Förbättrad insektsproteinproduktion med ultraljud

Insekter är en hållbar, lättodlad källa till högkvalitativa näringsproteiner och lipider. För att separera proteiner och lipider från insekterna används ultraljudsextraktion som en mycket effektiv och tillförlitlig teknik. Ultraljud har visat sig för höga extraktionshastigheter, höga protein- och lipidutbyten och snabb bearbetning av insektsingredienser av högsta kvalitet.

Varför extrahera insektsproteiner med Power Ultrasound?

Insektsproteinextrakt anses vanligtvis vara av högre kvalitet än insektsmjöl eftersom det innehåller en högre andel protein och en lägre andel andra oönskade ämnen som kitin och fetter.
Insektsmjöl tillverkas vanligtvis genom att mala hela insekter till ett pulver, som kan innehålla en betydande mängd osmältbara material som kitin, exoskelett och andra icke-näringsrika komponenter. Däremot tillverkas insektsproteinextrakt vanligtvis genom att extrahera proteinet från insekterna, vilket resulterar i en renare och mer koncentrerad proteinprodukt. Ultraljud extraktion har visat sig vara en mycket effektiv produktionsteknik för högkvalitativt insektsprotein.
Den högre proteinkoncentrationen i insektsproteinextrakt innebär att det kan ge mer protein per gram än insektsmjöl, vilket gör det till en mer effektiv proteinkälla. Dessutom kan avlägsnandet av icke-näringsrika komponenter göra insektsproteinextrakt lättare att smälta och kan minska risken för matsmältningsproblem hos djur och människor som konsumerar det.
Dessutom kan insektsproteinextrakt ha en mildare smak och lukt jämfört med insektsmjöl, vilket gör det mer tilltalande för konsumenterna. Den har också ett mer mångsidigt användningsområde, eftersom den kan användas som ingrediens i ett brett utbud av livsmedels- och foderprodukter.
 

Ultraljud extraktion av insektsproteiner

Ultraljudsextraktion kan enkelt implementeras i den vanliga insektsmjölsbearbetningen och gör det möjligt att uppgradera till slutprodukten. Ultraljudsextraherat insektsprotein är av överlägsen kvalitet än insektsmjöl och erbjuder högre näringsvärden, förbättrad smak och bättre funktioner.

Allmänt protokoll för extraktion av insektsprotein med hjälp av en sond-typ ultraljud

Allmänt protokoll för att extrahera livsmedelsklassade proteiner från soldatfluglarver med hjälp av en ultraljudssond:
Material och utrustning:

• Soldatfluglarver eller andra insektsarter som mjölmasklarver (Tenebrio molitor), vuxna syrsor (Gryllus bimaculatus) och silkesmaskpuppor (Bombyx mori) – tidigare odlats och skördats
• ultraljud av sondtyp
• Mixer eller matberedare
• Destillerat vatten som innehåller 9,46 mM askorbinsyra eller annat valfritt lösningsmedel
• centrifug
• Behållare av glas eller plast
• Filterpapper eller nätfilter

Steg-för-steg-instruktion för extraktion av insektsprotein

1. Beredning av insektslarver:
   • Skörda soldatflugans larver från uppfödningssystemet.
   • Tvätta larverna noggrant med destillerat vatten för att ta bort skräp eller föroreningar.
   • Frys larverna vid -20 °C eller lägre för att inaktivera enzymer och bevara proteinkvaliteten.
2. Störning av larver:
   • Tina de frysta larverna och överför dem till en mixer eller matberedare.
   • Tillsätt en lämplig volym destillerat vatten eller buffertlösning för att uppnå en önskad proteinkoncentration (t.ex. 10 % vikt/volym).
   • Blanda eller bearbeta larverna tills en homogen flytgödsel erhålls.
   • Överför slammet till en behållare av glas eller plast.
3. Avfettning (valfritt):
   • Avfettning av insektsmjölet är ett valfritt steg som bidrar till att öka proteinutbytet och kvaliteten. Fetthalten i insektsmjölet reduceras genom hexanbehandling. Sammantaget, för de flesta insektsproteinextrakt för mänsklig konsumtion, rekommenderas avfettning för att förbättra proteinkvaliteten. Den konventionella hexandavfettningsprocessen är tidskrävande. Ultraljud kan påskynda avfettningen av insektsmjöl avsevärt!
4. Ultraljud:
   • Sänk ner sonden av ultraljudsapparaten, t.ex. UIP2000hdT, i larvuppslamningen.
   • Ställ in ultraljudsapparatens parametrar, t.ex. 100% amplitud och ultraljudsbehandling tid i enlighet med volym och uppslamning.
   • Applicera ultraljudsvågor på larvuppslamningen samtidigt som du håller en konstant temperatur för att undvika denaturering av proteiner.
   • Ultraljudsprocessen hjälper till att störa cellerna och frigöra proteinerna från larverna.
   • Övervaka temperaturen under ultraljudsbehandling. Hielscher ultraljudsapparater är utrustade med en temperatursensor och temperaturkontroll.
5. Centrifugering:
   • Efter ultraljud, överför den sonikerade larvuppslamningen till centrifugrör.
   • Centrifugera rören med lämplig hastighet och varaktighet för att separera den proteininnehållande supernatanten från fast skräp och obrutna celler.
   • Samla in supernatanten, som innehåller de extraherade proteinerna, och överför den till en ren behållare.
   • Eventuellt kan du upprepa centrifugeringssteget om det behövs för att avlägsna eventuella kvarvarande fasta partiklar. Alternativt kan filtrering användas som en proteinseparationsteknik.
6. Proteinanalys och lagring:
   • Utför proteinanalys för att bedöma kvaliteten och sammansättningen av de extraherade proteinerna.
7. Lagring:
   • Förvara de extraherade proteinerna i lämpliga behållare på en sval, torr och mörk plats.

 
Insekter som födokälla: Insects such as crickets, worms, flies and larvae are rich in proteins. In order to fulfil the growing demand for high-quality proteins, insects have got valued as a healthy, sustainable, and environmental-friendly protein source, which is used for human food, pet food and livestock feed. Insects are ectothermic (which means they are cold-blooded and do not waste energy to produce heat to increase their body temperature), they do not require a lot of space, and they can be fed using waste as growth substrate. This makes insect proteins and lipids a promising food source, which can help to fill the “protein gap”, which has to be overcome to feed a rising world population and its demand for high-quality nutrients, especially protein.
Insektsodling: Insects are bred on insect farms, where they are grown in containers or reactors. With the advantage of being fast growing organisms, they require relatively low care, can be fed with organic waste, and are quickly cultivated to harvest size or ripeness. Especially fly larvae, mealworms and crickets are easy to breed. Regarding efficiency, the larvae of the black soldier fly is recognized for its excellent transformation of organic waste into high-quality protein. this is why the black soldier fly is also known as “queen of waste transformation” under insect farmers.
 
Bearbetningssteg för insektsmjöl: När insekterna har nått sin målstorlek eller stadion skördas de. Det betyder att de är redo att bearbetas till livsmedelsingredienser. Innan de bearbetas tvättas insekterna i vatten, siktas och förvaras levande vid 4 °C i ungefär ett dygn utan foder.
Efteråt kokas insekterna och torkas sedan med mycket varm luft eller genom att värma dem i en behållare. Värmebehandling krävs också för att döda bakterier. Slutligen mals insekterna till ett torrt insektsmjöl (även känt som insektsmjöl). Insektsmjölet kan användas som livsmedelsingrediens eller tillsats i djurfoder. Men för att förädla och uppgradera insektsmjölet utvinns de mest värdefulla ingredienserna, det vill säga proteiner och lipider. Särskilt rent insektsprotein värderas som en mycket näringsrik ingrediens, som används i proteinbars, proteinpulver och som tillsats i många livsmedelsprodukter som bakverk, chips, kex etc.
 
Använd extraktorer av ultraljudssondtyp för att producera insektsprotein av hög kvalitet!
 
Ultraljud extraktion av högkvalitativa proteiner från insekter:
Ultraljudsextraktion används för att producera proteinpulver, hydrolysat, och proteinisolat från många insektsformer, inklusive flugor, maskar, insekter, syrsor och larver. Genom att extrahera högkvalitativa proteiner från insektsmjöl producerar ultraljud funktionella livsmedelsingredienser med överlägsen näringsprofil.

Fördelar med ultraljud proteinextraktion från insekter

Ultraljud används i stor utsträckning för att extrahera och behandla proteiner från olika källor såsom växter (t.ex. från soja, ris, raps, solros, pumpafrön etc.), mejeriprodukter (t.ex. vassleproteinkoncentrat (WPC), vassleprotein, mjölkproteinretentater, kalciumkaseinat), alger (t.ex. tång), skaldjur (t.ex. fiskbiprodukter och skaldjursavfall) och insekter (t.ex. maskar, larver, flugor, maskar, skalbaggar, syrsor, kackerlackor etc.).
Som en mycket effektiv och grön extraktionsteknik har ultraljudsextraktion av insektsprotein funnit sin plats i produktionen av insektsproteinpulver, hydrolysat och isolat. På grund av hög processäkerhet, repeterbarhet och linjär uppskalning används ultraljud för att extrahera protein från insekter, för att modifiera proteinstrukturer och för att förbättra proteinets fysikalisk-kemiska egenskaper.
Till exempel tillämpade Mintha et al. (2020) ultraljudsextraktion på larver av svart soldatfluga (H. illucens). De rapporterar att ultraljudsbehandling förbättrade proteinstrukturen, förändrade protein funktionalitet, och som därmed fördelaktigt för produktionen av H. illucens protein? hydrolysat. Särskilt, zeta potential, dispergerbarhet, och tiol värden ökade genom ultraljud. Dessutom minskade grumligheten och partikelstorleken hos protein efter ultraljudsbehandling. Ultraljud ökade signifikant lätthet (L *) av proteinisolat med x ̄ 7,46% jämfört med den icke-ultraljudsbehandlade kontrollen.

Högpresterande ultraljudsapparater för bearbetning av insektsprotein

Ultraljudsextraktion och homogenisering är en pålitlig bearbetningsteknik som underlättar och påskyndar produktionen av högkvalitativa insektsproteiner. Hielscher Ultrasonics portfölj täcker hela sortimentet från kompakta labb ultraljudsapparater till industriella extraktionssystem. Därmed kan vi på Hielscher erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsapparaten för din tänkta processkapacitet. Vår erfarna personal hjälper dig från genomförbarhetstester och processoptimering till installation av ditt ultraljudssystem på slutproduktionsnivå.
Det lilla fotavtrycket hos våra ultraljudsextraktorer samt deras mångsidighet i installationsalternativ gör att de passar även in i små utrymmen för bearbetning av insektsprotein. Ultraljudsprocessorer installeras över hela världen i produktionsanläggningar för livsmedel och kosttillskott samt för produktion av foder till sällskapsdjur och boskap. Dessutom är ultraljudsblandare med hög skjuvning idealiska för att formulera insektsproteiner i livsmedelsprodukter för människor samt i sällskapsdjur för medföljande djur och djurfoder för lantbruksdjur.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikerad utsugningsutrustning

Hielscher Ultrasonics produktportfölj täcker hela utbudet av högpresterande ultraljudsutsug från liten till stor skala. Ytterligare tillbehör gör det enkelt att montera den mest lämpliga ultraljudsenhetskonfigurationen för din insektsproteinprocess. Den optimala ultraljudsinställningen beror på den tänkta kapaciteten, volymen, råmaterialet, batch- eller inline-processen och tidslinjen.

Ultraljud insektsextraktion – Batch- och inline-bearbetning

Hielscher ultraljudsapparater kan användas för batchvis och kontinuerlig genomströmningsbehandling. Ultraljudsbatchbearbetning är idealisk för processtestning, optimering och liten till medelstor produktionsnivå. För en producent av stora volymer insektsproteiner kan inline-bearbetning vara mer fördelaktigt. Även om batchning endast kräver en mycket enkel installation, är det mer tids- och arbetskrävande. En kontinuerlig inline-blandningsprocess kräver sofistikerad installation – bestående av en pump, slangar eller rör och tankar -, men det är effektivare, snabbare och kräver betydligt mindre arbete. Hielscher Ultrasonics har den mest lämpliga extraktionsinställningen för din extraktionsvolym och processmål.

Ultraljudsutsug för alla produktkapaciteter

Hielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljudsprocessorer från kompakta labb ultraljudsapparater över bänk-top och pilotsystem till fullt industriella ultraljudsprocessorer med kapacitet att bearbeta lastbilslaster per timme. Det kompletta produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsutsuget för ditt råmaterial, processkapacitet och produktionsmål.
Bänksystem med ultraljud är idealiska för genomförbarhetstester och processoptimering. Linjär uppskalning baserat på etablerade processparametrar gör det mycket enkelt att öka processkapaciteten från mindre partier till fullt kommersiell produktion. Uppskalning kan göras genom att antingen installera en kraftfullare ultraljudsutsugsenhet eller klustra flera ultraljudsapparater parallellt. Med UIP16000 erbjuder Hielscher den mest kraftfulla ultraljudsutsutrustaren i världen.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultraljudsapparater är exakt kontrollerbara och därmed pålitliga arbetshästar i produktionen. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten av ultraljudsutvinning av näringsämnen från insekter.
Insektsmaterial som larver och flugor kräver mildare ultraljudsbehandling och lägre amplitudinställningar, medan syrsor och insekter med ett tjockt exoskelettskal kräver ultraljudsbehandling vid högre amplituder för att frigöra de riktade näringsämnena. Alla Hielscher Ultrasonics-processorer möjliggör exakt inställning av amplituden. Sonotrodes och boosterhorn är tillbehör som gör det möjligt att modifiera amplituden i ett ännu bredare intervall. Hielscher industriella ultraljudsprocessorer kan leverera mycket höga amplituder och leverera den ultraljudsintensitet som krävs för krävande applikationer. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift.
Exakta amplitudinställningar och permanent övervakning av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att behandla dina frön med de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för bästa extraktionsresultat!
Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer. Detta gör Hielscher ultraljudsutrustning till ett pålitligt arbetsredskap som uppfyller dina extraktionskrav.

Enkel, riskfri processtestning

Ultraljudsprocesser kan vara helt linjärt skalade. Detta innebär att varje resultat som du har uppnått med hjälp av ett laboratorium eller bänkskiva ultraljud, kan skalas till exakt samma utdata med exakt samma processparametrar. Detta gör ultraljud idealisk för riskfri genomförbarhetstestning, processoptimering och efterföljande implementering i kommersiell tillverkning. Kontakta oss för att lära dig hur ultraljudsbehandling kan öka din insektsproteinproduktion!

Högsta kvalitet – Designad och tillverkad i Tyskland

Som ett familjeägt och familjeägt företag prioriterar Hielscher högsta kvalitetsstandarder för sina ultraljudsprocessorer. Alla ultraljudsapparater är utformade, tillverkade och grundligt testade i vårt huvudkontor i Teltow nära Berlin, Tyskland. Robustheten och tillförlitligheten hos Hielscher ultraljudsutrustning gör den till en arbetshäst i din produktion. 24/7 drift under full belastning och i krävande miljöer är en naturlig egenskap hos Hielschers högpresterande blandare.

Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: