Amélioration de la production de protéines d'insectes grâce aux ultrasons

Les insectes sont une source durable et facile à cultiver de protéines nutritionnelles et de lipides de haute qualité. Afin de séparer les protéines et les lipides des insectes, l’extraction par ultrasons est utilisée comme une technologie très efficace et fiable. Il a été prouvé que les ultrasons permettent des taux d’extraction élevés, des rendements élevés en protéines et en lipides et un traitement rapide d’ingrédients d’insectes de première qualité.

Pourquoi extraire des protéines d’insectes avec des ultrasons puissants ?

L’extrait de protéines d’insectes est généralement considéré comme de meilleure qualité que la farine d’insectes, car il contient un pourcentage plus élevé de protéines et un pourcentage plus faible d’autres matières indésirables telles que la chitine et les graisses.
La farine d’insectes est généralement fabriquée en broyant des insectes entiers en une poudre, qui peut contenir une quantité importante de matières indigestes telles que la chitine, les exosquelettes et d’autres composants non nutritifs. En revanche, l’extrait de protéines d’insectes est généralement fabriqué en extrayant les protéines des insectes, ce qui donne un produit protéique plus pur et plus concentré. L’extraction par ultrasons s’est avérée être une technique de production très efficace de protéines d’insectes de haute qualité.
La concentration plus élevée de protéines dans l’extrait de protéines d’insecte signifie qu’il peut fournir plus de protéines par gramme que la farine d’insectes, ce qui en fait une source de protéines plus efficace. De plus, l’élimination des composants non nutritifs peut rendre l’extrait de protéines d’insectes plus facilement digestible et peut réduire le risque de problèmes digestifs chez les animaux et les humains qui le consomment.
De plus, l’extrait de protéine d’insecte peut avoir une saveur et une odeur plus douces que la farine d’insectes, ce qui le rend plus attrayant pour les consommateurs. Il a également une application plus polyvalente, car il peut être utilisé comme ingrédient dans une large gamme de produits alimentaires et alimentaires.
 

Extraction par ultrasons de protéines d’insectes

L’extraction par ultrasons peut être facilement mise en œuvre dans le traitement régulier de la farine d’insectes et permet de passer au produit final. Les protéines d’insectes extraites par ultrasons sont de qualité supérieure à celles de la farine d’insectes, offrant des valeurs nutritionnelles plus élevées, une saveur améliorée et de meilleures fonctionnalités.

Protocole général pour l’extraction des protéines d’insectes à l’aide d’un ultrasoniseur de type sonde

Protocole général d’extraction de protéines de qualité alimentaire à partir de larves de mouches soldats à l’aide d’une sonde à ultrasons :
Matériaux et équipements :

• Larves de mouches soldats ou d’autres espèces d’insectes telles que les larves de vers de farine (Tenebrio molitor), les adultes de grillons (Gryllus bimaculatus) et les pupes de vers à soie (Bombyx mori) – préalablement cultivé et récolté
• Échosoniseur de type sonde
• Mélangeur ou robot culinaire
• Eau distillée contenant 9,46 mM d’acide ascorbique ou un autre solvant de votre choix
• centrifugeuse
• Contenants en verre ou en plastique
• Papier filtre ou filtres à mailles

Instructions étape par étape pour l’extraction des protéines d’insectes

1. Préparation des larves d’insectes :
   • Récoltez les larves de mouches soldats dans le système d’élevage.
   • Lavez soigneusement les larves avec de l’eau distillée pour éliminer tous les débris ou impuretés.
   • Congelez les larves à -20°C ou moins pour désactiver les enzymes et préserver la qualité des protéines.
2. Perturbation larvaire :
   • Décongelez les larves congelées et transférez-les dans un mélangeur ou un robot culinaire.
   • Ajouter un volume approprié d’eau distillée ou de solution tampon pour obtenir la concentration protéique souhaitée (p. ex., 10 % p/v).
   • Mélangez ou traitez les larves jusqu’à l’obtention d’une bouillie homogène.
   • Transférez la boue dans un récipient en verre ou en plastique.
3. Dégraissage (facultatif) :
   • Le dégraissage de la farine d’insectes est une étape facultative qui permet d’augmenter le rendement et la qualité des protéines. La teneur en matières grasses de la farine d’insectes est réduite grâce au traitement à l’hexane. Dans l’ensemble, pour la plupart des extraits de protéines d’insectes destinés à la consommation humaine, le dégraissage est recommandé afin d’améliorer la qualité des protéines. Le processus conventionnel de dégraissage de l’hexane prend beaucoup de temps. Les ultrasons peuvent accélérer considérablement le dégraissage de la farine d’insectes !
4. Ultrasonication :
   • Immergez la sonde de l’ultrasonisateur, par exemple UIP2000hdT, dans la boue larvaire.
   • Réglez les paramètres de l’ultrasonateur, par exemple, 100 % d’amplitude et le temps de sonication en fonction du volume et de la boue.
   • Appliquer des ondes ultrasonores sur la boue larvaire tout en maintenant une température constante pour éviter la dénaturation des protéines.
   • Le processus d’ultrasonication aide à perturber les cellules et à libérer les protéines des larves.
   • Surveillez la température pendant la sonication. Les ultrasons Hielscher sont équipés d’un capteur de température et d’un contrôle de la température.
5. Centrifugation :
   • Après l’échographie, transférez la boue larvaire soniquée dans des tubes à centrifuger.
   • Centrifuger les tubes à une vitesse et une durée appropriées pour séparer le surnageant contenant des protéines des débris solides et des cellules intactes.
   • Récupérez le surnageant, qui contient les protéines extraites, et transférez-le dans un récipient propre.
   • En option, répétez l’étape de centrifugation si nécessaire pour éliminer les particules solides restantes. Alternativement, la filtration peut être utilisée comme technique de séparation des protéines.
6. Analyse et stockage des protéines :
   • Effectuer une analyse des protéines pour évaluer la qualité et la composition des protéines extraites.
7. Stockage :
   • Conservez les protéines extraites dans des récipients appropriés, dans un endroit frais, sec et sombre.

 
Les insectes comme source de nourriture : Les insectes tels que les grillons, les vers, les mouches et les larves sont riches en protéines. Afin de répondre à la demande croissante de protéines de haute qualité, les insectes ont été valorisés comme une source de protéines saine, durable et respectueuse de l’environnement, qui est utilisée pour l’alimentation humaine, les aliments pour animaux de compagnie et l’alimentation du bétail. Les insectes sont ectothermes (ce qui signifie qu’ils ont le sang froid et ne gaspillent pas d’énergie pour produire de la chaleur afin d’augmenter leur température corporelle), ils n’ont pas besoin de beaucoup d’espace et ils peuvent être nourris en utilisant des déchets comme substrat de croissance. Cela fait des protéines et des lipides d’insectes une source de nourriture prometteuse, qui peut aider à combler le « déficit protéique », qui doit être surmonté pour nourrir une population mondiale croissante et sa demande de nutriments de haute qualité, en particulier de protéines.
Élevage d’insectes : Les insectes sont élevés dans des fermes d’insectes, où ils sont cultivés dans des conteneurs ou des réacteurs. Avec l’avantage d’être des organismes à croissance rapide, ils nécessitent relativement peu de soins, peuvent être nourris avec des déchets organiques et sont rapidement cultivés jusqu’à la taille de la récolte ou la maturité. Les larves de mouches, les vers de farine et les grillons sont particulièrement faciles à élever. En ce qui concerne l’efficacité, les larves de la mouche soldat noire sont reconnues pour leur excellente transformation des déchets organiques en protéines de haute qualité. C’est pourquoi la mouche soldat noire est également connue sous le nom de « reine de la transformation des déchets » par les éleveurs d’insectes.
 
Étapes de traitement de la farine d’insectes : Lorsque les insectes ont atteint leur taille ou stade cible, ils sont récoltés. Cela signifie qu’ils sont prêts à être transformés en ingrédients alimentaires. Avant d’être transformés, les insectes sont lavés à l’eau, tamisés et stockés vivants à 4°C pendant environ une journée sans aucune nourriture.
Ensuite, les insectes sont cuits, puis séchés à l’air très chaud ou en les chauffant dans un récipient. Un traitement thermique est également nécessaire pour tuer les bactéries. Enfin, les insectes sont broyés en une farine d’insectes sèche (également connue sous le nom de farine d’insectes). La farine d’insectes peut être utilisée comme ingrédient alimentaire ou additif dans l’alimentation animale. Mais afin d’affiner et d’améliorer la farine d’insectes, les ingrédients les plus précieux, c’est-à-dire les protéines et les lipides, sont extraits. En particulier, les protéines d’insectes pures sont appréciées en tant qu’ingrédient hautement nutritionnel, qui est utilisé dans les barres protéinées, les poudres de protéines et comme additif dans de nombreux produits alimentaires tels que les produits de boulangerie, les chips, les craquelins, etc.
 
Utilisez des extracteurs de type sonde à ultrasons pour produire des protéines d’insectes de haute qualité !
 
Extraction par ultrasons de protéines de haute qualité à partir d’insectes :
L’extraction par ultrasons est utilisée pour produire des poudres de protéines, des hydrolysats et des isolats de protéines à partir de nombreuses formes d’insectes, notamment les mouches, les vers, les insectes, les grillons et les larves. En extrayant des protéines de haute qualité de la farine d’insectes, les ultrasons produisent des ingrédients alimentaires fonctionnels avec un profil nutritionnel supérieur.

Avantages de l’extraction par ultrasons des protéines d’insectes

Les ultrasons sont largement utilisés pour extraire et traiter les protéines de diverses sources telles que les plantes (par exemple, du soja, du riz, du colza, du tournesol, des graines de citrouille, etc.), les produits laitiers (par exemple, le concentré de protéines de lactosérum (WPC), les protéines de lactosérum, les rétentats de protéines de lait, le caséinate de calcium), les algues (par exemple, les algues), les fruits de mer (par exemple, les sous-produits de poisson et les déchets de fruits de mer) et les insectes (par exemple, les vers, les larves, les mouches, les asticots, les coléoptères, les grillons, cafards, etc.).
En tant que technologie d’extraction très efficace et écologique, l’extraction par ultrasons des protéines d’insectes a trouvé sa place dans la production de poudres, d’hydrolysats et d’isolats de protéines d’insectes. En raison de la fiabilité élevée du processus, de la répétabilité et de la mise à l’échelle linéaire, les ultrasons sont utilisés pour extraire les protéines des insectes, pour modifier les structures des protéines et pour améliorer les propriétés physicochimiques des protéines.
Par exemple, Mintha et al. (2020) ont appliqué l’extraction par ultrasons à des larves de mouche soldat noire (H. illucens). Ils rapportent que la sonication a amélioré la structure des protéines, altéré la fonctionnalité des protéines, et donc bénéfique pour la production de protéines / hydrolysats de H. illlucens. En particulier, le potentiel zêta, la dispersibilité et les valeurs thiols ont été augmentés par ultrasons. De plus, la turbidité et la taille des particules de la protéine ont diminué après la sonication. Les ultrasons ont significativement augmenté la légèreté (L*) des isolats protéiques de x ̄ 7,46 % par rapport au contrôle non sonique.

Ultrasons haute performance pour le traitement des protéines d’insectes

L’extraction et l’homogénéisation par ultrasons sont une technologie de traitement fiable, qui facilite et accélère la production de protéines d’insectes de haute qualité. La gamme Hielscher Ultrasonics couvre toute la gamme, des ultrasons de laboratoire compacts aux systèmes d’extraction industriels. Ainsi, chez Hielscher, nous pouvons vous proposer l’ultrasoniseur le mieux adapté à la capacité de processus que vous avez envisagée. Notre personnel expérimenté de longue date vous assiste depuis les tests de faisabilité et l’optimisation des processus jusqu’à l’installation de votre système à ultrasons au niveau de la production finale.
La faible empreinte de nos extracteurs à ultrasons ainsi que leur polyvalence dans les options d’installation leur permettent de s’intégrer même dans les installations de traitement des protéines d’insectes dans de petits espaces. Les processeurs à ultrasons sont installés dans le monde entier dans les installations de production d’aliments et de compléments alimentaires, ainsi que pour la production d’aliments pour animaux de compagnie et pour le bétail. De plus, les mélangeurs à ultrasons à haut cisaillement sont idéaux pour formuler des protéines d’insectes dans les produits alimentaires humains ainsi que dans les aliments pour animaux de compagnie et les aliments pour animaux de ferme pour animaux.

Hielscher Ultrasonics – Équipement d’extraction sophistiqué

La gamme de produits Hielscher Ultrasonics couvre toute la gamme d’extracteurs à ultrasons haute performance, de la petite à la grande échelle. Des accessoires supplémentaires permettent d’assembler facilement la configuration d’appareil à ultrasons la plus adaptée à votre processus de production de protéines d’insectes. La configuration optimale des ultrasons dépend de la capacité prévue, du volume, de la matière première, du processus par lots ou en ligne et du calendrier.

Extraction d’insectes par ultrasons – Traitement par lots et en ligne

Les ultrasonisateurs Hielscher peuvent être utilisés pour le traitement par lots et en continu. Le traitement par lots par ultrasons est idéal pour les tests de processus, l’optimisation et les productions de petite et moyenne taille. Pour une entreprise produisant de grands volumes de protéines d’insectes, le traitement en ligne pourrait être plus avantageux. Bien que le dosage ne nécessite qu’une configuration très simple, il demande plus de temps et de main-d’œuvre. Un processus de mélange en ligne continu nécessite une configuration sophistiquée – Composé d’une pompe, de tuyaux ou de tuyaux et de réservoirs, il est plus efficace, plus rapide et nécessite beaucoup moins de main-d’œuvre. Hielscher Ultrasonics dispose de la configuration d’extraction la plus adaptée à votre volume d’extraction et à vos objectifs de processus.

Extracteurs à ultrasons pour toutes les capacités de produit

La gamme de produits Hielscher Ultrasonics couvre toute la gamme des processeurs à ultrasons, des ultrasons de laboratoire compacts aux systèmes pilotes et de paillasse, en passant par les processeurs à ultrasons entièrement industriels capables de traiter des chargements par heure. La gamme complète de produits nous permet de vous proposer l’extracteur à ultrasons le plus adapté à vos matières premières, à votre capacité de traitement et à vos objectifs de production.
Les systèmes de paillasse à ultrasons sont idéaux pour les tests de faisabilité et l’optimisation des processus. La mise à l’échelle linéaire basée sur des paramètres de processus établis permet d’augmenter très facilement les capacités de traitement de petits lots à une production entièrement commerciale. La mise à l’échelle peut être effectuée soit en installant une unité d’extraction à ultrasons plus puissante, soit en regroupant plusieurs ultrasons en parallèle. Avec le UIP16000, Hielscher propose l’extracteur à ultrasons le plus puissant au monde.

Amplitudes contrôlables avec précision pour des résultats optimaux

Tous les ultrasonisateurs Hielscher sont contrôlables avec précision et constituent donc des bêtes de somme fiables dans la production. L’amplitude est l’un des paramètres de processus cruciaux qui influencent l’efficacité de l’extraction par ultrasons des nutriments des insectes.
Les insectes tels que les larves et les mouches nécessitent une sonication plus douce et des réglages d’amplitude plus faibles, tandis que les grillons et les insectes avec une coquille exosquelette épaisse nécessitent une sonication à des amplitudes plus élevées pour libérer les nutriments ciblés. Tous les processeurs Hielscher Ultrasonics permettent un réglage précis de l’amplitude. Les sonotrodes et les avertisseurs sonores sont des accessoires qui permettent de modifier l’amplitude dans une plage encore plus large. Les processeurs à ultrasons industriels Hielscher peuvent fournir des amplitudes très élevées et fournir l’intensité ultrasonique requise pour les applications exigeantes. Des amplitudes allant jusqu’à 200 μm peuvent être facilement exécutées en continu en fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Des réglages précis de l’amplitude et la surveillance permanente des paramètres du processus par ultrasons via un logiciel intelligent vous donnent la possibilité de traiter vos graines avec les conditions ultrasonores les plus efficaces. Sonication optimale pour les meilleurs résultats d’extraction !
La robustesse de l’équipement à ultrasons Hielscher permet un fonctionnement 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 dans des environnements lourds et exigeants. Cela fait de l’équipement à ultrasons Hielscher un outil de travail fiable qui répond à vos besoins d’extraction.

Tests de processus faciles et sans risque

Les processus par ultrasons peuvent être entièrement linéaires. Cela signifie que chaque résultat que vous avez obtenu à l’aide d’un ultrasoniseur de laboratoire ou de paillasse peut être mis à l’échelle exactement au même résultat en utilisant exactement les mêmes paramètres de processus. Les ultrasons sont donc idéaux pour les tests de faisabilité sans risque, l’optimisation des processus et la mise en œuvre ultérieure dans la fabrication commerciale. Contactez-nous pour savoir comment la sonication peut augmenter votre production de protéines d’insectes !

La plus haute qualité – Conçu et fabriqué en Allemagne

En tant qu’entreprise familiale, Hielscher privilégie les normes de qualité les plus élevées pour ses processeurs à ultrasons. Tous les ultrasonisateurs sont conçus, fabriqués et testés de manière approfondie dans notre siège social à Teltow, près de Berlin, en Allemagne. La robustesse et la fiabilité de l’équipement à ultrasons Hielscher en font un cheval de bataille dans votre production. Le fonctionnement 24 h/24 et 7 j/7 à pleine charge et dans des environnements exigeants est une caractéristique naturelle des mélangeurs haute performance Hielscher.

Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :