Îmbunătățirea producției de proteine din insecte cu ultrasunete

Insectele sunt o sursă durabilă, ușor de cultivat pentru proteine nutriționale și lipide de înaltă calitate. Pentru a separa proteinele și lipidele de insecte, extracția cu ultrasunete este utilizată ca tehnologie extrem de eficientă și fiabilă. Ultrasonication a fost dovedit pentru rate ridicate de extracție, randamente ridicate de proteine și lipide, și prelucrarea rapidă a ingredientelor de insecte de primă calitate.

De ce să extrageți proteine din insecte cu ultrasunete de putere?

Extractul de proteine din insecte este de obicei considerat a fi de o calitate superioară decât făina de insecte, deoarece conține un procent mai mare de proteine și un procent mai mic de alte materiale nedorite, cum ar fi chitina și grăsimile.
Făina de insecte este de obicei făcută prin măcinarea insectelor întregi într-o pulbere, care poate conține o cantitate semnificativă de materiale indigestibile, cum ar fi chitina, exoscheletele și alte componente non-nutritive. În schimb, extractul de proteine din insecte se face de obicei prin extragerea proteinei din insecte, ceea ce duce la un produs proteic mai pur și mai concentrat. Extracția cu ultrasunete sa dovedit a fi o tehnică de producție extrem de eficientă pentru proteine de insecte de înaltă calitate.
Concentrația mai mare de proteine din extractul de proteine din insecte înseamnă că poate furniza mai multe proteine pe gram decât făina de insecte, făcându-l o sursă de proteine mai eficientă. În plus, eliminarea componentelor non-nutritive poate face extractul de proteine din insecte mai ușor digerabil și poate reduce riscul de probleme digestive la animalele și oamenii care îl consumă.
În plus, extractul de proteine din insecte poate avea o aromă și un miros mai blând în comparație cu făina de insecte, făcându-l mai atrăgător pentru consumatori. De asemenea, are o aplicație mai versatilă, deoarece poate fi utilizată ca ingredient într-o gamă largă de produse alimentare și furajere.
 

Extracția cu ultrasunete a proteinelor din insecte

Extracția cu ultrasunete poate fi ușor implementată în prelucrarea regulată a făinii de insecte și permite actualizarea la produsul final. Proteina de insecte extrasă ultrasonically este de calitate superioară făinii de insecte, oferind valori nutriționale mai mari, aromă îmbunătățită și funcționalități mai bune.

Protocol general pentru extracția proteinelor din insecte folosind un ultrasonicator de tip sondă

Protocol general pentru extragerea proteinelor de calitate alimentară din larvele de muște soldat folosind o sondă cu ultrasunete:
Materiale și echipamente:

• Larve de muște soldați sau alte specii de insecte, cum ar fi larvele viermilor de masă (Tenebrio molitor), adulții greieri (Gryllus bimaculatus) și pupa viermilor de mătase (Bombyx mori) – cultivate și recoltate anterior
• sondă de tip ultrasonicator
• Blender sau robot de bucătărie
• Apă distilată conținând acid ascorbic 9,46 mM sau alt solvent la alegere
• Centrifugă
• Recipiente din sticlă sau plastic
• Filtre de hârtie de filtru sau plasă

Instrucțiuni pas cu pas pentru extracția proteinelor din insecte

1. Pregătirea larvelor de insecte:
   • Recoltați larvele de zbura soldat din sistemul de creștere.
   • Spălați bine larvele cu apă distilată pentru a îndepărta orice resturi sau impurități.
   • Congelați larvele la -20 ° C sau mai puțin pentru a dezactiva enzimele și a păstra calitatea proteinelor.
2. Perturbarea larvelor:
   • Dezghețați larvele congelate și transferați-le într-un blender sau procesor de bucătărie.
   • Adăugați un volum adecvat de apă distilată sau soluție tampon pentru a obține concentrația proteică dorită (de exemplu, 10% g/v).
   • Se amestecă sau se prelucrează larvele până se obține o suspensie omogenă.
   • Transferați suspensia într-un recipient din sticlă sau plastic.
3. Degresare (opțional):
   • Degresarea făinii de insecte este un pas opțional care ajută la creșterea randamentului și calității proteinelor. Conținutul de grăsimi din făina de insecte este redus prin tratarea cu hexan. În general, pentru majoritatea extractelor de proteine din insecte destinate consumului uman, se recomandă degresarea pentru a îmbunătăți calitatea proteinelor. Procesul convențional de degresare a hexanului necesită mult timp. Ultrasonication poate accelera semnificativ degresarea făinii de insecte!
4. Ultrasonication:
   • Scufundați sonda ultrasonicator, de exemplu, UIP2000hdT, în suspensia larvară.
   • Setați parametrii ultrasonicator, de exemplu, 100% amplitudine și timp de sonicare în funcție de volum și suspensie.
   • Aplicați unde ultrasonice la suspensia larvelor, menținând în același timp o temperatură constantă pentru a evita denaturarea proteinelor.
   • Procesul de ultrasonication ajută la perturbarea celulelor și eliberarea proteinelor din larve.
   • Monitorizați temperatura în timpul sonicare. Hielscher ultrasonicators sunt echipate cu un senzor de temperatură și controlul temperaturii.
5. Centrifugare:
   • După ultrasonication, transferați suspensia larvară sonicată în tuburile de centrifugare.
   • Se centrifughează tuburile la o viteză și o durată adecvate pentru a separa supernatantul care conține proteine de resturile solide și celulele neîntrerupte.
   • Se colectează supernatantul, care conține proteinele extrase, și se transferă într-un recipient curat.
   • Opțional, se repetă etapa de centrifugare, dacă este necesar, pentru a îndepărta particulele solide rămase. Alternativ, filtrarea poate fi utilizată ca tehnică de separare a proteinelor.
6. Analiza și depozitarea proteinelor:
   • Efectuați analiza proteinelor pentru a evalua calitatea și compoziția proteinelor extrase.
7. Depozitare:
   • Depozitați proteinele extrase în recipiente adecvate într-un loc răcoros, uscat și întunecat.

 
Insectele ca sursă de hrană: Insectele, cum ar fi greierii, viermii, muștele și larvele, sunt bogate în proteine. Pentru a satisface cererea tot mai mare de proteine de înaltă calitate, insectele au fost apreciate ca o sursă de proteine sănătoasă, durabilă și ecologică, care este utilizată pentru hrana umană, hrana pentru animale de companie și hrana pentru animale. Insectele sunt ectoterme (ceea ce înseamnă că au sânge rece și nu pierd energie pentru a produce căldură pentru a-și crește temperatura corpului), nu necesită mult spațiu și pot fi hrănite folosind deșeuri ca substrat de creștere. Acest lucru face ca proteinele și lipidele insectelor să fie o sursă promițătoare de hrană, care poate ajuta la umplerea "golului de proteine", care trebuie depășit pentru a hrăni o populație mondială în creștere și cererea sa de nutrienți de înaltă calitate, în special proteine.
Cultivarea insectelor: Insectele sunt crescute pe ferme de insecte, unde sunt cultivate în recipiente sau reactoare. Cu avantajul de a fi organisme cu creștere rapidă, ele necesită îngrijire relativ scăzută, pot fi hrănite cu deșeuri organice și sunt cultivate rapid până la dimensiunea recoltei sau maturitate. Mai ales larvele de zbor, viermii de masă și greierii sunt ușor de ras. În ceea ce privește eficiența, larvele zbura soldatului negru sunt recunoscute pentru transformarea excelentă a deșeurilor organice în proteine de înaltă calitate. Acesta este motivul pentru care musca soldatului negru este, de asemenea, cunoscută sub numele de "regina transformării deșeurilor" sub fermierii de insecte.
 
Etapele de prelucrare a făinii de insecte: Când insectele au ajuns la dimensiunea sau stadionul vizat, acestea sunt recoltate. Aceasta înseamnă că sunt gata pentru a fi procesate în ingrediente alimentare. Înainte de procesare, insectele sunt spălate în apă, cernute și depozitate vii la 4 ° C timp de aproximativ o zi, fără hrană.
După aceea, insectele sunt gătite și apoi uscate cu aer foarte fierbinte sau prin încălzirea lor într-un recipient. Tratamentul termic este, de asemenea, necesar pentru a ucide bacteriile. În cele din urmă, insectele sunt măcinate într-o făină uscată de insecte (cunoscută și sub numele de făină de insecte). Făina de insecte poate fi utilizată ca ingredient alimentar sau aditiv în hrana animalelor. Dar, pentru a rafina și îmbunătăți făina de insecte, sunt extrase cele mai valoroase ingrediente, adică proteinele și lipidele. În special proteina pură din insecte este apreciată ca ingredient extrem de nutritiv, care este utilizat în batoane proteice, pulberi proteice și ca aditiv în multe produse alimentare, cum ar fi produse de patiserie, chipsuri, biscuiți etc.
 
Utilizați extractoare de tip sondă cu ultrasunete pentru a produce proteine de insecte de înaltă calitate!
 
Extracția cu ultrasunete a proteinelor de înaltă calitate din insecte:
Extracția cu ultrasunete este utilizată pentru a produce pulberi proteice, hidrolizate și izolate de proteine din multe forme de insecte, inclusiv muște, viermi, bug-uri, greieri și larve. Prin extragerea proteinelor de înaltă calitate din făină de insecte, ultrasonication produce ingrediente alimentare funcționale cu profil nutrițional superior.

Avantajele extracției proteinelor cu ultrasunete de la insecte

Ultrasonication este aplicat pe scară largă pentru a extrage și trata proteine din diverse surse, ar fi botanice (de exemplu, din soia, orez, rapiță, floarea-soarelui, semințe de dovleac etc.), lactate (de exemplu, concentrat de proteine din zer (WPC), proteine din zer, retentate de proteine din lapte, cazeinat de calciu), alge (de exemplu, alge marine), fructe de mare (de exemplu, subproduse de pește și deșeuri de fructe de mare) și insecte (de exemplu, viermi, larve, muște, viermi, gândaci, greieri, gândaci etc.).
Ca o tehnologie de extracție extrem de eficientă, și verde, extracția cu ultrasunete a proteinei insectelor a fost găsit locul său în producția de pulberi de proteine insecte, hidrolizate și izolate. Datorită fiabilității ridicate a procesului, repetabilității și scalării liniare, ultrasonication este utilizat pentru a extrage proteine din insecte, pentru a modifica structurile proteice și pentru a îmbunătăți proprietățile fizico-chimice ale proteinelor.
De exemplu, Mintha et al. (2020) a aplicat extracția cu ultrasunete la larvele de muște soldat negru (H. illucens). Ei raportează că sonicare îmbunătățit structura proteinelor, funcționalitatea modificată a proteinelor, și, prin urmare, benefic pentru producerea de proteine H. illucens / hidrolizate. În special, potențialul zeta, dispersibilitatea, și valorile tiol au fost crescute prin ultrasonication. În plus, turbiditatea și dimensiunea particulelor de proteine au scăzut după sonicare. Ultrasonication a crescut semnificativ ușurința (L *) a izolatelor de proteine cu x ̄ 7.46% comparativ cu controlul non-sonicated.

Ultrasonicators de înaltă performanță pentru prelucrarea proteinelor din insecte

Extracția și omogenizarea cu ultrasunete este o tehnologie fiabilă de procesare, care facilitează și accelerează producția de proteine din insecte de înaltă calitate. Hielscher Ultrasonics portofoliu acoperă întreaga gamă de la ultrasonicators de laborator compact la sisteme industriale de extracție. Astfel, noi la Hielscher vă putem oferi cel mai potrivit ultrasonicator pentru capacitatea de proces preconizată. Personalul nostru cu experiență îndelungată vă va ajuta de la testele de fezabilitate și optimizarea procesului la instalarea sistemului cu ultrasunete la nivelul final de producție.
Amprenta mică a extractoarelor noastre cu ultrasunete, precum și versatilitatea lor în opțiunile de instalare le fac să se potrivească chiar și în instalațiile de procesare a proteinelor insectelor cu spațiu mic. Procesoarele cu ultrasunete sunt instalate în întreaga lume în instalațiile de producție a suplimentelor alimentare și nutriționale, precum și pentru producția de hrană pentru animale de companie și animale. În plus, mixerele cu ultrasunete de forfecare înaltă sunt ideale pentru a formula proteine din insecte în produse alimentare umane, precum și în hrana pentru animale de companie pentru animalele de companie însoțitoare și hrana pentru animale de fermă.

Hielscher Ultrasonics – Echipamente sofisticate de extracție

Hielscher Ultrasonics portofoliul de produse acoperă întreaga gamă de extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la scară mică la scară largă. Accesorii suplimentare permit asamblarea ușoară a configurației dispozitivului cu ultrasunete cele mai potrivite pentru procesul de proteine insecte. Configurarea optimă cu ultrasunete depinde de capacitatea preconizată, volumul, materia primă, procesul lot sau inline și cronologia.

Extracția insectelor cu ultrasunete – Procesare în serie și în linie

Hielscher ultrasonicators pot fi utilizate pentru lot și proces continuu de curgere. Prelucrarea loturilor cu ultrasunete este ideală pentru testarea procesului, optimizarea și nivelul de producție mic până la mijlociu. Pentru producerea unor volume mari de proteine din insecte, prelucrarea în linie ar putea fi mai avantajoasă. În timp ce lotizarea necesită doar o configurare foarte simplă, necesită mai mult timp și forță de muncă. Un proces continuu de amestecare în linie necesită o configurare sofisticată – constând dintr-o pompă, furtunuri sau țevi și rezervoare -, dar este mai eficient, mai rapid și necesită o forță de muncă semnificativ mai mică. Hielscher Ultrasonics are cea mai potrivită configurare de extracție pentru volumul de extracție și obiectivele procesului.

Extractoare cu ultrasunete pentru fiecare capacitate de produs

Hielscher Ultrasonics gama de produse acoperă întregul spectru de procesoare cu ultrasunete de la ultrasonicators de laborator compact peste banc-top și sisteme pilot la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa camioane pe oră. Gama completă de produse ne permite să vă oferim cel mai potrivit extractor cu ultrasunete pentru materia primă, capacitatea de proces și obiectivele de producție.
Sistemele cu ultrasunete benchtop sunt ideale pentru testele de fezabilitate și optimizarea proceselor. Scalarea liniară bazată pe parametrii de proces stabiliți face foarte ușoară creșterea capacităților de procesare de la loturi mai mici la producția complet comercială. Up-scaling se poate face fie prin instalarea unei unități extractoare cu ultrasunete mai puternice sau gruparea mai multor ultrasonicators în paralel. Cu UIP16000, Hielscher oferă cel mai puternic extractor cu ultrasunete la nivel mondial.

Amplitudini controlabile cu precizie pentru rezultate optime

Toate ultrasonicators Hielscher sunt controlabile cu precizie și, prin urmare, cai de lucru fiabile în producție. Amplitudinea este unul dintre parametrii cruciali ai procesului care influențează eficiența și eficacitatea extracției cu ultrasunete a nutrienților din insecte.
Materialul insectelor, cum ar fi larvele și muștele, necesită sonicare mai blândă și setări de amplitudine mai mică, în timp ce greierii și insectele cu o coajă de exoschelet gros necesită sonicare la amplitudini mai mari pentru a elibera substanțele nutritive vizate. Toate procesoarele Hielscher Ultrasonics permit setarea precisă a amplitudinii. Sonotrodes și coarnele de rapel sunt accesorii care permit modificarea amplitudinii într-o gamă și mai largă. Hielscher procesoare industriale cu ultrasunete pot livra amplitudini foarte mari și să furnizeze intensitatea ultrasonică necesară pentru aplicații exigente. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor rulate continuu în funcționare 24/7.
Setările precise de amplitudine și monitorizarea permanentă a parametrilor procesului cu ultrasunete prin intermediul software-ului inteligent vă oferă posibilitatea de a trata semințele cu cele mai eficiente condiții cu ultrasunete. Sonicare optimă pentru cele mai bune rezultate de extracție!
Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la grele și în medii solicitante. Acest lucru face Hielscher echipamente cu ultrasunete un instrument de lucru fiabil care îndeplinește cerințele de extracție.

Testare ușoară, fără riscuri a procesului

Procesele cu ultrasunete pot fi scalate complet liniar. Acest lucru înseamnă că fiecare rezultat pe care l-ați obținut folosind un ultrasonicator de laborator sau banc-top, poate fi scalat la exact aceeași ieșire folosind exact aceiași parametri de proces. Acest lucru face ultrasonication ideal pentru testarea fezabilității fără riscuri, optimizarea procesului și implementarea ulterioară în producția comercială. Contactați-ne pentru a afla cum sonicare poate crește producția de proteine din insecte!

Cea mai înaltă calitate – Proiectat și fabricat în Germania

Ca o afacere de familie și de familie, Hielscher acordă prioritate celor mai înalte standarde de calitate pentru procesoarele sale cu ultrasunete. Toate ultrasonicators sunt proiectate, fabricate și testate temeinic în sediul nostru din Teltow lângă Berlin, Germania. Robustețea și fiabilitatea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher îl fac un cal de lucru în producția dumneavoastră. Funcționarea 24/7 sub sarcină maximă și în medii solicitante este o caracteristică naturală a mixerelor de înaltă performanță Hielscher.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: