ייצור חלבון חרקים משופר עם אולטרסאונד

חרקים הם מקור בר-קיימא וקל לגידול עבור חלבונים תזונתיים ושומנים באיכות גבוהה. על מנת להפריד חלבונים ושומנים מן החרקים, מיצוי קולי משמש כטכנולוגיה יעילה ואמינה ביותר. אולטרסוניקציה הוכחה בשיעורי מיצוי גבוהים, תפוקת חלבון ושומנים גבוהה ועיבוד מהיר של רכיבי חרקים באיכות מעולה.

למה לחלץ חלבוני חרקים עם אולטרסאונד כוח?

תמצית חלבון חרקים נחשבת בדרך כלל לאיכותית יותר מארוחה על חרקים מכיוון שהיא מכילה אחוז גבוה יותר של חלבון ואחוז נמוך יותר של חומרים לא רצויים אחרים כגון כיטין ושומנים.
ארוחת חרקים נעשית בדרך כלל על ידי טחינת חרקים שלמים לאבקה, אשר יכולה להכיל כמות משמעותית של חומרים בלתי ניתנים לעיכול כגון כיטין, שלד חיצוני, ורכיבים אחרים שאינם מזינים. לעומת זאת, תמצית חלבון חרקים מיוצרת בדרך כלל על ידי מיצוי החלבון מהחרקים, מה שמביא לתוצר חלבון טהור ומרוכז יותר. מיצוי קולי הוכח כטכניקת ייצור יעילה ביותר עבור חלבון חרקים באיכות גבוהה.
ריכוז החלבון הגבוה יותר בתמצית חלבון חרקים פירושו שהוא יכול לספק יותר חלבון לגרם מאשר קמח חרקים, מה שהופך אותו למקור חלבון יעיל יותר. בנוסף, הסרת רכיבים שאינם מזינים יכולה להפוך את תמצית חלבון החרקים לקלה יותר לעיכול ועשויה להפחית את הסיכון לבעיות עיכול אצל בעלי חיים ובני אדם הצורכים אותו.
יתר על כן, תמצית חלבון חרקים עשויה להיות בעלת טעם וריח מתונים יותר בהשוואה לארוחה עם חרקים, מה שהופך אותה למושכת יותר עבור הצרכנים. יש לו גם יישום תכליתי יותר, שכן הוא יכול לשמש כמרכיב במגוון רחב של מוצרי מזון והזנה.
 

מיצוי קולי של חלבוני חרקים

מיצוי קולי יכול להיות מיושם בקלות לתוך עיבוד ארוחת חרקים רגיל ומאפשר לשדרג למוצר הסופי. חלבון חרקים המופק מאולטרה-סאונד הוא באיכות מעולה מארוחה עם חרקים ומציע ערכים תזונתיים גבוהים יותר, טעם משופר ותפקוד טוב יותר.

פרוטוקול כללי למיצוי חלבון חרקים באמצעות אולטרסאונד מסוג בדיקה

פרוטוקול כללי לחילוץ חלבונים באיכות מזון מזחלי זבוב חייל באמצעות בדיקה על-קולית:
חומרים וציוד:

• זחלי זבוב חייל או מיני חרקים אחרים כגון זחלי תולעי קמח (Tenebrio molitor), זחלי צרצר (Gryllus bimaculatus) וגלמי תולעי משי (Bombyx mori) – תורבתו ונקטפו בעבר
• אולטרסוניקטור מסוג בדיקה
• בלנדר או מעבד מזון
• מים מזוקקים המכילים 9.46 mM חומצה אסקורבית או ממס אחר לפי בחירתם
• צנטריפוגה
• מיכלי זכוכית או פלסטיק
• מסנני נייר או רשת שינוי

הוראות שלב אחר שלב למיצוי חלבון חרקים

1. הכנת זחלי חרקים:
   • קצרו את זחלי הזבובים של החייל ממערכת הגידול.
   • לשטוף את הזחלים ביסודיות עם מים מזוקקים כדי להסיר כל פסולת או זיהומים.
   • הקפיאו את הזחלים בטמפרטורה של -20°C או פחות כדי לנטרל אנזימים ולשמור על איכות החלבון.
2. הפרעה לזחל:
   • מפשירים את הזחלים הקפואים ומעבירים אותם לבלנדר או מעבד מזון.
   • הוסף נפח מתאים של מים מזוקקים או תמיסת חיץ כדי להשיג את ריכוז החלבון הרצוי (למשל, 10% w/v).
   • ערבבו או עיבדו את הזחלים עד לקבלת תרחיף הומוגני.
   • מעבירים את הבוצה למיכל זכוכית או פלסטיק.
3. הפחתת שומן (אופציונלי):
   • הסרת שומן של ארוחת חרקים היא צעד אופציונלי המסייע להגדיל את תנובת החלבון ואת איכותו. תכולת השומן של ארוחת החרקים מופחתת באמצעות טיפול הקסאן. באופן כללי, עבור רוב תמציות חלבון חרקים למאכל אדם, מומלץ defatting על מנת לשפר את איכות החלבון. תהליך הפחתת השומן הקונבנציונלי של הקסאן גוזל זמן. אולטרה-סוניקציה יכולה להאיץ את הפחתת השומן של ארוחת חרקים באופן משמעותי!
4. אולטרסוניקציה:
   • לטבול את הבדיקה של ultrasonicator, למשל, UIP2000hdT, לתוך slurry הזחל.
   • הגדר את הפרמטרים ultrasonicator, למשל, 100% משרעת וזמן סוניקציה בהתאם עוצמת הקול ואת slurry.
   • החל גלים קוליים על slurry הזחל תוך שמירה על טמפרטורה קבועה כדי למנוע denaturation של חלבונים.
   • תהליך האולטרה-סוניקציה מסייע בשיבוש התאים ובשחרור החלבונים מהזחלים.
   • נטר את הטמפרטורה במהלך סוניקציה. Hielscher ultrasonicators מצוידים חיישן טמפרטורה בקרת טמפרטורה.
5. צנטריפוגה:
   • לאחר אולטרה-סוניקציה, העבירו את תרחיף הזחל הסוני לצינורות צנטריפוגה.
   • צנטריפוגה את הצינורות במהירות ובמשך מתאימים כדי להפריד את הסופרנאטנט המכיל חלבון מפסולת מוצקה ותאים בלתי שבורים.
   • אוספים את הסופרנטנט, המכיל את החלבונים המופקים, ומעבירים אותו למיכל נקי.
   • לחלופין, חזור על שלב הצנטריפוגה במידת הצורך כדי להסיר חלקיקים מוצקים שנותרו. לחלופין, סינון יכול לשמש כטכניקת הפרדת חלבונים.
6. ניתוח ואחסון חלבונים:
   • בצע ניתוח חלבונים כדי להעריך את האיכות וההרכב של החלבונים המופקים.
7. אחסון:
   • אחסנו את החלבונים המופקים במיכלים מתאימים במקום קריר, יבש וחשוך.

 
חרקים כמקור מזון: חרקים כגון צרצרים, תולעים, זבובים וזחלים עשירים בחלבונים. על מנת למלא את הביקוש הגובר לחלבונים באיכות גבוהה, חרקים הוערכו כמקור חלבון בריא, בר-קיימא וידידותי לסביבה, המשמש למזון אנושי, מזון לחיות מחמד ומזון לבעלי חיים. חרקים הם אקטותרמיים (מה שאומר שהם בעלי דם קר ואינם מבזבזים אנרגיה כדי לייצר חום כדי להעלות את טמפרטורת גופם), הם אינם דורשים מקום רב, וניתן להאכיל אותם באמצעות פסולת כמצע צמיחה. זה הופך את חלבוני החרקים והשומנים למקור מזון מבטיח, שיכול לעזור למלא את "פער החלבון", שיש להתגבר עליו כדי להאכיל את אוכלוסיית העולם הגדלה ואת דרישתה לחומרים מזינים באיכות גבוהה, במיוחד חלבון.
חקלאות חרקים: חרקים מגודלים בחוות חרקים, שם הם גדלים במיכלים או כורים. עם היתרון של היותם אורגניזמים הגדלים במהירות, הם דורשים טיפול נמוך יחסית, ניתן להאכיל אותם בפסולת אורגנית, והם מעובדים במהירות לגודל הקציר או לבשלות. במיוחד זחלי זבובים, תולעי קמח וצרצרים קלים לרבייה. באשר ליעילות, הזחלים של זבוב החייל השחור מוכרים בזכות הפיכתם המצוינת של פסולת אורגנית לחלבון איכותי. זו הסיבה שזבוב החייל השחור ידוע גם בשם "מלכת טרנספורמציית הפסולת" תחת מגדלי חרקים.
 
שלבי עיבוד של ארוחת חרקים: כאשר החרקים הגיעו לגודל היעד שלהם או לאיצטדיון, הם נקטפים. משמעות הדבר היא שהם מוכנים לעיבוד לרכיבי מזון. לפני העיבוד, החרקים נשטפים במים, מנופים ומאוחסנים חיים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס למשך יום אחד ללא כל מזון.
לאחר מכן, החרקים מבושלים, ולאחר מכן מיובשים על ידי אוויר חם מאוד או על ידי חימום אותם במיכל. טיפול בחום נדרש גם כדי להרוג חיידקים. לבסוף, החרקים נטחנים לארוחה יבשה של חרקים (הידועה גם בשם קמח חרקים). ארוחת החרקים יכולה לשמש כמרכיב מזון או תוסף במזון לבעלי חיים. אבל כדי לעדן ולשדרג את ארוחת החרקים, מופקים המרכיבים היקרים ביותר, כלומר חלבונים ושומנים. במיוחד חלבון חרקים טהור מוערך כמרכיב תזונתי מאוד, המשמש בחטיפי חלבון, אבקות חלבון וכתוסף למוצרי מזון רבים כגון מאפים, צ'יפס, קרקרים וכו '.
 
השתמשו בקולטי אדים מסוג בדיקה על-קולית כדי לייצר חלבון חרקים באיכות גבוהה!
 
מיצוי קולי של חלבונים באיכות גבוהה מחרקים:
מיצוי על-קולי משמש לייצור אבקות חלבון, הידרוליזות וחלבון מבודד מצורות חרקים רבות, כולל זבובים, תולעים, חרקים, צרצרים וזחלים. על ידי מיצוי חלבונים באיכות גבוהה מארוחה בחרקים, אולטרסוניקציה מייצרת רכיבי מזון פונקציונליים עם פרופיל תזונתי מעולה.

היתרונות של מיצוי חלבון קולי מחרקים

אולטרה-סוניקציה מיושמת באופן נרחב כדי לחלץ ולטפל בחלבונים ממקורות שונים כגון תמציות צמחיות (למשל, מסויה, אורז, לפתית, חמניות, זרעי דלעת וכו '), מוצרי חלב (למשל, תרכיז חלבון מי גבינה (WPC), חלבון מי גבינה, reentates חלבון חלב, סידן קזאינט), אצות (למשל, אצות), מאכלי ים (למשל, תוצרי לוואי של דגים ופסולת פירות ים), וחרקים (למשל תולעים, זחלים, זבובים, רימות, חיפושיות, צרצרים, ג'וקים וכו').
כטכנולוגיית מיצוי יעילה וירוקה ביותר, מיצוי קולי של חלבון חרקים נמצא מקומו בייצור אבקות חלבון חרקים, הידרוליזה ומבודדים. בשל אמינות גבוהה של תהליכים, חזרתיות ושדרוג ליניארי, אולטרסוניקציה משמשת לחילוץ חלבון מחרקים, לשינוי מבני חלבונים ולשיפור התכונות הפיזיקוכימיות של חלבון.
לדוגמה, Mintha et al. (2020) יישמו מיצוי קולי על זחלי זבוב חייל שחור (H. illucens). הם מדווחים כי סוניקציה שיפרה את מבנה החלבון, שינתה את פונקציונליות החלבון, ובכך מועילה לייצור חלבון H. illucens / הידרוליזה. במיוחד, פוטנציאל הזטה, הפיזור וערכי התיול הוגדלו על ידי אולטרסוניקציה. יתר על כן, העכירות וגודל החלקיקים של החלבון ירדו לאחר סוניקציה. אולטרה-סוניקציה הגדילה באופן משמעותי את הבהירות (L*) של חלבון מבודד ב-x ̄ 7.46% בהשוואה לבקרה הלא-סונית.

אולטרסאונד בעל ביצועים גבוהים לעיבוד חלבון חרקים

מיצוי קולי הומוגניזציה היא טכנולוגיית עיבוד אמינה, המאפשרת ומאיצה את הייצור של חלבוני חרקים באיכות גבוהה. תיק Hielscher Ultrasonics מכסה את כל הטווח מ ultrasonicators מעבדה קומפקטית למערכות מיצוי תעשייתי. בכך, אנו ב Hielscher יכול להציע לך את ultrasonicator המתאים ביותר עבור יכולת התהליך החזוי שלך. הצוות הוותיק והמנוסה שלנו יסייע לכם החל מבדיקות היתכנות ואופטימיזציה של תהליכים ועד להתקנת המערכת האולטרסונית שלכם ברמת הייצור הסופי.
טביעת הרגל הקטנה של קולטי האדים העל-קוליים שלנו, כמו גם הרבגוניות שלהם באפשרויות ההתקנה, הופכים אותם למתאימים אפילו למתקנים לעיבוד חלבון חרקים בחלל קטן. מעבדים קוליים מותקנים ברחבי העולם במתקני ייצור מזון ותוספי תזונה, כמו גם לייצור מזון לחיות מחמד ובעלי חיים. יתר על כן, מערבלי גזירה גבוהה קוליים הם אידיאליים כדי לייצר חלבוני חרקים לתוך מוצרי מזון אנושיים, כמו גם לתוך מזון לחיות מחמד עבור בעלי חיים נלווים מזון לבעלי חיים לחיות משק.

Hielscher Ultrasonics – ציוד חילוץ מתוחכם

תיק המוצרים של Hielscher Ultrasonics מכסה את כל מגוון המחלצים האולטרסוניים בעלי הביצועים הגבוהים בקנה מידה קטן עד גדול. אביזרים נוספים מאפשרים הרכבה קלה של תצורת המכשיר האולטרסוני המתאימה ביותר לתהליך חלבון החרקים שלך. ההתקנה הקולית האופטימלית תלויה בקיבולת החזויה, נפח, חומר גלם, תהליך אצווה או מוטבע וציר זמן.

מיצוי חרקים קולי – עיבוד אצווה ועיבוד מוטבע

Hielscher ultrasonicators ניתן להשתמש עבור אצווה ועיבוד זרימה מתמשכת. עיבוד אצווה על-קולי אידיאלי לבדיקת תהליכים, אופטימיזציה ורמת ייצור קטנה עד בינונית. עבור ייצור כמויות גדולות של חלבוני חרקים, עיבוד בתוך השורה עשוי להיות מועיל יותר. בעוד אצווה דורשת רק התקנה פשוטה מאוד, זה יותר זמן ועבודה אינטנסיבית. תהליך ערבוב מוטבע רציף דורש הגדרה מתוחכמת – מורכב במשאבה, צינורות או צינורות ומיכלים -, אבל זה יעיל יותר, מהיר יותר ודורש הרבה פחות עבודה. Hielscher Ultrasonics יש את ההתקנה מיצוי המתאים ביותר עבור נפח החילוץ שלך ואת מטרות התהליך.

קולטי אדים על-קוליים לכל קיבולת מוצר

טווח המוצרים של Hielscher Ultrasonics מכסה את הספקטרום המלא של מעבדים קוליים, החל מאולטרסוניקטורים מעבדה קומפקטיים מעל מערכות ספסל ופיילוט ועד מעבדים קוליים תעשייתיים לחלוטין עם היכולת לעבד מטענים לשעה. מגוון המוצרים המלא מאפשר לנו להציע לכם את הקולט הקולי המתאים ביותר לחומר הגלם, קיבולת התהליך ויעדי הייצור שלכם.
מערכות ספסל אולטראסוניות אידיאליות לבדיקות היתכנות ואופטימיזציה של תהליכים. סקייל-אפ ליניארי המבוסס על פרמטרים של תהליך מבוסס מקל מאוד על הגדלת יכולות העיבוד ממגרשים קטנים יותר לייצור מסחרי מלא. שדרוג קנה המידה יכול להיעשות על ידי התקנת יחידת חילוץ קולי חזק יותר או קיבוץ מספר ultrasonicators במקביל. עם UIP16000, Hielscher מציעה את המחלץ קולי החזק ביותר בעולם.

אמפליטודות ניתנות לשליטה מדויקת לקבלת תוצאות מיטביות

כל Ultrasonicators Hielscher הם נשלטים במדויק ובכך סוסי עבודה אמין בייצור. המשרעת היא אחד הפרמטרים המכריעים בתהליך המשפיעים על היעילות והיעילות של מיצוי קולי של חומרים מזינים מחרקים.
חומר חרקים כגון זחלים וזבובים דורש סוניקציה מתונה יותר והגדרות משרעת נמוכות יותר, בעוד צרצרים וחרקים עם מעטפת שלד חיצוני עבה דורשים סוניקציה באמפליטודות גבוהות יותר כדי לשחרר את חומרי המזון הממוקדים. כל מעבדי Hielscher Ultrasonics מאפשרים הגדרה מדויקת של המשרעת. סונוטרודים וקרניים מאיצים הם אביזרים המאפשרים לשנות את המשרעת בטווח רחב עוד יותר. Hielscher מעבדים קוליים תעשייתיים יכולים לספק אמפליטודות גבוהות מאוד ולספק את העוצמה הקולית הנדרשת עבור יישומים תובעניים. אמפליטודות של עד 200μm ניתנות להפעלה רציפה בקלות בפעולה 24/7.
הגדרות משרעת מדויקות וניטור קבוע של פרמטרי התהליך העל-קולי באמצעות תוכנה חכמה נותנים לך את האפשרות לטפל בזרעים שלך בתנאים האולטרסוניים היעילים ביותר. סוניקציה אופטימלית לתוצאות החילוץ הטובות ביותר!
החוסן של ציוד קולי Hielscher מאפשר פעולה 24/7 בתפקיד כבד בסביבות תובעניות. זה עושה ציוד קולי Hielscher כלי עבודה אמין הממלא את דרישות החילוץ שלך.

בדיקת תהליכים קלה ונטולת סיכונים

תהליכים קוליים יכולים להיות בקנה מידה ליניארי לחלוטין. משמעות הדבר היא שכל תוצאה שהשגתם באמצעות מעבדה או אולטרסאונד עליון, ניתן לשנות את קנה המידה לאותה תפוקה בדיוק באמצעות אותם פרמטרים של תהליך. זה הופך את האולטרסוניקציה לאידיאלית לבדיקת היתכנות ללא סיכון, אופטימיזציה של תהליכים ויישום לאחר מכן בייצור מסחרי. צרו איתנו קשר כדי ללמוד כיצד סוניקציה יכולה להגביר את ייצור חלבון החרקים שלכם!

האיכות הגבוהה ביותר – עוצב ויוצר בגרמניה

כעסק בבעלות משפחתית ומשפחתית, Hielscher מתעדף את תקני האיכות הגבוהים ביותר עבור המעבדים העל-קוליים שלה. כל האולטרה-סוניקטורים מתוכננים, מיוצרים ונבדקים ביסודיות במטה שלנו בטלטאו ליד ברלין, גרמניה. חוסן ואמינות של ציוד קולי Hielscher להפוך אותו סוס עבודה הייצור שלך. פעולה 24/7 תחת עומס מלא ובסביבות תובעניות היא מאפיין טבעי של מיקסרים בעלי ביצועים גבוהים של Hielscher.

הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו: