протеини за консумация от хора и животни. Освен че са богати на протеини, насекомите също са значителен източник на мастни киселини, минерали (например желязо, цинк, калий, селен и мед) и витамини (предимно витамини от вида B). Например, насекоми като щурци и mealworms имат висока концентрация на пълен протеин, витамин В12, рибофлавин и витамин А.
За разлика от продуктите, получени от животни, насекомите съдържат и диетични влакна. Влакната от насекоми се срещат главно под формата на хитин, основен градивен елемент на екзоскелета.
Често отглежданите насекоми за производство на протеини са следните видове:

  • Червеите (Tenebrio Molitor L.) са ларвите на вид тъмни бръмбари (Coleoptera). Оптималната температура на инкубиране е 25 ̊C – 27 ̊C и ембрионалното му развитие продължава 4 – 6 дни. Има дълъг период на ларви от около половин година с оптимални температурни и ниска влажност се прекратява. Съдържанието на протеин на ларвите на Tenebrio Molitor и възрастни е съответно 46,44% и 63,34%.
  • Щурецът на къщата (Acheta domesticus) е най-често срещаният тип крикет, използван за консумация от човека. Крикетът е добре познат като един от най-хранителните насекоми. Щурците могат да се консумират на сухо печено, печено, дълбоко пържено, варено или използвано като хранителна съставка. За да се интегрират щурци във функционални храни, хранителни формули или рецепти, се използва грис или брашно. Крикет брашно е прах от сушени и фини смлени щурци. Щурците бързо се развиват и обикновено се отглеждат в рамките на 3-4 седмици. Една отделна жена може да отложи от 1200 до 1500 яйца за 3-4 седмици. Поради бързото и просто отглеждане, щурците се отглеждат за хранене на хората, както и за храна за животни. Щурците обикновено се убиват от дълбоко замразяване, където не чувстват болка и се веят преди неврологична смърт.
  • Черният войник лети (Hermetia illucens) е често срещана и широко разпространена муха на семейство Стратиомия. Черният войник лети широко се отглеждат поради изключително високото си съдържание на протеини и ниските изисквания по време на развъждането и отглеждането на етапи. Те изискватмного малко ресурси, което позволява ефективно третиране на биологични отпадъци. Черният войник лети ларви (BSFL) съдържат до 43% протеин, 35% мастни киселини, и са богати на калций и други хранителни микроелементи. Тъй като ларвите имат най-високо съдържание на протеин, черните войници се отглеждат само за около 18 дни, докато не достигнат стадиона на ларвите и след това се събират. Пълният жизнен цикъл на черния войник муха е само 6 седмици.
    Прочетете повече за предимствата на ултразвукова екстракция на протеин от ларви на войнишки мухи!
    Ларвите на черната войнишка муха (Hermetia illucens) също са били успешно използвани като източник на липиди, които впоследствие са били нано-емулгирана чрез ултразвук,
Hielscher ултразвук произвежда Високопроизводителните ултразвукови хомогенизатори за дисперсия, емулгиране и извличане на клетки.

Висока мощност ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се пилот и индустриален мащаб.

Литература / Препратки


Висока производителност ултразвук! Hielscher продуктова гама обхваща пълния спектър от компактната лаборатория ultrasonicator над пейка-отгоре единици до пълна промишлени ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се промишлени размери.


Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Да се свържем.