Poboljšana proizvodnja proteina insekata uz pomoć ultrazvuka

Insekti su održiv izvor visokokvalitetnih nutritivnih proteina i lipida koji se lako uzgaja. U cilju izdvajanja proteina i lipida od insekata, ultrazvučna ekstrakcija se koristi kao visokoefikasna i pouzdana tehnologija. Ultrazvučna obrada je dokazana za visoke stope ekstrakcije, visok prinos proteina i lipida i brzu obradu sastojaka insekata vrhunskog kvaliteta.

Zašto ekstrahirati proteine insekata moćnim ultrazvukom?

Ekstrakt proteina insekata se obično smatra kvalitetnijim od brašna insekata jer sadrži veći postotak proteina i manji postotak drugih neželjenih materijala kao što su hitin i masti.
Obrok od insekata se obično pravi mljevenjem cijelih insekata u prah, koji može sadržavati značajnu količinu neprobavljivih materijala kao što su hitin, egzoskeleti i druge nenutritivne komponente. Nasuprot tome, ekstrakt proteina insekata se obično pravi ekstrakcijom proteina iz insekata, što rezultira čistijim i koncentriranijim proteinskim proizvodom. Ultrazvučna ekstrakcija se pokazala kao vrlo efikasna tehnika proizvodnje visokokvalitetnih proteina insekata.
Veća koncentracija proteina u ekstraktu proteina insekata znači da može pružiti više proteina po gramu od obroka insekata, što ga čini efikasnijim izvorom proteina. Osim toga, uklanjanje nenutritivnih komponenti može učiniti ekstrakt proteina insekata lakše probavljivim i može smanjiti rizik od probavnih problema kod životinja i ljudi koji ga konzumiraju.
Nadalje, ekstrakt proteina insekata može imati blaži okus i miris u odnosu na brašno od insekata, što ga čini privlačnijim za potrošače. Također ima svestraniju primjenu, jer se može koristiti kao sastojak u širokom spektru prehrambenih proizvoda i proizvoda za životinje.
 

Ultrazvučna ekstrakcija proteina insekata

Ultrazvučna ekstrakcija se lako može implementirati u redovnu obradu obroka insekata i omogućava nadogradnju do konačnog proizvoda. Ultrazvučno ekstrahovani protein insekata je vrhunskog kvaliteta od obroka insekata i nudi veće nutritivne vrednosti, poboljšan ukus i bolju funkcionalnost.

Opšti protokol za ekstrakciju proteina insekata pomoću ultrasonikatora tipa sonde

opći protokol za ekstrakciju bjelančevina za hranu iz larvi vojničke muhe pomoću ultrazvučne sonde:
Materijali i oprema:

• Ličinke muhe vojnike ili druge vrste insekata kao što su larve brašnara (Tenebrio molitor), odrasle jedinke cvrčka (Gryllus bimaculatus) i kukuljice svilene bube (Bombyx mori) – prethodno uzgajane i ubrane
• Ultrasonikator tipa sonde
• Blender ili procesor za hranu
• Destilirana voda koja sadrži 9,46 mM askorbinske kiseline ili drugi rastvarač po izboru
• centrifuga
• Staklene ili plastične posude
• Filter papir ili mrežasti filteri

Korak po korak uputstvo za ekstrakciju proteina insekata

1. Priprema larvi insekata:
   • Sakupite larve vojničke muhe iz sistema uzgoja.
   • Larve temeljito operite destilovanom vodom kako biste uklonili ostatke ili nečistoće.
   • Zamrznite larve na -20°C ili niže kako biste deaktivirali enzime i sačuvali kvalitet proteina.
2. Poremećaj larve:
   • Odmrznite smrznute larve i prebacite ih u blender ili procesor hrane.
   • Dodajte odgovarajuću zapreminu destilovane vode ili rastvora pufera da biste postigli željenu koncentraciju proteina (npr. 10% w/v).
   • Pomiješajte ili obradite larve dok se ne dobije homogena smjesa.
   • Prebacite kašu u staklenu ili plastičnu posudu.
3. Odmašćivanje (opciono):
   • Odmašćivanje obroka insekata je izborni korak koji pomaže u povećanju prinosa i kvaliteta proteina. Sadržaj masti u obroku insekata se smanjuje tretmanom heksanom. Sve u svemu, za većinu ekstrakata proteina insekata za ljudsku ishranu preporučuje se odmašćivanje kako bi se poboljšao kvalitet proteina. Konvencionalni proces odmašćivanja heksana je dugotrajan. Ultrazvuk može značajno ubrzati odmašćivanje obroka insekata!
4. ultrazvuk:
   • Uronite sondu ultrazvučnog aparata, npr. UIP2000hdT, u kašu larve.
   • Podesite parametre ultrasonikatora, npr. 100% amplitudu i vreme sonikacije u skladu sa zapreminom i kašom.
   • Nanesite ultrazvučne talase na kašu larve uz održavanje konstantne temperature kako biste izbjegli denaturaciju proteina.
   • Proces ultrazvučne obrade pomaže u ometanju stanica i oslobađanju proteina iz ličinki.
   • Pratite temperaturu tokom ultrazvučne obrade. Hielscher ultrasonicatori su opremljeni senzorom temperature i kontrolom temperature.
5. Centrifugiranje:
   • Nakon ultrazvučne obrade, prenesite soniciranu suspenziju larve u epruvete za centrifugiranje.
   • Centrifugirajte epruvete odgovarajućom brzinom i trajanjem kako biste odvojili supernatant koji sadrži protein od čvrstih ostataka i neprekinutih ćelija.
   • Sakupite supernatant, koji sadrži ekstrahirane proteine, i prebacite ga u čistu posudu.
   • Opciono, ponovite korak centrifugiranja ako je potrebno kako biste uklonili sve preostale čvrste čestice. Alternativno, filtracija se može koristiti kao tehnika odvajanja proteina.
6. Analiza i skladištenje proteina:
   • Izvršite analizu proteina za procjenu kvaliteta i sastava ekstrahiranih proteina.
7. Skladištenje:
   • Čuvajte ekstrahovane proteine u odgovarajućim posudama na hladnom, suvom i tamnom mestu.

 
Insekti kao izvor hrane: Insekti kao što su cvrčci, crvi, muhe i larve bogati su proteinima. Kako bi zadovoljili rastuću potražnju za visokokvalitetnim proteinima, insekti su cijenjeni kao zdrav, održiv i ekološki prihvatljiv izvor proteina, koji se koristi za ljudsku hranu, hranu za kućne ljubimce i stočnu hranu. Insekti su ektotermni (što znači da su hladnokrvni i ne troše energiju na proizvodnju topline kako bi povećali svoju tjelesnu temperaturu), ne zahtijevaju puno prostora i mogu se hraniti koristeći otpad kao supstrat za rast. Ovo čini proteine i lipide insekata obećavajućim izvorom hrane, koji može pomoći da se popuni „proteinska praznina“, koja se mora prevazići da bi se prehranila rastuća svjetska populacija i njena potražnja za visokokvalitetnim nutrijentima, posebno proteinima.
Uzgoj insekata: Insekti se uzgajaju na farmama insekata, gdje se uzgajaju u kontejnerima ili reaktorima. Uz prednost što su organizmi koji brzo rastu, zahtijevaju relativno nisku njegu, mogu se hraniti organskim otpadom i brzo se uzgajaju do veličine žetve ili zrelosti. Naročito se lako razmnožavaju ličinke muha, brašnari i cvrčci. Što se tiče efikasnosti, larve muhe crne vojnike poznate su po odličnoj transformaciji organskog otpada u visokokvalitetne proteine. to je razlog zašto je crna muva vojnika poznata i kao „kraljica transformacije otpada“ pod uzgajivačima insekata.
 
Koraci obrade brašna od insekata: Kada insekti dostignu svoju ciljanu veličinu ili stadion, oni se beru. To znači da su spremni za preradu u sastojke hrane. Pre prerade, insekti se isperu u vodi, prosijaju i čuvaju živi na 4℃ oko jedan dan bez hrane.
Potom se insekti kuhaju, a zatim suše na jako vrućem zraku ili zagrijavanjem u posudi. Toplinska obrada je također potrebna za ubijanje bakterija. Na kraju, insekti se melju u suvi obrok od insekata (također poznat kao brašno od insekata). Brašno od insekata može se koristiti kao sastojak hrane ili kao dodatak stočnoj hrani. Ali da bi se oplemenio i nadogradio obrok insekata, izdvajaju se najvredniji sastojci, odnosno proteini i lipidi. Posebno čisti proteini insekata cijenjeni su kao visoko nutritivni sastojak, koji se koristi u proteinskim pločicama, proteinskim prahovima i kao dodatak mnogim prehrambenim proizvodima kao što su peciva, čips, krekeri itd.
 
Koristite ultrazvučne ekstraktore tipa sonde za proizvodnju visokokvalitetnog proteina insekata!
 
Ultrazvučna ekstrakcija visokokvalitetnih proteina iz insekata:
Ultrazvučna ekstrakcija se koristi za proizvodnju proteinskih prahova, hidrolizata i izolata proteina iz mnogih oblika insekata, uključujući muhe, crve, bube, cvrčke i ličinke. Ekstrahiranjem visokokvalitetnih proteina iz obroka insekata, ultrazvučna obrada proizvodi funkcionalne sastojke hrane vrhunskog nutritivnog profila.

Prednosti ultrazvučne ekstrakcije proteina iz insekata

Ultrazvuk se široko primjenjuje za ekstrakciju i liječenje proteina iz različitih izvora kao što su biljni (npr. iz soje, pirinča, uljane repice, suncokreta, sjemenki bundeve itd.), mliječnih proizvoda (npr. koncentrat proteina sirutke (WPC), proteina sirutke, retentata mliječnih proteina , kalcijum kazeinat), alge (npr. morske alge), plodovi mora (npr. riblji nusproizvodi i morski otpad) i insekti (npr. crvi, larve, muhe, crvi, bube, cvrčci, žohari itd.).
Kao visokoefikasna i zelena tehnologija ekstrakcije, ultrazvučna ekstrakcija proteina insekata je našla svoje mjesto u proizvodnji proteinskih prahova, hidrolizata i izolata insekata. Zbog visoke pouzdanosti procesa, ponovljivosti i linearnog povećanja, ultrazvuk se koristi za ekstrakciju proteina iz insekata, za modifikaciju proteinskih struktura i za poboljšanje fizičko-hemijskih svojstava proteina.
Na primjer, Mintha et al. (2020) primijenili su ultrazvučnu ekstrakciju na larve crne muhe vojnika (H. illucens). Oni navode da je ultrazvuk poboljšao strukturu proteina, promijenio funkcionalnost proteina i time bio koristan za proizvodnju proteina / hidrolizata H. illucens. Posebno, zeta potencijal, disperzibilnost i vrijednosti tiola su povećane ultrazvučnom obradom. Nadalje, zamućenost i veličina čestica proteina su se smanjile nakon ultrazvučne obrade. Ultrazvučna obrada značajno je povećala lakoću (L*) proteinskih izolata za x ¯ 7,46% u poređenju sa kontrolom bez ultrazvuka.

Ultrasonikatori visokih performansi za obradu proteina insekata

Ultrazvučna ekstrakcija i homogenizacija je pouzdana tehnologija obrade, koja olakšava i ubrzava proizvodnju visokokvalitetnih proteina insekata. Hielscher Ultrasonics portfolio pokriva cijeli raspon od kompaktnih laboratorijskih ultrasonicatora do industrijskih sistema za ekstrakciju. Stoga vam mi u Hielscheru možemo ponuditi najprikladniji ultrasonikator za vaš predviđeni kapacitet procesa. Naše dugogodišnje iskusno osoblje pomoći će vam od testiranja izvodljivosti i optimizacije procesa do instalacije vašeg ultrazvučnog sistema na konačnom nivou proizvodnje.
Mali otisak naših ultrazvučnih ekstraktora, kao i njihova svestranost u opcijama ugradnje, čine ih uklapanjem čak i u male prostore za preradu proteina insekata. Ultrazvučni procesori su instalirani širom svijeta u pogonima za proizvodnju hrane i dodataka prehrani, kao i za proizvodnju hrane za kućne ljubimce i stoku. Nadalje, ultrazvučni mikseri sa visokim smicanjem idealni su za formuliranje proteina insekata u prehrambene proizvode za ljude, kao i u hranu za kućne ljubimce za životinje u pratnji i stočnu hranu za životinje na farmi.

Hielscher Ultrasonics – Sofisticirana oprema za ekstrakciju

Hielscher Ultrasonics portfolio proizvoda pokriva cijeli niz ultrazvučnih ekstraktora visokih performansi od malih do velikih. Dodatni dodaci omogućavaju jednostavnu montažu najprikladnije konfiguracije ultrazvučnog uređaja za vaš proces proteina insekata. Optimalna ultrazvučna postavka zavisi od predviđenog kapaciteta, zapremine, sirovine, serijskog ili inline procesa i vremenskog okvira.

Ultrazvučna ekstrakcija insekata – Batch i inline obrada

Hielscher ultrasonicatori se mogu koristiti za šaržnu i kontinuiranu protočnu obradu. Ultrazvučna serijska obrada je idealna za testiranje procesa, optimizaciju i nivo proizvodnje male do srednje veličine. Za proizvodnju velikih količina proteina insekata, inline obrada bi mogla biti korisnija. Dok doziranje zahtijeva samo vrlo jednostavno podešavanje, zahtijeva više vremena i rada. Kontinuirani inline proces miješanja zahtijeva sofisticirano podešavanje – koji se sastoji od pumpe, creva ili cevi i rezervoara -, ali je efikasniji, brži i zahteva znatno manje rada. Hielscher Ultrasonics ima najprikladniju postavku ekstrakcije za vaš volumen ekstrakcije i ciljeve procesa.

Ultrazvučni ekstraktori za svaki proizvodni kapacitet

Asortiman proizvoda Hielscher Ultrasonics pokriva cijeli spektar ultrazvučnih procesora od kompaktnih laboratorijskih ultrasonikatora preko stolnih i pilot sistema do potpuno industrijskih ultrazvučnih procesora sa kapacitetom za obradu kamiona po satu. Cijeli asortiman proizvoda nam omogućava da vam ponudimo najprikladniji ultrazvučni ekstraktor za vaše sirovine, kapacitet procesa i proizvodne ciljeve.
Ultrazvučni stoni sistemi su idealni za testove izvodljivosti i optimizaciju procesa. Linearno povećanje na osnovu utvrđenih parametara procesa olakšava povećanje preradnih kapaciteta od manjih serija do potpuno komercijalne proizvodnje. Povećanje se može izvršiti bilo instaliranjem snažnije ultrazvučne jedinice za ekstrakciju ili grupiranjem nekoliko ultrazvučnih uređaja paralelno. Sa UIP16000, Hielscher nudi najmoćniji ultrazvučni ekstraktor na svijetu.

Precizno kontrolisane amplitude za optimalne rezultate

Svi Hielscher ultrasonikatori su precizno kontrolirani i time pouzdani radni konji u proizvodnji. Amplituda je jedan od ključnih parametara procesa koji utiču na efikasnost i efektivnost ultrazvučne ekstrakcije hranljivih materija iz insekata.
Materijal insekata kao što su ličinke i muhe zahtijevaju blažu obradu ultrazvukom i niže postavke amplitude, dok cvrčci i insekti s debelim egzoskeletnim oklopom zahtijevaju ultrazvuk pri većim amplitudama kako bi oslobodili ciljane hranjive tvari. Svi Hielscher Ultrasonics procesori omogućavaju precizno podešavanje amplitude. Sonotrode i buster rogovi su dodaci koji omogućavaju modificiranje amplitude u još širem rasponu. Hielscher industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude i isporučiti potreban ultrazvučni intenzitet za zahtjevne aplikacije. Amplitude do 200 µm mogu se lako raditi kontinuirano u radu 24 sata dnevno.
Precizna podešavanja amplitude i trajno praćenje parametara ultrazvučnog procesa putem pametnog softvera daju vam mogućnost da tretirate svoje seme najefikasnijim ultrazvučnim uslovima. Optimalna sonikacija za najbolje rezultate ekstrakcije!
Robusnost Hielscher ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad u teškim uslovima iu zahtjevnim okruženjima. Ovo čini Hielscher ultrazvučnu opremu pouzdanim radnim alatom koji ispunjava vaše zahtjeve za ekstrakcijom.

Lako testiranje procesa bez rizika

Ultrazvučni procesi se mogu potpuno linearno skalirati. To znači da svaki rezultat koji ste postigli korištenjem laboratorijskog ili stonog ultrazvučnog aparata, može se skalirati na potpuno isti izlaz koristeći potpuno iste procesne parametre. Ovo čini ultrazvučnu obradu idealnim za testiranje izvodljivosti bez rizika, optimizaciju procesa i naknadnu implementaciju u komercijalnu proizvodnju. Kontaktirajte nas da saznate kako ultrazvuk može povećati proizvodnju proteina insekata!

Najviša kvaliteta – Dizajniran i proizveden u Njemačkoj

Kao porodično preduzeće koje vodi porodica, Hielscher daje prioritet najvišim standardima kvaliteta za svoje ultrazvučne procesore. Svi ultrasonikatori su dizajnirani, proizvedeni i temeljno testirani u našem sjedištu u Teltowu blizu Berlina, Njemačka. Robusnost i pouzdanost Hielscher ultrazvučne opreme čine je radnim konjem u vašoj proizvodnji. 24/7 rad pod punim opterećenjem iu zahtjevnim okruženjima prirodna je karakteristika Hielscher miksera visokih performansi.

Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata: