Hielscher Ultrasonics
Ще се радваме да обсъдим вашия процес.
Обадете ни се: +49 3328 437-420
Изпратете ни поща: info@hielscher.com

Подобрено производство на протеин от насекоми с ултразвук

Насекомите са устойчив, лесен за отглеждане източник на висококачествени хранителни протеини и липиди. За да се отделят протеините и липидите от насекомите, се използва ултразвукова екстракция като високоефективна и надеждна технология. Ултразвукът е доказан за високи скорости на екстракция, високи добиви на протеини и липиди и бърза обработка на висококачествени съставки от насекоми.

Защо да извличате протеини от насекоми с мощен ултразвук?

Брашнените червеи се използват като източник за производство на протеини и липиди за хранене на хора и животни. Екстракцията ULtrasonic се използва за освобождаване и отделяне на липиди и протеини от насекоми.Екстрактът от протеин от насекоми обикновено се счита за по-качествен 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 на 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. Доказано е, че ултразвуковата екстракция е високоефективна техника за производство на висококачествен протеин от насекоми.
По-високата концентрация на протеин в екстракта от протеин от насекоми означава, че той може да осигури повече протеин на грам от брашното от насекоми, което го прави по-ефективен източник на протеин. В допълнение, премахването на нехранителните компоненти може да направи протеиновия екстракт от насекоми по-лесно смилаем и може да намали риска от храносмилателни проблеми при животните и хората, 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. Освен това има по-универсално 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 войнишка муха чрез ултразвук със сондирен сондир Hielscher UP200Ht.

Извличане на ларва на войник във вода с помощта на сондата UP200Ht

Миниатюра на видео

 

Ултразвуков процесор UIP2000hdT (2kW) с реактор с разбъркване

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

Ултразвукова екстракция на протеини от насекоми

Ултразвуковата екстракция може лесно да се внедри в редовната обработка на брашно от насекоми и позволява надграждане до краен продукт. Ултразвуково извлеченият протеин от насекоми е с по-високо качество от брашното от насекоми, предлагайки по-високи хранителни стойности, подобрен вкус и по-добри функционалности.

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

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

  • Ларви на муха войник или други видове насекоми като ларви на брашнени червеи (Tenebrio molitor), възрастни щурци (Gryllus bimaculatus) и какавиди на копринени буби (Bombyx mori) – предварително култивирани и събрани
  • ултразвуков звук тип сонда
  • Блендер или кухненски робот
  • Дестилирана вода, съдържаща 9,46 mM аскорбинова киселина или друг разтворител по избор
  • Центрофуга
  • Стъклени или пластмасови контейнери
  • Филтърни хартиени или мрежести филтри

 

Инструкция стъпка по стъпка за извличане на протеин от насекоми

  1. Приготвяне на ларви на насекоми:

    • Съберете ларвите на войнишката муха от системата за отглеждане.
    • Измийте добре ларвите с дестилирана вода, за да отстраните остатъците или примесите.
    • Замразете ларвите при -20°C или по-ниско, за да деактивирате ензимите и да запазите качеството на протеина.
  2. Прекъсване на ларвите:

    • Размразете замразените ларви и ги прехвърлете в блендер или кухненски робот.
    • Добавете подходящ обем дестилирана вода или буферен разтвор, за да постигнете желаната концентрация на протеин (напр. 10% w/v).
    • Смесете или обработете ларвите, докато се получи хомогенна каша.
    • Прехвърлете кашата в стъклен или пластмасов съд.
  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, се препоръчва обезмасляване, за да се подобри качеството на протеина. Конвенционалният процес на обезмасляване на хексан отнема много време. Ултразвукът може значително да ускори обезмасляването на брашното от насекоми!
  4. Ултразвук:

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

    • След ултразвук прехвърлете ултразвуковата ларвна каша в центрофужните тръби.
    • Центрофугирайте епруветките с подходяща скорост и продължителност, за да отделите съдържащия протеин супернатант от твърди остатъци и непрекъснати клетки.
    • Съберете супернатанта, който съдържа извлечените протеини, и го прехвърлете в чист съд.
    • По желание повторете стъпката на центрофугиране, ако е необходимо, за да отстраните всички останали твърди частици. Като алтернатива, филтрацията може да се използва като техника за разделяне на протеини.
  6. Анализ и съхранение на протеини:

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

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

 
Насекомите като източник на храна: Насекоми като щурци, червеи, мухи и ларви са богати на протеини. За да отговорят на нарастващото търсене на висококачествени протеини, насекомите са ценени като здравословен, устойчив и екологичен източник на протеини, който се използва за храна за хора, храна за домашни любимци и храна за добитък. Насекомите са ектотермични (което означава, че са студенокръвни и не губят енергия, за да произвеждат топлина, за да повишат телесната си температура), не изискват много място и могат да се хранят с помощта на отпадъци като субстрат за растеж. Това прави протеините и липидите от насекоми обещаващ източник на храна, който може да помогне за запълване на "протеиновата празнина", която трябва да бъде преодоляна, за да се изхрани нарастващото световно население и търсенето на висококачествени хранителни вещества, особено протеини.
Отглеждане на насекоми: Насекомите се отглеждат във ферми за насекоми, където се отглеждат в контейнери или реактори. С предимството, че са бързо растящи организми, те изискват относително ниски грижи, могат да се хранят с органични отпадъци и бързо се култивират до размер на реколтата или зрялост. Особено ларвите на мухите, брашнените червеи и щурците се размножават лесно. Що се отнася до ефективността, ларвите на черната войнишка муха са признати за отличното си превръщане на органичните отпадъци във висококачествен протеин. Ето защо черната муха войник е известна още като "кралицата на трансформацията на отпадъците" при фермерите на насекоми.
 
Етапи на обработка на брашно от насекоми: Когато насекомите достигнат целевия си размер или стадион, те се събират. Това означава, че те са готови за преработка в хранителни съставки. Преди обработката насекомите се измиват във вода, пресяват се и се съхраняват живи при 4°C за около един ден без храна.
След това насекомите се сваряват и след това се сушат с много горещ въздух или чрез нагряване в съд. Необходима е и термична обработка за убиване на бактериите. Накрая насекомите се смилат в сухо брашно от насекоми (известно още като брашно от насекоми). Брашното от насекоми може да се използва като хранителна съставка или добавка във фуражите 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 цени като високо хранителна съставка, която се използва в протеинови блокчета, протеинови прахове и като добавка към много хранителни продукти като печива, 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 брашното от насекоми, ултразвукът произвежда функционални хранителни съставки с превъзходен хранителен профил.

Предимства на ултразвуковата екстракция на протеин от насекоми

Ултразвуков екстрактор за екстракция на протеини от насекомиУлтразвукът се прилага широко за извличане и третиране на протеини от различни източници като растителни продукти (напр. от соя, ориз, рапица, слънчоглед, тиквени семки и др.), млечни продукти (напр. суроватъчен протеинов концентрат (WPC), суроватъчен протеин, млечен протеин, калциев казеинат), водорасли (напр. водорасли), морски дарове (напр. рибни странични продукти и морски отпадъци) и насекоми (напр. червеи, ларви, мухи, личинки, бръмбари, щурци, хлебарки и др.).
Като високоефективна и зелена технология за екстракция, ултразвуковата екстракция на протеин от насекоми е намерила своето място в производството на протеинови прахове, хидролизати и изолати от насекоми. Поради високата надеждност на процеса, повторяемостта и линейното мащабиране, 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 върху ларви на черни мухи войници (H. illucens). Те съобщават, че ултразвукът подобрява протеиновата структура, променя функционалността на протеина и по този начин е полезен за производството на протеин / хидролизати на H. illucens. По-специално, дзета-потенциалът, диспергирането и стойностите на тиола се увеличават чрез ултразвук. Освен това мътността и размерът на частиците на протеина намаляват след ултразвук. Ултразвукът значително увеличава лекотата (L*) на протеиновите изолати с x ̄ 7,46% в сравнение с контролата без ултразвук.

В това видео ви показваме 2 киловата ултразвукова система за вградена работа в шкаф за продухване. Hielscher доставя ултразвуково оборудване за почти всички индустрии, като химическата промишленост, фармацевтиката, козметиката, нефтохимичните процеси, както и за процеси на екстракция на базата на разтворители. Този шкаф от неръждаема стомана с възможност за продухване е предназначен за работа в опасни зони. За тази цел запечатаният шкаф може да бъде продухан от клиента с азот или чист въздух, за да се предотврати навлизането на запалими газове или пари в шкафа.

2x 1000 вата ултразвукови апарата в шкаф за продухване 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 ултразвукови апарати за обработка на протеини от насекоми

Ултразвуковата екстракция и хомогенизация е надеждна технология за обработка, която улеснява и ускорява производството на висококачествени протеини от насекоми. Портфолиото на Hielscher Ultrasonics обхваща пълната гама от компактни лабораторни ултразвукови апарати до промишлени системи за екстракция. По този начин ние от Hielscher можем да ви предложим най-подходящия ултразвуков уред за вашия предвиден технологичен капацитет. Нашият дългогодишен опитен персонал ще ви помогне от тестовете за осъществимост и оптимизацията на процеса до инсталирането на вашата ултразвукова система на крайно производствено ниво.
Малкият отпечатък на нашите ултразвукови екстрактори, както и тяхната гъвкавост в опциите за монтаж, ги правят подходящи дори в малки съоръжения за обработка на протеини от насекоми. Ултразвукови преработватели са инсталирани по целия свят в съоръжения за производство на храни и хранителни добавки, както и за производство на храна за домашни любимци и животни. Освен това ултразвуковите смесители с високо срязване са идеални за формулиране на протеини от насекоми в хранителни продукти за хора, както и в храна за домашни любимци за придружаващи животни и храна за селскостопански животни.

Hielscher Ultrasonics – Сложно оборудване за извличане

Продуктовото портфолио на Hielscher Ultrasonics обхваща пълната гама от високоефективни ултразвукови екстрактори от малки до големи мащаби. Допълнителните аксесоари позволяват лесно сглобяване на най-подходящата конфигурация на ултразвуковото устройство за вашия процес на протеин от насекоми. Оптималната ултразвукова настройка зависи от предвидения капацитет, обем, суровина, партиден или вграден процес и времева линия.

Ултразвукова екстракция от насекоми – Партидна и вградена обработка

Ултразвуковите апарати Hielscher могат да се използват за партидна и непрекъсната обработка. Ултразвуковата партидна обработка е идеална за тестване на процеси, оптимизация и ниско до средно производствено ниво. За производство на големи количества протеини от насекоми, вградената обработка може да бъде по-изгодна. Въпреки че пакетирането изисква само много проста настройка, то отнема повече време и труд. Непрекъснатият процес на смесване изисква сложна настройка – състоящ се от помпа, маркучи или тръби и резервоари -, но е по-ефективен, по-бърз и изисква значително по-малко труд. Hielscher Ultrasonics разполага с най-подходящата настройка за екстракция за вашия обем на екстракция и целите на процеса.

Ултразвукови екстрактори за всеки капацитет на продукта

UIP4000hdT проточна клетка за вградена ултразвук в индустриален мащабПродуктовата гама на Hielscher Ultrasonics обхваща пълния спектър от ултразвукови процесори от компактни лабораторни ултразвукови процесори през настолни и пилотни системи до напълно индустриални ултразвукови процесори с капацитет за обработка на камиони на час. Пълната продуктова гама ни позволява да ви предложим най-подходящия ултразвуков екстрактор за вашата суровина, технологичен капацитет и производствени цели.
Ултразвуковите настолни системи са идеални за тестове за осъществимост и оптимизиране на процесите. Линейното мащабиране въз основа на установени параметри на процеса улеснява увеличаването на капацитета за обработка от по-малки партиди до напълно търговско производство. Увеличаването на мащаба може да се извърши чрез инсталиране на по-мощен ултразвуков екстрактор или чрез групиране на няколко ултразвукови апарата паралелно. С UIP16000 Hielscher предлага най-мощния ултразвуков екстрактор в света.

Прецизно контролирани амплитуди за оптимални резултати

Всички ултразвукови апарати на Hielscher са прецизно управляеми и по този начин надеждни работни коне в производството. Амплитудата е един от ключовите параметри на процеса, които влияят върху ефективността и ефективността на ултразвуковото извличане на хранителни вещества от насекоми.
Ултразвуковите апарати Hielscher могат да се управляват дистанционно чрез управление на браузъра. Параметрите на уникирането могат да се наблюдават и регулират точно според изискванията на процеса.Материалът от насекоми като ларви и мухи изисква по-мека ултразвук и настройки на по-ниска амплитуда, докато щурците и насекомите с дебела екзоскелетна обвивка се нуждаят от ултразвук при по-високи амплитуди, за да освободят целевите хранителни вещества. Всички процесори Hielscher Ultrasonics позволяват прецизна настройка на амплитудата. Сонотродите и усилващите клаксони са аксесоари, които позволяват да се променя амплитудата в още по-широк диапазон. Индустриалните ултразвукови процесори на Hielscher могат да осигурят много високи амплитуди и да осигурят необходимия ултразвуков интензитет за взискателни приложения. Амплитуди до 200 μm могат лесно да работят непрекъснато в режим на работа 24/7.
Прецизните настройки на амплитудата и постоянното наблюдение на параметрите на ултразвуковия процес чрез интелигентен софтуер ви дават възможност да третирате семената си с най-ефективните ултразвукови условия. Оптимална ултразвук за най-добри резултати от екстракцията!
Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди. Това прави ултразвуковото оборудване на Hielscher надежден работен инструмент, който отговаря на вашите изисквания за екстракция.

Лесно и безрисково тестване на процеса

Ултразвуковите процеси могат да бъдат напълно линейно мащабирани. Това означава, че всеки резултат, който сте постигнали с помощта на лабораторен или настолен ултразвуков апарат, може да бъде мащабиран до абсолютно същия резултат, като се използват абсолютно същите параметри на процеса. Това прави ултразвука идеален за безрисково тестване на осъществимостта, оптимизиране на процесите и последващо внедряване в търговско производство. Свържете се с нас, за да научите как ултразвукът може да увеличи производството на протеин 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 ултразвукови апарати са проектирани, произведени и щателно тествани в централата ни в Телтов близо до Берлин, Германия. Здравината и надеждността на ултразвуковото оборудване на Hielscher го правят работен кон във вашето производство. Работа 24/7 при пълно натоварване и в взискателна среда е естествена характеристика на високопроизводителните смесители Hielscher.

Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:

Обем на партидата Дебит Препоръчителни устройства
1 до 500 мл 10 до 200 мл/мин UP100H
10 до 2000 мл 20 до 400 мл/мин UP200Ht, UP400St
0от 1 до 20 л 0.2 до 4 л/мин UIP2000hdT
10 до 100 л 2 до 10 л/мин UIP4000hdT
15 до 150 л 3 до 15 л/мин UIP6000hdT
Н.А. 10 до 100 л/мин UIP16000
Н.А. Голям Клъстер от UIP16000
4kW ултразвуков апарат за промишлено извличане на протеини от насекоми, както и за преработка на хитин/хитозан

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

 



Факти, които си струва да знаете

Ентомофагия

Използването на насекоми като хранително съединение за хранене на хора и животни се нарича "ентомофагия". Оксфордският онлайн речник определя термина "ентомофагия" като "практика на ядене на насекоми, особено от хора". Тъй като насекомите са устойчив източник, богат на висококачествени протеини и липиди, насекоми като щурци, мухи, ларви, червеи, личинки, бръмбари и хлебарки се отглеждат и преработват за производство на протеини и мастни киселини за хранене на хората и животните.

Насекомите като хранителен източник на протеини

Насекомите са известни като източник на висококачествени протеини, съдържащи много незаменими аминокиселини. Затова се отглеждат множество щурци, скакалци, бръмбари, молци, червеи, мухи и различни други насекоми за производство на протеини за консумация от хора и животни. Освен че са богати на протеини, насекомите са и значителен източник на мастни киселини, минерали (например желязо, цинк, калий, селен и мед) и витамини (предимно витамини от група В). Например, насекоми като щурци и брашнени червеи имат високи концентрации на пълноценен протеин, витамин В12, рибофлавин и витамин А.
За разлика от продуктите от животински произход, насекомите съдържат и диетични фибри. Влакната от насекоми се намират главно под формата на хитин, основен градивен елемент на екзоскелета.
Често отглежданите насекоми за производство на протеини са следните видове:

  • Брашнената червея (Tenebrio Molitor L.) е форма на ларви на вид тъмнокожи бръмбари (Coleoptera). Оптималната температура на инкубация е 25 ̊C – 27 ̊C и ембрионалното му развитие продължава 4 – 6 дни. Той има дълъг период на ларви от около половин година с оптимална температура и ниска влажност. Съдържанието на протеини в ларвите на Tenebrio Molitor и възрастните са съответно 46,44% и 63,34%.
  • Домашният щурец (Acheta domesticus) е най-често срещаният вид щурец, използван за консумация от човека. Щурецът е добре известен като едно от най-хранителните ядливи насекоми. Щурците могат да се консумират сухо печени, печени, пържени, варени или използвани като хранителна съставка. За интегриране на щурци във функционални храни, хранителни формулировки или рецепти се използва брашно или брашно от щурци. Брашното от щурци е прах от сушени и фино смлени щурци. Щурците узряват бързо и обикновено са напълно пораснали в рамките на 3-4 седмици. Отделна женска може да снася от 1,200 до 1,500 яйца за 3-4 седмици. Поради бързото и лесно отглеждане, щурците се отглеждат както за хранене на хората, така и за храна за животни. Щурците обикновено се убиват чрез дълбоко замразяване, където не чувстват болка и се упояват преди неврологичната смърт.
  • Черната муха войник (Hermetia illucens) е често срещана и широко разпространена муха от семейство Stratiomyidae. Черните мухи войници се отглеждат широко поради изключително високото си съдържание на протеини и ниските изисквания по време на етапите на размножаване и отглеждане. Те изискват много малко ресурси, което прави възможно ефективното третиране на биологичните отпадъци. Ларвите на черната муха войник (BSFL) съдържат до 43% протеини, 35% мастни киселини и са богати на калций и други микроелементи. Тъй като ларвите имат най-високо съдържание на протеини, черните мухи войници се отглеждат само за около 18 дни, докато достигнат ларвите на стадиона и след това се събират. Пълният жизнен цикъл на черната войнишка муха е само 6 седмици.
    Прочетете повече за предимствата на ултразвуковата екстракция на протеин от ларви на войнишки мухи!
    Ларвите на черната муха войник (Hermetia illucens) също са успешно използвани като източник на липиди, които впоследствие са били Нано-емулгиран чрез ултразвук.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори за дисперсия, емулгиране и клетъчна екстракция.

Високомощни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да летец и промишлен мащаб.

Литература / Препратки


Високоефективна ултразвук! Продуктовата гама на Hielscher обхваща пълния спектър от компактни лабораторни ултразвукови устройства до напълно индустриални ултразвукови системи.

Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.

Ще се радваме да обсъдим вашия процес.

Let's get in contact.