Producție îmbunătățită de proteine din insecte cu ultrasunete

Insectele sunt o sursă sustenabilă și ușor de crescut de proteine și lipide nutritive de înaltă calitate. Pentru a separa proteinele și lipidele din insecte, extracția cu ultrasunete este utilizată ca tehnologie foarte eficientă și fiabilă. Ultrasonicarea și-a dovedit eficiența prin rate ridicate de extracție, randamente ridicate de proteine și lipide și procesarea rapidă a ingredientelor din insecte de calitate superioară.

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

Extractul proteic din insecte este considerat de regulă de calitate superioară făinii de insecte, deoarece conține un procent mai mare de proteine și un procent mai mic de alte materiale nedorite, precum chitina și grăsimile.
Făina de insecte se obține de regulă prin măcinarea insectelor întregi până la o pulbere, care poate conține o cantitate semnificativă de materiale nedigerabile, precum chitina, exoscheletele și alte componente fără valoare nutritivă. În schimb, extractul proteic din insecte se obține de regulă prin extragerea proteinei din insecte, ceea ce duce la un produs proteic mai pur și mai concentrat. Extracția cu ultrasunete s-a dovedit a fi o tehnică de producție extrem de eficace pentru proteine din insecte de înaltă calitate.
Concentrația mai mare de proteine din extractul proteic din insecte înseamnă că acesta poate furniza mai multe proteine per gram decât făina de insecte, ceea ce îl face o sursă de proteine mai eficientă. În plus, îndepărtarea componentelor fără valoare nutritivă poate face extractul proteic din insecte mai ușor digerabil și poate reduce riscul de probleme digestive la animalele și oamenii care îl consumă.
Mai mult, extractul proteic din insecte poate avea o aromă și un miros mai blânde comparativ cu făina de insecte, ceea ce îl face mai atractiv pentru consumatori. De asemenea, are o aplicabilitate mai versatilă, deoarece poate fi utilizat ca ingredient într-o gamă largă de produse alimentare și furaje.

Extracția cu ultrasunete a proteinelor din insecte

Extracția cu ultrasunete poate fi implementată cu ușurință în procesarea obișnuită a făinii de insecte și permite valorificarea superioară a produsului final. Proteina din insecte extrasă cu ultrasunete este de calitate superioară făinii de insecte, oferind valori nutriționale mai ridicate, o aromă îmbunătățită și funcționalități mai bune.

Protocol general pentru extracția proteinelor din insecte folosind un ultrasonicator cu sondă

Protocol general pentru extracția proteinelor de calitate alimentară din larvele muștei-soldat folosind o sonotrodă cu ultrasunete:
Materiale și echipamente:

• Larve de muscă-soldat sau alte specii de insecte, precum larve de vierme de făină (Tenebrio molitor), greieri adulți (Gryllus bimaculatus) și pupe de vierme de mătase (Bombyx mori) – crescute și recoltate în prealabil
• Ultrasonicator cu sondă
• Blender sau robot de bucătărie
• Apă distilată care conține 9,46 mM acid ascorbic sau alt solvent la alegere
• Centrifugă
• Recipiente din sticlă sau plastic
• Hârtie de filtru sau filtre din plasă

Instrucțiuni pas cu pas pentru extracția proteinelor din insecte

1. Pregătirea larvelor de insecte:
   • Recoltați larvele de muscă-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. Dezintegrarea larvelor:
   • Decongelați larvele congelate și transferați-le într-un blender sau robot de bucătărie.
   • Adăugați un volum adecvat de apă distilată sau soluție tampon pentru a obține concentrația de proteine dorită (de ex., 10% w/v).
   • Mixați sau procesați larvele până la obținerea unei suspensii omogene.
   • Transferați suspensia într-un recipient din sticlă sau plastic.
3. Degresare (opțional):
   • Degresarea făinii de insecte este o etapă opțională care contribuie la creșterea randamentului și a calității proteinelor. Conținutul de grăsime al făinii de insecte este redus prin tratament cu hexan. În general, pentru majoritatea extractelor proteice din insecte destinate consumului uman, degresarea este recomandată pentru a îmbunătăți calitatea proteinelor. Procesul convențional de degresare cu hexan necesită mult timp. Ultrasonicarea poate accelera semnificativ degresarea făinii de insecte!
4. Ultrasonicare:
   • Introduceți sonotroda ultrasonicatorului, de ex., UIP2000hdT, în suspensia larvară.
   • Setați parametrii ultrasonicatorului, de ex., amplitudinea de 100% și durata sonicării, în funcție de volum și de suspensie.
   • Aplicați unde ultrasonice asupra suspensiei larvare, menținând o temperatură constantă pentru a evita denaturarea proteinelor.
   • Procesul de ultrasonicare contribuie la dezintegrarea celulelor și la eliberarea proteinelor din larve.
   • Monitorizați temperatura în timpul sonicării. Ultrasonicatoarele Hielscher sunt echipate cu un senzor de temperatură și control al temperaturii.
5. Centrifugare:
   • După ultrasonicare, transferați suspensia larvară sonicată în tuburi de centrifugă.
   • Centrifugați tuburile la o viteză și pe o durată adecvate pentru a separa supernatantul care conține proteine de resturile solide și de celulele nedezintegrate.
   • Colectați supernatantul, care conține proteinele extrase, și transferați-l într-un recipient curat.
   • Opțional, repetați etapa de centrifugare, dacă este necesar, pentru a îndepărta eventualele particule 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: Insecte precum greierii, viermii, muștele și larvele sunt bogate în proteine. Pentru a satisface cererea tot mai mare de proteine de înaltă calitate, insectele au ajuns să fie apreciate ca sursă de proteine sănătoasă, sustenabilă și ecologică, utilizată în alimentația umană, în hrana pentru animale de companie și în furajele pentru animale de fermă. Insectele sunt ectoterme (ceea ce înseamnă că sunt cu sânge rece și nu irosesc energie pentru a produce căldură în vederea creșterii temperaturii corporale), nu necesită mult spațiu și pot fi hrănite folosind deșeuri ca substrat de creștere. Acest lucru face ca proteinele și lipidele din insecte să fie o sursă de hrană promițătoare, care poate contribui la acoperirea „deficitului de proteine”, ce trebuie depășit pentru a hrăni o populație mondială în creștere și pentru a satisface cererea acesteia de nutrienți de înaltă calitate, în special de proteine.
Creșterea insectelor: Insectele sunt crescute în ferme de insecte, unde sunt dezvoltate în recipiente sau reactoare. Având avantajul de a fi organisme cu creștere rapidă, ele necesită îngrijire relativ redusă, pot fi hrănite cu deșeuri organice și ajung rapid la dimensiunea sau maturitatea de recoltare. În special larvele de muscă, viermii de făină și greierii sunt ușor de crescut. În ceea ce privește eficiența, larva muștei-soldat negre este recunoscută pentru transformarea excelentă a deșeurilor organice în proteine de înaltă calitate. Acesta este motivul pentru care musca-soldat neagră este cunoscută printre crescătorii de insecte și drept „regina transformării deșeurilor”.

Etapele de procesare a făinii de insecte: Atunci când insectele au atins dimensiunea sau stadiul 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 păstrate în viață la 4℃ timp de aproximativ o zi, fără hrană.
Ulterior, insectele sunt fierte, apoi uscate cu aer foarte fierbinte sau prin încălzire într-un recipient. Tratamentul termic este necesar și pentru distrugerea bacteriilor. În final, insectele sunt măcinate într-o făină uscată de insecte (denumită și făină fină de insecte). Făina de insecte poate fi utilizată ca ingredient alimentar sau ca aditiv în furajele pentru animale. Însă, pentru a rafina și a valorifica superior făina de insecte, se extrag cele mai valoroase ingrediente, adică proteinele și lipidele. În special proteina pură din insecte este apreciată ca ingredient cu valoare nutritivă ridicată, fiind utilizată în batoane proteice, pudre proteice și ca aditiv în multe produse alimentare, precum produse de panificație, chipsuri, biscuiți sărați etc.

Utilizați extractoare cu ultrasunete de tip sondă pentru a produce proteine din insecte de înaltă calitate!
 
Extracția cu ultrasunete a proteinelor de înaltă calitate din insecte:
Extracția cu ultrasunete este utilizată pentru a produce pudre proteice, hidrolizate și izolate proteice din numeroase forme de insecte, inclusiv muște, viermi, ploșnițe, greieri și larve. Prin extragerea proteinelor de înaltă calitate din făina de insecte, ultrasonicarea produce ingrediente alimentare funcționale cu un profil nutrițional superior.

Avantajele extracției cu ultrasunete a proteinelor din insecte

Ultrasonicarea este aplicată pe scară largă pentru extragerea și tratarea proteinelor din diverse surse, precum cele vegetale (de ex., din soia, orez, rapiță, floarea-soarelui, semințe de dovleac etc.), lactate (de ex., concentrat proteic din zer (WPC), proteine din zer, retentate de proteine din lapte, cazeinat de calciu), alge (de ex., alge marine), produse marine (de ex., subproduse din pește și deșeuri de produse marine) și insecte (de ex., viermi, larve, muște, larve de muște, gândaci, greieri, gândaci de bucătărie etc.).
Ca tehnologie de extracție extrem de eficientă și ecologică, extracția cu ultrasunete a proteinelor din insecte și-a găsit locul în producția de pudre proteice, hidrolizate și izolate din insecte. Datorită fiabilității ridicate a procesului, repetabilității și scalării liniare, ultrasonicarea este utilizată pentru extragerea proteinelor din insecte, pentru modificarea structurilor proteice și pentru îmbunătățirea proprietăților fizico-chimice ale proteinelor.
De exemplu, Mintha et al. (2020) au aplicat extracția cu ultrasunete larvelor muștei-soldat negre (H. illucens). Aceștia raportează că sonicarea a îmbunătățit structura proteinelor, a modificat funcționalitatea proteinelor și a fost astfel benefică pentru producția de proteine / hidrolizate din H. illucens. În special, potențialul zeta, dispersabilitatea și valorile tiolilor au fost crescute prin ultrasonicare. Mai mult, turbiditatea și dimensiunea particulelor de proteină au scăzut după sonicare. Ultrasonicarea a crescut semnificativ luminozitatea (L*) izolatelor proteice cu x ¯ 7,46% comparativ cu proba martor nesonicată.

Ultrasonicatoare de înaltă performanță pentru procesarea proteinelor din insecte

Extracția și omogenizarea cu ultrasunete reprezintă o tehnologie de procesare fiabilă, care facilitează și accelerează producția de proteine din insecte de înaltă calitate. Portofoliul Hielscher Ultrasonics acoperă întreaga gamă, de la ultrasonicatoare compacte de laborator până la sisteme industriale de extracție. Astfel, noi, cei de la Hielscher, vă putem oferi cel mai potrivit ultrasonicator pentru capacitatea de proces pe care o aveți în vedere. Personalul nostru cu experiență îndelungată vă va asista de la testele de fezabilitate și optimizarea procesului până la instalarea sistemului dumneavoastră cu ultrasunete la nivel de producție finală.
Amprenta redusă a extractoarelor noastre cu ultrasunete, precum și versatilitatea opțiunilor de instalare le permit să se încadreze chiar și în unități de procesare a proteinelor din insecte cu spațiu redus. Procesoarele cu ultrasunete sunt instalate la nivel mondial în unități de producție de alimente și suplimente nutritive, precum și pentru producția de hrană pentru animale de companie și furaje pentru animale de fermă. Mai mult, mixerele cu ultrasunete cu forfecare ridicată sunt ideale pentru formularea proteinelor din insecte în produse alimentare destinate oamenilor, precum și în hrana pentru animalele de companie și în furajele pentru animalele de fermă.

Hielscher Ultrasonics – echipamente de extracție sofisticate

Portofoliul de produse Hielscher Ultrasonics acoperă întreaga gamă de extractoare cu ultrasunete de înaltă performanță, de la scară mică la scară mare. Accesoriile suplimentare permit asamblarea ușoară a celei mai potrivite configurații de dispozitiv cu ultrasunete pentru procesul dumneavoastră de obținere a proteinelor din insecte. Configurația optimă cu ultrasunete depinde de capacitatea avută în vedere, volum, materia primă, procesul batch sau inline și calendar.

Extracția cu ultrasunete din insecte – procesare batch și inline

Ultrasonicatoarele Hielscher pot fi utilizate pentru procesare batch și în flux continuu. Procesarea batch cu ultrasunete este ideală pentru testarea și optimizarea proceselor și pentru producția la scară mică și medie. Pentru producerea unor volume mari de proteine din insecte, procesarea inline ar putea fi mai avantajoasă. Deși procesarea batch necesită doar o configurație foarte simplă, aceasta implică mai mult timp și mai multă muncă. Un proces continuu de amestecare inline necesită o configurație sofisticată – constând dintr-o pompă, furtunuri sau conducte și rezervoare –, dar este mai eficient, mai rapid și necesită semnificativ mai puțină muncă. Hielscher Ultrasonics dispune de cea mai potrivită configurație de extracție pentru volumul de extracție și obiectivele procesului dumneavoastră.

Extractoare cu ultrasunete pentru orice capacitate de producție

Gama de produse Hielscher Ultrasonics acoperă întregul spectru de procesoare cu ultrasunete, de la ultrasonicatoare compacte de laborator, trecând prin sisteme de banc și pilot, până la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa încărcături de camion 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 ale dumneavoastră.
Sistemele cu ultrasunete de banc sunt ideale pentru teste de fezabilitate și optimizarea proceselor. Scalarea liniară pe baza parametrilor de proces stabiliți face foarte ușoară creșterea capacităților de procesare de la loturi mai mici la producția complet comercială. Scalarea se poate realiza fie prin instalarea unei unități de extracție cu ultrasunete mai puternice, fie prin gruparea mai multor ultrasonicatoare în paralel. Cu UIP16000, Hielscher oferă cel mai puternic extractor cu ultrasunete din lume.

Amplitudini controlabile cu precizie pentru rezultate optime

Toate ultrasonicatoarele Hielscher sunt controlabile cu precizie și, prin urmare, reprezintă cai de povară fiabili în producție. Amplitudinea este unul dintre parametrii de proces esențiali care influențează eficiența și eficacitatea extracției cu ultrasunete a nutrienților din insecte.
Materialele din insecte, precum larvele și muștele, necesită o sonicare mai blândă și setări de amplitudine mai scăzute, în timp ce greierii și insectele cu un exoschelet gros necesită sonicare la amplitudini mai ridicate pentru a elibera nutrienții vizați. Toate procesoarele Hielscher Ultrasonics permit setarea precisă a amplitudinii. Sonotrodele și boosterele de amplitudine sunt accesorii care permit modificarea amplitudinii într-un interval și mai larg. Procesoarele industriale cu ultrasunete Hielscher pot furniza amplitudini foarte ridicate și intensitatea ultrasonică necesară pentru aplicații solicitante. Amplitudini de până la 200µm pot fi menținute cu ușurință în funcționare continuă 24/7.
Setările precise ale amplitudinii și monitorizarea permanentă a parametrilor procesului cu ultrasunete prin intermediul unui software inteligent vă oferă posibilitatea de a trata semințele dumneavoastră în cele mai eficiente condiții de ultrasonicare. Sonicare optimă pentru cele mai bune rezultate de extracție!
Robustețea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 în regim intens și în medii solicitante. Acest lucru face din echipamentele cu ultrasunete Hielscher un instrument de lucru fiabil, care vă îndeplinește cerințele de extracție.

Testarea ușoară și fără riscuri a proceselor

Procesele cu ultrasunete pot fi scalate complet liniar. Aceasta înseamnă că orice rezultat pe care l-ați obținut folosind un ultrasonicator de laborator sau de banc poate fi scalat la exact același rezultat folosind exact aceiași parametri de proces. Acest lucru face ca ultrasonicarea să fie ideală pentru teste de fezabilitate fără riscuri, optimizarea proceselor și implementarea ulterioară în producția comercială. Contactați-ne pentru a afla cum poate sonicarea să crească producția dumneavoastră de proteine din insecte!

Cea mai înaltă calitate – proiectat și fabricat în Germania

Fiind o afacere deținută și condusă de familie, Hielscher acordă prioritate celor mai înalte standarde de calitate pentru procesoarele sale cu ultrasunete. Toate ultrasonicatoarele sunt proiectate, fabricate și testate temeinic la sediul nostru central din Teltow, lângă Berlin, Germania. Robustețea și fiabilitatea echipamentelor cu ultrasunete Hielscher le transformă într-un cal de povară în producția dumneavoastră. Funcționarea 24/7 la sarcină maximă și în medii solicitante este o caracteristică naturală a mixerelor de înaltă performanță Hielscher.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: