초음파를 이용한 곤충 단백질 생산 개선

곤충은 지속 가능하고 성장하기 쉬운 고품질 영양 단백질과 지질의 공급원입니다. 곤충에서 단백질과 지질을 분리하기 위해 초음파 추출은 매우 효율적이고 신뢰할 수 있는 기술로 사용됩니다. 초음파는 높은 추출 속도, 높은 단백질 및 지질 수율, 최고 품질의 곤충 성분의 신속한 가공으로 입증되었습니다.

Power Ultrasound로 곤충 단백질을 추출하는 이유는 무엇입니까?

곤충 단백질 추출물은 단백질 함량이 높고 키틴 및 지방과 같은 원치 않는 물질의 비율이 낮기 때문에 일반적으로 곤충 가루보다 품질이 높은 것으로 간주됩니다.
곤충 가루는 일반적으로 곤충을 통째로 갈아서 만드는데, 분말에는 키틴질, 외골격 및 기타 비영양 성분과 같은 소화되지 않는 물질이 상당량 포함될 수 있습니다. 대조적으로, 곤충 단백질 추출물은 일반적으로 곤충에서 단백질을 추출하여 만들어지므로 더 순수하고 농축된 단백질 제품이 됩니다. 초음파 추출은 고품질 곤충 단백질을 위한 매우 효과적인 생산 기술로 입증되었습니다.
곤충 단백질 추출물의 단백질 농도가 높다는 것은 곤충 가루보다 그램당 더 많은 단백질을 제공할 수 있어 더 효율적인 단백질 공급원이 된다는 것을 의미합니다. 또한 비영양 성분을 제거하면 곤충 단백질 추출물이 더 쉽게 소화될 수 있으며 이를 섭취하는 동물과 인간의 소화 문제 위험을 줄일 수 있습니다.
또한 곤충 단백질 추출물은 곤충 가루에 비해 맛과 냄새가 더 순할 수 있어 소비자에게 더 매력적입니다. 또한 다양한 식품 및 사료 제품의 성분으로 사용할 수 있기 때문에 보다 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.
 

곤충 단백질의 초음파 추출

초음파 추출은 일반 곤충 식사 처리에 쉽게 구현할 수 있으며 최종 제품으로 업그레이드할 수 있습니다. 초음파로 추출한 곤충 단백질은 곤충 가루보다 품질이 우수하여 영양가가 높고 맛이 좋아하며 기능이 우수합니다.

프로브 형 초음파기를 사용한 곤충 단백질 추출을위한 일반 프로토콜

초음파 프로브를 사용하여 병정파리 유충에서 식품 등급 단백질을 추출하기 위한 일반 프로토콜:
재료와 장비:

• 병사파리 유충 또는 밀웜 유충(Tenebrio molitor), 귀뚜라미 성충(Gryllus bimaculatus) 및 누에 번데기(Bombyx mori)와 같은 기타 곤충 종 – 이전에 재배하고 수확한 경우
• 프로브 형 초음파기
• 블렌더 또는 푸드 프로세서
• 9.46mM 아스코르브산 또는 기타 선택한 용매를 포함하는 증류수
• 원심 분리기
• 유리 또는 플라스틱 용기
• 여과지 또는 메쉬 필터

곤충 단백질 추출을 위한 단계별 지침

1. 곤충 유충의 준비 :
   • 사육 시스템에서 병사파리 유충을 수확합니다.
   • 유충을 증류수로 철저히 씻어 부스러기나 불순물을 제거합니다.
   • 유충을 -20°C 이하에서 얼려 효소를 비활성화하고 단백질 품질을 보존합니다.
2. 유충 붕괴:
   • 얼린 유충을 해동하고 믹서기나 푸드 프로세서에 넣습니다.
   • 원하는 단백질 농도(예: 10% w/v)를 얻기 위해 적절한 양의 증류수 또는 완충 용액을 추가합니다.
   • 균질한 슬러리가 얻어질 때까지 유충을 혼합하거나 가공합니다.
   • 슬러리를 유리 또는 플라스틱 용기에 옮깁니다.
3. 탈지 (선택 사항) :
   • 곤충 식사의 지방 제거는 단백질 수율과 품질을 높이는 데 도움이 되는 선택적 단계입니다. 곤충 식사의 지방 함량은 헥산 처리를 통해 감소됩니다. 전반적으로, 인간이 섭취하는 대부분의 곤충 단백질 추출물의 경우 단백질 품질을 향상시키기 위해 탈지가 권장됩니다. 기존의 헥산 탈지 공정은 시간이 많이 걸립니다. 초음파는 곤충 식사의 탈지를 크게 가속화 할 수 있습니다!
4. 초음파 처리 :
   • 초음파기의 프로브 (예 : UIP2000hdT)를 유충 슬러리에 담그십시오.
   • 초음파기 매개 변수 (예 : 부피 및 슬러리에 따라 100 % 진폭 및 초음파 처리 시간)를 설정하십시오.
   • 단백질의 변성을 피하기 위해 일정한 온도를 유지하면서 유충 슬러리에 초음파를 적용합니다.
   • 초음파 처리 과정은 세포를 파괴하고 유충에서 단백질을 방출하는 데 도움이됩니다.
   • 초음파 처리 중 온도를 모니터링하십시오. Hielscher 초음파기에는 온도 센서와 온도 제어 장치가 장착되어 있습니다.
5. 원심 분리:
   • 초음파 처리 후, 초음파 처리 된 유충 슬러리를 원심 분리기 튜브로 옮깁니다.
   • 적절한 속도와 지속 시간으로 튜브를 원심분리하여 단백질 함유 상층액을 고체 파편 및 파괴되지 않은 세포에서 분리합니다.
   • 추출된 단백질이 들어 있는 상층액을 모아 깨끗한 용기에 옮깁니다.
   • 선택적으로 필요한 경우 원심분리 단계를 반복하여 남아 있는 고체 입자를 제거합니다. 또는 여과를 단백질 분리 기술로 사용할 수 있습니다.
6. 단백질 분석 및 보관:
   • 단백질 분석을 수행하여 추출된 단백질의 품질과 조성을 평가합니다.
7. 보관:
   • 추출된 단백질을 적절한 용기에 담아 서늘하고 건조하며 어두운 곳에 보관하십시오.

 
식량 공급원으로서의 곤충: Insects such as crickets, worms, flies and larvae are rich in proteins. In order to fulfil the growing demand for high-quality proteins, insects have got valued as a healthy, sustainable, and environmental-friendly protein source, which is used for human food, pet food and livestock feed. Insects are ectothermic (which means they are cold-blooded and do not waste energy to produce heat to increase their body temperature), they do not require a lot of space, and they can be fed using waste as growth substrate. This makes insect proteins and lipids a promising food source, which can help to fill the “protein gap”, which has to be overcome to feed a rising world population and its demand for high-quality nutrients, especially protein.
곤충 사육: Insects are bred on insect farms, where they are grown in containers or reactors. With the advantage of being fast growing organisms, they require relatively low care, can be fed with organic waste, and are quickly cultivated to harvest size or ripeness. Especially fly larvae, mealworms and crickets are easy to breed. Regarding efficiency, the larvae of the black soldier fly is recognized for its excellent transformation of organic waste into high-quality protein. this is why the black soldier fly is also known as “queen of waste transformation” under insect farmers.
 
곤충 식사의 가공 단계: 곤충이 목표한 크기나 경기장에 도달하면 수확됩니다. 이것은 식품 성분으로 가공할 준비가 되었음을 의미합니다. 가공하기 전에 곤충을 물로 씻고 체로 걸러 4°C에서 약 하루 동안 사료 없이 산 채로 보관합니다.
그 후, 곤충을 요리 한 다음 매우 뜨거운 공기로 또는 용기에서 가열하여 건조시킵니다. 박테리아를 죽이기 위해 열처리도 필요합니다. 마지막으로, 곤충은 건조 곤충 가루(곤충 가루라고도 함)로 분쇄됩니다. 곤충 가루는 동물 사료의 식품 성분 또는 첨가제로 사용할 수 있습니다. 그러나 곤충 가루를 정제하고 업그레이드하기 위해 가장 가치 있는 성분, 즉 단백질과 지질을 추출합니다. 특히 순수한 곤충 단백질은 단백질 바, 단백질 파우더 및 제과류, 칩, 크래커 등과 같은 많은 식품의 첨가제로 사용되는 고영양 성분으로 가치가 높습니다.
 
초음파 프로브 타입의 추출기를 사용하여 고품질 곤충 단백질을 생산하십시오!
 
곤충에서 고품질 단백질의 초음파 추출:
초음파 추출은 파리, 벌레, 벌레, 귀뚜라미 및 유충을 포함한 많은 곤충 형태에서 단백질 분말, 가수 분해물 및 단백질 분리물을 생산하는 데 사용됩니다. 곤충 식사에서 고품질 단백질을 추출함으로써 초음파는 우수한 영양 프로필을 가진 기능성 식품 성분을 생산합니다.

곤충에서 초음파 단백질 추출의 장점

초음파는 식물 (예 : 콩, 쌀, 유채, 해바라기, 호박 씨앗 등), 유제품 (예 : 유장 단백질 농축 물 (WPC), 유장 단백질, 우유 단백질 잔류 물, 칼슘 카제인 산염), 조류 (예 : 해초), 해산물 (예 : 어류 부산물 및 해산물 폐기물) 및 곤충 (예 : 벌레, 유충, 파리, 구더기, 딱정벌레, 귀뚜라미, 바퀴벌레 등).
매우 능률 적이고, 녹색 적출 기술로, 곤충 단백질의 초음파 적출은 곤충 단백질 분말, 가수분해물 및 분리물의 생산에 있는 그것의 장소를 찾아냈습니다. 높은 공정 신뢰성, 반복성 및 선형 상향 조정으로 인해 초음파는 곤충에서 단백질을 추출하고 단백질 구조를 수정하며 단백질의 물리 화학적 특성을 향상시키는 데 사용됩니다.
예를 들어, Mintha et al. (2020)은 검은 병정 파리 유충 (H. illucens)에 초음파 추출을 적용했습니다. 그들은 초음파 처리가 단백질 구조를 개선하고 단백질 기능을 변경하여 H. illucens 단백질? 가수 분해물 생산에 유익하다고보고합니다. 특히, 초음파에 의해 제타 전위, 분산성, 티올 값이 증가하였다. 또한, 초음파 처리 후 단백질의 탁도와 입자 크기가 감소했습니다. 초음파는 비 초음파 처리 된 대조군에 비해 분리 단백질의 가벼움 (L *)을 x ̄ 7.46 % 크게 증가시켰다.

곤충 단백질 처리를위한 고성능 초음파 발생기

초음파 추출 및 균질화는 고품질 곤충 단백질의 생산을 촉진하고 가속화하는 신뢰할 수 있는 가공 기술입니다. Hielscher 초음파 포트폴리오는 소형 실험실 초음파에서 산업용 추출 시스템에 이르기까지 모든 범위를 포괄합니다. 따라서 Hielscher는 예상되는 공정 용량에 가장 적합한 초음파를 제공 할 수 있습니다. 오랜 시간 경험이 풍부한 당사의 직원이 타당성 테스트 및 공정 최적화에서 최종 생산 수준의 초음파 시스템 설치에 이르기까지 도움을 드릴 것입니다.
당사의 초음파 추출기의 작은 발자국과 설치 옵션의 다양성으로 인해 작은 공간의 곤충 단백질 처리 시설에도 적합합니다. 초음파 프로세서는 전 세계적으로 식품 및 영양 보충제 생산 시설뿐만 아니라 애완 동물 및 가축 사료 생산에도 설치됩니다. 또한, 초음파 고전단 믹서는 곤충 단백질을 인간 식품뿐만 아니라 동반 동물을위한 애완 동물 사료 및 농장 동물을위한 가축 사료로 공식화하는 데 이상적입니다.

Hielscher Ultrasonics – 정교한 추출 장비

Hielscher 초음파 제품 포트폴리오는 소규모에서 대규모에 이르기까지 모든 범위의 고성능 초음파 추출기를 다룹니다. 추가 액세서리를 사용하면 곤충 단백질 공정에 가장 적합한 초음파 장치 구성을 쉽게 조립할 수 있습니다. 최적의 초음파 설정은 예상되는 용량, 부피, 원료, 배치 또는 인라인 공정 및 일정에 따라 다릅니다.

초음파 곤충 추출 – 배치 및 인라인 처리

Hielscher 초음파기는 배치 및 연속 플로우 스루 처리에 사용할 수 있습니다. 초음파 배치 처리는 공정 테스트, 최적화 및 중소 규모 생산 수준에 이상적입니다. 곤충 단백질을 대량으로 생산하는 경우 인라인 처리가 더 유리할 수 있습니다. 일괄 처리는 매우 간단한 설정만 필요하지만 시간과 노동 집약적입니다. 연속적인 인라인 믹싱 프로세스에는 정교한 설정이 필요합니다. – 펌프, 호스 또는 파이프 및 탱크로 구성되지만 더 효율적이고 빠르며 노동력이 훨씬 적게 필요합니다. Hielscher 초음파는 추출량 및 공정 목표에 가장 적합한 추출 설정을 갖추고 있습니다.

모든 제품 용량에 맞는 초음파 추출기

Hielscher 초음파 제품 범위는 벤치 탑 및 파일럿 시스템을 통한 소형 실험실 초음파기에서 시간당 트럭 적재량을 처리 할 수있는 완전 산업용 초음파 프로세서에 이르기까지 초음파 프로세서의 전체 스펙트럼을 다룹니다. 전체 제품 범위를 통해 원료, 공정 용량 및 생산 목표에 가장 적합한 초음파 추출기를 제공 할 수 있습니다.
초음파 벤치탑 시스템은 타당성 테스트 및 공정 최적화에 이상적입니다. 확립된 공정 매개변수를 기반으로 한 선형 확장을 통해 소규모 로트에서 완전한 상업 생산에 이르기까지 처리 용량을 매우 쉽게 늘릴 수 있습니다. 업 스케일링은 더 강력한 초음파 추출기 장치를 설치하거나 여러 초음파를 병렬로 클러스터링하여 수행 할 수 있습니다. UIP16000 통해 Hielscher는 전 세계에서 가장 강력한 초음파 추출기를 제공합니다.

최적의 결과를 위해 정밀하게 제어 가능한 진폭

모든 Hielscher 초음파기는 정밀하게 제어 할 수 있으므로 생산에서 신뢰할 수있는 작업 말입니다. 진폭은 곤충에서 영양소의 초음파 추출의 효율성과 효과에 영향을 미치는 중요한 공정 매개 변수 중 하나입니다.
유충 및 파리와 같은 곤충 물질은 더 약한 초음파 처리와 더 낮은 진폭 설정이 필요한 반면, 두꺼운 외골격 껍질을 가진 귀뚜라미 및 곤충은 대상 영양소를 방출하기 위해 더 높은 진폭에서 초음파 처리가 필요합니다. 모든 Hielscher 초음파 프로세서는 진폭을 정확하게 설정할 수 있습니다. Sonotrodes 및 부스터 혼은 훨씬 더 넓은 범위에서 진폭을 수정할 수 있는 액세서리입니다. Hielscher 산업용 초음파 프로세서는 매우 높은 진폭을 제공하고 까다로운 응용 분야에 필요한 초음파 강도를 제공 할 수 있습니다. 최대 200μm의 진폭을 24/7 작동에서 쉽게 연속적으로 실행할 수 있습니다.
정확한 진폭 설정과 스마트 소프트웨어를 통한 초음파 공정 매개 변수의 영구적 인 모니터링은 가장 효과적인 초음파 조건으로 씨앗을 처리 할 수있는 가능성을 제공합니다. 최상의 추출 결과를위한 최적의 초음파 처리!
Hielscher 초음파 장비의 견고 함은 중장비 및 까다로운 환경에서 24/7 작동을 허용합니다. 따라서 Hielscher 초음파 장비는 추출 요구 사항을 충족하는 신뢰할 수있는 작업 도구입니다.

간편하고 위험이 없는 공정 테스트

초음파 공정은 완전히 선형 스케일이 될 수 있습니다. 즉, 실험실 또는 벤치 탑 초음파기를 사용하여 얻은 모든 결과는 정확히 동일한 프로세스 매개 변수를 사용하여 정확히 동일한 출력으로 확장 할 수 있습니다. 따라서 초음파는 위험없는 타당성 테스트, 공정 최적화 및 상업적 제조로의 후속 구현에 이상적입니다. 초음파 처리가 곤충 단백질 생산을 어떻게 증가시킬 수 있는지 알아 보려면 저희에게 연락하십시오!

최고 품질 – 독일에서 설계 및 제조

가족 소유 및 가족 운영 기업인 Hielscher는 초음파 프로세서에 대한 최고 품질 표준을 우선시합니다. 모든 초음파기는 독일 베를린 근처의 Teltow에있는 본사에서 설계, 제조 및 철저한 테스트를 거쳤습니다. Hielscher 초음파 장비의 견고 함과 신뢰성은 생산에서 일꾼이됩니다. 최대 부하 및 까다로운 환경에서 24/7 작동은 Hielscher 고성능 믹서의 자연스러운 특성입니다.

아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.