Melhor produção de proteína de insetos com ultrassônicos

Os insetos são uma fonte sustentável e fácil de cultivar para proteínas nutricionais e lipídios de alta qualidade. Para separar proteínas e lipídios dos insetos, a extração ultrassônica é usada como tecnologia altamente eficiente e confiável. A ultrassônica tem sido comprovada para altas taxas de extração, altos rendimentos de proteínas e lipídios, e processamento rápido de ingredientes de insetos de primeira qualidade.

Por que extrair proteínas de insetos com ultrassom de potência?

As larvas são usadas como fonte para produzir proteínas e lipídios para nutrição humana e animal. A extração ultrasônica é usada para liberar e separar lipídios e proteínas de insetos.O extrato de proteína de insetos é tipicamente considerado de maior qualidade do que a farinha de insetos porque contém uma porcentagem maior de proteína e uma porcentagem menor de outros materiais indesejados, como quitina e gorduras.
A farinha de insetos é tipicamente feita moendo insetos inteiros em um pó, que pode conter uma quantidade significativa de materiais indigestos, como quitina, exoesqueletos e outros componentes não nutritivos. Em contraste, o extrato de proteína de insetos é tipicamente feito extraindo a proteína dos insetos, o que resulta em um produto proteico mais puro e concentrado. A extração ultra-sônica provou ser uma técnica de produção altamente eficaz para proteína de insetos de alta qualidade.
A maior concentração de proteína no extrato de proteína de insetos significa que ele pode fornecer mais proteína por grama do que a farinha de insetos, tornando-se uma fonte de proteína mais eficiente. Além disso, a remoção de componentes não nutritivos pode tornar o extrato de proteína de insetos mais facilmente digerível e pode reduzir o risco de problemas digestivos em animais e humanos que o consomem.
Além disso, o extrato de proteína de insetos pode ter um sabor e odor mais suaves em comparação com a farinha de insetos, tornando-o mais atraente para os consumidores. Também tem uma aplicação mais versátil, pois pode ser usado como ingrediente em uma ampla gama de alimentos e rações.
 

O vídeo demonstra a desintegração e extração de uma larva de mosca soldado por sonicação com um sonicador de sonda Hielscher UP200Ht.

Extração de Larva de Mosca Soldado em Água usando o Sonicator Tipo Sonda UP200Ht

Miniatura do vídeo

 

Processador ultrassônico UIP2000hdT (2kW) com reator em lote agitado

Extrator ultrassônico UIP2000hdT (2kW) com reator em batelada para a extração de proteína de insetos

Extração ultrassônica de proteínas de insetos

A extração ultra-sônica pode ser facilmente implementada no processamento regular de farinha de insetos e permite atualizar para o produto final. A proteína de insetos extraída por ultrassom é de qualidade superior à farinha de insetos, oferecendo valores nutricionais mais altos, sabor aprimorado e melhores funcionalidades.

Protocolo Geral para Extração de Proteína de Inseto usando um Ultrasonicator do Tipo Sonda

Protocolo geral para extração de proteínas de grau alimentício de larvas de mosca-soldado usando uma sonda ultrassônica:
Materiais e Equipamentos:

  • Larvas de mosca-soldado ou outras espécies de insetos, como larvas de larvas de larvas de larva (Tenebrio molitor), adultos de grilo (Gryllus bimaculatus) e pupas de bicho-da-seda (Bombyx mori) – previamente cultivados e colhidos
  • Sonda de tipo ultra-som
  • Liquidificador ou processador de alimentos
  • Água destilada contendo 9,46 mM de ácido ascórbico ou outro solvente de escolha
  • centrifuga
  • Recipientes de vidro ou plástico
  • Filtros de papel de filtro ou de malha

 

Instruções passo a passo para extração de proteína de inseto

  1. Preparação de larvas de insetos:

    • Colher as larvas da mosca-soldado do sistema de criação.
    • Lave bem as larvas com água destilada para remover quaisquer detritos ou impurezas.
    • Congelar as larvas a -20°C ou menos para desativar as enzimas e preservar a qualidade da proteína.
  2. Perturbação Larval:

    • Descongele as larvas congeladas e transfira-as para um liquidificador ou processador de alimentos.
    • Adicione um volume adequado de água destilada ou solução tampão para atingir a concentração de proteína desejada (por exemplo, 10% p/v).
    • Misturar ou processar as larvas até obter uma pasta homogênea.
    • Transfira a pasta para um recipiente de vidro ou plástico.
  3. Desengorduramento (opcional):

    • A desengorduramento da farinha do inseto é uma etapa opcional que ajuda a aumentar o rendimento e a qualidade da proteína. O teor de gordura da farinha de insetos é reduzido através do tratamento com hexano. No geral, para a maioria dos extratos de proteína de insetos para consumo humano, o desengorduramento é recomendado para melhorar a qualidade da proteína. O processo convencional de desengorduramento com hexano é demorado. Ultrasonication pode acelerar a desengorduramento da farinha de insetos significativamente!
  4. Ultrassom:

    • Mergulhe a sonda do ultrasonicator, por exemplo, UIP2000hdT, no chorume larval.
    • Defina os parâmetros do ultrasonicator, por exemplo, 100% de amplitude e tempo de sonicação de acordo com o volume e a lama.
    • Aplique ondas ultra-sônicas na lama larval, mantendo uma temperatura constante para evitar a desnaturação das proteínas.
    • O processo de ultrassom ajuda a interromper as células e liberar as proteínas das larvas.
    • Monitore a temperatura durante a sonicação. Os ultrasonicators Hielscher são equipados com um sensor de temperatura e controle de temperatura.
  5. Centrifugação:

    • Após ultrassom, transfira a lama larval sonicada para tubos de centrífuga.
    • Centrifugar os tubos a uma velocidade e duração adequadas para separar o sobrenadante contendo proteínas dos detritos sólidos e das células intactas.
    • Colete o sobrenadante, que contém as proteínas extraídas, e transfira-o para um recipiente limpo.
    • Opcionalmente, repita a etapa de centrifugação, se necessário, para remover quaisquer partículas sólidas restantes. Alternativamente, a filtração pode ser usada como uma técnica de separação de proteínas.
  6. Análise e Armazenamento de Proteínas:

    • Realizar análises proteicas para avaliar a qualidade e composição das proteínas extraídas.
  7. Armazenamento:

    • Armazene as proteínas extraídas em recipientes adequados em local fresco, seco e escuro.

 
Insetos como fonte de alimento: Insetos como grilos, vermes, moscas e larvas são ricos em proteínas. Para atender à crescente demanda por proteínas de alta qualidade, os insetos têm se valorizado como uma fonte proteica saudável, sustentável e ambiental, que é usada para alimentos humanos, alimentos para animais de estimação e ração animal. Os insetos são ectotérmicos (o que significa que são de sangue frio e não desperdiçam energia para produzir calor para aumentar sua temperatura corporal), eles não requerem muito espaço, e eles podem ser alimentados usando resíduos como substrato de crescimento. Isso torna as proteínas de insetos e lipídios uma fonte de alimento promissora, que pode ajudar a preencher a "lacuna proteica", que tem que ser superada para alimentar uma população mundial crescente e sua demanda por nutrientes de alta qualidade, especialmente proteínas.
Cultivo de Insetos: Insetos são criados em fazendas de insetos, onde são cultivados em contêineres ou reatores. Com a vantagem de serem organismos de rápido crescimento, eles requerem cuidados relativamente baixos, podem ser alimentados com resíduos orgânicos, e são rapidamente cultivados para o tamanho da colheita ou amadurecimento. Especialmente larvas de mosca, minhocas e grilos são fáceis de procriar. Quanto à eficiência, as larvas da mosca-soldado negra são reconhecidas por sua excelente transformação de resíduos orgânicos em proteínas de alta qualidade. é por isso que a mosca soldado negro também é conhecida como "rainha da transformação do lixo" sob os agricultores de insetos.
 
Etapas de processamento da farinha de insetos: Quando os insetos atingem seu tamanho ou estádio, eles são colhidos. Isso significa que eles estão prontos para serem transformados em ingredientes alimentares. Antes do processamento, os insetos são lavados em água, peneirados e armazenados vivos a 4°C por cerca de um dia sem qualquer alimento.
Depois, os insetos são cozidos e, em seguida, secos por ar muito quente ou aquecendo-os em um recipiente. O tratamento térmico também é necessário para matar bactérias. Finalmente, os insetos são moídos em uma farinha de insetos seca (também conhecida como farinha de insetos). A farinha de insetos pode ser usada como ingrediente alimentar ou aditivo na alimentação animal. Mas, a fim de refinar e atualizar a farinha de insetos, os ingredientes mais valiosos, ou seja, proteínas e lipídios, são extraídos. Especialmente a proteína de insetos pura é valorizada como ingrediente altamente nutricional, que é usado em barras de proteína, pós de proteína e como aditivo em muitos produtos alimentícios, como produtos de panificação, batatas fritas, biscoitos, etc.
 
Use extratores do tipo sonda ultra-sônica para produzir proteína de insetos de alta qualidade!
 
Extração ultra-sônica de proteínas de alta qualidade de insetos:
A extração ultrassônica é usada para produzir pós proteicos, hidrolicados e isolados de proteínas de muitas formas de insetos, incluindo moscas, vermes, insetos, grilos e larvas. Ao extrair proteínas de alta qualidade da refeição de insetos, a ultrassônica produz ingredientes alimentares funcionais com perfil nutricional superior.

Vantagens da Extração de Proteína Ultrassônica de Insetos

Extrator ultra-sônico para extração de proteína de insetosA ultrassônica é amplamente aplicada para extrair e tratar proteínas de várias fontes, como botânicas (por exemplo, de soja, arroz, colmaça, girassol, sementes de abóbora etc.), laticínios (por exemplo, concentrado de proteína de soro de leite (WPC), proteína de soro de leite, retentatos de proteína do leite, caseinato de cálcio), algas (por exemplo, algas), frutos do mar (por exemplo, subprodutos de peixes e resíduos de frutos do mar) e insetos (por exemplo, vermes, larvas, moscas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas, larvas,
Como uma tecnologia de extração altamente eficiente e verde, a extração ultrassônica da proteína de insetos tem sido encontrada seu lugar na produção de pós de proteína de insetos, hidrolicados e isolados. Devido à alta confiabilidade do processo, repetibilidade e aumento linear, a ultrassonização é usada para extrair proteínas de insetos, modificar estruturas proteicas e melhorar as propriedades fisicoquímicas da proteína.
Por exemplo, Mintha et al. (2020) aplicaram extração ultrassônica a larvas de moscas-soldados negros (H. illucens). Eles relatam que a sonicação melhorou a estrutura proteica, alterou a funcionalidade da proteína e, assim, benéfica para a produção de proteínas H. illucens/ hidrolicasatos. Especialmente, o potencial zeta, a dispersibilidade e os valores do thiol foram aumentados pela ultrassônica. Além disso, a turbidez e o tamanho das partículas de proteína diminuíram após a sônicação. A ultrassônica aumentou significativamente a leveza (L*) dos isolados de proteínas em x 7,46% em comparação com o controle não sônico.

Neste vídeo mostramos um sistema ultrassônico de 2 kilowatts para operação inline em um gabinete purgável. A Hielscher fornece equipamentos ultrassônicos para quase todas as indústrias, como indústria química, farmacêutica, cosmética, processos petroquímicos, bem como para processos de extração à base de solventes. Este armário de aço inoxidável expurgável é projetado para operação em áreas perigosas. Para isso, o armário selado pode ser purgado pelo cliente com nitrogênio ou ar fresco para evitar que gases ou vapores inflamáveis entrem no armário.

Ultrassonicadores 2x 1000 Watts em Gabinete Purgável para Instalação em Áreas Perigosas

Miniatura do vídeo

Extrator ultra-sônico industrial para isolamento de proteína de insetos

Sistema de extração ultra-sônica para a produção de proteína de insetos de alta qualidade

Ultrassonicadores de alto desempenho para processamento de proteínas de insetos

Extração e homogeneização ultrassônicas é uma tecnologia de processamento confiável, que facilita e acelera a produção de proteínas de insetos de alta qualidade. O portfólio hielscher ultrasonics abrange toda a gama, desde ultrassonicadores de laboratório compactos até sistemas de extração industrial. Assim, nós da Hielscher podemos oferecer-lhe o ultrassonicador mais adequado para a sua capacidade de processo prevista. Nossa equipe experiente de longa data irá ajudá-lo desde testes de viabilidade e otimização de processos até a instalação de seu sistema ultrassônico em nível final de produção.
A pequena pegada de nossos extratores ultrassônicos, bem como sua versatilidade nas opções de instalação, fazem com que eles se encaixem até mesmo em instalações de processamento de proteínas de insetos de pequeno espaço. Os processadores ultrassônicos são instalados em todo o mundo em instalações de produção de suplementos alimentares e nutricionais, bem como para a produção de ração para animais de estimação e animais. Além disso, misturadores ultrassônicos de alta cisalhamento são ideais para formular proteínas de insetos em produtos alimentares humanos, bem como em alimentos para animais de estimação para animais de acompanhamento e ração animal para animais de fazenda.

Hielscher Ultrasonics – Equipamento sofisticado de extração

O portfólio de produtos Hielscher Ultrasonics cobre toda a gama de extratores ultrassônicos de alto desempenho de pequena a grande escala. Acessórios adicionais permitem a fácil montagem da configuração de dispositivo ultrassônico mais adequado para o seu processo de proteína de insetos. A configuração ultrassônica ideal depende da capacidade prevista, volume, matéria-prima, lote ou processo em linha e cronograma.

Extração de insetos ultra-sônicos – O processamento em lote e in-line

Ultrassonicadores hielscher podem ser usados para processamento em lote e fluxo contínuo. O processamento em lote ultrassônico é ideal para testes de processo, otimização e nível de produção de pequeno a médio porte. Para uma produção de grandes volumes de proteínas de insetos, o processamento inline pode ser mais vantajoso. Embora o loteamento exija apenas uma configuração muito simples, é mais tempo e trabalhoso. Um processo contínuo de mistura inline requer configuração sofisticada – consistindo em uma bomba, mangueiras ou tubos e tanques -, mas é mais eficiente, mais rápido e requer significativamente menos trabalho. Hielscher Ultrasonics tem a configuração de extração mais adequada para o seu volume de extração e metas de processo.

Extratores ultrassônicos para cada capacidade do produto

UIP4000hdT célula de fluxo para sonication inline em escala industrialA linha de produtos Hielscher Ultrasonics cobre todo o espectro de processadores ultrassônicos, desde ultrassonicadores compactos de laboratório sobre sistemas de bancada e piloto até processadores ultrassônicos totalmente industriais com a capacidade de processar cargas de caminhões por hora. Toda a gama de produtos nos permite oferecer o extrator ultrassônico mais adequado para sua matéria-prima, capacidade de processo e metas de produção.
Os sistemas de bancada ultrassônicos são ideais para testes de viabilidade e otimização de processos. A escala linear com base nos parâmetros de processo estabelecidos torna muito fácil aumentar as capacidades de processamento de lotes menores para a produção totalmente comercial. O up-scaling pode ser feito instalando uma unidade extrator ultrassônica mais poderosa ou agrupando vários ultrassonicadores em paralelo. Com o UIP16000, a Hielscher oferece o extrator ultrassônico mais poderoso do mundo.

Amplitudes controláveis precisas para resultados ótimos

Todos os ultrassonicadores hielscher são precisamente controláveis e, portanto, cavalos de trabalho confiáveis na produção. A amplitude é um dos parâmetros de processo cruciais que influenciam a eficiência e eficácia da extração ultrassônica de nutrientes de insetos.
Os ultrassonicadores hielscher podem ser controlados remotamente através do controle do navegador. Os parâmetros de sonicação podem ser monitorados e ajustados precisamente aos requisitos do processo.Material de insetos como larvas e moscas requerem sonicação mais suave e configurações de amplitude mais baixas, enquanto grilos e insetos com uma casca de exoesqueleto espessa requerem sonicação em amplitudes mais altas para liberar os nutrientes visados. Todos os processadores Hielscher Ultrasonics permitem o ajuste preciso da amplitude. Sonotrodos e chifres de reforço são acessórios que permitem modificar a amplitude em uma faixa ainda maior. Os processadores ultrassônicos industriais Hielscher podem fornecer amplitudes muito altas e fornecer a intensidade ultrassônica necessária para aplicações exigentes. Amplitudes de até 200μm podem ser facilmente executadas continuamente em operação 24 horas por dia, 7 dias por semana.
Configurações de amplitude precisas e o monitoramento permanente dos parâmetros do processo ultrassônico via software inteligente dão-lhe a possibilidade de tratar suas sementes com as condições ultrassônicas mais eficazes. Sonicação ideal para melhores resultados de extração!
A robustez do equipamento ultrassônico Hielscher permite a operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviços pesados e em ambientes exigentes. Isso torna o equipamento ultrassônico Hielscher uma ferramenta de trabalho confiável que atende aos seus requisitos de extração.

Testes de processo fáceis e sem riscos

Os processos ultra-sônicos podem ser completamente lineares em escala. Isso significa que cada resultado que você alcançou usando um ultrasonicator de laboratório ou de bancada pode ser dimensionado para exatamente a mesma saída usando exatamente os mesmos parâmetros de processo. Isso torna a ultrasonicação ideal para testes de viabilidade sem risco, otimização de processos e subsequente implementação na fabricação comercial. Entre em contato conosco para saber como a sonicação pode aumentar sua produção de proteína de insetos!

Alta Qualidade – Projetado e fabricado na Alemanha

Como uma empresa familiar e familiar, a Hielscher prioriza os mais altos padrões de qualidade para seus processadores ultrassônicos. Todos os ultrasonicators são projetados, fabricados e exaustivamente testados em nossa sede em Teltow perto de Berlim, Alemanha. A robustez e a confiabilidade do equipamento ultrassônico Hielscher o tornam um cavalo de batalha em sua produção. A operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga total e em ambientes exigentes é uma característica natural dos misturadores de alto desempenho Hielscher.

A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
1 a 500 mL 10 a 200 mL/min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20 L 0.2 a 4 L/min UIP2000hdT
10 a 100 litros 2 a 10 L/min UIP4000hdT
15 a 150 litros 3 a 15 L/min UIP6000hdT
n / D. 10 a 100 L/min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000
Ultrasonicator de 4kW para extração de proteínas industriais de insetos, bem como para processamento de quitina / quitosana

UIP4000hdT sistema de extração ultra-sônica para o isolamento de proteínas de alta qualidade de insetos.

 



Fatos, vale a pena conhecer

Entomofagia

O uso de inseto como composto nutricional para alimentar humanos e animais é chamado de "entomofagia". O Dicionário Online de Oxford define o termo "entomofagia" como "a prática de comer insetos, especialmente por pessoas". Como os insetos são uma fonte sustentável rica em proteínas e lipídios de alta qualidade, insetos como grilos, moscas, larvas, vermes, larvas, besouros e baratas são cultivados e processados para a produção de proteínas e ácidos graxos para nutrição humana e animal.

Insetos como Fonte de Proteína Nutricional

Os insetos são conhecidos como fonte de proteína de alta qualidade, contendo muitos aminoácidos essenciais. Portanto, inúmeros grilos, gafanhotos, besouros, mariposas, vermes, moscas e vários outros insetos são criados para produzir proteínas para consumo humano e animal. Além de serem ricos em proteínas, os insetos também são uma fonte significativa de ácidos graxos, minerais (por exemplo, ferro, zinco, potássio, selênio e cobre) e vitaminas (principalmente vitaminas B). Por exemplo, insetos como grilos e minhocas têm altas concentrações de proteína completa, vitamina B12, riboflavina e vitamina A.
Em contraste com os produtos derivados de animais, os insetos contêm também fibras dietéticas. A fibra de insetos é encontrada principalmente na forma de quitina, um bloco de construção essencial do exoesqueleto.
Insetos comumente criados para produção de proteínas são as seguintes espécies:

  • A minhoca (Tenebrio Molitor L.) é a forma larva de uma espécie de besouros escuros (Coleoptera). A temperatura ideal de incubação é de 25 ºC – 27 ºC e seu desenvolvimento embrionário dura de 4 a 6 dias. Tem um longo período de larvas de cerca de meio ano com a temperatura ideal e a baixa umidade termina. O teor proteico das larvas Tenebrio Molitor e adultos é de 46,44% e 63,34%, respectivamente.
  • O críquete doméstico (Acheta domesticus) é o tipo de críquete mais comum usado para consumo humano. O críquete é bem conhecido por ser um dos insetos comestíveis mais nutritivos. Grilos podem ser consumidos assados a seco, assados, fritos, cozidos ou usados como ingrediente alimentar. Para integrar grilos em alimentos funcionais, formulações ou receitas alimentares, é usado farinha de críquete ou farinha. A refeição de críquete é um pó de grilos secos e finos. Grilos amadurecem rapidamente e são tipicamente adultos dentro de 3-4 semanas. Uma fêmea individual pode colocar de 1.200 a 1.500 ovos em 3-4 semanas. Devido ao rápido e simples crescimento, os grilos são cultivados para nutrição humana, bem como para alimentos de origem animal. Grilos são normalmente mortos por congelamento profundo, onde não sentem dor e são sedados antes da morte neurológica.
  • A mosca-soldado negra (Hermetia illucens) é uma mosca comum e generalizada da família Stratiomyidae. As moscas-soldados negras são amplamente cultivadas devido ao seu excepcional alto teor de proteínas e às baixas exigências durante os estágios de reprodução e crescimento. Eles exigem muito poucos recursos, o que torna possível tratar efetivamente o bio desperdício. As larvas de mosca-soldado-preta (BSFL) contêm até 43% de proteína, 35% de ácidos graxos, e são ricas em cálcio e outros micronutrientes. Como as larvas têm o maior teor de proteínas, as moscas-soldados negras são criadas apenas por aproximadamente 18 dias até chegarem ao estádio das larvas e depois serem colhidas. O ciclo de vida completo da mosca soldado negro é de apenas 6 semanas.
    Leia mais sobre as vantagens da extração ultra-sônica de proteína de larvas de mosca-soldado!
    Larvas de mosca-soldado negra (Hermetia illucens) também têm sido usadas com sucesso como fonte de lipídios, que foram posteriormente nano-emulsionado pela ultrassônica.
A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para dispersão, emulsificação e extração celular.

Homogeneizadores ultrassônicos de alta potência de Laboratório para piloto e Industrial escala.

Literatura / Referências


Ultrassom de alta performance! A gama de produtos Hielscher abrange todo o espectro, desde o ultrasonicator de laboratório compacto sobre unidades de bancada até sistemas ultrassônicos industriais completos.

Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de Laboratório para tamanho industrial.


Ficaremos felizes em discutir seu processo.

Vamos entrar em contato.