Peningkatan Produksi Protein Serangga dengan Ultrasonik

Serangga adalah sumber protein dan lipid nutrisi berkualitas tinggi yang berkelanjutan dan mudah tumbuh. Untuk memisahkan protein dan lipid dari serangga, ekstraksi ultrasonik digunakan sebagai teknologi yang sangat efisien dan andal. Ultrasonikasi telah terbukti untuk tingkat ekstraksi yang tinggi, hasil protein dan lipid yang tinggi, dan pemrosesan cepat bahan serangga berkualitas tinggi.

Mengapa Mengekstrak Protein Serangga dengan Power Ultrasound?

Ekstrak protein serangga biasanya dianggap berkualitas lebih tinggi daripada tepung serangga karena mengandung persentase protein yang lebih tinggi dan persentase bahan lain yang tidak diinginkan seperti kitin dan lemak yang lebih rendah.
Tepung serangga biasanya dibuat dengan menggiling serangga utuh menjadi bubuk, yang dapat mengandung sejumlah besar bahan yang tidak dapat dicerna seperti kitin, kerangka luar, dan komponen non-nutrisi lainnya. Sebaliknya, ekstrak protein serangga biasanya dibuat dengan mengekstraksi protein dari serangga, yang menghasilkan produk protein yang lebih murni dan lebih pekat. Ekstraksi ultrasonik telah terbukti menjadi teknik produksi yang sangat berkhasiat untuk protein serangga berkualitas tinggi.
Konsentrasi protein yang lebih tinggi dalam ekstrak protein serangga berarti dapat menyediakan lebih banyak protein per gram daripada tepung serangga, menjadikannya sumber protein yang lebih efisien. Selain itu, penghilangan komponen non-nutrisi dapat membuat ekstrak protein serangga lebih mudah dicerna dan dapat mengurangi risiko masalah pencernaan pada hewan dan manusia yang mengkonsumsinya.
Selain itu, ekstrak protein serangga mungkin memiliki rasa dan bau yang lebih lembut dibandingkan dengan tepung serangga, membuatnya lebih menarik bagi konsumen. Ini juga memiliki aplikasi yang lebih serbaguna, karena dapat digunakan sebagai bahan dalam berbagai produk makanan dan pakan.
 

Ekstraksi Ultrasonik Protein Serangga

Ekstraksi ultrasonik dapat dengan mudah diimplementasikan ke dalam pemrosesan tepung serangga reguler dan memungkinkan untuk meningkatkan ke produk akhir. Protein serangga yang diekstraksi secara ultrasonik memiliki kualitas yang lebih unggul daripada tepung serangga yang menawarkan nilai gizi yang lebih tinggi, rasa yang lebih baik, dan fungsi yang lebih baik.

Protokol Umum untuk Ekstraksi Protein Serangga menggunakan Ultrasonicator Tipe Probe

Protokol umum untuk mengekstraksi protein food grade dari larva lalat prajurit menggunakan probe ultrasonik:
Bahan dan Peralatan:

• Larva lalat prajurit atau spesies serangga lainnya seperti larva ulat tepung (Tenebrio molitor), jangkrik dewasa (Gryllus bimaculatus), dan kepompong ulat sutera (Bombyx mori) – sebelumnya dibudidayakan dan dipanen
• Probe-jenis ultrasonicator
• Blender atau food processor
• Air suling yang mengandung asam askorbat 9,46 mM atau pelarut pilihan lainnya
• Centrifuge
• Wadah kaca atau plastik
• Filter kertas saring atau mesh

Petunjuk Langkah demi Langkah untuk Ekstraksi Protein Serangga

1. Persiapan Larva Serangga:
   • Panen larva lalat prajurit dari sistem pemeliharaan.
   • Cuci larva secara menyeluruh dengan air suling untuk menghilangkan kotoran atau kotoran.
   • Bekukan larva pada suhu -20°C atau lebih rendah untuk menonaktifkan enzim dan menjaga kualitas protein.
2. Gangguan Larva:
   • Lelehkan larva beku dan pindahkan ke dalam blender atau food processor.
   • Tambahkan volume air suling atau larutan buffer yang sesuai untuk mencapai konsentrasi protein yang diinginkan (misalnya, 10% w/v).
   • Blender atau proses larva sampai diperoleh bubur homogen.
   • Pindahkan bubur ke wadah kaca atau plastik.
3. Defatting (opsional):
   • Penghilangan lemak tepung serangga adalah langkah opsional yang membantu meningkatkan hasil dan kualitas protein. Kandungan lemak dari tepung serangga dikurangi melalui perlakuan heksana. Secara keseluruhan, untuk sebagian besar ekstrak protein serangga untuk konsumsi manusia, defatting dianjurkan untuk meningkatkan kualitas protein. Proses defatting heksana konvensional memakan waktu. Ultrasonikasi dapat mempercepat penghilangan lemak tepung serangga secara signifikan!
4. Ultrasonikasi:
   • Benamkan probe ultrasonikator, misalnya, UIP2000hdT, ke dalam bubur larva.
   • Atur parameter ultrasonikator, misalnya, amplitudo 100% dan waktu sonikasi sesuai dengan volume dan bubur.
   • Oleskan gelombang ultrasonik ke bubur larva sambil mempertahankan suhu konstan untuk menghindari denaturasi protein.
   • Proses ultrasonikasi membantu mengganggu sel dan melepaskan protein dari larva.
   • Pantau suhu selama sonikasi. Ultrasonicators Hielscher dilengkapi dengan sensor suhu dan kontrol suhu.
5. Sentrifugasi:
   • Setelah ultrasonikasi, pindahkan bubur larva yang disonikasi ke tabung centrifuge.
   • Centrifuge tabung dengan kecepatan dan durasi yang sesuai untuk memisahkan supernatan yang mengandung protein dari puing-puing padat dan sel yang tidak terputus.
   • Kumpulkan supernatan, yang berisi protein yang diekstraksi, dan pindahkan ke wadah bersih.
   • Secara opsional, ulangi langkah sentrifugasi jika perlu untuk menghilangkan partikel padat yang tersisa. Atau, filtrasi dapat digunakan sebagai teknik pemisahan protein.
6. Analisis dan Penyimpanan Protein:
   • Lakukan analisis protein untuk menilai kualitas dan komposisi protein yang diekstraksi.
7. Penyimpanan:
   • Simpan protein yang diekstraksi dalam wadah yang sesuai di tempat yang sejuk, kering, dan gelap.

 
Serangga sebagai sumber makanan: Serangga seperti jangkrik, cacing, lalat, dan larva kaya akan protein. Untuk memenuhi permintaan yang terus meningkat akan protein berkualitas tinggi, serangga telah dihargai sebagai sumber protein yang sehat, berkelanjutan, dan ramah lingkungan, yang digunakan untuk makanan manusia, makanan hewan peliharaan, dan pakan ternak. Serangga bersifat ektotermik (yang berarti mereka berdarah dingin dan tidak membuang energi untuk menghasilkan panas untuk meningkatkan suhu tubuhnya), mereka tidak membutuhkan banyak ruang, dan mereka dapat diberi makan menggunakan limbah sebagai substrat pertumbuhan. Hal ini membuat protein dan lipid serangga menjadi sumber makanan yang menjanjikan, yang dapat membantu mengisi "kesenjangan protein", yang harus diatasi untuk memberi makan populasi dunia yang meningkat dan permintaannya akan nutrisi berkualitas tinggi, terutama protein.
Peternakan Serangga: Serangga dibiakkan di peternakan serangga, di mana mereka ditanam dalam wadah atau reaktor. Dengan keunggulan menjadi organisme yang tumbuh cepat, mereka membutuhkan perawatan yang relatif rendah, dapat diberi makan dengan limbah organik, dan dengan cepat dibudidayakan untuk memanen ukuran atau kematangan. Terutama larva lalat, cacing makan, dan jangkrik mudah berkembang biak. Mengenai efisiensi, larva lalat tentara hitam diakui karena transformasi limbah organik yang sangat baik menjadi protein berkualitas tinggi. Inilah sebabnya mengapa Black Soldier Fly juga dikenal sebagai "ratu transformasi limbah" di bawah petani serangga.
 
Langkah-langkah Pengolahan Makanan Serangga: Ketika serangga telah mencapai ukuran atau stadion yang ditargetkan, mereka dipanen. Artinya mereka siap diolah menjadi bahan makanan. Sebelum diproses, serangga dicuci dalam air, diayak dan disimpan hidup-hidup pada suhu 4°C selama sekitar satu hari tanpa pakan apa pun.
Setelah itu, serangga dimasak, dan kemudian dikeringkan dengan udara yang sangat panas atau dengan memanaskannya dalam wadah. Perlakuan panas juga diperlukan untuk membunuh bakteri. Akhirnya, serangga digiling menjadi tepung serangga kering (juga dikenal sebagai tepung serangga). Tepung serangga dapat digunakan sebagai bahan makanan atau aditif dalam pakan ternak. Tetapi untuk menyempurnakan dan meningkatkan tepung serangga, bahan-bahan yang paling berharga, yaitu protein dan lipid, diekstraksi. Terutama protein serangga murni dihargai sebagai bahan yang sangat bergizi, yang digunakan dalam protein batang, bubuk protein dan sebagai aditif ke dalam banyak produk makanan seperti makanan yang dipanggang, keripik, kerupuk dll.
 
Gunakan ekstraktor tipe probe ultrasonik untuk menghasilkan protein serangga berkualitas tinggi!
 
Ekstraksi Ultrasonik Protein Berkualitas Tinggi dari Serangga:
Ekstraksi ultrasonik digunakan untuk menghasilkan bubuk protein, hidrolisat, dan isolat protein dari berbagai bentuk serangga, termasuk lalat, cacing, serangga, jangkrik, dan larva. Dengan mengekstraksi protein berkualitas tinggi dari tepung serangga, ultrasonication menghasilkan bahan makanan fungsional dengan profil nutrisi yang unggul.

Keuntungan Ekstraksi Protein Ultrasonik dari Serangga

Ultrasonikasi banyak diterapkan untuk mengekstrak dan mengolah protein dari berbagai sumber seperti tumbuhan (misalnya, dari kedelai, beras, rapeseed, bunga matahari, biji labu dll.), Susu (misalnya, konsentrat protein whey (WPC), protein whey, retensi protein susu, kalsium kaseinat), ganggang (misalnya, rumput laut), makanan laut (misalnya, produk sampingan ikan dan limbah makanan laut), dan serangga (misalnya cacing, larva, lalat, belatung, kumbang, jangkrik, kecoak dll.).
Sebagai teknologi ekstraksi yang sangat efisien dan hijau, ekstraksi ultrasonik protein serangga telah ditemukan tempatnya dalam produksi bubuk protein serangga, hidrolisat dan isolasi. Karena keandalan proses yang tinggi, pengulangan dan peningkatan linier, ultrasonikasi digunakan untuk mengekstrak protein dari serangga, untuk memodifikasi struktur protein dan untuk meningkatkan sifat fisikokimia protein.
Misalnya, Mintha et al. (2020) menerapkan ekstraksi ultrasonik pada larva lalat tentara hitam (H. illucens). Mereka melaporkan bahwa sonikasi meningkatkan struktur protein, mengubah fungsionalitas protein, dan dengan demikian bermanfaat untuk produksi protein H. illucens / hidrolisat. Terutama, potensi zeta, dispersibilitas, dan nilai tiol ditingkatkan dengan ultrasonikasi. Selanjutnya, kekeruhan dan ukuran partikel protein menurun setelah sonikasi. Ultrasonication secara signifikan meningkatkan ringan (L *) isolat protein sebesar x ̄ 7,46% dibandingkan dengan kontrol non-sonikasi.

Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Pemrosesan Protein Serangga

Ekstraksi dan homogenisasi ultrasonik adalah teknologi pemrosesan yang andal, yang memfasilitasi dan mempercepat produksi protein serangga berkualitas tinggi. Portofolio Hielscher Ultrasonics mencakup berbagai macam mulai dari ultrasonicators laboratorium kompak hingga sistem ekstraksi industri. Dengan demikian, kami di Hielscher dapat menawarkan ultrasonicator yang paling cocok untuk kapasitas proses yang Anda bayangkan. Staf kami yang berpengalaman lama akan membantu Anda mulai dari uji kelayakan dan optimalisasi proses hingga pemasangan sistem ultrasonik Anda pada tingkat produksi akhir.
Jejak kaki kecil dari ekstraktor ultrasonik kami serta keserbagunaannya dalam opsi pemasangan membuatnya cocok bahkan dengan fasilitas pemrosesan protein serangga ruang kecil. Prosesor ultrasonik dipasang di seluruh dunia di fasilitas produksi makanan dan suplemen nutrisi serta untuk produksi pakan hewan peliharaan dan ternak. Selain itu, mixer geser tinggi ultrasonik sangat ideal untuk memformulasikan protein serangga menjadi produk makanan manusia serta menjadi makanan hewan peliharaan untuk hewan pendamping dan pakan ternak untuk hewan ternak.

Hielscher Ultrasonics – Peralatan Ekstraksi Canggih

Portofolio produk Hielscher Ultrasonics mencakup berbagai macam ekstraktor ultrasonik berkinerja tinggi dari skala kecil hingga besar. Aksesori tambahan memungkinkan perakitan konfigurasi perangkat ultrasonik yang paling sesuai dengan mudah untuk proses protein serangga Anda. Pengaturan ultrasonik yang optimal tergantung pada kapasitas yang dibayangkan, volume, bahan baku, batch atau proses inline dan garis waktu.

Ekstraksi Serangga Ultrasonik – Batch dan pengolahan inline

Ultrasonicators Hielscher dapat digunakan untuk pemrosesan batch dan flow-through kontinu. Pemrosesan batch ultrasonik sangat ideal untuk pengujian proses, pengoptimalan, dan tingkat produksi ukuran kecil hingga menengah. Untuk memproduksi protein serangga dalam jumlah besar, pemrosesan inline mungkin lebih menguntungkan. Meskipun batching hanya membutuhkan pengaturan yang sangat sederhana, ini lebih memakan waktu dan tenaga kerja. Proses pencampuran inline yang berkelanjutan membutuhkan pengaturan yang canggih – terdiri dari pompa, selang atau pipa dan tangki -, tetapi lebih efisien, lebih cepat dan membutuhkan tenaga kerja yang jauh lebih sedikit. Hielscher Ultrasonics memiliki pengaturan ekstraksi yang paling sesuai untuk volume ekstraksi dan tujuan proses Anda.

Ekstraktor Ultrasonik untuk Setiap Kapasitas Produk

Rangkaian produk Hielscher Ultrasonics mencakup spektrum penuh prosesor ultrasonik dari ultrasonicator lab kompak melalui sistem bench-top dan pilot hingga prosesor ultrasonik industri penuh dengan kapasitas untuk memproses muatan truk per jam. Rangkaian produk lengkap memungkinkan kami untuk menawarkan ekstraktor ultrasonik yang paling cocok untuk bahan baku, kapasitas proses, dan target produksi Anda.
Sistem benchtop ultrasonik ideal untuk uji kelayakan dan pengoptimalan proses. Peningkatan skala linier berdasarkan parameter proses yang ditetapkan membuatnya sangat mudah untuk meningkatkan kapasitas pemrosesan dari lot yang lebih kecil ke produksi komersial sepenuhnya. Peningkatan skala dapat dilakukan dengan memasang unit ekstraktor ultrasonik yang lebih kuat atau mengelompokkan beberapa ultrasonicator secara paralel. Dengan UIP16000 ini, Hielscher menawarkan ekstraktor ultrasonik paling kuat di seluruh dunia.

Amplitudo yang dapat dikontrol secara tepat untuk hasil yang optimal

Semua ultrasonicator Hielscher dapat dikontrol dengan tepat dan dengan demikian kuda kerja yang andal dalam produksi. Amplitudo adalah salah satu parameter proses penting yang mempengaruhi efisiensi dan efektivitas ekstraksi ultrasonik nutrisi dari serangga.
Bahan serangga seperti larva dan lalat membutuhkan sonikasi yang lebih ringan dan pengaturan amplitudo yang lebih rendah, sedangkan jangkrik dan serangga dengan cangkang exoskeleton yang tebal membutuhkan sonikasi pada amplitudo yang lebih tinggi untuk melepaskan nutrisi yang ditargetkan. Semua prosesor Hielscher Ultrasonics memungkinkan pengaturan amplitudo yang tepat. Sonotrodes dan klakson booster adalah aksesori yang memungkinkan untuk memodifikasi amplitudo dalam jangkauan yang lebih luas. Prosesor ultrasonik industri Hielscher dapat memberikan amplitudo yang sangat tinggi dan memberikan intensitas ultrasonik yang diperlukan untuk aplikasi yang menuntut. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah dijalankan terus menerus dalam operasi 24/7.
Pengaturan amplitudo yang tepat dan pemantauan permanen parameter proses ultrasonik melalui perangkat lunak pintar memberi Anda kemungkinan untuk merawat benih Anda dengan kondisi ultrasonik yang paling efektif. Sonikasi optimal untuk hasil ekstraksi terbaik!
Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut. Hal ini menjadikan peralatan ultrasonik Hielscher alat kerja yang andal yang memenuhi kebutuhan ekstraksi Anda.

Pengujian Proses yang Mudah dan Bebas Risiko

Proses ultrasonik dapat sepenuhnya berskala linier. Ini berarti setiap hasil yang telah Anda capai menggunakan ultrasonicator lab atau bench-top, dapat diskalakan ke output yang persis sama menggunakan parameter proses yang persis sama. Hal ini membuat ultrasonication ideal untuk pengujian kelayakan bebas risiko, optimalisasi proses dan implementasi selanjutnya ke dalam manufaktur komersial. Hubungi kami untuk mempelajari bagaimana sonikasi dapat meningkatkan produksi protein serangga Anda!

Kualitas Tertinggi – Dirancang dan Diproduksi di Jerman

Sebagai bisnis milik keluarga dan dikelola keluarga, Hielscher memprioritaskan standar kualitas tertinggi untuk prosesor ultrasoniknya. Semua ultrasonicator dirancang, diproduksi dan diuji secara menyeluruh di kantor pusat kami di Teltow dekat Berlin, Jerman. Kekokohan dan keandalan peralatan ultrasonik Hielscher menjadikannya kuda kerja dalam produksi Anda. Operasi 24/7 di bawah beban penuh dan di lingkungan yang menuntut adalah karakteristik alami dari mixer berkinerja tinggi Hielscher.

Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: