Forbedret insektproteinproduktion med ultralyd

Insekter er en bæredygtig, let at dyrke kilde til ernæringsproteiner og lipider af høj kvalitet. For at adskille proteiner og lipider fra insekterne anvendes ultralydsekstraktion som yderst effektiv og pålidelig teknologi. Ultralydbehandling er blevet bevist for høje ekstraktionshastigheder, høje protein- og lipidudbytter og hurtig behandling af insektingredienser af høj kvalitet.

Hvorfor udvinde insektproteiner med Power Ultrasound?

Insektproteinekstrakt anses typisk for at være af højere kvalitet end insektmel, fordi det indeholder en højere procentdel af protein og en lavere procentdel af andre uønskede materialer såsom chitin og fedtstoffer.
Insektmel fremstilles typisk ved at male hele insekter til et pulver, som kan indeholde en betydelig mængde ufordøjelige materialer såsom kitin, exoskeletter og andre ikke-nærende komponenter. I modsætning hertil fremstilles insektproteinekstrakt typisk ved at udvinde proteinet fra insekterne, hvilket resulterer i et renere og mere koncentreret proteinprodukt. Ultralydsekstraktion har vist sig at være en yderst effektiv produktionsteknik til insektprotein af høj kvalitet.
Den højere proteinkoncentration i insektproteinekstrakt betyder, at det kan give mere protein pr. gram end insektmel, hvilket gør det til en mere effektiv proteinkilde. Derudover kan fjernelse af ikke-nærende komponenter gøre insektproteinekstrakt lettere fordøjeligt og kan reducere risikoen for fordøjelsesproblemer hos dyr og mennesker, der indtager det.
Desuden kan insektproteinekstrakt have en mildere smag og lugt sammenlignet med insektmel, hvilket gør det mere attraktivt for forbrugerne. Det har også en mere alsidig anvendelse, da det kan bruges som ingrediens i en lang række fødevarer og foderprodukter.
 

Ultralydsekstraktion af insektproteiner

Ultralydsekstraktion kan let implementeres i den almindelige insektmelbehandling og gør det muligt at opgradere til det endelige produkt. Ultralydekstraheret insektprotein er af overlegen kvalitet end insektmel, der tilbyder højere næringsværdier, forbedret smag og bedre funktionalitet.

Generel protokol for insektproteinekstraktion ved hjælp af en sonde-type ultralydsapparat

Generel protokol til udvinding af fødevaregodkendte proteiner fra soldaterfluelarver ved hjælp af en ultralydssonde:
Materialer og udstyr:

• Soldaterfluelarver eller andre insektarter såsom melormellarver (Tenebrio molitor), voksne fårekyllinger (Gryllus bimaculatus) og silkeormpupper (Bombyx mori) – tidligere dyrket og høstet
• sonde-type ultralydsapparat
• Blender eller foodprocessor
• Destilleret vand indeholdende 9,46 mM ascorbinsyre eller andet opløsningsmiddel efter eget valg
• centrifuge
• Glas- eller plastbeholdere
• Filtrer papir eller netfiltre

Trin-for-trin-instruktion til insektproteinekstraktion

1. Forberedelse af insektlarver:
   • Høst soldatfluelarverne fra opdrætssystemet.
   • Vask larverne grundigt med destilleret vand for at fjerne snavs eller urenheder.
   • Frys larverne ved -20°C eller lavere for at deaktivere enzymer og bevare proteinkvaliteten.
2. Larveforstyrrelser:
   • Tø de frosne larver op og overfør dem til en blender eller foodprocessor.
   • Tilsæt et passende volumen destilleret vand eller bufferopløsning for at opnå en ønsket proteinkoncentration (f.eks. 10 % w/v).
   • Bland eller forarbejd larverne, indtil der opnås en homogen gylle.
   • Overfør gyllen til en glas- eller plastbeholder.
3. Affedtning (valgfrit):
   • Affedtning af insektmelet er et valgfrit trin, der hjælper med at øge proteinudbyttet og kvaliteten. Fedtindholdet i insektmelet reduceres via hexanbehandling. Samlet set anbefales affedtning for de fleste insektproteinekstrakter til konsum for at forbedre proteinkvaliteten. Den konventionelle hexanaffedtningsproces er tidskrævende. Ultralydbehandling kan fremskynde affedtningen af insektmel betydeligt!
4. Ultralydbehandling:
   • Nedsænk sonden fra ultralydsapparatet, f.eks. UIP2000hdT, i larveopslæmningen.
   • Indstil ultralydsparametrene, f.eks. 100% amplitude og sonikeringstid i overensstemmelse med volumen og opslæmning.
   • Påfør ultralydsbølger på larveopslæmningen, mens du opretholder en konstant temperatur for at undgå denaturering af proteiner.
   • Ultralydbehandlingsprocessen hjælper med at forstyrre cellerne og frigive proteinerne fra larverne.
   • Overvåg temperaturen under sonikering. Hielscher ultralydapparater er udstyret med en temperatursensor og temperaturkontrol.
5. Centrifugering:
   • Efter ultralydbehandling overføres den sonikerede larveopslæmning til centrifugerør.
   • Centrifuger rørene med en passende hastighed og varighed for at adskille den proteinholdige supernatant fra fast affald og ubrudte celler.
   • Opsaml supernatanten, som indeholder de ekstraherede proteiner, og overfør den til en ren beholder.
   • Gentag eventuelt centrifugeringstrinnet, hvis det er nødvendigt for at fjerne eventuelle resterende faste partikler. Alternativt kan filtrering bruges som en proteinseparationsteknik.
6. Proteinanalyse og opbevaring:
   • Udfør proteinanalyse for at vurdere kvaliteten og sammensætningen af de ekstraherede proteiner.
7. Oplagring:
   • Opbevar de ekstraherede proteiner i passende beholdere på et køligt, tørt og mørkt sted.

 
Insekter som fødekilde: Insekter som fårekyllinger, orme, fluer og larver er rige på proteiner. For at imødekomme den stigende efterspørgsel efter proteiner af høj kvalitet er insekter blevet værdsat som en sund, bæredygtig og miljøvenlig proteinkilde, der bruges til menneskeføde, kæledyrsfoder og husdyrfoder. Insekter er ektoterme (hvilket betyder, at de er koldblodede og ikke spilder energi på at producere varme for at øge deres kropstemperatur), de kræver ikke meget plads, og de kan fodres med affald som vækstsubstrat. Dette gør insektproteiner og lipider til en lovende fødekilde, som kan hjælpe med at udfylde "proteinhullet", som skal overvindes for at brødføde en stigende verdensbefolkning og dens efterspørgsel efter næringsstoffer af høj kvalitet, især protein.
Insektopdræt: Insekter opdrættes på insektfarme, hvor de dyrkes i containere eller reaktorer. Med fordelen ved at være hurtigt voksende organismer kræver de relativt lav pleje, kan fodres med organisk affald og dyrkes hurtigt til høststørrelse eller modenhed. Især fluelarver, melorme og fårekyllinger er nemme at opdrætte. Med hensyn til effektivitet er larverne af den sorte soldatflue anerkendt for sin fremragende omdannelse af organisk affald til protein af høj kvalitet. Det er derfor, at Black Soldier Fly også er kendt som "Queen of Waste Transformation" under insektbønder.
 
Forarbejdningstrin af insektmel: Når insekterne har nået deres målstørrelse eller stadion, høstes de. Det betyder, at de er klar til at blive forarbejdet til fødevareingredienser. Før forarbejdning vaskes insekterne i vand, sigtes og opbevares levende ved 4°C i ca. et døgn uden foder.
Derefter koges insekterne og tørres derefter med meget varm luft eller ved at opvarme dem i en beholder. Varmebehandling er også påkrævet for at dræbe bakterier. Til sidst males insekterne til et tørt insektmel (også kendt som insektmel). Insektmelet kan bruges som fødevareingrediens eller tilsætningsstof i dyrefoder. Men for at forfine og opgradere insektmelet udvindes de mest værdifulde ingredienser, dvs. proteiner og lipider. Især rent insektprotein er værdsat som en meget næringsrig ingrediens, der bruges i proteinbarer, proteinpulvere og som tilsætningsstof i mange fødevarer som bagværk, chips, kiks osv.
 
Brug ultralydssonde-type ekstraktorer til at producere insektprotein af høj kvalitet!
 
Ultralydsekstraktion af proteiner af høj kvalitet fra insekter:
Ultralydsekstraktion bruges til at producere proteinpulvere, hydrolysater og proteinisolater fra mange insektformer, herunder fluer, orme, insekter, fårekyllinger og larver. Ved at udvinde proteiner af høj kvalitet fra insektmel producerer ultralydbehandling funktionelle fødevareingredienser med overlegen ernæringsprofil.

Fordele ved ultralydsproteinekstraktion fra insekter

Ultralydbehandling anvendes i vid udstrækning til at udvinde og behandle proteiner fra forskellige kilder såsom botaniske stoffer (f.eks. Fra soja, ris, raps, solsikke, græskarkerner osv.), Mejeriprodukter (f.eks. Valleproteinkoncentrat (WPC), valleprotein, mælkeproteinretentater, calciumkaseinat), alger (f.eks. Tang), fisk og skaldyr (f.eks. Fiskebiprodukter og skaldyrsaffald) og insekter (f.eks. Orme, larver, fluer, maddiker, biller, fårekyllinger, fårekyllinger, fårekyllinger, kakerlakker osv.).
Som en yderst effektiv og grøn ekstraktionsteknologi har ultralydsekstraktion af insektprotein fundet sin plads i produktionen af insektproteinpulvere, hydrolysater og isolater. På grund af høj procespålidelighed, repeterbarhed og lineær opskalering bruges ultralydbehandling til at udvinde protein fra insekter, til at ændre proteinstrukturer og til at forbedre proteinets fysisk-kemiske egenskaber.
For eksempel anvendte Mintha et al. (2020) ultralydsekstraktion på sorte soldatfluelarver (H. illucens). De rapporterer, at sonikering forbedrede proteinstrukturen, ændrede proteinfunktionalitet og som derved gavnlig for produktionen af H. illucens protein / hydrolysater. Især zeta-potentiale, dispergerbarhed og thiolværdier blev øget ved ultralydbehandling. Desuden faldt uklarhed og partikelstørrelse af protein efter sonikering. Ultralydbehandling øgede signifikant letheden (L *) af proteinisolater med x ̄ 7,46% sammenlignet med den ikke-sonikerede kontrol.

Højtydende ultralydapparater til behandling af insektprotein

Ultralydsekstraktion og homogenisering er en pålidelig behandlingsteknologi, der letter og fremskynder produktionen af insektproteiner af høj kvalitet. Hielscher Ultrasonics-porteføljen dækker hele spektret fra kompakte laboratorie-ultralydapparater til industrielle ekstraktionssystemer. Derved kan vi hos Hielscher tilbyde dig den bedst egnede ultralydsapparat til din påtænkte proceskapacitet. Vores mangeårige erfarne medarbejdere hjælper dig fra gennemførlighedstest og procesoptimering til installation af dit ultralydssystem på det endelige produktionsniveau.
Det lille fodaftryk af vores ultralydsekstraktorer samt deres alsidighed i installationsmuligheder gør, at de passer selv ind i insektproteinbehandlingsfaciliteter med lille plads. Ultralydsprocessorer er installeret over hele verden i produktionsfaciliteter til fødevarer og kosttilskud samt til produktion af kæledyrs- og husdyrfoder. Desuden er ultralydsblandere med høj forskydning ideelle til at formulere insektproteiner i fødevarer til mennesker såvel som i kæledyrsfoder til ledsagende dyr og husdyrfoder til husdyr.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikeret udsugningsudstyr

Hielscher Ultrasonics produktportefølje dækker hele spektret af højtydende ultralydsekstraktorer fra lille til stor skala. Ekstra tilbehør giver mulighed for nem montering af den bedst egnede ultralydsenhedskonfiguration til din insektproteinproces. Den optimale ultralydsopsætning afhænger af den påtænkte kapacitet, volumen, råmateriale, batch- eller inline-proces og tidslinje.

Ultralyd insektekstraktion – Batch- og inline-behandling

Hielscher ultralydapparater kan bruges til batch og kontinuerlig gennemstrømningsbehandling. Ultralydsbatchbehandling er ideel til procestest, optimering og små til mellemstore produktionsniveauer. For en producerende store mængder insektproteiner kan inline-behandling være mere fordelagtig. Mens batching kun kræver en meget enkel opsætning, er det mere tids- og arbejdskrævende. En kontinuerlig inline-blandingsproces kræver sofistikeret opsætning – består af en pumpe, slanger eller rør og tanke -, men det er mere effektivt, hurtigere og kræver betydeligt mindre arbejdskraft. Hielscher Ultrasonics har den bedst egnede ekstraktionsopsætning til din ekstraktionsvolumen og procesmål.

Ultralydsekstraktorer til enhver produktkapacitet

Hielscher Ultrasonics produktsortiment dækker hele spektret af ultralydsprocessorer fra kompakte laboratorieultralydapparater over bord- og pilotsystemer til fuldt industrielle ultralydsprocessorer med kapacitet til at behandle lastbiler i timen. Det fulde produktsortiment giver os mulighed for at tilbyde dig den bedst egnede ultralydsekstraktor til dit råmateriale, proceskapacitet og produktionsmål.
Ultralydsbordsystemer er ideelle til gennemførlighedstest og procesoptimering. Lineær opskalering baseret på etablerede procesparametre gør det meget nemt at øge forarbejdningskapaciteten fra mindre partier til fuldt kommerciel produktion. Opskalering kan udføres ved enten at installere en mere kraftfuld ultralydsudsugningsenhed eller klynge flere ultralydapparater parallelt. Med UIP16000 tilbyder Hielscher den mest kraftfulde ultralydsekstraktor på verdensplan.

Præcist kontrollerbare amplituder for optimale resultater

Alle Hielscher ultralydapparater er præcist kontrollerbare og dermed pålidelige arbejdsheste i produktionen. Amplituden er en af de afgørende procesparametre, der påvirker effektiviteten og effektiviteten af ultralydsekstraktion af næringsstoffer fra insekter.
Insektmateriale såsom larver og fluer kræver mildere sonikering og lavere amplitudeindstillinger, mens fårekyllinger og insekter med en tyk exoskeletskal kræver sonikering ved højere amplituder for at frigive de målrettede næringsstoffer. Alle Hielscher Ultrasonics-processorer giver mulighed for den præcise indstilling af amplituden. Sonotroder og boosterhorn er tilbehør, der gør det muligt at ændre amplituden i et endnu bredere område. Hielscher industrielle ultralydsprocessorer kan levere meget høje amplituder og levere den krævede ultralydsintensitet til krævende applikationer. Amplituder på op til 200 μm kan nemt køres kontinuerligt i 24/7 drift.
Præcise amplitudeindstillinger og permanent overvågning af ultralydsprocesparametrene via smart software giver dig mulighed for at behandle dine frø med de mest effektive ultralydsbetingelser. Optimal sonikering for de bedste ekstraktionsresultater!
Robustheden af Hielscher ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tunge og i krævende miljøer. Dette gør Hielscher ultralydsudstyr til et pålideligt arbejdsredskab, der opfylder dine ekstraktionskrav.

Nem, risikofri procestest

Ultralydsprocesser kan skaleres fuldstændigt lineært. Dette betyder, at hvert resultat, du har opnået ved hjælp af en ultralydsapparat i laboratoriet eller en ultralydsmaskine, kan skaleres til nøjagtigt det samme output ved hjælp af nøjagtig de samme procesparametre. Dette gør ultralydbehandling ideel til risikofri gennemførlighedstest, procesoptimering og efterfølgende implementering i kommerciel fremstilling. Kontakt os for at lære, hvordan sonikering kan øge din insektproteinproduktion!

Højeste kvalitet – Designet og fremstillet i Tyskland

Som en familieejet og familiedrevet virksomhed prioriterer Hielscher de højeste kvalitetsstandarder for sine ultralydsprocessorer. Alle ultralydapparater er designet, fremstillet og grundigt testet i vores hovedkvarter i Teltow nær Berlin, Tyskland. Robusthed og pålidelighed af Hielscher ultralydsudstyr gør det til en arbejdshest i din produktion. 24/7 drift under fuld belastning og i krævende miljøer er en naturlig egenskab ved Hielscher højtydende blandere.

Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: