بهبود تولید پروتئین حشرات با فناوری فراصوت
حشرات منبعی پایدار و با پرورش آسان برای تأمین پروتئین‌ها و لیپیدهای تغذیه‌ای باکیفیت هستند. برای جداسازی پروتئین‌ها و لیپیدها از حشرات، استخراج فراصوتی به‌عنوان فناوری بسیار کارآمد و قابل‌اعتماد به کار می‌رود. توانایی فراصوت‌دهی در دستیابی به نرخ بالای استخراج، بازده بالای پروتئین و لیپید و فرآوری سریع ترکیبات حشرات با کیفیت ممتاز اثبات شده است.
چرا پروتئین حشرات را با فراصوت پرتوان استخراج کنیم؟
عصاره پروتئین حشرات معمولاً باکیفیت‌تر از پودر حشرات در نظر گرفته می‌شود، زیرا درصد پروتئین آن بالاتر و درصد سایر مواد نامطلوب، مانند کیتین و چربی‌ها، در آن پایین‌تر است.
پودر حشرات معمولاً با آسیاب‌کردن حشرات کامل و تبدیل آن‌ها به پودر تهیه می‌شود و ممکن است حاوی مقدار قابل‌توجهی مواد هضم‌ناپذیر، مانند کیتین، اسکلت‌های خارجی و دیگر اجزای فاقد ارزش تغذیه‌ای باشد. در مقابل، عصاره پروتئین حشرات معمولاً با استخراج پروتئین از حشرات تهیه می‌شود که محصولی پروتئینی خالص‌تر و غلیظ‌تر به دست می‌دهد. اثربخشی بالای استخراج فراصوتی به‌عنوان روشی برای تولید پروتئین حشرات باکیفیت اثبات شده است.
غلظت بالاتر پروتئین در عصاره پروتئین حشرات به این معناست که این عصاره می‌تواند در هر گرم، پروتئین بیشتری نسبت به پودر حشرات تأمین کند و بنابراین منبع پروتئینی کارآمدتری است. همچنین، حذف اجزای فاقد ارزش تغذیه‌ای می‌تواند هضم عصاره پروتئین حشرات را آسان‌تر کند و ممکن است خطر مشکلات گوارشی را در حیوانات و انسان‌هایی که آن را مصرف می‌کنند کاهش دهد.
افزون بر این، عصاره پروتئین حشرات ممکن است در مقایسه با پودر حشرات طعم و بوی ملایم‌تری داشته باشد و در نتیجه برای مصرف‌کنندگان خوشایندتر باشد. کاربردهای آن نیز متنوع‌تر است، زیرا می‌توان از آن به‌عنوان یک ماده اولیه در طیف گسترده‌ای از محصولات غذایی و خوراک دام استفاده کرد.
دستگاه استخراج فراصوتی UIP2000hdT (2kW) با راکتور ناپیوسته برای استخراج پروتئین حشرات
استخراج فراصوتی پروتئین‌های حشرات
استخراج فراصوتی را می‌توان به‌آسانی در فرآیند متداول فرآوری پودر حشرات به کار گرفت و کیفیت محصول نهایی را ارتقا داد. پروتئین حشرات استخراج‌شده با فراصوت، کیفیتی برتر از پودر حشرات دارد و ارزش تغذیه‌ای بالاتر، طعم بهبودیافته و ویژگی‌های عملکردی بهتری ارائه می‌دهد.
دستورالعمل عمومی استخراج پروتئین حشرات با استفاده از دستگاه فراصوتی پروبی
دستورالعمل عمومی استخراج پروتئین‌های با درجه غذایی از لارو مگس سرباز با استفاده از پروب فراصوتی:
مواد و تجهیزات:
- لارو مگس سرباز یا گونه‌های دیگر حشرات، مانند لارو کرم آرد (Tenebrio molitor)، جیرجیرک بالغ (Gryllus bimaculatus) و شفیره کرم ابریشم (Bombyx mori) – که قبلاً پرورش داده و برداشت شده‌اند
- دستگاه فراصوتی پروبی
- مخلوط‌کن یا غذاساز
- آب مقطر حاوی 9٫46 mM اسید اسکوربیک یا حلال دیگری به انتخاب شما
- سانتریفیوژ
- ظروف شیشه‌ای یا پلاستیکی
- کاغذ صافی یا فیلترهای توری
راهنمای گام‌به‌گام استخراج پروتئین حشرات
-
آماده‌سازی لارو حشرات:
- لاروهای مگس سرباز را از سامانه پرورش برداشت کنید.
- لاروها را با آب مقطر کاملاً بشویید تا هرگونه بقایا یا ناخالصی حذف شود.
- لاروها را در دمای -20°C یا پایین‌تر منجمد کنید تا آنزیم‌ها غیرفعال شوند و کیفیت پروتئین حفظ شود.
-
متلاشی‌کردن لاروها:
- یخ لاروهای منجمد را باز کنید و آن‌ها را به مخلوط‌کن یا غذاساز منتقل کنید.
- حجم مناسبی از آب مقطر یا محلول بافر اضافه کنید تا غلظت پروتئین موردنظر حاصل شود (برای مثال، 10% w/v).
- لاروها را مخلوط یا فرآوری کنید تا دوغابی همگن به دست آید.
- دوغاب را به ظرف شیشه‌ای یا پلاستیکی منتقل کنید.
-
چربی‌زدایی (اختیاری):
- چربی‌زدایی پودر حشرات مرحله‌ای اختیاری است که به افزایش بازده و کیفیت پروتئین کمک می‌کند. میزان چربی پودر حشرات با تیمار هگزان کاهش می‌یابد. به‌طور کلی، برای بیشتر عصاره‌های پروتئین حشرات که برای مصرف انسانی تهیه می‌شوند، چربی‌زدایی به‌منظور ارتقای کیفیت پروتئین توصیه می‌شود. فرآیند متداول چربی‌زدایی با هگزان زمان‌بر است. فراصوت‌دهی می‌تواند چربی‌زدایی پودر حشرات را به‌طور چشمگیری تسریع کند!
-
فراصوت‌دهی:
- پروب دستگاه فراصوتی، برای مثال UIP2000hdT، را در دوغاب لارو فرو ببرید.
- پارامترهای دستگاه فراصوتی، برای مثال دامنه 100% و مدت فراصوت‌دهی، را متناسب با حجم و دوغاب تنظیم کنید.
- امواج فراصوت را به دوغاب لارو اعمال کنید و هم‌زمان دما را ثابت نگه دارید تا از دناتوره‌شدن پروتئین‌ها جلوگیری شود.
- فرآیند فراصوت‌دهی به تخریب سلولی و آزادسازی پروتئین‌ها از لاروها کمک می‌کند.
- دما را در طول فراصوت‌دهی پایش کنید. دستگاه‌های فراصوتی Hielscher به حسگر دما و سامانه کنترل دما مجهز هستند.
-
سانتریفیوژکردن:
- پس از فراصوت‌دهی، دوغاب لارو فراصوت‌دهی‌شده را به لوله‌های سانتریفیوژ منتقل کنید.
- لوله‌ها را با سرعت و مدت مناسب سانتریفیوژ کنید تا مایع رویی حاوی پروتئین از بقایای جامد و سلول‌های تخریب‌نشده جدا شود.
- مایع رویی را که حاوی پروتئین‌های استخراج‌شده است جمع‌آوری کرده و به ظرفی تمیز منتقل کنید.
- در صورت نیاز، می‌توانید مرحله سانتریفیوژ را تکرار کنید تا ذرات جامد باقی‌مانده حذف شوند. به‌عنوان روش جایگزین، می‌توان از فیلتراسیون برای جداسازی پروتئین استفاده کرد.
-
آنالیز و نگهداری پروتئین:
- برای ارزیابی کیفیت و ترکیب پروتئین‌های استخراج‌شده، آنالیز پروتئین انجام دهید.
-
نگهداری:
- پروتئین‌های استخراج‌شده را در ظروف مناسب و در محلی خنک، خشک و تاریک نگهداری کنید.
حشرات به‌عنوان منبع غذایی: حشراتی مانند جیرجیرک‌ها، کرم‌ها، مگس‌ها و لاروها سرشار از پروتئین هستند. برای پاسخ‌گویی به تقاضای رو‌به‌رشد برای پروتئین‌های باکیفیت، حشرات به‌عنوان منبع پروتئینی سالم، پایدار و سازگار با محیط‌زیست مورد توجه قرار گرفته‌اند و در غذای انسان، غذای حیوانات خانگی و خوراک دام استفاده می‌شوند. حشرات برون‌گرما هستند (یعنی خونسردند و برای تولید گرما به‌منظور افزایش دمای بدن خود انرژی هدر نمی‌دهند)، به فضای زیادی نیاز ندارند و می‌توان آن‌ها را با استفاده از پسماند به‌عنوان بستر رشد تغذیه کرد. به همین دلیل، پروتئین‌ها و لیپیدهای حشرات منبع غذایی امیدبخشی هستند که می‌توانند به جبران «شکاف پروتئینی» کمک کنند؛ شکافی که برای تغذیه جمعیت رو‌به‌رشد جهان و تأمین تقاضای آن برای مواد مغذی باکیفیت، به‌ویژه پروتئین، باید برطرف شود.
پرورش حشرات: حشرات در مزارع پرورش حشرات تکثیر می‌شوند و در ظروف یا راکتورها رشد می‌کنند. این موجودات با برخورداری از مزیت رشد سریع، به مراقبت نسبتاً کمی نیاز دارند، می‌توانند از پسماندهای آلی تغذیه کنند و به‌سرعت به اندازه یا بلوغ مناسب برای برداشت می‌رسند. به‌ویژه پرورش لارو مگس، کرم آرد و جیرجیرک آسان است. از نظر کارایی، لارو مگس سرباز سیاه به‌دلیل توانایی عالی در تبدیل پسماندهای آلی به پروتئین باکیفیت شناخته شده است. به همین دلیل، مگس سرباز سیاه در میان پرورش‌دهندگان حشرات به «ملکه تبدیل پسماند» نیز معروف است.
مراحل فرآوری پودر حشرات: هنگامی که حشرات به اندازه یا مرحله رشدی هدف برسند، برداشت می‌شوند. این به معنای آماده‌بودن آن‌ها برای تبدیل‌شدن به مواد اولیه غذایی است. پیش از فرآوری، حشرات با آب شسته و الک می‌شوند و حدود یک روز، بدون هیچ خوراکی، به‌صورت زنده در دمای 4℃ نگهداری می‌شوند.
سپس حشرات پخته و پس از آن با هوای بسیار داغ یا با گرم‌کردن در یک ظرف خشک می‌شوند. تیمار حرارتی برای ازبین‌بردن باکتری‌ها نیز ضروری است. در پایان، حشرات آسیاب و به پودر خشک حشرات تبدیل می‌شوند که با نام آرد حشرات نیز شناخته می‌شود. پودر حشرات می‌تواند به‌عنوان ماده اولیه غذایی یا افزودنی خوراک حیوانات استفاده شود. اما برای تصفیه و ارتقای کیفیت پودر حشرات، ارزشمندترین ترکیبات آن، یعنی پروتئین‌ها و لیپیدها، استخراج می‌شوند. به‌ویژه پروتئین خالص حشرات به‌عنوان ماده‌ای با ارزش تغذیه‌ای بالا مورد توجه است و در بارهای پروتئینی، پودرهای پروتئینی و به‌عنوان افزودنی در بسیاری از محصولات غذایی، مانند محصولات نانوایی، چیپس، کراکر و غیره به کار می‌رود.
برای تولید پروتئین حشرات باکیفیت از دستگاه‌های استخراج فراصوتی پروبی استفاده کنید!
استخراج فراصوتی پروتئین‌های باکیفیت از حشرات:
استخراج فراصوتی برای تولید پودرهای پروتئینی، هیدرولیزات‌ها و ایزوله‌های پروتئینی از انواع متعدد حشرات، از جمله مگس‌ها، کرم‌ها، ساس‌ها، جیرجیرک‌ها و لاروها استفاده می‌شود. فراصوت‌دهی با استخراج پروتئین‌های باکیفیت از پودر حشرات، مواد اولیه غذایی فراسودمند با نمایه تغذیه‌ای برتر تولید می‌کند.
مزایای استخراج فراصوتی پروتئین از حشرات
فراصوت‌دهی به‌طور گسترده برای استخراج و تیمار پروتئین‌ها از منابع گوناگون به کار می‌رود؛ از جمله منابع گیاهی (برای مثال، سویا، برنج، کلزا، آفتابگردان، تخم کدو و غیره)، لبنیات (برای مثال، کنسانتره پروتئین آب‌پنیر (WPC)، پروتئین آب‌پنیر، بخش‌های نگه‌داشته‌شده پروتئین شیر در فیلتراسیون و کازئینات کلسیم)، جلبک‌ها (برای مثال، جلبک دریایی)، محصولات دریایی (برای مثال، محصولات جانبی ماهی و پسماندهای محصولات دریایی) و حشرات (برای مثال، کرم‌ها، لاروها، مگس‌ها، لاروهای مگس، سخت‌بالپوشان، جیرجیرک‌ها، سوسک‌های حمام و غیره).
استخراج فراصوتی پروتئین حشرات، به‌عنوان فناوری استخراجی بسیار کارآمد و سبز، جایگاه خود را در تولید پودرها، هیدرولیزات‌ها و ایزوله‌های پروتئین حشرات یافته است. به‌دلیل قابلیت اطمینان بالای فرآیند، تکرارپذیری و افزایش مقیاس خطی، فراصوت‌دهی برای استخراج پروتئین از حشرات، اصلاح ساختارهای پروتئین و بهبود خواص فیزیکوشیمیایی پروتئین استفاده می‌شود.
برای مثال، Mintha et al. (2020) استخراج فراصوتی را روی لارو مگس سرباز سیاه (H. illucens) به کار بردند. آن‌ها گزارش می‌کنند که فراصوت‌دهی ساختار پروتئین را بهبود داد، ویژگی‌های عملکردی پروتئین را تغییر داد و در نتیجه برای تولید پروتئین / هیدرولیزات‌های H. illucens مفید بود. به‌ویژه پتانسیل زتا، پراکنده‌پذیری و مقادیر تیول با فراصوت‌دهی افزایش یافتند. افزون بر این، کدورت و اندازه ذرات پروتئین پس از فراصوت‌دهی کاهش یافت. فراصوت‌دهی روشنایی (L*) ایزوله‌های پروتئینی را نسبت به نمونه شاهد فراصوت‌دهی‌نشده، به میزان x ¯ 7٫46% به‌طور معنی‌داری افزایش داد.
سامانه استخراج فراصوتی برای تولید پروتئین حشرات باکیفیت
دستگاه‌های فراصوتی با عملکرد بالا برای فرآوری پروتئین حشرات
استخراج و همگن‌سازی فراصوتی، فناوری فرآوری قابل‌اعتمادی است که تولید پروتئین‌های باکیفیت حشرات را تسهیل و تسریع می‌کند. مجموعه محصولات Hielscher Ultrasonics تمام طیف دستگاه‌های فراصوتی آزمایشگاهی جمع‌وجور تا سامانه‌های استخراج صنعتی را پوشش می‌دهد. بنابراین، ما در Hielscher می‌توانیم مناسب‌ترین دستگاه فراصوتی را برای ظرفیت فرآیندی مدنظر شما ارائه دهیم. کارکنان باتجربه ما از آزمون‌های امکان‌سنجی و بهینه‌سازی فرآیند تا نصب سامانه فراصوتی شما در سطح نهایی تولید، همراه شما خواهند بود.
فضای اشغال‌شده کم دستگاه‌های استخراج فراصوتی ما و تنوع گزینه‌های نصب آن‌ها، امکان استقرارشان را حتی در تأسیسات فرآوری پروتئین حشرات با فضای محدود فراهم می‌کند. پردازشگرهای فراصوتی در سراسر جهان در تأسیسات تولید مواد غذایی و مکمل‌های تغذیه‌ای و همچنین برای تولید غذای حیوانات خانگی و خوراک دام نصب شده‌اند. افزون بر این، مخلوط‌کن‌های فراصوتی با برش بالا برای فرمولاسیون پروتئین‌های حشرات در محصولات غذایی انسان، غذای حیوانات خانگی و خوراک دام‌های مزرعه ایدئال هستند.
Hielscher Ultrasonics – تجهیزات پیشرفته استخراج
مجموعه محصولات Hielscher Ultrasonics تمام طیف دستگاه‌های استخراج فراصوتی با عملکرد بالا، از مقیاس کوچک تا بزرگ، را پوشش می‌دهد. لوازم جانبی تکمیلی امکان مونتاژ آسان مناسب‌ترین پیکربندی دستگاه فراصوتی را برای فرآیند پروتئین حشرات شما فراهم می‌کنند. چیدمان بهینه سامانه فراصوتی به ظرفیت مدنظر، حجم، ماده اولیه، ناپیوسته یا درون‌خطی‌بودن فرآیند و زمان‌بندی بستگی دارد.
استخراج فراصوتی از حشرات – فرآوری ناپیوسته و درون‌خطی
دستگاه‌های فراصوتی Hielscher را می‌توان برای فرآوری ناپیوسته و فرآوری عبوری با جریان پیوسته استفاده کرد. فرآوری فراصوتی ناپیوسته برای آزمون فرآیند، بهینه‌سازی و تولید در مقیاس کوچک تا متوسط ایدئال است. برای تولید حجم‌های زیاد پروتئین حشرات، فرآوری درون‌خطی ممکن است مزیت بیشتری داشته باشد. با اینکه فرآوری ناپیوسته تنها به چیدمانی بسیار ساده نیاز دارد، زمان و نیروی کار بیشتری می‌طلبد. فرآیند اختلاط پیوسته درون‌خطی به چیدمانی پیشرفته – شامل پمپ، شیلنگ‌ها یا لوله‌ها و مخازن – نیاز دارد، اما کارآمدتر و سریع‌تر است و به نیروی کار بسیار کمتری نیاز دارد. Hielscher Ultrasonics مناسب‌ترین چیدمان استخراج را برای حجم استخراج و اهداف فرآیندی شما ارائه می‌دهد.
دستگاه‌های استخراج فراصوتی برای هر ظرفیت تولید
طیف محصولات Hielscher Ultrasonics تمام گستره پردازشگرهای فراصوتی را در بر می‌گیرد؛ از دستگاه‌های فراصوتی آزمایشگاهی جمع‌وجور و سامانه‌های رومیزی و پایلوت تا پردازشگرهای فراصوتی تمام‌صنعتی با ظرفیت فرآوری چندین محموله کامیون در ساعت. این طیف کامل محصولات به ما امکان می‌دهد مناسب‌ترین دستگاه استخراج فراصوتی را برای ماده اولیه، ظرفیت فرآیند و اهداف تولید شما ارائه دهیم.
سامانه‌های فراصوتی رومیزی برای آزمون‌های امکان‌سنجی و بهینه‌سازی فرآیند ایدئال هستند. افزایش مقیاس خطی بر پایه پارامترهای تثبیت‌شده فرآیند، افزایش ظرفیت فرآوری از محموله‌های کوچک‌تر به تولید کاملاً تجاری را بسیار آسان می‌کند. افزایش مقیاس را می‌توان با نصب یک واحد استخراج فراصوتی پرتوان‌تر یا با اتصال چند دستگاه فراصوتی به‌صورت موازی انجام داد. Hielscher با UIP16000 پرتوان‌ترین دستگاه استخراج فراصوتی جهان را ارائه می‌دهد.
دامنه‌های قابل‌کنترل با دقت بالا برای نتایج بهینه
تمام دستگاه‌های فراصوتی Hielscher با دقت قابل‌کنترل هستند و بنابراین ابزارهایی قابل‌اعتماد و سخت‌کوش در تولید محسوب می‌شوند. دامنه یکی از پارامترهای حیاتی فرآیند است که بر کارایی و اثربخشی استخراج فراصوتی مواد مغذی از حشرات تأثیر می‌گذارد.
مواد حاصل از حشرات، مانند لاروها و مگس‌ها، به فراصوت‌دهی ملایم‌تر و تنظیم دامنه پایین‌تر نیاز دارند، در حالی که جیرجیرک‌ها و حشراتی با پوسته ضخیم اسکلت خارجی، برای آزادسازی مواد مغذی هدف به فراصوت‌دهی با دامنه‌های بالاتر نیاز دارند. تمام پردازشگرهای Hielscher Ultrasonics امکان تنظیم دقیق دامنه را فراهم می‌کنند. سونوتْرودها و هورن‌های تقویت‌کننده لوازم جانبی‌ای هستند که تغییر دامنه را در بازه‌ای وسیع‌تر ممکن می‌سازند. پردازشگرهای فراصوتی صنعتی Hielscher می‌توانند دامنه‌های بسیار بالا ایجاد کنند و شدت فراصوت موردنیاز برای کاربردهای دشوار را تأمین نمایند. دامنه‌های تا 200µm را می‌توان به‌آسانی در کارکرد 24/7 به‌طور پیوسته اعمال کرد.
تنظیم دقیق دامنه و پایش دائمی پارامترهای فرآیند فراصوتی با نرم‌افزار هوشمند، این امکان را به شما می‌دهد که بذرهای خود را در مؤثرترین شرایط فراصوتی تیمار کنید. فراصوت‌دهی بهینه برای بهترین نتایج استخراج!
استحکام تجهیزات فراصوتی Hielscher امکان کارکرد 24/7 را در شرایط کاری سنگین و محیط‌های دشوار فراهم می‌کند. این ویژگی، تجهیزات فراصوتی Hielscher را به ابزاری قابل‌اعتماد تبدیل می‌کند که نیازهای استخراج شما را برآورده می‌سازد.
آزمون آسان و بدون ریسک فرآیند
مقیاس فرآیندهای فراصوتی را می‌توان به‌صورت کاملاً خطی افزایش داد. این بدان معناست که هر نتیجه‌ای که با استفاده از یک دستگاه فراصوتی آزمایشگاهی یا رومیزی به دست آورده‌اید، می‌تواند با استفاده از دقیقاً همان پارامترهای فرآیند، در مقیاس بزرگ‌تر به دقیقاً همان خروجی برسد. این ویژگی، فراصوت‌دهی را برای آزمون‌های امکان‌سنجی بدون ریسک، بهینه‌سازی فرآیند و اجرای بعدی آن در تولید تجاری ایدئال می‌کند. با ما تماس بگیرید تا بدانید فراصوت‌دهی چگونه می‌تواند تولید پروتئین حشرات شما را افزایش دهد!
بالاترین کیفیت – طراحی و ساخت در آلمان
Hielscher به‌عنوان کسب‌وکاری با مالکیت و مدیریت خانوادگی، بالاترین استانداردهای کیفیت را برای پردازشگرهای فراصوتی خود در اولویت قرار می‌دهد. تمام دستگاه‌های فراصوتی در مقر اصلی ما در Teltow، نزدیک برلین در آلمان، طراحی و ساخته می‌شوند و به‌طور کامل تحت آزمون قرار می‌گیرند. استحکام و قابلیت اطمینان تجهیزات فراصوتی Hielscher آن‌ها را به ابزاری سخت‌کوش در تولید شما تبدیل می‌کند. کارکرد 24/7 زیر بار کامل و در محیط‌های دشوار، ویژگی ذاتی مخلوط‌کن‌های با عملکرد بالای Hielscher است.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی فرآوری دستگاه‌های فراصوتی ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 1 تا 500 mL | 10 تا 200 mL/min | UP100H |
| 10 تا 2000 mL | 20 تا 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0٫1 تا 20 L | 0٫2 تا 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 L | 2 تا 10 L/min | UIP4000hdT |
| 15 تا 150 L | 3 تا 15 L/min | UIP6000hdT |
| قابل‌اعمال نیست | 10 تا 100 L/min | UIP16000 |
| قابل‌اعمال نیست | بیشتر | مجموعه‌ای از UIP16000 |
سامانه استخراج فراصوتی UIP4000hdT برای جداسازی پروتئین باکیفیت از حشرات.
دانستنی‌ها
حشره‌خواری
استفاده از حشرات به‌عنوان ترکیب تغذیه‌ای برای تغذیه انسان و حیوان «حشره‌خواری» نامیده می‌شود. فرهنگ لغت آنلاین آکسفورد اصطلاح «حشره‌خواری» را «عمل خوردن حشرات، به‌ویژه توسط انسان‌ها» تعریف می‌کند. از آنجا که حشرات منبعی پایدار و سرشار از پروتئین‌ها و لیپیدهای باکیفیت هستند، حشراتی مانند جیرجیرک‌ها، مگس‌ها، لاروها، کرم‌ها، لاروهای مگس، سخت‌بالپوشان و سوسک‌های حمام برای تولید پروتئین‌ها و اسیدهای چرب موردنیاز تغذیه انسان و حیوان پرورش و فرآوری می‌شوند.
حشرات به‌عنوان منبع پروتئین تغذیه‌ای
حشرات به‌عنوان منبع پروتئین باکیفیت، حاوی بسیاری از اسیدهای آمینه ضروری، شناخته می‌شوند. به همین دلیل، جیرجیرک‌ها، ملخ‌ها، سخت‌بالپوشان، شب‌پره‌ها، کرم‌ها، مگس‌ها و انواع گوناگون حشرات دیگر در تعداد زیاد برای تولید پروتئین جهت مصرف انسان و حیوان پرورش داده می‌شوند. حشرات علاوه بر غنی‌بودن از پروتئین، منبع قابل‌توجهی از اسیدهای چرب، مواد معدنی (برای مثال، آهن، روی، پتاسیم، سلنیوم و مس) و ویتامین‌ها (عمدتاً ویتامین‌های B) نیز هستند. برای مثال، حشراتی مانند جیرجیرک و کرم آرد غلظت بالایی از پروتئین کامل، ویتامین B12، ریبوفلاوین و ویتامین A دارند.
برخلاف محصولات با منشأ حیوانی، حشرات حاوی فیبر غذایی نیز هستند. فیبر حشرات عمدتاً به‌صورت کیتین یافت می‌شود که یکی از اجزای ساختمانی اساسی اسکلت خارجی است.
گونه‌های زیر از حشراتی هستند که معمولاً برای تولید پروتئین پرورش داده می‌شوند:
- کرم آرد (Tenebrio Molitor L.) شکل لاروی گونه‌ای از سوسک‌های تاریکی‌دوست (Coleoptera) است. دمای بهینه انکوباسیون 25 ̊C – 27 ̊C است و رشد جنینی آن 4 – 6 روز طول می‌کشد. این حشره دوره لاروی طولانی، حدود نیم سال، دارد که با دمای بهینه و رطوبت کم پایان می‌یابد. میزان پروتئین لارو و حشره بالغ Tenebrio Molitor به‌ترتیب 46٫44% و 63٫34% است.
- جیرجیرک خانگی (Acheta domesticus) رایج‌ترین نوع جیرجیرک مورد استفاده برای مصرف انسانی است. جیرجیرک به‌عنوان یکی از مغذی‌ترین حشرات خوراکی شناخته می‌شود. جیرجیرک‌ها را می‌توان به‌صورت برشته‌شده بدون روغن، پخته‌شده در فر، سرخ‌شده در روغن فراوان یا آب‌پز مصرف کرد یا به‌عنوان ماده اولیه غذایی به کار برد. برای گنجاندن جیرجیرک در غذاهای فراسودمند، فرمولاسیون‌های غذایی یا دستورهای پخت، از پودر یا آرد جیرجیرک استفاده می‌شود. پودر جیرجیرک از جیرجیرک‌های خشک‌شده و ریزآسیاب‌شده تهیه می‌شود. جیرجیرک‌ها به‌سرعت بالغ می‌شوند و معمولاً ظرف 3 –4 هفته به رشد کامل می‌رسند. هر حشره ماده می‌تواند در 3–4 هفته، 1٬200 تا 1٬500 تخم بگذارد. به‌دلیل رشد سریع و آسان، جیرجیرک‌ها هم برای تغذیه انسان و هم برای خوراک حیوانات پرورش داده می‌شوند. جیرجیرک‌ها معمولاً با انجماد عمیق کشته می‌شوند؛ در این روش دردی احساس نمی‌کنند و پیش از مرگ عصبی، بی‌حس می‌شوند.
- مگس سرباز سیاه (Hermetia illucens) مگسی رایج و گسترده از خانواده Stratiomyidae است. مگس‌های سرباز سیاه به‌دلیل میزان پروتئین فوق‌العاده بالا و نیازهای اندک در مراحل تکثیر و رشد، به‌طور گسترده پرورش داده می‌شوند. آن‌ها به منابع بسیار کمی نیاز دارند که فرآوری مؤثر پسماندهای زیستی را امکان‌پذیر می‌کند. لارو مگس سرباز سیاه (BSFL) حاوی حداکثر 43% پروتئین و 35% اسیدهای چرب است و از کلسیم و دیگر ریزمغذی‌ها غنی است. از آنجا که لاروها بالاترین میزان پروتئین را دارند، مگس‌های سرباز سیاه تنها حدود 18 روز، تا رسیدن به مرحله لاروی، پرورش داده و سپس برداشت می‌شوند. چرخه کامل زندگی مگس سرباز سیاه تنها 6 هفته طول می‌کشد.
درباره مزایای استخراج فراصوتی پروتئین از لارو مگس سرباز بیشتر بخوانید!
لاروهای مگس سرباز سیاه (Hermetia illucens) همچنین با موفقیت به‌عنوان منبع لیپید استفاده شده‌اند؛ این لیپیدها سپس با فراصوت‌دهی به نانوامولسیون تبدیل شدند.
هموژنایزرهای فراصوتی پرتوان از مقیاس آزمایشگاهی تا پایلوت و صنعتی .
منابع علمی / مراجع
- Benjamin Kumah Mintah; Ronghai He; Mokhtar Dabbour; Jiahui Xiang; Jiang Hui; Akwasi Akomeah Agyekum; Haile Mai (2020): Characterization of edible soldier fly protein and hydrolysate altered by multiple-frequency ultrasound: Structural, physical, and functional attributes. Process Biochemistry, Volume 95, August 2020. 157-165.
- Benjamin Kumah Mintah; Ronghai He; Mokhtar Dabbour; Jiahui Xiang; Akwasi Akomeah Agyekum; Haile Mai (2019): Techno-functional attribute and antioxidative capacity of edible insect protein preparations and hydrolysates thereof: Effect of multiple mode sonochemical action. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 58, November 2019.
- Young Deug Choi; Nathan A.K. Wong; Joong-Hyuck Auh (2017): Defatting and Sonication Enhances Protein Extraction from Edible Insects. Korean Journal of Food Science and Animal Resource. 37(6), 2017. 955-961.
- Carlos Álvarez; Brijesh K. Tiwari (2015): Ultrasound Assisted Extraction of Proteins From Fish Processing By-Products. IFT Conference Chicago 2015.
- Benjamin Kumah Mintah; Ronghai He; Mokhtar Dabbour; Akwasi Akomeah Agyekum;
Zheng Xing; Moses Kwaku Golly; Haile Ma (2019): Sonochemical action and reaction of edible insect protein: Influence on enzymolysis reaction‐kinetics, free‐Gibbs, structure, and antioxidant capacity. Journal of Food Biochmistry 2019.
Hielscher Ultrasonics هموژنایزرهای فراصوتی با عملکرد بالا را از مقیاس آزمایشگاهی تا صنعتی تولید می‌کند.