Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Mejoramiento de la producción de proteínas de insectos con ultrasonido

Los insectos son una fuente sostenible y fácil de cultivar de proteínas y lípidos nutricionales de alta calidad. Para separar las proteínas y lípidos de los insectos, la extracción ultrasónica se utiliza como una tecnología altamente eficiente y confiable. Se ha comprobado que la ultrasonificación permite alcanzar altas tasas de extracción, altos rendimientos de proteínas y lípidos, y un rápido procesamiento de ingredientes de primera calidad para los insectos.

Extracción ultrasónica de las proteínas de los insectos

Mealsworms are used as source to produce proteins and lipids for human and animal nutrition. ULtrasonic extraction is used to release and separate lipid and proteins from insects.Los insectos como los grillos, gusanos, moscas y larvas son ricos en proteínas. Para satisfacer la creciente demanda de proteínas de alta calidad, los insectos han sido valorados como una fuente de proteínas sana, sostenible y respetuosa con el medio ambiente, que se utiliza para la alimentación humana, los alimentos para mascotas y los piensos para el ganado. Los insectos son ectotérmicos (lo que significa que son de sangre fría y no desperdician energía para producir calor para aumentar su temperatura corporal), no necesitan mucho espacio y pueden alimentarse utilizando los desechos como sustrato de crecimiento. Esto hace que las proteínas y los lípidos de los insectos sean una fuente de alimentos prometedora, que puede ayudar a llenar el "vacío de proteínas", que debe superarse para alimentar a una población mundial en aumento y su demanda de nutrientes de alta calidad, especialmente de proteínas.
Insecto creciendo: Los insectos se crían en granjas de insectos, donde se cultivan en contenedores o reactores. Con la ventaja de ser organismos de crecimiento rápido, requieren relativamente pocos cuidados, pueden alimentarse con desechos orgánicos y se cultivan rápidamente hasta que alcanzan el tamaño o la madurez de la cosecha. Especialmente las larvas de moscas, gusanos de la harina y grillos son fáciles de criar. En cuanto a la eficiencia, las larvas de la mosca Hermetia negra son reconocidas por su excelente transformación de los desechos orgánicos en proteínas de alta calidad. por eso la mosca Hermetia negra también es conocida como "reina de la transformación de desechos" en el marco de los criaderos de insectos.
Los pasos de procesamiento de la comida de insectos: Cuando los insectos han alcanzado su tamaño o estadio objetivo, son cosechados. Esto significa que están listos para ser procesados en ingredientes para alimentos. Antes de procesar, los insectos son lavados en agua, tamizados y almacenados vivos en 4℃ durante aproximadamente un día sin ningún tipo de alimento.
Después, los insectos se cocinan y se secan con aire muy caliente o calentándolos en un recipiente. El tratamiento térmico también es necesario para matar las bacterias. Finalmente, los insectos son molidos para obtener una harina seca de insectos (también conocida como harina de insectos). La harina de insectos puede ser utilizada como un ingrediente o aditivo para la alimentación animal. Pero para refinar y mejorar la harina de insectos, se extraen los ingredientes más valiosos, es decir, las proteínas y los lípidos. Especialmente la proteína pura de insecto es valorada como un ingrediente altamente nutritivo, que se utiliza en barras de proteína, polvos de proteína y como aditivo en muchos productos alimenticios como productos horneados, papas fritas, galletas, etc.
Extracción ultrasónica de las proteínas de los insectos:
La extracción ultrasónica se utiliza para producir polvos de proteínas, hidrolizados y aislados de proteínas de muchas formas de insectos, incluyendo moscas, gusanos, insectos, grillos y larvas. Al extraer proteínas de alta calidad de la comida de los insectos, la ecografía produce ingredientes alimentarios funcionales con un perfil nutricional superior.

Procesador ultrasónico UIP2000hdT (2kW) con reactor por lotes agitado

extractor ultrasónico UIP2000hdT (2kW) con un reactor por lotes

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Ventajas de la extracción ultrasónica de proteínas de insectos

La ecografía se aplica ampliamente para extraer y tratar proteínas de diversas fuentes, como las botánicas (por ejemplo, de soja, arroz, colza, girasol, semillas de calabaza, etc.), las lácteas (por ejemplo, las de la leche) y las de los alimentos, concentrado de proteína del suero (WPC), proteína del suero, retentados de proteína de la leche, caseinato de calcio), algas (por ejemplo, algas marinas), mariscos (por ejemplo, subproductos y desechos de pescado), e insectos (por ejemplo, gusanos, larvas, moscas, gusanos, escarabajos, grillos, cucarachas, etc.).
Como una tecnología de extracción altamente eficiente y ecológica, la extracción ultrasónica de proteínas de insectos ha encontrado su lugar en la producción de polvos, hidrolizados y aislados de proteínas de insectos. Debido a la gran fiabilidad del proceso, la repetibilidad y la escalada lineal, la ultrasonificación se utiliza para extraer proteínas de insectos, modificar las estructuras de las proteínas y mejorar las propiedades fisicoquímicas de las proteínas.
Por ejemplo, Mintha et al. (2020) aplicaron la extracción ultrasónica a las larvas de la mosca soldado negra (H. illucens). Ellos informan que la sonicación mejoró la estructura de la proteína, alteró la funcionalidad de la proteína, y por lo tanto fue beneficiosa para la producción de proteína / hidrolizados de H. illucens. Especialmente, el potencial zeta, la dispersabilidad, y los valores de tiol fueron incrementados por la ultrasonicación. Además, la turbidez y el tamaño de las partículas de la proteína disminuyeron después de la sonicación. La ultrasonicación aumentó significativamente la luminosidad (L*) de los aislamientos de proteína en x ¯ 7,46% en comparación con el control no sonicado.

The UIP4000hdT is a 4000 watts powerful ultrasonic inline extractor.

UIP4000hdTun potente mezclador industrial de alto cizallamiento de 4000 vatios para la extracción en línea de proteínas de plantas, insectos y mariscos.

Ultrasonidos de alto rendimiento para el procesamiento de proteínas de insectos

La extracción y homogeneización ultrasónica es una tecnología de procesamiento fiable, que facilita y acelera la producción de proteínas de alta calidad de los insectos. La cartera de productos de Hielscher Ultrasonics abarca toda la gama, desde los ultrasonidos compactos de laboratorio hasta los sistemas de extracción industrial. De este modo, en Hielscher podemos ofrecerle el ultrasonido más adecuado para la capacidad de proceso prevista. Nuestro personal, con una larga experiencia, le asistirá desde las pruebas de viabilidad y la optimización del proceso hasta la instalación de su sistema de ultrasonidos en el nivel de producción final.
La pequeña huella de nuestros extractores ultrasónicos, así como su versatilidad en las opciones de instalación, los hacen encajar incluso en instalaciones de procesamiento de proteínas de insectos en espacios pequeños. Los procesadores ultrasónicos están instalados en todo el mundo en instalaciones de producción de alimentos y suplementos nutricionales, así como para la producción de alimentos para mascotas y ganado. Además, los mezcladores ultrasónicos de alto cizallamiento son ideales para formular proteínas de insectos en productos alimenticios para humanos, así como en alimentos para animales de compañía y piensos para animales de granja.

Hielscher Ultrasonics – Equipo de extracción sofisticado

La cartera de productos de Hielscher Ultrasonics cubre la gama completa de extractores ultrasónicos de alto rendimiento, desde la pequeña a la gran escala. Los accesorios adicionales permiten el fácil montaje de la configuración de dispositivo ultrasónico más adecuada para su proceso de proteínas de insectos. La configuración ultrasónica óptima depende de la capacidad, el volumen, la materia prima, el lote o el proceso en línea y el tiempo previstos.

Por lotes y en línea

Los ultrasonidos de Hielscher pueden utilizarse para el procesamiento por lotes y de flujo continuo. El procesamiento ultrasónico por lotes es ideal para la prueba de procesos, la optimización y el nivel de producción de pequeño a mediano tamaño. Para una producción de grandes volúmenes de proteínas de insectos, el procesamiento en línea podría ser más ventajoso. Si bien el procesamiento por lotes sólo requiere una configuración muy sencilla, requiere más tiempo y mano de obra. Un proceso continuo de mezcla en línea requiere una configuración sofisticada – que consiste en una bomba, mangueras o tuberías y tanques -, pero es más eficiente, más rápido y requiere mucho menos trabajo. Hielscher Ultrasonics tiene la configuración de extracción más adecuada para su volumen de extracción y objetivos de proceso.

Extractores ultrasónicos para cada capacidad de producto

Célula de flujo UIP4000hdT para sonicación en línea a escala industrialLa gama de productos de Hielscher Ultrasonics abarca todo el espectro de procesadores ultrasónicos, desde los ultrasonidos compactos de laboratorio, pasando por los sistemas de mesa y los sistemas piloto, hasta los procesadores ultrasónicos totalmente industriales con capacidad para procesar cargas de camiones por hora. La gama completa de productos nos permite ofrecerle el extractor ultrasónico más adecuado para su materia prima, capacidad de proceso y objetivos de producción.
Los sistemas ultrasónicos de mesa son ideales para pruebas de viabilidad y optimización de procesos. La ampliación lineal basada en parámetros de proceso establecidos hace que sea muy fácil aumentar la capacidad de procesamiento de lotes más pequeños a una producción totalmente comercial. El aumento de escala puede hacerse instalando una unidad extractora de ultrasonidos más potente o agrupando varios ultrasonidos en paralelo. Con el UIP16000, Hielscher ofrece el extractor de ultrasonidos más potente del mundo.

Amplitudes controlables con precisión para resultados óptimos

Todos los ultrasonidos de Hielscher son controlables con precisión y, por lo tanto, caballos de trabajo fiables en la producción. La amplitud es uno de los parámetros de proceso cruciales que influyen en la eficiencia y eficacia de la extracción ultrasónica de nutrientes de los insectos.
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.El material de los insectos, como las larvas y las moscas, requiere una sonicación más suave y una configuración de menor amplitud, mientras que los grillos y los insectos con un grueso caparazón de exoesqueleto requieren una sonicación de mayor amplitud para liberar los nutrientes que se desea obtener. Todos los ultrasonidos de Hielscher’ Los procesadores permiten el ajuste preciso de la amplitud. Los sonotrodos y las bocinas de refuerzo son accesorios que permiten modificar la amplitud en un rango aún más amplio. Los procesadores industriales de ultrasonidos de Hielscher pueden proporcionar amplitudes muy altas y ofrecer la intensidad ultrasónica necesaria para aplicaciones exigentes. Amplitudes de hasta 200µm pueden ser fácilmente operadas continuamente en operación 24/7.
Los ajustes precisos de la amplitud y la supervisión permanente de los parámetros del proceso ultrasónico mediante un software inteligente le dan la posibilidad de tratar sus semillas con las condiciones ultrasónicas más eficaces. ¡Sonicación óptima para obtener los mejores resultados de extracción!
La robustez del equipo de ultrasonidos de Hielscher permite un funcionamiento 24 horas al día, 7 días a la semana, en entornos exigentes. Esto hace que el equipo de ultrasonidos de Hielscher sea una herramienta de trabajo fiable que cumple con sus requisitos de extracción.

Pruebas fáciles y sin riesgos

Los procesos ultrasónicos pueden ser completamente lineales. Esto significa que cada resultado que se ha logrado usando un laboratorio o un ultrasonido de mesa, puede ser escalado a exactamente la misma salida usando exactamente los mismos parámetros de proceso. Esto hace que la ultrasonificación sea ideal para la realización de pruebas de viabilidad sin riesgos, la optimización de los procesos y la posterior aplicación en la fabricación comercial. Contáctenos para saber cómo la sonicación puede aumentar la producción de proteínas de sus insectos.

La más alta calidad – Diseñado y fabricado en Alemania

Como empresa familiar y familiar, Hielscher prioriza los más altos estándares de calidad para sus procesadores ultrasónicos. Todos los ultrasonicadores están diseñados, fabricados y probados a fondo en nuestra sede en Teltow, cerca de Berlín, Alemania. La robustez y fiabilidad del equipo ultrasónico de Hielscher lo convierten en un caballo de trabajo en su producción. El funcionamiento 24/7 a plena carga y en entornos exigentes es una característica natural de los mezcladores de alto rendimiento de Hielscher.

En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:

Volumen del lote Tasa de flujo Dispositivos recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min. UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min. UP200Ht, UP400St
0,1 a 20 L 0,2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 L 2 a 10 L/min UIP4000hdT
n.a. 10 a 100 L/min UIP16000
n.a. mayor Grupo de UIP16000

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Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para dispersión, emulsificación y extracción celular.

Homogeneizadores ultrasónicos de alta potencia de laboratorio a piloto y Uso industrial escala.

Literatura / Referencias



Información interesante

Entomofagia

El uso de los insectos como compuesto nutricional para alimentar a los humanos y animales se denomina "entomofagia". El diccionario en línea de Oxford define el término "entomofagia" como "la práctica de comer insectos, especialmente por parte de las personas". Dado que los insectos son una fuente sostenible rica en proteínas y lípidos de alta calidad, se cultivan y procesan insectos como grillos, moscas, larvas, gusanos, gusanos, escarabajos y cucarachas para la producción de proteínas y ácidos grasos para la nutrición humana y animal.

Los insectos como fuente de proteína nutricional

Los insectos son conocidos como una fuente de proteínas de alta calidad, que contienen muchos aminoácidos esenciales. Por lo tanto, numerosos grillos, saltamontes, escarabajos, polillas, gusanos, moscas y varios otros insectos se crían para producir proteínas para el consumo humano y animal. Además de ser ricos en proteínas, los insectos son también una fuente importante de ácidos grasos, minerales (por ejemplo, hierro, zinc, potasio, selenio y cobre) y vitaminas (principalmente vitaminas del grupo B). Por ejemplo, insectos como los grillos y los gusanos de la harina tienen altas concentraciones de proteína completa, vitamina B12, riboflavina y vitamina A.
A diferencia de los productos derivados de animales, los insectos también contienen fibra dietética. La fibra de los insectos se encuentra principalmente en forma de quitina, un componente esencial del exoesqueleto.
Los insectos comúnmente criados para la producción de proteínas son las siguientes especies:

  • El gusano de la harina (Tenebrio Molitor L.) es la forma larvaria de una especie de escarabajo oscuro (Coleópteros). La temperatura óptima de incubación es de 25 ̊C – 27 ̊C y su desarrollo embrionario dura de 4 a 6 días. Tiene un largo período larvario de alrededor de medio año con la temperatura óptima y termina con baja humedad. El contenido de proteínas de las larvas y el adulto de Tenebrio Molitor son 46,44% y 63,34%, respectivamente.
  • El grillo doméstico (Acheta domesticus) es el tipo de grillo más comúnmente utilizado para el consumo humano. El grillo es conocido por ser uno de los insectos comestibles más nutritivos. Los grillos pueden consumirse asados en seco, al horno, fritos, hervidos o utilizados como ingredientes alimentarios. Para integrar los grillos en alimentos funcionales, formulaciones o recetas de alimentos, se utiliza la harina o la harina de grillos. La harina de grillos es un polvo de grillos secos y molidos finos. Los grillos maduran rápidamente y suelen estar completamente desarrollados en un plazo de 3 a 4 semanas. Una hembra puede poner entre 1.200 y 1.500 huevos en 3 ó 4 semanas. Debido a su rápido y sencillo crecimiento, los grillos se cultivan para la nutrición humana y también para la alimentación animal. Los grillos normalmente mueren por congelación, donde no sienten dolor y son sedados antes de la muerte neurológica.
  • La mosca soldado negra (Hermetia illucens) es una mosca común y extendida de la familia Stratiomyidae. Las moscas Hermetia negras se cultivan ampliamente debido a su excepcional alto contenido de proteínas y a los bajos requerimientos durante las etapas de cría y crecimiento. Requieren muy pocos recursos, lo que permite tratar eficazmente los biorresiduos. Las larvas de la mosca Hermetia negra (BSFL) contienen hasta un 43% de proteínas y un 35% de ácidos grasos, y son ricas en calcio y otros micronutrientes. Dado que las larvas tienen el mayor contenido en proteínas, las moscas Hermetia negra se crían sólo durante unos 18 días hasta que llegan al estadio larvario y luego son cosechadas. El ciclo de vida completo de la mosca Hermetia negra es sólo de 6 semanas.
    Las larvas de la mosca soldado negra (Hermetia illucens) también se han utilizado con éxito como fuente de extracción de lípidos, que posteriormente fueron nano-emulsionado por ultrasonido.