Улучшенная выработка белка насекомыми с помощью ультразвука

Насекомые являются устойчивым, простым в выращивании источником высококачественных питательных белков и липидов. Для того чтобы отделить белки и липиды от насекомых, ультразвуковая экстракция используется как высокоэффективная и надежная технология. Доказано, что ультразвук обеспечивает высокую скорость экстракции, высокий выход белка и липидов, а также быструю обработку высококачественных ингредиентов насекомых.

Зачем извлекать белки насекомых с помощью мощного ультразвука?

Экстракт белка насекомых обычно считается более качественным, чем мука из насекомых, потому что он содержит более высокий процент белка и меньший процент других нежелательных материалов, таких как хитин и жиры.
Мука из насекомых обычно готовится путем измельчения целых насекомых в порошок, который может содержать значительное количество неперевариваемых материалов, таких как хитин, экзоскелеты и другие непитательные компоненты. В отличие от этого, экстракт белка насекомых обычно получают путем извлечения белка из насекомых, что приводит к получению более чистого и концентрированного белкового продукта. Доказано, что ультразвуковая экстракция является высокоэффективным методом производства высококачественного белка насекомых.
Более высокая концентрация белка в экстракте белка насекомых означает, что он может содержать больше белка на грамм, чем мука из насекомых, что делает его более эффективным источником белка. Кроме того, исключение непитательных компонентов может сделать экстракт белка насекомых более легкоусвояемым и может снизить риск проблем с пищеварением у животных и людей, которые его употребляют.
Кроме того, экстракт белка насекомых может иметь более мягкий вкус и запах по сравнению с пищей из насекомых, что делает ее более привлекательной для потребителей. Он также имеет более универсальное применение, так как его можно использовать в качестве ингредиента в широком спектре продуктов питания и кормов.
 

Ультразвуковая экстракция белков насекомых

Ультразвуковая экстракция может быть легко внедрена в обычную обработку муки насекомых и позволяет модернизировать ее до конечного продукта. Белок насекомых, экстрагированный ультразвуком, имеет превосходное качество, чем мука из насекомых, предлагая более высокую питательную ценность, улучшенный вкус и лучшие функциональные возможности.

Общий протокол экстракции белка насекомых с помощью ультразвукового аппарата зондового типа

Общий протокол извлечения пищевых белков из личинок мухи-солдатика с помощью ультразвукового зонда:
Материалы и оборудование:

• Личинки мухи-солдатика или другие виды насекомых, такие как личинки мучного червя (Tenebrio molitor), взрослые особи сверчка (Gryllus bimaculatus) и куколки тутового шелкопряда (Bombyx mori) – ранее возделывалось и собиралось
• ультразвуковой зонд
• Блендер или кухонный комбайн
• Дистиллированная вода, содержащая 9,46 мМ аскорбиновой кислоты или другого растворителя по вашему выбору
• центрифуга
• Стеклянная или пластиковая тара
• Фильтрующие бумажные или сетчатые фильтры

Пошаговая инструкция по экстракции белка из насекомых

1. Подготовка личинок насекомых:
   • Соберите личинок солдатской мухи из системы выращивания.
   • Тщательно промойте личинки дистиллированной водой, чтобы удалить любой мусор или загрязнения.
   • Заморозьте личинок при температуре -20°C или ниже, чтобы дезактивировать ферменты и сохранить качество белка.
2. Уничтожение личинок:
   • Разморозьте замороженных личинок и переложите их в блендер или кухонный комбайн.
   • Добавьте подходящий объем дистиллированной воды или буферного раствора для достижения желаемой концентрации белка (например, 10% по массе).
   • Смешайте или обработайте личинки до получения однородной суспензии.
   • Переложите кашицу в стеклянную или пластиковую емкость.
3. Обезжиривание (опционально):
   • Обезжиривание муки от насекомых является дополнительным шагом, который помогает увеличить выход и качество белка. Содержание жира в муке из насекомых снижается с помощью обработки гексаном. В целом, для большинства экстрактов белка насекомых, предназначенных для употребления в пищу человеком, рекомендуется обезжиривание с целью улучшения качества белка. Обычный процесс обезжиривания гексаном занимает много времени. Ультразвуковое исследование может значительно ускорить обезжиривание муки насекомых!
4. Ультразвуковое исследование:
   • Погрузите щуп ультразвукового аппарата, например, UIP2000hdT, в личиночную суспензию.
   • Установите параметры ультразвукового аппарата, например, 100% амплитуду и время ультразвуковой обработки в соответствии с объемом и пульпой.
   • Нанесите ультразвуковые волны на личиночную суспензию, поддерживая постоянную температуру, чтобы избежать денатурации белков.
   • Процесс ультразвука помогает разрушать клетки и высвобождать белки из личинок.
   • Следите за температурой во время ультразвуковой обработки. Ультразвуковые аппараты Hielscher оснащены датчиком температуры и контролем температуры.
5. Центрифугирование:
   • После ультразвукового исследования переведите ультразвуковую личиночную суспензию в центрифужные пробирки.
   • Центрифугируйте пробирки с подходящей скоростью и продолжительностью, чтобы отделить содержащую белок надосадочную жидкость от твердого мусора и неповрежденных клеток.
   • Соберите надосадочную жидкость, в которой содержатся извлеченные белки, и переложите ее в чистую емкость.
   • При необходимости повторите этап центрифугирования, чтобы удалить оставшиеся твердые частицы. В качестве альтернативы можно использовать фильтрацию в качестве метода разделения белка.
6. Анализ и хранение белка:
   • Проведите анализ белка для оценки качества и состава экстрагированных белков.
7. Хранение:
   • Храните извлеченные белки в подходящих контейнерах в прохладном, сухом и темном месте.

 
Насекомые как источник пищи: Насекомые, такие как сверчки, черви, мухи и личинки, богаты белками. Чтобы удовлетворить растущий спрос на высококачественные белки, насекомые стали цениться как здоровый, устойчивый и экологически чистый источник белка, который используется для питания людей, домашних животных и корма для скота. Насекомые - эктотермы (это значит, что они холоднокровны и не тратят энергию на выработку тепла для повышения температуры тела), им не требуется много места, и их можно кормить, используя отходы в качестве субстрата для роста. Это делает белки и липиды насекомых перспективным источником пищи, который может помочь восполнить “белковый дефицит”, которую необходимо преодолеть, чтобы прокормить растущее население планеты и его потребность в высококачественных питательных веществах, особенно в белке.
Разведение насекомых: Насекомых разводят на фермах насекомых, где их выращивают в контейнерах или реакторах. Преимущество этих быстрорастущих организмов заключается в том, что они не требуют особого ухода, их можно кормить органическими отходами и быстро выращивать до размера или спелости урожая. Особенно легко разводить личинок мух, мучных червей и сверчков. Что касается эффективности, то личинка черной солдатской мухи известна тем, что отлично перерабатывает органические отходы в высококачественный белок. Поэтому черная солдатская муха также известна как “Королева преобразования отходов” под насекомоядными фермерами.
 
Этапы обработки муки из насекомых: Когда насекомые достигают своего целевого размера или площади, их собирают. Это означает, что они готовы к переработке в пищевые ингредиенты. Перед обработкой насекомых промывают в воде, просеивают и хранят живыми при температуре 4°C в течение примерно одного дня без какого-либо корма.
После этого насекомых готовят, а затем сушат очень горячим воздухом или нагревая их в контейнере. Термическая обработка также требуется для уничтожения бактерий. Наконец, насекомых измельчают в сухую муку из насекомых (также известную как мука из насекомых). Муку из насекомых можно использовать в качестве пищевого ингредиента или добавки в корм для животных. Но для того, чтобы усовершенствовать и усовершенствовать муку из насекомых, извлекаются самые ценные ингредиенты, т.е. белки и липиды. Особенно чистый белок насекомых ценится как высокопитательный ингредиент, который используется в протеиновых батончиках, протеиновых порошках и в качестве добавки ко многим пищевым продуктам, таким как выпечка, чипсы, крекеры и т.д.
 
Используйте экстракторы ультразвукового зондового типа для производства высококачественного белка насекомых!
 
Ультразвуковая экстракция высококачественных белков из насекомых:
Ультразвуковая экстракция используется для получения белковых порошков, гидролизатов и белковых изолятов из многих форм насекомых, включая мух, червей, жуков, сверчков и личинок. Извлекая высококачественные белки из муки насекомых, ультразвук позволяет получить функциональные пищевые ингредиенты с превосходным питательным профилем.

Преимущества ультразвуковой экстракции белка из насекомых

Ультразвуковое исследование широко применяется для извлечения и обработки белков из различных источников, таких как растительные компоненты (например, из сои, риса, рапса, подсолнечника, тыквенных семечек и т. д.), молочные продукты (например, концентрат сывороточного белка (WPC), сывороточный белок, ретентаты молочного белка, казеинат кальция), водоросли (например, морские водоросли), морепродукты (например, побочные продукты рыбы и отходы морепродуктов) и насекомых (например, червей, личинок, мух, личинок, жуков, сверчков). тараканы и т.д.).
Ультразвуковая экстракция белка насекомых, являясь высокоэффективной и экологически чистой технологией экстракции, нашла свое место в производстве белковых порошков, гидролизатов и изолятов насекомых. Благодаря высокой надежности процесса, повторяемости и линейному масштабированию, ультразвук используется для извлечения белка из насекомых, модификации белковых структур и улучшения физико-химических свойств белка.
Например, Mintha et al. (2020) применили ультразвуковую экстракцию к личинкам черной солдатской мухи (H. illucens). Они сообщают, что ультразвуковая обработка улучшает структуру белка, изменяет функциональность белка и тем самым благотворно влияет на производство белка / гидролизатов H. illucens. В частности, дзета-потенциал, диспергируемость и тиоловые значения были увеличены с помощью ультразвука. Кроме того, мутность и размер частиц белка уменьшались после ультразвуковой обработки. Ультразвуковое исследование значительно увеличило легкость (L*) белковых изолятов на x ̄ 7,46% по сравнению с контролем без ультразвука.

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для обработки белка насекомых

Ультразвуковая экстракция и гомогенизация – это надежная технология обработки, которая облегчает и ускоряет производство высококачественных белков насекомых. Портфолио Hielscher Ultrasonics охватывает весь спектр от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов до промышленных вытяжных систем. Таким образом, мы в Hielscher можем предложить вам наиболее подходящий ультразвуковой аппарат для вашей предполагаемой производственной мощности. Наши многолетние опытные сотрудники помогут вам от технико-экономических испытаний и оптимизации процесса до установки вашей ультразвуковой системы на конечном производственном уровне.
Благодаря небольшой занимаемой площади наших ультразвуковых экстракторов, а также универсальности вариантов установки они подходят даже для небольших помещений по переработке белка насекомых. Ультразвуковые процессоры установлены во всем мире на предприятиях по производству продуктов питания и пищевых добавок, а также для производства кормов для домашних животных и скота. Кроме того, ультразвуковые смесители с большими сдвиговыми усилиями идеально подходят для приготовления белков насекомых в продуктах питания человека, а также в кормах для домашних животных и кормах для сельскохозяйственных животных.

Hielscher Ultrasonics – Сложное оборудование для экстракции

Портфель продуктов Hielscher Ultrasonics охватывает весь спектр высокопроизводительных ультразвуковых экстракторов от малых до крупных масштабов. Дополнительные аксессуары позволяют легко собрать наиболее подходящую конфигурацию ультразвукового устройства для процесса обработки белка насекомых. Оптимальная ультразвуковая установка зависит от предполагаемой производительности, объема, сырья, периодического или поточного процесса и сроков.

Ультразвуковая экстракция насекомых – Периодическая и поточная обработка

Ультразвуковые аппараты Hielscher могут использоваться для периодической и непрерывной проточной обработки. Ультразвуковая периодическая обработка идеально подходит для тестирования процессов, оптимизации и производства в малых и средних масштабах. Для производства больших объемов белков насекомых поточная обработка может быть более выгодной. В то время как дозирование требует очень простой настройки, оно является более трудоемким и трудоемким процессом. Непрерывный процесс поточного смешивания требует сложной настройки – состоит в виде насоса, шлангов или труб и баков -, но он более эффективен, быстр и требует значительно меньше труда. Hielscher Ultrasonics предлагает наиболее подходящую конфигурацию экстракции для вашего объема экстракции и технологических целей.

Ультразвуковые экстракторы для каждой производительности продукта

Ассортимент продукции Hielscher Ultrasonics охватывает весь спектр ультразвуковых процессоров от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов до настольных и пилотных систем до полностью промышленных ультразвуковых процессоров с производительностью обработки грузовых автомобилей в час. Полный ассортимент продукции позволяет нам предложить вам наиболее подходящий ультразвуковой экстрактор для вашего сырья, производственной мощности и производственных целей.
Ультразвуковые настольные системы идеально подходят для технико-экономических испытаний и оптимизации процессов. Линейное масштабирование на основе установленных технологических параметров позволяет очень легко увеличить перерабатывающие мощности от небольших партий до полностью коммерческого производства. Масштабирование может быть выполнено либо путем установки более мощного ультразвукового экстрактора, либо параллельного кластеризации нескольких ультразвуковых аппаратов. С UIP16000 компания Hielscher предлагает самый мощный ультразвуковой экстрактор в мире.

Точно контролируемые амплитуды для достижения оптимальных результатов

Все ультразвуковые аппараты Hielscher являются точно управляемыми и, следовательно, надежными рабочими лошадками в производстве. Амплитуда является одним из важнейших технологических параметров, влияющих на эффективность и результативность ультразвукового извлечения питательных веществ из насекомых.
Материал насекомых, такой как личинки и мухи, требует более мягкой ультразвука и более низких амплитудных настроек, в то время как сверчки и насекомые с толстой оболочкой экзоскелета требуют ультразвука с более высокой амплитудой для высвобождения целевых питательных веществ. Все ультразвуковые процессоры Hielscher позволяют точно настраивать амплитуду. Сонотроды и бустерные рупоры – это аксессуары, которые позволяют изменять амплитуду в еще более широком диапазоне. Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher могут обеспечивать очень высокую амплитуду и необходимую интенсивность ультразвука для требовательных приложений. Амплитуды до 200 мкм могут легко работать непрерывно в режиме 24/7.
Точные настройки амплитуды и постоянный мониторинг параметров ультразвукового процесса с помощью интеллектуального программного обеспечения дают вам возможность обрабатывать семена в наиболее эффективных ультразвуковых условиях. Оптимальная ультразвук для наилучших результатов экстракции!
Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях и в сложных условиях. Это делает ультразвуковое оборудование Hielscher надежным рабочим инструментом, отвечающим вашим требованиям к экстракции.

Простое и безопасное тестирование процессов

Ультразвуковые процессы могут быть полностью линейно масштабированы. Это означает, что каждый результат, достигнутый с помощью лабораторного или настольного ультразвукового аппарата, может быть масштабирован до точно такой же производительности с использованием точно таких же параметров процесса. Это делает ультразвук идеальным для безрисковых технико-экономических испытаний, оптимизации процессов и последующего внедрения в коммерческое производство. Свяжитесь с нами, чтобы узнать, как ультразвуковая обработка может увеличить выработку белка у насекомых!

Высочайшее качество – Разработано и произведено в Германии

Будучи семейным предприятием, Hielscher отдает приоритет высочайшим стандартам качества своих ультразвуковых процессоров. Все ультразвуковые аппараты спроектированы, изготовлены и тщательно протестированы в нашем головном офисе в Тельтове недалеко от Берлина, Германия. Прочность и надежность ультразвукового оборудования Hielscher делают его рабочей лошадкой на вашем производстве. Работа в режиме 24/7 при полной нагрузке и в сложных условиях является естественной характеристикой высокопроизводительных миксеров Hielscher.

В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: