Izboljšana proizvodnja beljakovin žuželk z ultrazvokom

Žuželke so trajnosten, enostaven za gojenje vir visokokakovostnih hranilnih beljakovin in lipidov. Za ločevanje beljakovin in lipidov od žuželk se ultrazvočna ekstrakcija uporablja kot zelo učinkovita in zanesljiva tehnologija. Ultrasonication je dokazan za visoke stopnje ekstrakcije, visoke donose beljakovin in lipidov ter hitro predelavo sestavin žuželk prve kakovosti.

Zakaj ekstrahirati beljakovine žuželk z močnim ultrazvokom?

Izvleček beljakovin žuželk se običajno šteje za bolj kakovosten kot moka žuželk, ker vsebuje višji odstotek beljakovin in nižji odstotek drugih neželenih materialov, kot so hitin in maščobe.
Moka žuželk se običajno pripravi z mletjem celih žuželk v prah, ki lahko vsebuje veliko količino neprebavljivih materialov, kot so hitin, eksoskeleti in druge nehranilne sestavine. V nasprotju s tem se ekstrakt beljakovin žuželk običajno proizvaja z ekstrakcijo beljakovin iz žuželk, kar ima za posledico čistejši in bolj koncentriran beljakovinski izdelek. Ultrazvočna ekstrakcija se je izkazala za zelo učinkovito proizvodno tehniko za visokokakovostne beljakovine žuželk.
Višja koncentracija beljakovin v izvlečku beljakovin žuželk pomeni, da lahko zagotovi več beljakovin na gram kot moka žuželk, zaradi česar je učinkovitejši vir beljakovin. Poleg tega lahko odstranitev nehranilnih sestavin naredi izvleček beljakovin žuželk lažje prebavljiv in lahko zmanjša tveganje za prebavne težave pri živalih in ljudeh, ki ga uživajo.
Poleg tega ima lahko izvleček beljakovin žuželk blažji okus in vonj v primerjavi z moko žuželk, zaradi česar je bolj privlačen za potrošnike. Ima tudi bolj vsestransko uporabo, saj se lahko uporablja kot sestavina v široki paleti živil in krme.
 

Ultrazvočna ekstrakcija beljakovin žuželk

Ultrazvočna ekstrakcija se lahko enostavno izvaja v redni predelavi moke žuželk in omogoča nadgradnjo na končni izdelek. Ultrazvočno ekstrahirane beljakovine žuželk so vrhunske kakovosti kot moka žuželk in ponujajo višje hranilne vrednosti, izboljšan okus in boljše funkcionalnosti.

Splošni protokol za ekstrakcijo beljakovin žuželk z ultrazvočnim aparatom tipa sonde

Splošni protokol za ekstrakcijo beljakovin za hrano iz ličink vojaške muhe z uporabo ultrazvočne sonde:
Materiali in oprema:

• Ličinke vojaške muhe ali druge vrste žuželk, kot so ličinke moke (Tenebrio molitor), odrasli kriket (Gryllus bimaculatus) in lutke sviloprejk (Bombyx mori) – predhodno kultivirani in požeti
• ultrazvočni zvočnik tipa sonde
• Mešalnik ali kuhinjski procesor
• Destilirana voda, ki vsebuje 9,46 mM askorbinske kisline ali drugega topila po izbiri
• Centrifugira
• Steklene ali plastične posode
• Filtrirni papir ali mrežasti filtri

Navodila po korakih za ekstrakcijo beljakovin žuželk

1. Priprava ličink žuželk:
   • Poberite ličinke vojaške muhe iz vzrejnega sistema.
   • Ličinke temeljito sperite z destilirano vodo, da odstranite vse ostanke ali nečistoče.
   • Ličinke zamrznite pri -20 °C ali manj, da deaktivirate encime in ohranite kakovost beljakovin.
2. Motnje ličink:
   • Zamrznjene ličinke odmrznite in jih prenesite v mešalnik ali predelovalec hrane.
   • Dodamo ustrezen volumen destilirane vode ali puferske raztopine, da dosežemo želeno koncentracijo beljakovin (npr. 10 % m/v).
   • Ličinke zmešamo ali obdelamo, dokler ne dobimo homogene gnojevke.
   • Gnojevko prenesite v stekleno ali plastično posodo.
3. Razmaščenje (neobvezno):
   • Razmaščenje moke žuželk je neobvezen korak, ki pomaga povečati donos in kakovost beljakovin. Vsebnost maščobe v moki žuželk se zmanjša s heksanom. Na splošno je za večino beljakovinskih izvlečkov žuželk za prehrano ljudi priporočljivo razmaščenje, da se izboljša kakovost beljakovin. Običajni postopek razmaščenja heksana je dolgotrajen. Ultrasonication lahko znatno pospeši razmaščenje moke žuželk!
4. Ultrazvočna obdelava:
   • Potopite sondo ultrazvočnega aparata, npr. UIP2000hdT, v ličinsko gnojevko.
   • Nastavite parametre ultrazvočnega aparata, npr. 100% amplitudo in čas ultrazvočnega razbijanja v skladu s prostornino in gnojevko.
   • Nanesite ultrazvočne valove na ličinko, hkrati pa ohranite konstantno temperaturo, da se izognete denaturaciji beljakovin.
   • Postopek ultrazvoka pomaga pri motenju celic in sproščanju beljakovin iz ličink.
   • Spremljajte temperaturo med ultrazvočnim razbijanjem. Hielscher ultrazvočni aparati so opremljeni s temperaturnim senzorjem in nadzorom temperature.
5. Centrifugiranjem:
   • Po ultrasonicaciji prenesite ultrazvočno ličinsko gnojevko v centrifugalne cevi.
   • Epruvete centrifugiramo s primerno hitrostjo in trajanjem, da ločimo supernatant, ki vsebuje beljakovine, od trdnih odpadkov in neprekinjenih celic.
   • Zberite supernatant, ki vsebuje ekstrahirane beljakovine, in ga prenesite v čisto posodo.
   • Po želji ponovite korak centrifugiranja, če je potrebno, da odstranite preostale trdne delce. Druga možnost je, da se filtracija uporabi kot tehnika ločevanja beljakovin.
6. Analiza in shranjevanje beljakovin:
   • Izvedite analizo beljakovin, da ocenite kakovost in sestavo ekstrahiranih beljakovin.
7. Skladiščenje:
   • Ekstrahirane beljakovine shranjujte v primernih posodah na hladnem, suhem in temnem mestu.

 
Žuželke kot vir hrane: Žuželke, kot so cvrčki, črvi, muhe in ličinke, so bogate z beljakovinami. Da bi zadovoljili naraščajoče povpraševanje po visokokakovostnih beljakovinah, so žuželke cenjene kot zdrav, trajnosten in okolju prijazen vir beljakovin, ki se uporablja za hrano ljudi, hišne živali in krmo za živino. Žuželke so ektotermne (kar pomeni, da so hladnokrvne in ne zapravljajo energije za proizvodnjo toplote za povečanje telesne temperature), ne potrebujejo veliko prostora in jih je mogoče hraniti z odpadki kot rastnim substratom. Zaradi tega so beljakovine in lipidi žuželk obetaven vir hrane, ki lahko pomaga zapolniti "beljakovinsko vrzel", ki jo je treba premagati, da bi nahranili naraščajoče svetovno prebivalstvo in njegovo povpraševanje po visokokakovostnih hranilih, zlasti beljakovinah.
Gojenje žuželk: Žuželke se gojijo na farmah žuželk, kjer se gojijo v posodah ali reaktorjih. S prednostjo, da so hitro rastoči organizmi, zahtevajo relativno nizko nego, lahko se hranijo z organskimi odpadki in se hitro gojijo do velikosti žetve ali zrelosti. Še posebej ličinke muhar, moke in cvrčke je enostavno gojiti. Kar zadeva učinkovitost, so ličinke črne vojaške muhe priznane po odlični pretvorbi organskih odpadkov v visokokakovostne beljakovine. Zato je muha črnega vojaka znana tudi kot "kraljica preoblikovanja odpadkov" pod kmetovalci žuželk.
 
Koraki obdelave moke žuželk: Ko žuželke dosežejo ciljno velikost ali stadion, se poberejo. To pomeni, da so pripravljeni za predelavo v živilske sestavine. Pred predelavo se žuželke sperejo v vodi, presejajo in shranijo žive pri 4 °C približno en dan brez krme.
Nato se žuželke kuhajo in nato posušijo z zelo vročim zrakom ali s segrevanjem v posodi. Toplotna obdelava je potrebna tudi za ubijanje bakterij. Končno se žuželke zmeljejo v suho moko žuželk (znano tudi kot moka žuželk). Moka žuželk se lahko uporablja kot živilska sestavina ali dodatek v živalski krmi. Da pa bi izboljšali in nadgradili obrok žuželk, se ekstrahirajo najbolj dragocene sestavine, tj. beljakovine in lipidi. Še posebej čiste beljakovine žuželk so cenjene kot visoko hranilna sestavina, ki se uporablja v beljakovinskih ploščicah, beljakovinskih praških in kot dodatek številnim živilskim proizvodom, kot so pecivo, čips, krekerji itd.
 
Uporabite ultrazvočne ekstraktorje tipa sonde za proizvodnjo visokokakovostnih beljakovin žuželk!
 
Ultrazvočna ekstrakcija visokokakovostnih beljakovin iz žuželk:
Ultrazvočna ekstrakcija se uporablja za proizvodnjo beljakovinskih praškov, hidrolizatov in beljakovinskih izolatov iz številnih oblik žuželk, vključno z muhami, črvi, žuželkami, cvrčki in ličinkami. Z ekstrakcijo visokokakovostnih beljakovin iz moke žuželk ultrazvočna obdelava proizvaja funkcionalne sestavine hrane z vrhunskim prehranskim profilom.

Prednosti ultrazvočne ekstrakcije beljakovin iz žuželk

Ultrasonication se pogosto uporablja za ekstrakcijo in obdelavo beljakovin iz različnih virov, kot so rastline (npr. iz soje, riža, oljne ogrščice, sončnice, bučnih semen itd.), mlečni izdelki (npr. koncentrat sirotkinih beljakovin (WPC), sirotkine beljakovine, retentati mlečnih beljakovin, kalcijev kazeinat), alge (npr. morske alge), morski sadeži (npr. ribji stranski proizvodi in odpadki morskih sadežev) in žuželke (npr. črvi, ličinke, muhe, črvi, hrošči, cvrčki, ščurki itd.).
Kot visoko učinkovita in zelena tehnologija ekstrakcije je ultrazvočna ekstrakcija beljakovin žuželk našla svoje mesto v proizvodnji beljakovinskih praškov, hidrolizatov in izolatov žuželk. Zaradi visoke zanesljivosti procesa, ponovljivosti in linearnega povečanja se ultrazvočna razširitev uporablja za ekstrakcijo beljakovin iz žuželk, za spreminjanje beljakovinskih struktur in izboljšanje fizikalno-kemijskih lastnosti beljakovin.
(2020) so uporabili ultrazvočno ekstrakcijo na ličinke muhe črnega vojaka (H. illucens). Poročajo, da je ultrazvočna razbijanje izboljšala strukturo beljakovin, spremenila funkcionalnost beljakovin in s tem koristila za proizvodnjo beljakovin / hidrolizatov H. illucens. Zlasti zeta potencial, disperzibilnost in vrednosti tiola so se povečale z ultrasonication. Poleg tega se je motnost in velikost delcev beljakovin po ultrazvočni obdelavi zmanjšala. Ultrasonication je znatno povečal lahkotnost (L*) proteinskih izolatov za x ̄ 7,46% v primerjavi z nesonikirano kontrolo.

Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati za predelavo beljakovin žuželk

Ultrazvočna ekstrakcija in homogenizacija je zanesljiva tehnologija predelave, ki olajša in pospeši proizvodnjo visokokakovostnih beljakovin žuželk. Portfelj Hielscher Ultrasonics zajema celoten razpon od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih aparatov do industrijskih sistemov za ekstrakcijo. Tako vam lahko pri Hielscherju ponudimo najprimernejši ultrazvočni aparat za vašo predvideno procesno zmogljivost. Naše dolgoletno izkušeno osebje vam bo pomagalo od preskusov izvedljivosti in optimizacije procesa do namestitve vašega ultrazvočnega sistema na končni proizvodni ravni.
Majhen odtis naših ultrazvočnih ekstraktorjev in njihova vsestranskost pri možnostih namestitve jih prilegajo tudi majhnim prostorom za predelavo beljakovin žuželk. Ultrazvočni procesorji so nameščeni po vsem svetu v obratih za proizvodnjo hrane in prehranskih dopolnil ter za proizvodnjo krme za hišne živali in živino. Poleg tega so ultrazvočni mešalniki z visokim strižjem idealni za oblikovanje beljakovin žuželk v človeške prehranske izdelke, kot tudi v hrano za hišne živali za spremljevalce živali in krmo za živino za domače živali.

Hielscher Ultrasonics – Prefinjena oprema za ekstrakcijo

Portfelj izdelkov Hielscher Ultrasonics zajema celoten nabor visoko zmogljivih ultrazvočnih ekstraktorjev od majhnih do velikih. Dodatni dodatki omogočajo enostavno sestavljanje najprimernejše konfiguracije ultrazvočne naprave za vaš proces beljakovin žuželk. Optimalna ultrazvočna nastavitev je odvisna od predvidene zmogljivosti, prostornine, surovine, šaržnega ali inline procesa in časovnice.

Ultrazvočna ekstrakcija žuželk – Serijska in linijska obdelava

Hielscher ultrazvočni aparati se lahko uporabljajo za serijsko in neprekinjeno pretočno obdelavo. Ultrazvočna serijska obdelava je idealna za testiranje procesov, optimizacijo in majhno do srednje veliko raven proizvodnje. Za proizvodnjo velikih količin beljakovin žuželk je lahko bolj koristna inline obdelava. Medtem ko šaržiranje zahteva le zelo preprosto nastavitev, je bolj časovno in delovno intenzivno. Neprekinjen postopek mešanja v liniji zahteva prefinjeno nastavitev – sestavljen iz črpalke, cevi ali cevi in rezervoarjev -, vendar je učinkovitejši, hitrejši in zahteva bistveno manj dela. Hielscher Ultrasonics ima najprimernejšo nastavitev ekstrakcije za vaš volumen ekstrakcije in cilje procesa.

Ultrazvočni ekstraktorji za vsako zmogljivost izdelka

Paleta izdelkov Hielscher Ultrasonics zajema celoten spekter ultrazvočnih procesorjev od kompaktnih laboratorijskih ultrazvočnih naprav preko namiznih in pilotnih sistemov do popolnoma industrijskih ultrazvočnih procesorjev z zmogljivostjo obdelave tovornjakov na uro. Celotna paleta izdelkov nam omogoča, da vam ponudimo najprimernejši ultrazvočni ekstraktor za vaše surovine, procesne zmogljivosti in proizvodne cilje.
Ultrazvočni namizni sistemi so idealni za preskuse izvedljivosti in optimizacijo procesov. Linearno povečanje na podlagi uveljavljenih procesnih parametrov omogoča zelo enostavno povečanje predelovalnih zmogljivosti od manjših serij do popolnoma komercialne proizvodnje. Povečanje obsega se lahko izvede z namestitvijo močnejše ultrazvočne ekstraktorske enote ali vzporedno združevanjem več ultrazvočnih aparatov. S UIP16000 Hielscher ponuja najmočnejši ultrazvočni ekstraktor po vsem svetu.

Natančno nadzorovane amplitude za optimalne rezultate

Vsi Hielscher ultrazvočni aparati so natančno nadzorovani in s tem zanesljivi delovni konji v proizvodnji. Amplituda je eden ključnih procesnih parametrov, ki vplivajo na učinkovitost in uspešnost ultrazvočne ekstrakcije hranil iz žuželk.
Material žuželk, kot so ličinke in muhe, zahteva blažjo ultrazvočno razbijanje in nastavitve nižje amplitude, medtem ko cvrčki in žuželke z debelo eksoskeletno lupino zahtevajo ultrazvočno razbijanje pri višjih amplitudah za sproščanje ciljnih hranil. Vsi Hielscher Ultrasonics procesorji omogočajo natančno nastavitev amplitude. Sonotrode in pospeševalni rogovi so dodatki, ki omogočajo spreminjanje amplitude v še širšem obsegu. Hielscher industrijski ultrazvočni procesorji lahko zagotovijo zelo visoke amplitude in zagotovijo zahtevano ultrazvočno intenzivnost za zahtevne aplikacije. Amplitude do 200 μm se lahko enostavno neprekinjeno izvajajo v 24/7 delovanju.
Natančne nastavitve amplitude in stalno spremljanje parametrov ultrazvočnega procesa s pametno programsko opremo vam omogočajo, da svoja semena obdelate z najučinkovitejšimi ultrazvočnimi pogoji. Optimalna ultrazvočna razbijanje za najboljše rezultate ekstrakcije!
Robustnost Hielscher ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih. Zaradi tega je Hielscher ultrazvočna oprema zanesljivo delovno orodje, ki izpolnjuje vaše zahteve za ekstrakcijo.

Enostavno testiranje procesov brez tveganja

Ultrazvočni procesi so lahko popolnoma linearno skalirani. To pomeni, da lahko vsak rezultat, ki ste ga dosegli z laboratorijskim ali namiznim ultrazvočnim aparatom, prilagodite na popolnoma enak izhod z uporabo popolnoma enakih procesnih parametrov. Zaradi tega je ultrazvok idealen za testiranje izvedljivosti brez tveganja, optimizacijo procesov in kasnejšo uvedbo v komercialno proizvodnjo. Kontaktirajte nas, če želite izvedeti, kako lahko ultrazvočno razbijanje poveča proizvodnjo beljakovin žuželk!

Najvišja kakovost – Zasnovano in izdelano v Nemčiji

Kot družinsko in družinsko podjetje Hielscher daje prednost najvišjim standardom kakovosti za svoje ultrazvočne procesorje. Vsi ultrazvočni aparati so zasnovani, izdelani in temeljito preizkušeni na našem sedežu v Teltowu blizu Berlina v Nemčiji. Robustnost in zanesljivost Hielscher ultrazvočne opreme je delovni konj v vaši proizvodnji. Delovanje 24/7 pri polni obremenitvi in v zahtevnih okoljih je naravna značilnost visokozmogljivih mešalnikov Hielscher.

Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov: