Uzlabota kukaiņu olbaltumvielu ražošana ar ultraskaņu

Kukaiņi ir ilgtspējīgs, viegli audzējams augstvērtīgu uztura olbaltumvielu un lipīdu avots. Lai no kukaiņiem atdalītu olbaltumvielas un lipīdus, kā ļoti efektīvu un uzticamu tehnoloģiju izmanto ekstrakciju ar ultraskaņu. Ir pierādīts, ka apstrāde ar ultraskaņu nodrošina augstu ekstrakcijas pakāpi, lielu olbaltumvielu un lipīdu iznākumu un ātru visaugstākās kvalitātes kukaiņu izcelsmes sastāvdaļu apstrādi.

Kāpēc ekstrahēt kukaiņu olbaltumvielas ar lieljaudas ultraskaņu?

Kukaiņu olbaltumvielu ekstraktu parasti uzskata par kvalitatīvāku nekā kukaiņu miltus, jo tajā ir lielāks olbaltumvielu īpatsvars un mazāks citu nevēlamu vielu, piemēram, hitīna un tauku, īpatsvars.
Kukaiņu miltus parasti iegūst, samaļot veselus kukaiņus pulverī, kas var saturēt ievērojamu daudzumu nesagremojamu materiālu, piemēram, hitīnu, ārējos skeletus un citus komponentus bez uzturvērtības. Savukārt kukaiņu olbaltumvielu ekstraktu parasti iegūst, ekstrahējot olbaltumvielas no kukaiņiem, tādējādi iegūstot tīrāku un koncentrētāku olbaltumvielu produktu. Ir pierādīts, ka ekstrakcija ar ultraskaņu ir ļoti efektīva augstvērtīgu kukaiņu olbaltumvielu ražošanas metode.
Augstāka olbaltumvielu koncentrācija kukaiņu olbaltumvielu ekstraktā nozīmē, ka tas var nodrošināt vairāk olbaltumvielu vienā gramā nekā kukaiņu milti, padarot to par efektīvāku olbaltumvielu avotu. Turklāt komponentu bez uzturvērtības atdalīšana var padarīt kukaiņu olbaltumvielu ekstraktu vieglāk sagremojamu un var samazināt gremošanas traucējumu risku dzīvniekiem un cilvēkiem, kas to lieto uzturā.
Turklāt kukaiņu olbaltumvielu ekstraktam var būt maigāka garša un smarža nekā kukaiņu miltiem, padarot to pievilcīgāku patērētājiem. Tam ir arī daudzpusīgāks pielietojums, jo to var izmantot kā sastāvdaļu plašā pārtikas un dzīvnieku barības produktu klāstā.
 

Kukaiņu olbaltumvielu ekstrakcija ar ultraskaņu

Ekstrakciju ar ultraskaņu var viegli ieviest ierastajā kukaiņu miltu apstrādes procesā, un tā ļauj uzlabot galaproduktu. Ar ultraskaņu ekstrahētas kukaiņu olbaltumvielas ir kvalitatīvākas nekā kukaiņu milti, nodrošinot augstāku uzturvērtību, uzlabotu garšu un labākas funkcionālās īpašības.

Vispārīgs protokols kukaiņu olbaltumvielu ekstrakcijai, izmantojot zondes tipa ultraskaņas ierīci

vispārīgs protokols pārtikas kvalitātes olbaltumvielu ekstrakcijai no dzelkņmušu kāpuriem, izmantojot ultraskaņas zondi:
Materiāli un aprīkojums:

• Dzelkņmušu kāpuri vai citu kukaiņu sugu pārstāvji, piemēram, miltu melnuļa kāpuri (Tenebrio molitor), pieauguši circeņi (Gryllus bimaculatus) un zīdtauriņa kūniņas (Bombyx mori) – iepriekš izaudzēti un ievākti
• Zondes tipa ultraskaņas ierīce
• Blenderis vai virtuves kombains
• Destilēts ūdens, kas satur 9,46 mM askorbīnskābes, vai cits šķīdinātājs pēc izvēles
• Centrifūga
• Stikla vai plastmasas trauki
• Filtrpapīrs vai sietveida filtri

Soli pa solim sniegta instrukcija kukaiņu olbaltumvielu ekstrakcijai

1. Kukaiņu kāpuru sagatavošana:
   • Ievāciet dzelkņmušu kāpurus no audzēšanas sistēmas.
   • Rūpīgi nomazgājiet kāpurus ar destilētu ūdeni, lai noņemtu jebkādas atliekas vai piemaisījumus.
   • Sasaldējiet kāpurus -20°C vai zemākā temperatūrā, lai inaktivētu fermentus un saglabātu olbaltumvielu kvalitāti.
2. Kāpuru sagraušana:
   • Atkausējiet sasaldētos kāpurus un ievietojiet tos blenderī vai virtuves kombainā.
   • Pievienojiet piemērotu tilpumu destilēta ūdens vai buferšķīduma, lai sasniegtu vēlamo olbaltumvielu koncentrāciju (piemēram, 10% w/v).
   • Sasmalciniet kāpurus blenderī vai apstrādājiet tos virtuves kombainā, līdz iegūta viendabīga suspensija.
   • Pārnesiet suspensiju stikla vai plastmasas traukā.
3. Attaukošana (pēc izvēles):
   • Kukaiņu miltu attaukošana ir izvēles posms, kas palīdz palielināt olbaltumvielu iznākumu un uzlabot to kvalitāti. Kukaiņu miltu tauku saturu samazina, apstrādājot tos ar heksānu. Kopumā lielākajai daļai cilvēku uzturam paredzēto kukaiņu olbaltumvielu ekstraktu ir ieteicama attaukošana, lai uzlabotu olbaltumvielu kvalitāti. Tradicionālais attaukošanas process ar heksānu ir laikietilpīgs. Apstrāde ar ultraskaņu var ievērojami paātrināt kukaiņu miltu attaukošanu!
4. Apstrāde ar ultraskaņu:
   • Iegremdējiet ultraskaņas ierīces, piemēram, UIP2000hdT, zondi kāpuru suspensijā.
   • Iestatiet ultraskaņas ierīces parametrus, piemēram, 100% amplitūdu un apstrādes ar ultraskaņu ilgumu atbilstoši tilpumam un suspensijai.
   • Iedarbojieties uz kāpuru suspensiju ar ultraskaņas viļņiem, uzturot nemainīgu temperatūru, lai izvairītos no olbaltumvielu denaturācijas.
   • Apstrāde ar ultraskaņu palīdz sagraut šūnas un atbrīvot olbaltumvielas no kāpuriem.
   • Apstrādes ar ultraskaņu laikā uzraugiet temperatūru. Hielscher ultraskaņas ierīces ir aprīkotas ar temperatūras sensoru un temperatūras regulēšanas sistēmu.
5. Centrifugēšana:
   • Pēc apstrādes ar ultraskaņu pārnesiet apstrādāto kāpuru suspensiju centrifūgas mēģenēs.
   • Centrifugējiet mēģenes ar piemērotu ātrumu un piemērotu ilgumu, lai atdalītu olbaltumvielas saturošo supernatantu no cietajām atliekām un nesagrautajām šūnām.
   • Savāciet supernatantu, kas satur ekstrahētās olbaltumvielas, un pārnesiet to tīrā traukā.
   • Ja nepieciešams, pēc izvēles atkārtojiet centrifugēšanas posmu, lai atdalītu atlikušās cietās daļiņas. Kā alternatīvu olbaltumvielu atdalīšanas metodi var izmantot filtrēšanu.
6. Olbaltumvielu analīze un uzglabāšana:
   • Veiciet olbaltumvielu analīzi, lai novērtētu ekstrahēto olbaltumvielu kvalitāti un sastāvu.
7. Uzglabāšana:
   • Uzglabājiet ekstrahētās olbaltumvielas piemērotos traukos vēsā, sausā un tumšā vietā.

 
Kukaiņi kā pārtikas avots: Kukaiņi, piemēram, circeņi, tārpi, mušas un kāpuri, ir bagāti ar olbaltumvielām. Lai apmierinātu pieaugošo pieprasījumu pēc augstas kvalitātes olbaltumvielām, kukaiņi tiek augstu vērtēti kā veselīgs, ilgtspējīgs un videi draudzīgs olbaltumvielu avots, ko izmanto cilvēku pārtikā, lolojumdzīvnieku barībā un lauksaimniecības dzīvnieku barībā. Kukaiņi ir ektotermi (tas nozīmē, ka tie ir aukstasiņu dzīvnieki un netērē enerģiju siltuma radīšanai, lai paaugstinātu ķermeņa temperatūru), tiem nav nepieciešams daudz vietas, un tos var barot, izmantojot atkritumus kā augšanas substrātu. Tādēļ kukaiņu olbaltumvielas un lipīdi ir daudzsološs pārtikas avots, kas var palīdzēt novērst “olbaltumvielu deficītu”, kurš jāpārvar, lai pabarotu augošo pasaules iedzīvotāju skaitu un apmierinātu tā pieprasījumu pēc augstas kvalitātes uzturvielām, īpaši olbaltumvielām.
Kukaiņu audzēšana: Kukaiņus audzē kukaiņu fermās, kur tie aug konteineros vai reaktoros. Tā kā kukaiņi ir ātri augoši organismi, tiem nepieciešama salīdzinoši neliela aprūpe, tos var barot ar organiskajiem atkritumiem, un tie ātri sasniedz ievākšanai nepieciešamo izmēru vai briedumu. Īpaši viegli audzējami ir mušu kāpuri, miltu tārpi un circeņi. Efektivitātes ziņā melnās kareivjmušas kāpuri ir atzīti to izcilās spējas pārvērst organiskos atkritumus augstas kvalitātes olbaltumvielās dēļ. Tādēļ kukaiņu audzētāju vidū melnā kareivjmuša ir pazīstama arī kā “atkritumu pārveidošanas karaliene”.
 
Kukaiņu miltu ražošanas posmi: Kad kukaiņi ir sasnieguši paredzēto izmēru vai attīstības stadiju, tos ievāc. Tas nozīmē, ka tie ir gatavi pārstrādei pārtikas sastāvdaļās. Pirms pārstrādes kukaiņus mazgā ūdenī, sijā un aptuveni vienu dienu uzglabā dzīvus 4℃ temperatūrā bez barības.
Pēc tam kukaiņus vāra un žāvē ar ļoti karstu gaisu vai karsējot tos traukā. Termiskā apstrāde ir nepieciešama arī baktēriju iznīcināšanai. Visbeidzot kukaiņus samaļ sausos kukaiņu miltos (tos dēvē arī par kukaiņu miltiem). Kukaiņu miltus var izmantot kā pārtikas sastāvdaļu vai piedevu dzīvnieku barībā. Taču, lai attīrītu kukaiņu miltus un paaugstinātu to kvalitāti, ekstrahē vērtīgākās sastāvdaļas, proti, olbaltumvielas un lipīdus. Īpaši tīras kukaiņu olbaltumvielas tiek augstu vērtētas kā sastāvdaļa ar augstu uzturvērtību, ko izmanto olbaltumvielu batoniņos, olbaltumvielu pulveros un kā piedevu daudzos pārtikas produktos, piemēram, maizes un konditorejas izstrādājumos, čipsos, krekeros utt.
 
Izmantojiet zondes tipa ultraskaņas ekstraktorus, lai ražotu augstas kvalitātes kukaiņu olbaltumvielas!
 
Augstas kvalitātes olbaltumvielu ekstrakcija no kukaiņiem ar ultraskaņu:
Ekstrakciju ar ultraskaņu izmanto olbaltumvielu pulveru, hidrolizātu un olbaltumvielu izolātu ražošanai no dažādām kukaiņu formām, tostarp mušām, tārpiem, blaktīm, circeņiem un kāpuriem. Ekstrahējot augstas kvalitātes olbaltumvielas no kukaiņu miltiem, ar apstrādi ar ultraskaņu iegūst funkcionālas pārtikas sastāvdaļas ar izcilu uzturvielu sastāvu.

Priekšrocības olbaltumvielu ekstrakcijai no kukaiņiem ar ultraskaņu

Apstrādi ar ultraskaņu plaši izmanto, lai ekstrahētu un apstrādātu olbaltumvielas no dažādiem avotiem, piemēram, augu izcelsmes izejvielām (piem., sojas, rīsiem, rapša, saulespuķu un ķirbju sēklām u. c.), piena produktiem (piem., sūkalu olbaltumvielu koncentrāta (WPC), sūkalu olbaltumvielām, piena olbaltumvielu retentātiem, kalcija kazeināta), aļģēm (piem., jūraszālēm), jūras produktiem (piem., zivju blakusproduktiem un jūras produktu atkritumiem) un kukaiņiem (piem., tārpiem, kāpuriem, mušām, mušu kāpuriem, vabolēm, circeņiem, prusakiem u. c.).
Kukaiņu olbaltumvielu ekstrakcija ar ultraskaņu kā ļoti efektīva un videi draudzīga ekstrakcijas tehnoloģija ir atradusi savu vietu kukaiņu olbaltumvielu pulveru, hidrolizātu un izolātu ražošanā. Pateicoties augstai procesa uzticamībai, atkārtojamībai un lineārai mēroga palielināšanai, apstrādi ar ultraskaņu izmanto olbaltumvielu ekstrahēšanai no kukaiņiem, olbaltumvielu struktūru modificēšanai un olbaltumvielu fizikāli ķīmisko īpašību uzlabošanai.
Piemēram, Mintha et al. (2020) izmantoja ekstrakciju ar ultraskaņu melnās zaldātmušas kāpuru (H. illucens) apstrādei. Viņi ziņo, ka apstrāde ar ultraskaņu uzlaboja olbaltumvielu struktūru, mainīja olbaltumvielu funkcionālās īpašības un tādējādi bija labvēlīga H. illucens olbaltumvielu / hidrolizātu ražošanai. Apstrāde ar ultraskaņu jo īpaši palielināja dzeta potenciālu, disperģējamību un tiolu rādītājus. Turklāt pēc apstrādes ar ultraskaņu samazinājās duļķainība un olbaltumvielu daļiņu izmērs. Apstrāde ar ultraskaņu būtiski palielināja olbaltumvielu izolātu gaišumu (L*) par x ¯ 7,46% salīdzinājumā ar kontroles paraugu, kas nebija apstrādāts ar ultraskaņu.

Augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces kukaiņu olbaltumvielu apstrādei

Ekstrakcija un homogenizācija ar ultraskaņu ir uzticama apstrādes tehnoloģija, kas atvieglo un paātrina augstas kvalitātes kukaiņu olbaltumvielu ražošanu. Hielscher Ultrasonics piedāvājums aptver visu klāstu no kompaktām laboratorijas ultraskaņas ierīcēm līdz rūpnieciskām ekstrakcijas sistēmām. Tādējādi mēs, Hielscher, varam jums piedāvāt jūsu paredzētajai procesa ražībai vispiemērotāko ultraskaņas ierīci. Mūsu darbinieki ar ilggadēju pieredzi palīdzēs jums visos posmos – no tehnoloģiskās īstenojamības pārbaudēm un procesa optimizācijas līdz ultraskaņas sistēmas uzstādīšanai galīgajā ražošanas mērogā.
Mūsu ultraskaņas ekstraktoru nelielā aizņemtā platība un daudzveidīgās uzstādīšanas iespējas ļauj tos izvietot pat nelielās kukaiņu olbaltumvielu pārstrādes telpās. Ultraskaņas procesori ir uzstādīti pārtikas un uztura bagātinātāju ražotnēs visā pasaulē, kā arī tiek izmantoti mājdzīvnieku un lauksaimniecības dzīvnieku barības ražošanā. Turklāt ultraskaņas augstas bīdes maisītāji ir ideāli piemēroti kukaiņu olbaltumvielu iestrādāšanai cilvēku pārtikas produktos, kā arī lolojumdzīvnieku barībā un lauksaimniecības dzīvnieku barībā.

Hielscher Ultrasonics – tehnoloģiski pilnveidotas ekstrakcijas iekārtas

Hielscher Ultrasonics produktu piedāvājums aptver visu augstas veiktspējas ultraskaņas ekstraktoru klāstu no maza līdz lielam mērogam. Papildu piederumi ļauj viegli izveidot jūsu kukaiņu olbaltumvielu apstrādes procesam vispiemērotāko ultraskaņas ierīces konfigurāciju. Optimālais ultraskaņas iekārtas aprīkojums ir atkarīgs no paredzētās ražības, tilpuma, izejvielas, periodiska vai līnijā notiekoša procesa un laika grafika.

Kukaiņu ekstrakcija ar ultraskaņu – periodiska apstrāde un apstrāde līnijā

Hielscher ultraskaņas ierīces var izmantot periodiskai apstrādei un nepārtrauktai caurplūdes apstrādei. Periodiska apstrāde ar ultraskaņu ir ideāli piemērota procesa pārbaudēm, optimizācijai un maza līdz vidēja mēroga ražošanai. Liela kukaiņu olbaltumvielu daudzuma ražošanai apstrāde līnijā varētu būt izdevīgāka. Lai gan periodiskai apstrādei nepieciešams tikai ļoti vienkāršs aprīkojums, tā prasa vairāk laika un darba. Nepārtrauktam maisīšanas procesam līnijā ir nepieciešams tehnoloģiski pilnveidots aprīkojums – sūknis, šļūtenes vai caurules un tvertnes –, taču tas ir efektīvāks, ātrāks un prasa ievērojami mazāk darba. Hielscher Ultrasonics piedāvā jūsu ekstrakcijas apjomam un procesa mērķiem vispiemērotāko ekstrakcijas aprīkojumu.

Ultraskaņas ekstraktori jebkurai ražošanas jaudai

Hielscher Ultrasonics produktu klāsts aptver visu ultraskaņas procesoru spektru – no kompaktām laboratorijas ultraskaņas iekārtām līdz galda un pilotiekārtām un pilnībā rūpnieciskiem ultraskaņas procesoriem, kas stundā spēj apstrādāt kravas automobiļu kravu apjomus. Pilnais produktu klāsts ļauj mums piedāvāt jūsu izejvielai, procesa ražīgumam un ražošanas mērķiem vispiemērotāko ultraskaņas ekstraktoru.
Galda ultraskaņas sistēmas ir ideāli piemērotas īstenojamības pārbaudēm un procesa optimizācijai. Lineāra mēroga palielināšana, pamatojoties uz noteiktiem procesa parametriem, ļauj ļoti viegli palielināt apstrādes jaudu no nelielām partijām līdz pilna mēroga komerciālai ražošanai. Mērogu var palielināt, uzstādot jaudīgāku ultraskaņas ekstraktoru vai savienojot vairākas ultraskaņas iekārtas paralēlā grupā. Ar UIP16000 Hielscher piedāvā pasaulē jaudīgāko ultraskaņas ekstraktoru.

Precīzi regulējamas amplitūdas optimāliem rezultātiem

Visas Hielscher ultraskaņas iekārtas ir precīzi regulējamas un tādējādi ir uzticami darba zirgi ražošanā. Amplitūda ir viens no būtiskākajiem procesa parametriem, kas ietekmē barības vielu ultraskaņas ekstrakcijas efektivitāti un rezultativitāti no kukaiņiem.
Kukaiņu materiālam, piemēram, kāpuriem un mušām, nepieciešama saudzīgāka apstrāde ar ultraskaņu un zemāki amplitūdas iestatījumi, savukārt circeņiem un kukaiņiem ar biezu eksoskeleta apvalku nepieciešama apstrāde ar ultraskaņu pie augstākām amplitūdām, lai atbrīvotu vajadzīgās barības vielas. Visi Hielscher Ultrasonics procesori ļauj precīzi iestatīt amplitūdu. Sonotrodes un amplitūdas pastiprinātāji ir piederumi, kas ļauj mainīt amplitūdu vēl plašākā diapazonā. Hielscher rūpnieciskie ultraskaņas procesori spēj nodrošināt ļoti augstas amplitūdas un prasīgiem lietojumiem nepieciešamo ultraskaņas intensitāti. Nepārtrauktā 24/7 darbības režīmā var viegli uzturēt amplitūdu līdz pat 200µm.
Precīzi amplitūdas iestatījumi un pastāvīga ultraskaņas procesa parametru uzraudzība, izmantojot viedu programmatūru, sniedz iespēju apstrādāt jūsu sēklas visefektīvākajos ultraskaņas apstākļos. Optimāla apstrāde ar ultraskaņu vislabākajiem ekstrakcijas rezultātiem!
Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība nodrošina 24/7 darbību lielas slodzes režīmā un sarežģītos apstākļos. Tas padara Hielscher ultraskaņas iekārtas par uzticamu darba rīku, kas atbilst jūsu ekstrakcijas prasībām.

Vienkārša procesa pārbaude bez riska

Ultraskaņas procesu mērogu var palielināt pilnīgi lineāri. Tas nozīmē, ka jebkuru rezultātu, ko esat sasnieguši ar laboratorijas vai galda ultraskaņas iekārtu, var pārnest uz lielāku mērogu, iegūstot tieši tādu pašu rezultātu un izmantojot tieši tos pašus procesa parametrus. Tas padara apstrādi ar ultraskaņu ideāli piemērotu īstenojamības pārbaudēm bez riska, procesa optimizācijai un turpmākai ieviešanai komerciālā ražošanā. Sazinieties ar mums, lai uzzinātu, kā apstrāde ar ultraskaņu var palielināt jūsu kukaiņu olbaltumvielu ražošanas apjomu!

Visaugstākā kvalitāte – projektēts un ražots Vācijā

Kā ģimenes īpašumā esošs un ģimenes vadīts uzņēmums Hielscher savu ultraskaņas procesoru ražošanā piešķir prioritāti visaugstākajiem kvalitātes standartiem. Visas ultraskaņas iekārtas tiek projektētas, ražotas un rūpīgi pārbaudītas mūsu galvenajā mītnē Teltovā, netālu no Berlīnes, Vācijā. Hielscher ultraskaņas iekārtu izturība un uzticamība padara tās par darba zirgiem jūsu ražošanā. 24/7 darbība ar pilnu slodzi un sarežģītos apstākļos ir Hielscher augstas veiktspējas maisītāju dabiska īpašība.

Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas iekārtu aptuveno apstrādes jaudu: