Унапређена производња протеина из инсеката помоћу ултразвука

Инсекти су одржив извор висококвалитетних протеина и липида за исхрану и лако се узгајају. За издвајање протеина и липида из инсеката користи се ултразвучна екстракција као високоефикасна и поуздана технологија. Доказано је да ултразвучна обрада омогућава високе стопе екстракције, високе приносе протеина и липида и брзу прераду састојака врхунског квалитета из инсеката.

Зашто екстраховати протеине из инсеката ултразвуком велике снаге?

Протеински екстракт из инсеката обично се сматра квалитетнијим од брашна од инсеката јер садржи већи проценат протеина и мањи проценат других непожељних материја, као што су хитин и масти.
Брашно од инсеката обично се производи млевењем целих инсеката у прах, који може садржати значајну количину несварљивих материја, као што су хитин, егзоскелети и друге ненутритивне компоненте. Насупрот томе, протеински екстракт из инсеката обично се производи екстракцијом протеина из инсеката, чиме се добија чистији и концентрованији протеински производ. Доказано је да је ултразвучна екстракција високоефикасна производна техника за добијање висококвалитетних протеина из инсеката.
Већа концентрација протеина у протеинском екстракту из инсеката значи да он може да обезбеди више протеина по граму него брашно од инсеката, што га чини ефикаснијим извором протеина. Поред тога, уклањање ненутритивних компоненти може учинити протеински екстракт из инсеката лакше сварљивим и може смањити ризик од проблема са варењем код животиња и људи који га конзумирају.
Штавише, протеински екстракт из инсеката може имати блажи укус и мирис у поређењу са брашном од инсеката, што га чини привлачнијим потрошачима. Такође има разноврснију примену, јер се може користити као састојак у широком спектру прехрамбених производа и производа за исхрану животиња.
 

Ултразвучна екстракција протеина из инсеката

Ултразвучна екстракција може се лако укључити у уобичајени поступак прераде брашна од инсеката и омогућава побољшање коначног производа. Протеин из инсеката екстрахован ултразвуком квалитетнији је од брашна од инсеката и нуди већу нутритивну вредност, побољшан укус и боља функционална својства.

Општи протокол за екстракцију протеина из инсеката помоћу ултразвучног уређаја са сондом

општи протокол за екстракцију протеина прехрамбеног квалитета из ларви војничке муве помоћу ултразвучне сонде:
Материјали и опрема:

• Ларве војничке муве или друге врсте инсеката, као што су ларве брашнара (Tenebrio molitor), одрасли цврчци (Gryllus bimaculatus) и лутке свилене бубе (Bombyx mori) – претходно узгојени и сакупљени
• Ултразвучни уређај са сондом
• Блендер или кухињски мултипрактик
• Дестилована вода која садржи 9,46 mM аскорбинске киселине или други растварач по избору
• Центрифуга
• Стаклене или пластичне посуде
• Филтер-папир или мрежасти филтери

Упутство корак по корак за екстракцију протеина из инсеката

1. Припрема ларви инсеката:
   • Сакупите ларве војничке муве из система за узгој.
   • Темељно оперите ларве дестилованом водом да бисте уклонили све остатке или нечистоће.
   • Замрзните ларве на -20°C или нижој температури да бисте деактивирали ензиме и очували квалитет протеина.
2. Разарање ларви:
   • Одмрзните замрзнуте ларве и пребаците их у блендер или кухињски мултипрактик.
   • Додајте одговарајућу запремину дестиловане воде или пуферског раствора да бисте постигли жељену концентрацију протеина (нпр. 10% w/v).
   • Уситњавајте ларве у блендеру или мултипрактику док не добијете хомогену суспензију.
   • Пребаците суспензију у стаклену или пластичну посуду.
3. Одмашћивање (опционо):
   • Одмашћивање брашна од инсеката је опциони корак који помаже у повећању приноса и квалитета протеина. Садржај масти у брашну од инсеката смањује се третманом хексаном. Уопштено, за већину протеинских екстраката из инсеката намењених људској исхрани препоручује се одмашћивање ради побољшања квалитета протеина. Конвенционални поступак одмашћивања хексаном захтева много времена. Ултразвучна обрада може значајно убрзати одмашћивање брашна од инсеката!
4. Ултразвучна обрада:
   • Уроните сонду ултразвучног уређаја, нпр. UIP2000hdT, у суспензију ларви.
   • Подесите параметре ултразвучног процесора, нпр. амплитуду од 100% и време соникације, у складу са запремином и суспензијом.
   • Примените ултразвучне таласе на суспензију ларви уз одржавање константне температуре како бисте избегли денатурацију протеина.
   • Процес ултразвучне обраде помаже у разарању ћелија и ослобађању протеина из ларви.
   • Пратите температуру током соникације. Ултразвучни процесори Hielscher опремљени су температурним сензором и контролом температуре.
5. Центрифугирање:
   • Након ултразвучне обраде, пребаците соницирану суспензију ларви у епрувете за центрифугирање.
   • Центрифугирајте епрувете при одговарајућој брзини и у одговарајућем трајању како бисте одвојили супернатант који садржи протеине од чврстих остатака и неразорених ћелија.
   • Сакупите супернатант, који садржи екстраховане протеине, и пребаците га у чисту посуду.
   • По избору, поновите корак центрифугирања ако је потребно уклонити преостале чврсте честице. Алтернативно, филтрација се може користити као техника одвајања протеина.
6. Анализа и складиштење протеина:
   • Извршите анализу протеина како бисте проценили квалитет и састав екстрахованих протеина.
7. Складиштење:
   • Чувајте екстраховане протеине у одговарајућим посудама на хладном, сувом и тамном месту.

 
Инсекти као извор хране: Инсекти као што су цврчци, црви, муве и ларве богати су протеинима. Да би се задовољила растућа потражња за висококвалитетним протеинима, инсекти су постали цењени као здрав, одржив и еколошки прихватљив извор протеина, који се користи за људску исхрану, храну за кућне љубимце и храну за стоку. Инсекти су ектотермни (што значи да су хладнокрвни и да не троше енергију на производњу топлоте ради повећања телесне температуре), не захтевају много простора и могу се хранити отпадом као супстратом за раст. Због тога су протеини и липиди инсеката обећавајући извор хране, који може помоћи да се премости „протеински јаз“, који се мора превазићи како би се обезбедила исхрана све бројнијег светског становништва и задовољила његова потражња за висококвалитетним хранљивим материјама, посебно протеинима.
Узгој инсеката: Инсекти се узгајају на фармама инсеката, где расту у контејнерима или реакторима. Као организми који брзо расту, имају предност да захтевају релативно мало неге, могу се хранити органским отпадом и брзо достижу величину или зрелост за сакупљање. Посебно је лако узгајати ларве мува, брашнене црве и цврчке. Што се тиче ефикасности, ларве црне војничке муве познате су по изузетној способности претварања органског отпада у висококвалитетне протеине. Због тога је црна војничка мува међу узгајивачима инсеката позната и као „краљица претварања отпада“.
 
Кораци прераде брашна од инсеката: Када инсекти достигну циљну величину или развојни стадијум, сакупљају се. То значи да су спремни за прераду у прехрамбене састојке. Пре прераде, инсекти се перу у води, просејавају и чувају живи на 4℃ око једног дана без икакве хране.
Након тога, инсекти се кувају, а затим суше веома врелим ваздухом или загревањем у посуди. Термичка обрада је такође неопходна за уништавање бактерија. На крају, инсекти се мељу у суво брашно од инсеката (познато и као инсектно брашно). Брашно од инсеката може се користити као прехрамбени састојак или додатак храни за животиње. Међутим, ради рафинисања и унапређења брашна од инсеката, екстрахују се највреднији састојци, тј. протеини и липиди. Посебно су чисти протеини инсеката цењени као веома хранљив састојак, који се користи у протеинским плочицама, протеинским праховима и као додатак многим прехрамбеним производима као што су пекарски производи, чипс, крекери итд.
 
Користите ултразвучне екстракторе са сондом за производњу висококвалитетних протеина инсеката!
 
Ултразвучна екстракција висококвалитетних протеина из инсеката:
Ултразвучна екстракција се користи за производњу протеинских прахова, хидролизата и протеинских изолата из многих облика инсеката, укључујући муве, црве, бубе, цврчке и ларве. Екстракцијом висококвалитетних протеина из брашна од инсеката, ултразвучна обрада даје функционалне прехрамбене састојке са супериорним нутритивним профилом.

Предности ултразвучне екстракције протеина из инсеката

Ултразвучна обрада се широко примењује за екстракцију и обраду протеина из различитих извора, као што су биљке (нпр. соја, пиринач, уљана репица, сунцокрет, семенке бундеве итд.), млечни производи (нпр. концентрат протеина сурутке (WPC), протеин сурутке, ретентати млечних протеина, калцијум-казеинат), алге (нпр. морске алге), риба и морски плодови (нпр. нуспроизводи прераде рибе и отпад од морских плодова) и инсекти (нпр. црви, ларве, муве, ларве мува, тврдокрилци, цврчци, бубашвабе итд.).
Као високо ефикасна и еколошки прихватљива технологија екстракције, ултразвучна екстракција протеина инсеката нашла је своје место у производњи протеинских прахова, хидролизата и изолата од инсеката. Захваљујући високој поузданости процеса, поновљивости и линеарном повећању размера, ултразвучна обрада се користи за екстракцију протеина из инсеката, модификацију протеинских структура и побољшање физичко-хемијских својстава протеина.
На пример, Mintha и сар. (2020) применили су ултразвучну екстракцију на ларве црне војничке муве (H. illucens). Они наводе да је соникација побољшала структуру протеина, изменила њихова функционална својства и тиме допринела производњи протеина / хидролизата H. illucens. Ултразвучном обрадом нарочито су повећани зета-потенцијал, дисперзибилност и тиолне вредности. Поред тога, након соникације смањени су мутноћа и величина честица протеина. Ултразвучна обрада значајно је повећала светлину (L*) протеинских изолата за x ¯ 7,46% у поређењу са контролним узорком који није третиран ултразвуком.

Ултразвучни уређаји високих перформанси за прераду протеина инсеката

Ултразвучна екстракција и хомогенизација представљају поуздану технологију прераде која олакшава и убрзава производњу висококвалитетних протеина инсеката. Портфолио компаније Hielscher Ultrasonics обухвата читав распон од компактних лабораторијских ултразвучних уређаја до индустријских система за екстракцију. Стога вам ми у компанији Hielscher можемо понудити ултразвучни уређај који највише одговара вашем предвиђеном капацитету прераде. Наше особље са дугогодишњим искуством пружиће вам подршку од испитивања изводљивости и оптимизације процеса до уградње вашег ултразвучног система на коначном производном нивоу.
Мала површина коју заузимају наши ултразвучни екстрактори, као и разноврсне могућности њихове уградње, омогућавају да се сместе чак и у погоне за прераду протеина инсеката са ограниченим простором. Ултразвучни процесори уграђени су широм света у погонима за производњу хране и додатака исхрани, као и за производњу хране за кућне љубимце и стоку. Осим тога, ултразвучни мешачи са високим смицањем идеални су за формулисање прехрамбених производа за људе са протеинима инсеката, као и хране за кућне љубимце и хране за стоку на фармама.

Hielscher Ultrasonics – Софистицирана опрема за екстракцију

Портфолио производа компаније Hielscher Ultrasonics обухвата читав распон ултразвучних екстрактора високих перформанси, од малих до великих размера. Додатни прибор омогућава лако састављање конфигурације ултразвучног уређаја која највише одговара вашем процесу прераде протеина инсеката. Оптимална поставка ултразвучног система зависи од предвиђеног капацитета, запремине, сировине, шаржног процеса или процеса у линији и временског плана.

Ултразвучна екстракција из инсеката – Шаржна обрада и обрада у линији

Ултразвучни уређаји Hielscher могу се користити за шаржну и континуирану проточну обраду. Ултразвучна шаржна обрада идеална је за испитивање и оптимизацију процеса и за мали до средњи обим производње. За производњу великих количина протеина инсеката обрада у линији могла би бити повољнија. Иако шаржна обрада захтева само веома једноставну поставку, она захтева више времена и рада. Континуирани процес мешања у линији захтева софистицирану поставку – која се састоји од пумпе, црева или цеви и резервоара – али је ефикаснији, бржи и захтева знатно мање рада. Hielscher Ultrasonics има најпогоднију поставку за екстракцију за вашу запремину екстракције и циљеве процеса.

Ултразвучни екстрактори за сваки производни капацитет

Асортиман производа компаније Hielscher Ultrasonics обухвата читав спектар ултразвучних процесора, од компактних лабораторијских ултразвучних уређаја, преко стоних и пилот-система, до потпуно индустријских ултразвучних процесора са капацитетом обраде камионских количина материјала на сат. Комплетан асортиман производа омогућава нам да вам понудимо најпогоднији ултразвучни екстрактор за вашу сировину, капацитет процеса и производне циљеве.
Стони ултразвучни системи идеални су за испитивања изводљивости и оптимизацију процеса. Линеарно повећање размера на основу утврђених процесних параметара омогућава веома лако повећање капацитета обраде од мањих серија до производње у пуном комерцијалном обиму. Повећање размера може се постићи уградњом снажније ултразвучне екстракционе јединице или паралелним повезивањем више ултразвучних уређаја у групу. Са уређајем UIP16000, Hielscher нуди најснажнији ултразвучни екстрактор на свету.

Прецизно подесиве амплитуде за оптималне резултате

Сви Hielscher ултразвучни уређаји могу се прецизно контролисати и стога представљају поуздане ослонце у производњи. Амплитуда је један од кључних процесних параметара који утичу на ефикасност и делотворност ултразвучне екстракције хранљивих материја из инсеката.
Материјал од инсеката као што су ларве и муве захтева блажу соникацију и нижа подешавања амплитуде, док цврчци и инсекти са дебелим егзоскелетним омотачем захтевају соникацију при вишим амплитудама ради ослобађања циљаних хранљивих материја. Сви процесори компаније Hielscher Ultrasonics омогућавају прецизно подешавање амплитуде. Сонотроде и појачивачи амплитуде су додаци који омогућавају промену амплитуде у још ширем опсегу. Hielscher индустријски ултразвучни процесори могу да остваре веома високе амплитуде и обезбеде потребан ултразвучни интензитет за захтевне примене. Амплитуде до 200µm могу се лако одржавати непрекидно током рада 24/7.
Прецизно подешавање амплитуде и стално праћење параметара ултразвучног процеса помоћу паметног софтвера омогућавају вам да своје семе третирате у најделотворнијим ултразвучним условима. Оптимална соникација за најбоље резултате екстракције!
Робусност Hielscher ултразвучне опреме омогућава рад 24/7 при великим оптерећењима и у захтевним окружењима. Због тога је Hielscher ултразвучна опрема поуздан радни алат који испуњава ваше захтеве за екстракцију.

Лако испитивање процеса без ризика

Ултразвучни процеси могу се у потпуности линеарно повећавати. То значи да се сваки резултат који сте постигли помоћу лабораторијског или стоног ултразвучног уређаја може пренети на веће размере уз потпуно исти исход, коришћењем потпуно истих процесних параметара. То чини ултразвучну обраду идеалном за испитивање изводљивости без ризика, оптимизацију процеса и накнадно увођење у комерцијалну производњу. Контактирајте нас да бисте сазнали како соникација може да повећа вашу производњу протеина из инсеката!

Највиши квалитет – пројектовано и произведено у Немачкој

Као предузеће у породичном власништву којим управља породица, Hielscher даје предност највишим стандардима квалитета за своје ултразвучне процесоре. Сви ултразвучни уређаји пројектују се, производе и темељно испитују у нашем седишту у Телтову, близу Берлина, у Немачкој. Робусност и поузданост Hielscher ултразвучне опреме чине је ослонцем у вашој производњи. Рад 24/7 под пуним оптерећењем и у захтевним окружењима природна је одлика Hielscher мешалица високих перформанси.

Табела у наставку даје увид у приближан капацитет обраде наших ултразвучних уређаја: