Förbättrad insektsproteinproduktion med Ultrasonics

Insekter är en hållbar, lättväxande källa för högkvalitativa näringsproteiner och lipider. För att separera proteiner och lipider från insekterna används ultraljudsutvinning som mycket effektiv och tillförlitlig teknik. Ultraljud har bevisats för hög extraktionshastigheter, hög protein- och lipid avkastning, och snabb bearbetning av prime kvalitet insekt ingredienser.

Varför extrahera insektsproteiner med Power Ultrasound?

Måltidsmaskar används som källa för att producera proteiner och lipider för mänsklig och animalisk näring. ULtrasonic extraktion används för att frigöra och separera lipider och proteiner från insekter.Insektsproteinextrakt anses vanligtvis vara av högre kvalitet än insektsmjöl eftersom det innehåller en högre andel protein och en lägre andel andra oönskade material som kitin och fetter.
Insektsmjöl tillverkas vanligtvis genom att slipa hela insekter i ett pulver, som kan innehålla en betydande mängd osmältbara material som kitin, exoskelett och andra icke-näringsrika komponenter. Däremot tillverkas insektsproteinextrakt typiskt genom att extrahera proteinet från insekterna, vilket resulterar i en renare och mer koncentrerad proteinprodukt. Ultraljud utvinning har visat sig vara en mycket effektiv produktionsteknik för högkvalitativa insektsprotein.
Den högre proteinkoncentrationen i insektsproteinextrakt innebär att det kan ge mer protein per gram än insektsmjöl, vilket gör det till en effektivare proteinkälla. Dessutom kan avlägsnandet av icke-näringsrika komponenter göra insektsproteinextrakt lättare smältbart 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. Det har också en mer mångsidig tillämpning, eftersom det kan användas som ingrediens i ett brett utbud av livsmedels- och foderprodukter.
 

Videon visar sönderfall och extraktion av en soldatfluglarv genom ultraljudsbehandling med en Hielscher UP200Ht sond sond sonikator.

Soldat Fly Larva Extraktion i vatten med hjälp av sond-typ Sonicator UP200Ht

Video miniatyr

 

Ultraljud processor UIP2000hdT (2kW) med rörd sats reaktor

Ultraljud extractor UIP2000hdT (2kW) med satsreaktor för extraktion av insektsprotein

Ultraljud Utvinning av Insect Proteiner

Ultraljud utvinning kan enkelt genomföras i den vanliga insekt mjöl bearbetning och gör det möjligt att uppgradera till slutprodukten. Ultraljud extraherat insektsprotein är av överlägsen kvalitet än insektsmjöl som erbjuder högre näringsvärden, förbättrad smak och bättre funktioner.

Allmänt protokoll för insektsproteinutvinning med hjälp av en sond-typ ultrasonicator

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

  • Soldatfluglarver eller andra insektsarter som mjölmasklarver (Tenebrio molitor), syrsvuxna (Gryllus bimaculatus) och silkesmaskpuppor (Bombyx mori) – tidigare odlade och skördade
  • Sond-typ ultrasonicator
  • Blender eller matberedare
  • Destillerat vatten innehållande 9,46 mM askorbinsyra eller annat lösningsmedel
  • centrifug
  • Glas- eller plastbehållare
  • Filter för filterpapper eller nät

 

Steg-för-steg-instruktion för insektsproteinutvinning

  1. Framställning 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. Larvens störning:

    • Tina de frysta larverna och överför dem till en mixer eller matberedare.
    • Tillsätt en lämplig volym destillerat vatten eller buffertlösning för att uppnå önskad proteinkoncentration (t.ex. 10 % vikt/volym).
    • Blanda eller bearbeta larverna tills en homogen flytgödsel erhålls.
    • Överför slammet till en glas- eller plastbehållare.
  3. Avfettning (valfritt):

    • Avfettning av insektsmjölet är ett valfritt steg som bidrar till att öka proteinutbytet och kvaliteten. Fetthalten i insektsmjölet reduceras genom hexanbehandling. För de flesta insektsproteinextrakt avsedda att användas som livsmedel rekommenderas avfettning för att förbättra proteinkvaliteten. Den konventionella hexandavfettningsprocessen är tidskrävande. Ultraljud kan påskynda avfettningen av insektsmjöl avsevärt!
  4. Ultraljud:

    • Sänk ner sonden på ultraljudsapparaten, t.ex. UIP2000hdT, i larvuppslamningen.
    • Ställ in ultraljudsapparatens parametrar, t.ex. 100% amplitud och ultraljudsbehandling tid i enlighet med volymen och slammet.
    • Applicera ultraljudsvågor på larvuppslamningen samtidigt som du bibehåller 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 upp supernatanten, som innehåller de extraherade proteinerna, och överför den till en ren behållare.
    • Alternativt 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 matkälla: Insekter som syrsor, maskar, flugor och larver är rika på proteiner. För att tillgodose den ökande efterfrågan på högkvalitativa proteiner har insekter fått värde som en hälsosam, hållbar och miljövänlig proteinkälla, som används för livsmedel, foder till sällskapsdjur och djurfoder. Insekter är ektothermic (vilket innebär att de är kallblodiga och inte slösa energi för att producera värme för att öka sin kroppstemperatur), de kräver inte mycket utrymme, och de kan matas med hjälp av avfall som tillväxt substrat. Detta gör insektsproteiner och lipider till en lovande näringskälla, som kan bidra till att fylla "proteingapet", som måste övervinnas för att föda en stigande världsbefolkning och dess efterfrågan på näringsämnen av hög kvalitet, särskilt protein.
Insektsodling: Insekter föds upp på insektsgårdar, där de odlas i behållare eller reaktorer. Med fördelen av att vara snabbväxande organismer, de kräver relativt låg vård, kan matas med organiskt avfall, och snabbt odlas för att skörda storlek eller mognad. Speciellt fluglarver, mjölmaskar och syrsor är lätta att avla. Angående effektivitet, erkänns larverna av den svarta soldatflugan för sin utmärkta omvandling av organiskt avfall till högkvalitativt protein. det är därför den svarta soldatflugan också är känd som "queen of waste transformation" under insektsbönder.
 
Bearbetningssteg för insektsmjöl: När insekterna har nått sin riktade storlek eller stadion skördas de. Detta innebär att de är redo att bearbetas till livsmedelsingredienser. Innan bearbetningen tvättas insekterna i vatten, sållas och förvaras levande vid 4°C i ungefär en dag utan någon utfodret.
Därefter 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 en torr insektsmjöl (även känd som insektsmjöl). Insektsmjölet kan användas som livsmedelsingrediens eller tillsats i djurfoder. Men för att förfina och uppgradera insektsmjölet extraheras de mest värdefulla ingredienserna, dvs 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 ultraljud sond-typ extraktorer för att producera högkvalitativt insektsprotein!
 
Ultraljud utvinning av högkvalitativa proteiner från insekter:
Ultraljud extraktion används för att producera proteinpulver, hydrolysater och protein isolat från många insektsformer, inklusive flugor, maskar, buggar, syrsor och larver. Genom att extrahera högkvalitativa proteiner från insektsmåltid, producerar ultraljud funktionella livsmedelsingredienser med överlägsen näringsprofil.

Fördelar med Ultraljud Protein utvinning från insekter

Ultraljud extractor för insekt protein utvinningUltraljud tillämpas allmänt för att extrahera och behandla proteiner från olika källor såsom botaniska (t.ex. från soja, ris, raps, solros, pumpafrön etc.), mejeri (t.ex., vassleproteinkoncentrat (WPC), vassleprotein, mjölkproteinretentat, kalcium caseinate), alger (t.ex., tång), skaldjur (t.ex., fiskbiprodukter och skaldjursavfall), och insekter (t.ex. maskar, larver, flugor, maggot, skalbaggar, syrsor, kackerlackor etc.).
Som en mycket effektiv, och grön extraktionsteknik, ultraljudsutvinning av insektsprotein har hittats sin plats i produktionen av insektsproteinpulver, hydrolysater och isolat. På grund av hög processtillförlitlighet, repeterbarhet och linjär uppskalning används ultraljudsbildning för att utvinna protein från insekter, för att modifiera proteinstrukturer och för att förbättra fysikaliskkemiska egenskaper hos protein.
Till exempel applicerade Mintha et al. (2020) ultraljudsextraktion på svarta soldatfluglarver (H. illucens). De rapporterar att ultraljudsbehandling förbättrad proteinstruktur, förändrat protein funktionalitet, och som därigenom fördelaktigt för produktion av H. illucens protein / hydrolysates. Speciellt, zeta potential, dispersibility, och thiol värden ökades genom ultraljud. Vidare, grumlighet och partikel storlek protein minskade efter ultraljudsbehandling. Ultraljud ökade avsevärt lätthet (L *) av protein isolat med x ̄ ̄ 7,46% jämfört med den icke-sonicated kontroll.

I den här videon visar vi dig ett ultraljudssystem på 2 kilowatt för inline-drift i ett rensningsbart skåp. Hielscher levererar ultraljud utrustning till nästan alla industrier, såsom kemisk industri, läkemedel, kosmetika, petrokemiska processer samt för lösningsmedelsbaserade extraktionsprocesser. Detta rengöringsbara skåp i rostfritt stål är konstruerat för drift i farliga områden. För detta ändamål kan det förseglade skåpet rensas av kunden med kväve eller frisk luft för att förhindra att brandfarliga gaser eller ångor kommer in i skåpet.

2x 1000 watt ultrasonicators i rensningsskåp för installation i farliga områden

Video miniatyr

Industriell ultraljud extractor för insekt protein isolering

Ultraljud utvinning system för produktion av högkvalitativa insektsprotein

Högpresterande Ultrasonicators för Insekt Protein Processing

Ultraljudsextraktion och homogenisering är en tillförlitlig bearbetningsteknik, som underlättar och påskyndar produktionen av insektsproteiner av hög kvalitet. Hielscher Ultrasonics portfölj täcker hela sortimentet från kompakta lab ultrasonicators till industriella utvinningssystem. Därigenom kan vi på Hielscher erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsatorn för din planerade processkapacitet. Vår lång-tid erfarna personal kommer att hjälpa dig från genomförbarhetstester och processoptimering till installation av ditt ultraljud system på slutlig produktionsnivå.
Den lilla fot-print av våra ultraljud extractors samt deras mångsidighet i installationsalternativ gör dem passar även i små utrymmen insekt protein bearbetningsanläggningar. Ultraljud processorer installeras över hela världen i livsmedel och näringstillskott produktionsanläggningar samt för produktion av sällskapsdjur och boskap foder. Vidare, ultraljud hög shear blandare är idealiska för att formulera insektsproteiner i humana livsmedelsprodukter samt i sällskapsdjur mat för medföljande djur och boskap foder för husdjur.

Hielscher Ultrasonics – Sofistikerad extraktionsutrustning

Hielscher Ultrasonics produktportfölj täcker hela sortimentet av högpresterande ultraljudsutdrag från små till storskaliga. Ytterligare tillbehör möjliggör enkel montering av den mest lämpliga ultraljudsenhetskonfigurationen för din insektsproteinprocess. Den optimala ultraljud setup beror på den planerade kapacitet, volym, råvara, batch eller inline process och tidslinje.

Ultraljud insekt utvinning – Batch-och inline-bearbetning

Hielscher ultrasonicators kan användas för batch och kontinuerlig genomflöde bearbetning. Ultraljud batchbearbetning är idealisk för processtestning, optimering och liten till medelstora produktionsnivå. För en producerar stora volymer av insektsproteiner, inline bearbetning kan vara mer fördelaktigt. Även om batching kräver bara en mycket enkel inställning, är det mer tids- och arbetsintensiva. En kontinuerlig inline mixing process kräver sofistikerade setup – består i en pump, slangar eller rör och tankar -, men det är effektivare, snabbare och kräver betydligt mindre arbetskraft. Hielscher Ultrasonics har den mest lämpliga extraktion setup för din extraktion volym och mål process.

Ultraljudssugare för varje produktkapacitet

UIP4000hdT flöde cell för inline ultraljudsbehandling på industriell skalaHielscher Ultrasonics produktsortiment täcker hela spektrumet av ultraljud processorer från kompakta lab ultrasonicators över bänk-top och pilotsystem till helt-industriella ultraljud processorer med kapacitet att bearbeta truckloads per timme. Det fullständiga produktsortimentet gör att vi kan erbjuda dig den mest lämpliga ultraljudsutsugaren för din råvara, processkapacitet och produktionsmål.
Ultraljudsbänkskivor är idealiska för genomförbarhetstester och processoptimering. Linjär uppskalning baserad på etablerade processparametrar gör det mycket enkelt att öka bearbetningskapaciteten från mindre partier till helt kommersiell produktion. Upp-skalning kan göras genom att antingen installera en mer kraftfull ultraljud extraheringsenhet eller klustring flera ultrasonicators parallellt. Med UIP16000 erbjuder Hielscher den mest kraftfulla ultraljudsutsugen i hela världen.

Exakt kontrollerbara amplituder för optimala resultat

Alla Hielscher ultrasonicators är exakt kontrollerbara och därigenom pålitliga arbetshästar i produktionen. Amplituden är en av de avgörande processparametrarna som påverkar effektiviteten och effektiviteten hos ultraljudsutvinning av näringsämnen från insekter.
Hielscher ultrasonicators kan fjärrstyras via webbläsarkontroll. Ultraljudsbehandling parametrar kan övervakas och justeras exakt till processkraven.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 område. 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 den permanenta övervakningen av ultraljudsprocessparametrarna via smart programvara ger dig möjlighet att behandla dina frön med de mest effektiva ultraljudsförhållandena. Optimal ultraljudsbehandling för bästa extraktion resultat!
Robustheten hos Hielscher 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 linjära skalade. Detta innebär att varje resultat som du har uppnått med hjälp av ett labb eller bänk-top ultrasonicator, kan skalas till exakt samma utgång 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.

Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera:

batch VolymFlödeshastighetRekommenderade Devices
1 till 500 ml10 till 200 ml/minUP100H
10 till 2000 ml20 till 400 ml/minUf200 ः t, UP400St
00,1 till 20 L00,2 till 4 l/minUIP2000hdT
10 till 100 L2 till 10 L/minUIP4000hdT
15 till 150 L3 till 15 l/minUIP6000hdT
n.a.10 till 100 L/minUIP16000
n.a.störrekluster av UIP16000
4kW ultrasonicator för industriell proteinutvinning från insekter samt för chitin / chitosan-bearbetning

UIP4000hdT ultraljud utvinningssystem för isolering av högkvalitativt protein från insekter.

 



Fakta Värt att veta

Entomophagy

Användningen av insekt som näringsförening för att mata människor och djur kallas "entomophagy". Oxford Online Dictionary definierar termen "entomophagy" som "bruket att äta insekter, särskilt av människor." Eftersom insekter är en hållbar källa rik på högkvalitativa proteiner och lipider odlas och bearbetas insekter som syrsor, flugor, larver, maskar, maskar, skalbaggar och kackerlackor och kackerlackor för produktion av proteiner och fettsyror för människors och djurs näring.

Insekter som Näringsproteinkälla

Insekter är kända som en källa för högkvalitativt protein, som innehåller många essentiella aminosyror. Därför föds upp ett flertal syrsor, gräshoppor, skalbaggar, malar, maskar, flugor och olika andra insekter för att producera proteiner för mänsklig och animalisk konsumtion. Förutom att vara rik på proteiner, insekter är också en betydande källa till fettsyror, mineraler (t.ex. järn, zink, kalium, selen, och koppar) och vitaminer (mestadels B-vitaminer). Till exempel, insekter som syrsor och mjölmaskar har höga koncentrationer av komplett protein, vitamin B12, riboflavin och vitamin A.
I motsats till animaliska framställda produkter innehåller insekter även kostfiber. Insektsfiber finns främst i form av chitin, en viktig byggsten i exoskelettet.
Vanligen uppfödda insekter för proteinproduktion är följande arter:

  • Mjölmasken (Tenebrio Molitor L.) är larverna form av en art av darkling skalbaggar (Coleoptera). Den optimala inkubationstemperaturen är 25 ̊C – 27 ̊C och dess embryonala utveckling varar 4 – 6 dagar. Den har en lång larver period på ungefär ett halvt år med den optimala temperaturen och låg fukt avslutas. Proteinhalten i Tenebrio Molitor larver och vuxna är 46,44% respektive 63,34%.
  • Huset cricket (Acheta domesticus) är den vanligaste cricket typ som används för mänsklig konsumtion. Syrsan är välkänd för att vara en av de mest näringsrika ätbara insekterna. Syrsor kan konsumeras torr-rostade, bakade, friterad, kokt eller används som livsmedelsingrediens. För att integrera syrsor i funktionella livsmedel, mat formuleringar eller recept, cricket måltid eller mjöl används. Cricket måltid är ett pulver av torkade och fina marken syrsor. Syrsor mognar snabbt och är vanligtvis fullvuxna inom 3 -4 veckor. En enskild hona kan lägga från 1 200 till 1 500 ägg på 3-4 veckor. På grund av den snabba och enkla växande, är syrsor odlas för mänsklig näring samt för djurmat. Syrsor dödas normalt av djupfrysning, där de inte känner någon smärta och sövs före neurologisk död.
  • Svart soldatfluga (Hermetia illucens) är en vanlig och utbredd fluga av familjen Stratiomyidae. Svart soldatflugor odlas i stor utsträckning på grund av deras exceptionella höga proteinhalt och de låga kraven under häcknings- och odlingsstadium. De kräver mycket få resurser, vilket gör det möjligt att effektivt behandla bioavfall. Svart soldatfluglarver (BSFL) innehåller upp till 43% av protein, 35% fettsyror, och är rika på kalcium och andra mikro-näringsämnen. Eftersom larverna har den högsta proteinhalten föds svarta soldatflugor upp endast ca. 18 dagar tills de har nått larvernas stadion och sedan skördas. Den fullständiga livscykeln för den svarta soldatflugan är bara 6 veckor kort.
    Läs mer om fördelarna med ultraljudsextraktion av protein från soldatfluglarver!
    Larver av svart soldatfluga (Hermetia illucens) har också framgångsrikt använts som källa till lipider, som senare nano-emulgerade genom ultraljud.
Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud Homogenisatorer för spridning, emulgering och cell utvinning.

Hög effekt ultraljud Homogenisatorer från Labb till Pilot och Industriell Skala.

Litteratur / Referenser


Högpresterande ultraljud! Hielschers produktsortiment täcker hela spektrumet från kompakt labb ultraljud över bänk-enheter till full-industriella ultraljudssystem.

Hielscher Ultrasonics tillverkar högpresterande ultraljud homogenisatorer från Labb till industriell storlek.


Vi diskuterar gärna din process.

Låt oss komma i kontakt.