Melhoria da produção de proteínas de insectos com ultra-sons

Os insectos são uma fonte sustentável e fácil de cultivar para proteínas e lípidos nutricionais de alta qualidade. A fim de separar as proteínas e os lípidos dos insectos, a extração por ultra-sons é utilizada como tecnologia altamente eficiente e fiável. Ultrasonication foi provado para altas taxas de extração, alta proteína e rendimentos lipídicos, e processamento rápido de ingredientes de insetos de primeira qualidade.

Porquê extrair proteínas de insectos com ultra-sons de potência?

O extrato proteico de insectos é normalmente considerado de melhor qualidade do que a farinha de insectos, porque contém uma maior percentagem de proteínas e uma menor percentagem de outros materiais indesejáveis, como a quitina e as gorduras.
A farinha de insectos é normalmente produzida através da trituração de insectos inteiros até à obtenção de um pó, que pode conter uma quantidade significativa de materiais indigestos, como a quitina, os exoesqueletos e outros componentes não nutritivos. Em contrapartida, o extrato de proteínas de insectos é normalmente produzido através da extração das proteínas dos insectos, o que resulta num produto proteico mais puro e mais concentrado. A extração por ultra-sons provou ser uma técnica de produção altamente eficaz para proteínas de insectos de alta qualidade.
A maior concentração de proteínas no extrato de proteínas de insectos significa que pode fornecer mais proteínas por grama do que a farinha de insectos, tornando-o uma fonte de proteínas mais eficiente. Além disso, a remoção de componentes não nutritivos pode tornar o extrato de proteína de inseto 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 inseto pode ter um sabor e odor mais suaves em comparação com a farinha de inseto, tornando-o mais apelativo para os consumidores. Tem também uma aplicação mais versátil, uma vez que pode ser utilizado como ingrediente numa vasta gama de produtos alimentares e de rações.
 

Extração ultra-sónica de proteínas de insectos

A extração por ultra-sons pode ser facilmente implementada no processamento regular da farinha de insectos e permite melhorar o produto final. A proteína de inseto extraída por ultra-sons é de qualidade superior à da farinha de insectos, oferecendo valores nutricionais mais elevados, melhor sabor e melhores funcionalidades.

Protocolo geral para a extração de proteínas de insectos utilizando um ultrassom tipo sonda

protocolo geral para a extração de proteínas de qualidade alimentar de larvas de mosca-soldado utilizando uma sonda ultra-sónica:
Materiais e equipamentos:

• Larvas de mosca-soldado ou outras espécies de insectos, como larvas de larvas de larvas de farinha (Tenebrio molitor), adultos de grilos (Gryllus bimaculatus) e pupas de bicho-da-seda (Bombyx mori) – previamente cultivadas e colhidas
• ultrassom de tipo sonda
• Misturador ou processador de alimentos
• Água destilada com ácido ascórbico 9,46 mM ou outro solvente à escolha
• Centrifugadora
• Recipientes de vidro ou plástico
• Papel de filtro ou filtros de malha

Instruções passo a passo para a extração de proteínas de insectos

1. Preparação de larvas de insectos:
   • Colher as larvas de mosca-soldado do sistema de criação.
   • Lavar 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 das proteínas.
2. Perturbação das larvas:
   • Descongelar as larvas congeladas e transferi-las para um misturador ou processador de alimentos.
   • Adicionar um volume adequado de água destilada ou solução tampão para obter a concentração de proteínas desejada (por exemplo, 10% p/v).
   • Misturar ou processar as larvas até se obter uma pasta homogénea.
   • Transferir a pasta para um recipiente de vidro ou de plástico.
3. Desengorduramento (facultativo):
   • A desengorduramento da farinha de insectos é uma etapa opcional que ajuda a aumentar o rendimento e a qualidade das proteínas. O teor de gordura da farinha de insectos é reduzido através do tratamento com hexano. Em geral, para a maioria dos extractos de proteínas de insectos destinados ao consumo humano, recomenda-se a desengorduramento para melhorar a qualidade das proteínas. O processo convencional de desengorduramento com hexano é demorado. Ultrasonication pode acelerar a desengorduramento de farinha de insetos significativamente!
4. Ultra-sons:
   • Mergulhar a sonda do aparelho de ultra-sons, por exemplo, UIP2000hdT, na pasta de larvas.
   • Definir os parâmetros do ultrasonicador, por exemplo, amplitude de 100% e tempo de sonicação de acordo com o volume e a pasta.
   • Aplicar ondas ultra-sónicas à pasta de larvas, mantendo uma temperatura constante para evitar a desnaturação das proteínas.
   • O processo de ultra-sons ajuda a romper as células e a libertar as proteínas das larvas.
   • Monitorizar a temperatura durante a sonicação. Os ultrasonicadores Hielscher estão equipados com um sensor de temperatura e controlo de temperatura.
5. Centrifugação:
   • Após a ultrassonografia, transferir a pasta de larvas sonicada para tubos de centrifugação.
   • Centrifugar os tubos a uma velocidade e duração adequadas para separar o sobrenadante que contém proteínas dos resíduos sólidos e das células não quebradas.
   • Recolher o sobrenadante, que contém as proteínas extraídas, e transferi-lo para um recipiente limpo.
   • Opcionalmente, repetir o passo de centrifugação, se necessário, para remover quaisquer partículas sólidas remanescentes. Em alternativa, a filtração pode ser utilizada como uma técnica de separação de proteínas.
6. Análise e armazenamento de proteínas:
   • Efetuar análises proteicas para avaliar a qualidade e a composição das proteínas extraídas.
7. Armazenamento:
   • Armazenar as proteínas extraídas em recipientes adequados, em local fresco, seco e escuro.

 
Insectos como fonte de alimentação: Os insectos, como grilos, minhocas, moscas e larvas, são ricos em proteínas. A fim de satisfazer a procura crescente de proteínas de alta qualidade, os insectos têm sido valorizados como uma fonte de proteínas saudável, sustentável e amiga do ambiente, que é utilizada na alimentação humana, na alimentação de animais de companhia e na alimentação do gado. Os insectos são ectotérmicos (o que significa que têm sangue frio e não gastam energia para produzir calor para aumentar a sua temperatura corporal), não necessitam de muito espaço e podem ser alimentados utilizando resíduos como substrato de crescimento. Isto torna as proteínas e os lípidos dos insectos uma fonte de alimento promissora, que pode ajudar a preencher o “défice de proteínas”que tem de ser ultrapassado para alimentar uma população mundial em crescimento e a sua procura de nutrientes de alta qualidade, especialmente proteínas.
Criação de insectos: Os insectos são criados em explorações de insectos, onde são cultivados em contentores ou reactores. Com a vantagem de serem organismos de crescimento rápido, requerem relativamente poucos cuidados, podem ser alimentados com resíduos orgânicos e são rapidamente cultivados até ao tamanho ou maturação da colheita. Especialmente as larvas de moscas, as larvas de farinha e os grilos são fáceis de criar. Relativamente à eficiência, a larva da mosca-soldado negra é reconhecida pela sua excelente transformação de resíduos orgânicos em proteínas de alta qualidade. “rainha da transformação de resíduos” sob insectos agricultores.
 
Etapas de processamento da farinha de insectos: Quando os insectos atingem o tamanho ou estádio pretendido, são colhidos. Isto significa que estão prontos para serem transformados em ingredientes alimentares. Antes do processamento, os insectos são lavados em água, peneirados e armazenados vivos a 4℃ durante cerca de um dia sem qualquer alimentação.
Em seguida, os insectos são cozinhados e depois secos com ar muito quente ou aquecidos num recipiente. O tratamento térmico é também necessário para matar as bactérias. Por fim, os insectos são triturados e transformados numa farinha de insectos seca (também conhecida como farinha de insectos). A farinha de insectos pode ser utilizada como ingrediente alimentar ou aditivo na alimentação animal. Mas, para refinar e melhorar a farinha de insectos, são extraídos os ingredientes mais valiosos, ou seja, as proteínas e os lípidos. A proteína de inseto, especialmente pura, é valorizada como ingrediente altamente nutritivo, que é utilizado em barras de proteína, pós de proteína e como aditivo em muitos produtos alimentares, tais como produtos de padaria, batatas fritas, bolachas, etc.
 
Utilizar extractores ultrassónicos do tipo sonda para produzir proteínas de inseto de alta qualidade!
 
Extração ultra-sónica de proteínas de alta qualidade a partir de insectos:
A extração ultra-sônica é usada para produzir pós de proteína, hidrolisados e isolados de proteína de muitas formas de insetos, incluindo moscas, vermes, insetos, grilos e larvas. Ao extrair proteínas de alta qualidade a partir de farinha de insectos, ultra-sons produz ingredientes alimentares funcionais com perfil nutricional superior.

Vantagens da extração de proteínas por ultra-sons a partir de insectos

Ultrasonication é amplamente aplicado para extrair e tratar proteínas de várias fontes, tais como botânicos (por exemplo, de soja, arroz, colza, girassol, sementes de abóbora etc.), laticínios (por exemplo, concentrado de proteína de soro de leite (WPC), proteína de soro de leite, retentados de proteína de leite, caseinato de cálcio), algas (por exemplo, algas marinhas), marisco (por exemplo, subprodutos de peixe e resíduos de marisco) e insectos (por exemplo, vermes, larvas, moscas, larvas, escaravelhos, grilos, baratas, etc.).
Como uma tecnologia de extração altamente eficiente e verde, a extração ultra-sónica de proteínas de insectos tem encontrado o seu lugar na produção de pós, hidrolisados e isolados de proteínas de insectos. Devido à elevada fiabilidade do processo, à repetibilidade e ao aumento linear da escala, a ultra-sons é utilizada para extrair proteínas de insectos, para modificar as estruturas proteicas e para melhorar as propriedades físico-químicas das proteínas.
Por exemplo, Mintha et al. (2020) aplicaram a extração ultra-sônica a larvas de mosca de soldado preto (H. illucens). Eles relatam que a sonicação melhorou a estrutura da proteína, alterou a funcionalidade da proteína e, portanto, benéfica para a produção de proteína / hidrolisados de H. illucens. Especialmente, o potencial zeta, dispersibilidade, e os valores de tiol foram aumentados por ultra-sons. Além disso, a turbidez e o tamanho de partícula da proteína diminuíram após a sonicação. Ultrassom aumentou significativamente leveza (L *) de isolados de proteína por x ¯ 7,46% em comparação com o controlo não-sonicada.

Ultrasonicators de alto desempenho para processamento de proteínas de insetos

A extração e homogeneização por ultra-sons é uma tecnologia de processamento fiável, que facilita e acelera a produção de proteínas de insectos de alta qualidade. Hielscher Ultrasonics portfólio abrange toda a gama de ultrasonicators laboratório compacto para sistemas de extração industriais. Assim, nós em Hielscher pode oferecer-lhe o ultrasonicator mais adequado para a sua capacidade de processo previsto. O nosso pessoal experiente de longa data irá ajudá-lo a partir de testes de viabilidade e otimização de processos para a instalação do seu sistema de ultrassom no nível de produção final.
A pequena área ocupada pelos nossos extractores ultra-sónicos, bem como a sua versatilidade nas opções de instalação, fazem com que se adaptem mesmo a instalações de processamento de proteínas de insectos de espaço reduzido. Os processadores ultra-sónicos são instalados em todo o mundo em instalações de produção de alimentos e suplementos nutricionais, bem como na produção de rações para animais de estimação e gado. Além disso, os misturadores ultra-sónicos de alto cisalhamento são ideais para formular proteínas de insectos em produtos alimentares humanos, bem como em alimentos para animais de companhia e alimentos para animais de criação.

Hielscher Ultrasonics – Equipamento de extração sofisticado

A gama de produtos Hielscher Ultrasonics abrange toda a gama de extractores ultra-sónicos de elevado desempenho, desde a pequena à grande escala. Acessórios adicionais permitem a fácil montagem da configuração do dispositivo ultrassónico mais adequado para o seu processo de proteína de inseto. A configuração ultra-sônica ideal depende da capacidade prevista, volume, matéria-prima, lote ou processo em linha e cronograma.

Extração de insectos por ultra-sons – Processamento em lote e em linha

Os ultrassons Hielscher podem ser utilizados para o processamento em lote e em fluxo contínuo. O processamento em lote ultra-sônico 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 insectos, o processamento em linha pode ser mais vantajoso. Embora o processamento por lotes exija apenas uma configuração muito simples, é mais intensivo em termos de tempo e de mão de obra. Um processo contínuo de mistura em linha requer uma configuração sofisticada – que consiste numa bomba, mangueiras ou tubos e tanques -, mas é mais eficiente, mais rápido e requer muito menos mão de obra. A Hielscher Ultrasonics tem a configuração de extração mais adequada para o seu volume de extração e objectivos de processo.

Extractores de ultra-sons para cada capacidade de produto

A gama de produtos da Hielscher Ultrasonics abrange todo o espetro de processadores de ultra-sons, desde ultra-sons compactos de laboratório, passando por sistemas de bancada e sistemas-piloto, até processadores de ultra-sons totalmente industriais com capacidade para processar cargas de camiões por hora. A gama completa de produtos permite-nos oferecer-lhe o extrator de ultra-sons mais adequado para a sua matéria-prima, capacidade de processo e objectivos de produção.
Os sistemas ultra-sónicos de bancada são ideais para testes de viabilidade e otimização de processos. O aumento de escala linear baseado em parâmetros de processo estabelecidos torna muito fácil aumentar as capacidades de processamento de lotes mais pequenos para uma produção totalmente comercial. O aumento de escala pode ser feito através da instalação de uma unidade de extração ultra-sônica mais potente ou agrupando vários ultrasonicators em paralelo. Com o UIP16000, a Hielscher oferece o extrator de ultra-sons mais potente do mundo.

Amplitudes controláveis com precisão para resultados óptimos

Todos os ultrassons Hielscher são controláveis com precisão e, portanto, cavalos de trabalho fiáveis na produção. A amplitude é um dos parâmetros cruciais do processo que influenciam a eficiência e a eficácia da extração ultra-sónica de nutrientes de insectos.
Material de insectos, tais como larvas e moscas requerem sonicação mais suave e configurações de amplitude mais baixas, enquanto grilos e insectos com uma casca de exoesqueleto espesso requerem sonicação em amplitudes mais elevadas para libertar os nutrientes alvo. Todos os processadores Hielscher Ultrasonics permitem o ajuste preciso da amplitude. Sonotrodes e chifres de reforço são acessórios que permitem modificar a amplitude em uma faixa ainda mais ampla. Os processadores ultrassónicos industriais Hielscher podem fornecer amplitudes muito elevadas e fornecer a intensidade ultrassónica necessária para aplicações exigentes. Amplitudes até 200µm podem ser facilmente executadas de forma contínua em funcionamento 24/7.
Os ajustes precisos da amplitude e a monitorização permanente dos parâmetros do processo ultrassónico através de um software inteligente dão-lhe a possibilidade de tratar as suas sementes com as condições ultra-sónicas mais eficazes. Sonicação óptima para melhores resultados de extração!
A robustez do equipamento ultrassónico da Hielscher permite o funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, em serviço pesado e em ambientes exigentes. Isto faz do equipamento ultrassónico Hielscher uma ferramenta de trabalho fiável que satisfaz os seus requisitos de extração.

Teste de processos fácil e sem riscos

Os processos ultra-sónicos podem ser escalonados de forma completamente linear. Isto significa que todos os resultados alcançados com a utilização de um ultrassom de laboratório ou de bancada podem ser escalados para o mesmo resultado, utilizando exatamente os mesmos parâmetros de processo. Isto torna a ultra-sons ideal para testes de viabilidade sem riscos, otimização de processos e subsequente implementação no fabrico comercial. Contacte-nos para saber como sonicação pode aumentar a sua produção de proteína de inseto!

Qualidade mais elevada – Concebido e fabricado na Alemanha

Sendo uma empresa familiar, a Hielscher dá prioridade aos mais elevados padrões de qualidade para os seus processadores ultra-sónicos. Todos os ultrassons são concebidos, fabricados e rigorosamente testados na nossa sede em Teltow, perto de Berlim, na Alemanha. A robustez e a fiabilidade do equipamento de ultra-sons da Hielscher fazem dele um cavalo de batalha na sua produção. A operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, sob carga total e em ambientes exigentes é uma caraterística natural dos misturadores de alto desempenho da Hielscher.

O quadro seguinte dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos ultra-sons: