Покращене виробництво білків з комах за допомогою ультразвуку

Комахи є сталим, легким у вирощуванні джерелом високоякісних харчових білків і ліпідів. Для відокремлення білків і ліпідів від комах використовується ультразвукова екстракція як високоефективна та надійна технологія. Доведено, що ультразвукова обробка забезпечує високі швидкості екстракції, високі виходи білків і ліпідів, а також швидку обробку інгредієнтів з комах преміум-якості.

Чому екстрагувати білки з комах за допомогою потужного ультразвуку?

Екстракт білка з комах зазвичай вважається вищої якості, ніж борошно з комах, оскільки він містить вищий відсоток білка та нижчий відсоток інших небажаних матеріалів, таких як хітин і жири.
Борошно з комах зазвичай виробляють шляхом подрібнення цілих комах у порошок, який може містити значну кількість неперетравних матеріалів, таких як хітин, екзоскелети та інші нутритивно-нецінні компоненти. Натомість екстракт білка з комах зазвичай виробляють шляхом екстракції білка з комах, що призводить до отримання більш чистого та концентрованого білкового продукту. Доведено, що ультразвукова екстракція є високоефективною виробничою технікою для отримання високоякісного білка з комах.
Вища концентрація білка в екстракті білка з комах означає, що він може забезпечити більше білка на грам, ніж борошно з комах, що робить його більш ефективним джерелом білка. Крім того, видалення нутритивно-нецінних компонентів може зробити екстракт білка з комах більш легкозасвоюваним і може знизити ризик проблем із травленням у тварин і людей, які його споживають.
Крім того, екстракт білка з комах може мати м’якіший смак і запах порівняно з борошном з комах, що робить його більш привабливим для споживачів. Він також має більш універсальне застосування, оскільки може використовуватися як інгредієнт у широкому спектрі харчових і кормових продуктів.

Ультразвукова екстракція білків з комах

Ультразвукову екстракцію можна легко впровадити у звичайну переробку борошна з комах і дозволяє покращити кінцевий продукт. Білок з комах, екстрагований за допомогою ультразвуку, має вищу якість, ніж борошно з комах, пропонуючи вищі харчові цінності, покращений смак і кращі функціональні властивості.

Загальний протокол екстракції білка з комах із використанням ультразвукового гомогенізатора зондового типу

загальний протокол екстракції харчових білків із личинок мухи-жигалки за допомогою ультразвукового зонда:
Матеріали та обладнання:

• Личинки мухи-жигалки або інші види комах, такі як личинки борошняного хрущака (Tenebrio molitor), дорослі свердлики (Gryllus bimaculatus) та куколки шовкопряда (Bombyx mori) – попередньо вирощені та зібрані
• Ультразвуковий гомогенізатор зондового типу
• Блендер або кухонний комбайн
• Дистильована вода, що містить 9,46 mM аскорбінової кислоти, або інший розчинник на вибір
• Центрифуга
• Скляні або пластикові контейнери
• Фільтрувальний папір або сітчасті фільтри

Покрокова інструкція з екстракції білка з комах

1. Підготовка личинок комах:
   • Зберіть личинки мухи-жигалки з системи розведення.
   • Ретельно промийте личинки дистильованою водою, щоб видалити будь-який сміття або домішки.
   • Заморозьте личинки при -20°C або нижче, щоб дезактивувати ферменти та зберегти якість білка.
2. Руйнування личинок:
   • Розморозьте заморожені личинки та перенесіть їх у блендер або кухонний комбайн.
   • Додайте відповідний об’єм дистильованої води або буферного розчину, щоб досягти бажаної концентрації білка (наприклад, 10% w/v).
   • Змішайте або обробіть личинки до отримання однорідної суспензії.
   • Перенесіть суспензію у скляний або пластиковий контейнер.
3. Знежирення (необов’язково):
   • Знежирення борошна з комах є необов’язковим етапом, який допомагає збільшити вихід і якість білка. Вміст жиру в борошні з комах зменшується за допомогою обробки гексаном. Загалом, для більшості екстрактів білка з комах для споживання людиною знежирення рекомендується для покращення якості білка. Конвенційний процес знежирення гексаном є тривалим. Ультразвукова обробка може значно прискорити знежирення борошна з комах!
4. Ультразвукова обробка:
   • Занурте зонд ультразвукового гомогенізатора, наприклад, UIP2000hdT, у суспензію личинок.
   • Налаштуйте параметри ультразвукового гомогенізатора, наприклад, амплітуду 100% та час ультразвукової обробки відповідно до об’єму та суспензії.
   • Застосовуйте ультразвукові хвилі до суспензії личинок, підтримуючи постійну температуру, щоб уникнути денатурації білків.
   • Процес ультразвукової обробки сприяє руйнуванню клітин та вивільненню білків із личинок.
   • Контролюйте температуру під час ультразвукової обробки. Ультразвукові гомогенізатори Hielscher оснащені датчиком температури та регулятором температури.
5. Центрифугування:
   • Після ультразвукової обробки перенесіть оброблену ультразвуком суспензію личинок у центрифужні пробірки.
   • Центрифугуйте пробірки з відповідною швидкістю та тривалістю, щоб відокремити надосадову рідину, що містить білки, від твердих частинок та неруйнованих клітин.
   • Зберіть надосадову рідину, яка містить екстраговані білки, і перенесіть її в чистий контейнер.
   • За бажанням повторіть етап центрифугування, якщо необхідно видалити будь-які залишкові тверді частинки. Альтернативно, фільтрацію можна використовувати як метод розділення білків.
6. Аналіз та зберігання білків:
   • Проведіть аналіз білків, щоб оцінити якість та склад екстрагованих білків.
7. Зберігання:
   • Зберігайте екстраговані білки у відповідних контейнерах у прохолодному, сухому та темному місці.

 
Комахи як джерело їжі: Такі комахи, як сверчки, черви, мухи та личинки, багаті на білки. Щоб задовольнити зростаючий попит на високоякісні білки, комахи цінуються як здорове, стійке та екологічно безпечне джерело білка, яке використовується для харчування людей, корму для домашніх тварин та корму для сільськогосподарських тварин. Комахи є екзотермічними (що означає, що вони є холоднокровними та не витрачають енергію на вироблення тепла для підвищення температури тіла), вони не потребують багато місця, і їх можна годувати, використовуючи відходи як субстрат для росту. Це робить білки та ліпіди комах перспективним джерелом їжі, яке може допомогти заповнити «білковий розрив», який необхідно подолати, щоб прогодувати зростаюче світове населення та задовольнити його попит на високоякісні поживні речовини, особливо білки.
Вирощування комах: Комах вирощують на фермах для розведення комах, де їх ростять у контейнерах або реакторах. Завдяки перевазі швидкого зростання, вони потребують відносно невеликого догляду, можуть годуватися органічними відходами та швидко вирощуються до розміру збору врожаю або стиглості. Особливо легко розводити личинки мух, борошняних хробаків та сверчків. Щодо ефективності, личинки чорної мухи-солдата визнані за їхню чудову трансформацію органічних відходів у високоякісний білок. Ось чому чорна муха-солдат також відома серед фермерів, що розводять комах, як «королева трансформації відходів».

Етапи переробки борошна з комах: Коли комахи досягають цільового розміру або стадії, їх збирають. Це означає, що вони готові до переробки в інгредієнти для харчування. Перед переробкою комахи промиваються у воді, просіюються та зберігаються живими при 4℃ приблизно один день без будь-якого корму.
Після цього комах варять, а потім сушать дуже гарячим повітрям або нагріваючи їх у контейнері. Теплова обробка також необхідна для знищення бактерій. Нарешті, комах подрібнюють у сухе борошно з комах (також відоме як борошно з комах). Борошно з комах можна використовувати як інгредієнт або добавку в корм для тварин. Але щоб удосконалити та підвищити якість борошна з комах, екстрагуються найцінніші інгредієнти, тобто білки та ліпіди. Особливо чистий білок комах цінується як високопоживний інгредієнт, який використовується в протеїнових батончиках, протеїнових порошках та як добавка у багатьох харчових продуктах, таких як випічка, чіпси, крекери тощо.

Використовуйте ультразвукові екстрактори зондового типу для виробництва високоякісного білка з комах!
 
Ультразвукова екстракція високоякісних білків із комах:
Ультразвукова екстракція використовується для виробництва протеїнових порошків, гідролізатів та ізолятів білків із багатьох форм комах, включаючи мух, червів, клопів, сверчків та личинок. Екстрагуючи високоякісні білки з борошна комах, ультразвукова обробка створює функціональні харчові інгредієнти з покращеним харчовим профілем.

Переваги ультразвукової екстракції білків із комах

Ультразвукова обробка широко застосовується для екстракції та обробки білків із різних джерел, таких як рослинні матеріали (наприклад, із сої, рису, ріпаку, соняшнику, гарбузового насіння тощо), молочні продукти (наприклад, концентрат сироваткового білка (WPC), сироватковий білок, ретентати молочного білка, кальцієвий казеїнат), водорості (наприклад, морські водорості), морепродукти (наприклад, рибні побічні продукти та відходи морепродуктів) та комахи (наприклад, черв’яки, личинки, мухи, опарини, жуки, сверчки, таргани тощо).
Як високоефективна та екологічно чиста технологія екстракції, ультразвукова екстракція білка з комах знайшла своє застосування у виробництві порошків, гідролізатів та ізолятів білка з комах. Завдяки високій надійності процесу, відтворюваності та лінійному масштабуванню ультразвукова обробка використовується для екстракції білка з комах, модифікації структур білків та покращення фізико-хімічних властивостей білка.
Наприклад, Mintha et al. (2020) застосували ультразвукову екстракцію для личинок чорної льодової мухи (H. illucens). Вони повідомляють, що ультразвукова обробка покращила структуру білка, змінила функціональність білка і, як наслідок, була корисною для виробництва білка / гідролізатів H. illucens. Зокрема, дзета-потенціал, диспергованість та значення тіолів збільшилися внаслідок ультразвукової обробки. Крім того, каламутність та розмір частинок білка зменшилися після ультразвукової обробки. Ультразвукова обробка значно збільшила світлість (L*) ізолятів білка на x ¯ 7,46% порівняно з контрольною зразком без ультразвукової обробки.

Високоефективні ультразвукові гомогенізатори для переробки білка з комах

Ультразвукова екстракція та гомогенізація – це надійна технологія обробки, яка сприяє та прискорює виробництво високоякісних білків з комах. Портфоліо Hielscher Ultrasonics охоплює весь діапазон від компактних лабораторних ультразвукових гомогенізаторів до промислових систем екстракції. Таким чином, ми в Hielscher можемо запропонувати вам найбільш підходящий ультразвуковий гомогенізатор для вашого запланованого обсягу процесу. Наш досвідчений персонал допоможе вам від тестів на технічну можливість та оптимізації процесу до встановлення вашої ультразвукової системи на рівні фінального виробництва.
Малі габарити наших ультразвукових екстракторів, а також їхня універсальність у варіантах встановлення роблять їх придатними навіть для невеликих приміщень для переробки білка з комах. Ультразвукові процесори встановлюються по всьому світу на підприємствах з виробництва харчових продуктів та харчових добавок, а також для виробництва кормів для домашніх тварин та худоби. Крім того, ультразвукові високозсувні змішувачі ідеально підходять для формулювання білків з комах у продукти харчування для людей, а також у корми для домашніх тварин та корми для сільськогосподарських тварин.

Hielscher Ultrasonics – високотехнологічне обладнання для екстракції

Портфель продукції Hielscher Ultrasonics охоплює весь діапазон високоефективних ультразвукових екстракторів від малого до великого масштабу. Додаткові аксесуари дозволяють легко зібрати найбільш підходящу конфігурацію ультразвукового пристрою для вашого процесу переробки білка з комах. Оптимальна ультразвукова установка залежить від запланованої потужності, об’єму, сировини, партійного або потокового процесу та часових рамок.

Ультразвукова екстракція комах – партійна та потокова обробка

Ультразвукові гомогенізатори Hielscher можна використовувати для партійної та безперервної потокової обробки. Партійна ультразвукова обробка ідеально підходить для тестування процесу, оптимізації та виробництва малого та середнього масштабу. Для виробництва великих обсягів білків з комах потокова обробка може бути більш вигідною. Хоча партійна обробка вимагає лише дуже простої установки, вона є більш трудомісткою та вимагає більше часу. Безперервний потоковий процес змішування вимагає складної установки – що складається з насоса, шлангів або труб та резервуарів –, але він є більш ефективним, швидшим і вимагає значно менше праці. Hielscher Ultrasonics має найбільш підходящу установку для екстракції для вашого обсягу екстракції та цілей процесу.

Ультразвукові екстрактори для будь-якої потужності продукту

Асортимент продукції Hielscher Ultrasonics охоплює весь спектр ультразвукових процесорів: від компактних лабораторних ультразвукових гомогенізаторів через настільні та пілотні системи до повністю промислових ультразвукових процесорів із потужністю обробки вантажівок за годину. Повний асортимент продукції дозволяє нам запропонувати вам найбільш підходящий ультразвуковий екстрактор для вашої сировини, виробничої потужності та цілей виробництва.
Ультразвукові настільні системи ідеально підходять для перевірки можливостей та оптимізації процесу. Лінійне масштабування на основі встановлених параметрів процесу значно спрощує збільшення потужностей обробки від менших партій до повністю комерційного виробництва. Масштабування вгору можна здійснити шляхом встановлення більш потужного модуля ультразвукового екстрактора або групування кількох ультразвукових гомогенізаторів паралельно. З моделлю UIP16000 Hielscher пропонує найпотужніший ультразвуковий екстрактор у світі.

Точно керовані амплітуди для оптимальних результатів

Усі ультразвукові гомогенізатори Hielscher точно керовані, що робить їх надійними «робочими конячками» у виробництві. Амплітуда є одним із критичних параметрів процесу, які впливають на ефективність та результативність ультразвукової екстракції поживних речовин з комах.
Матеріал комах, такий як личинки та мухи, потребує м’якшої ультразвукової обробки та нижчих налаштувань амплітуди, тоді як сверчки та комахи з товстою оболонкою екзоскелета потребують ультразвукової обробки при вищих амплітудах для вивільнення цільових поживних речовин. Усі процесори Hielscher Ultrasonics дозволяють точно налаштовувати амплітуду. Сонотроди та підсилювальні рупори є аксесуарами, які дозволяють змінювати амплітуду в ще ширшому діапазоні. Промислові ультразвукові процесори Hielscher можуть забезпечувати дуже високі амплітуди та надавати необхідну ультразвукову інтенсивність для складних застосувань. Амплітуди до 200µm можна легко підтримувати безперервно в режимі роботи 24/7.
Точні налаштування амплітуди та постійний моніторинг параметрів ультразвукового процесу через розумне програмне забезпечення дають вам можливість обробляти ваші насіння за найбільш ефективних ультразвукових умов. Оптимальна ультразвукова обробка для найкращих результатів екстракції!
Надійність обладнання Hielscher дозволяє працювати 24/7 при великих навантаженнях та у складних середовищах. Це робить ультразвукове обладнання Hielscher надійним інструментом, який задовольняє ваші вимоги до екстракції.

Легке, безризикове тестування процесу

Ультразвукові процеси можна повністю лінійно масштабувати. Це означає, що будь-який результат, якого ви досягли, використовуючи лабораторний або настільний ультразвуковий гомогенізатор, можна масштабувати до точно такого ж виходу, використовуючи ті самі параметри процесу. Це робить ультразвукову обробку ідеальною для безризикової перевірки можливостей, оптимізації процесу та подальшої імплементації у комерційне виробництво. Зв’яжіться з нами, щоб дізнатися, як ультразвукова обробка може підвищити ваше виробництво білка з комах!

Найвища якість – розроблено та виготовлено в Німеччині

Як сімейний бізнес, Hielscher надає пріоритет найвищим стандартам якості для своїх ультразвукових процесорів. Усі ультразвукові гомогенізатори розробляються, виготовляються та ретельно тестуються в нашій головній квартирі в Тельтові поблизу Берліна, Німеччина. Надійність та стабільність роботи ультразвукового обладнання Hielscher роблять його «робочою конячкою» у вашому виробництві. Робота 24/7 під повним навантаженням та у складних середовищах є природною характеристикою високопродуктивних змішувачів Hielscher.

Наведена нижче таблиця дає вам уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових гомогенізаторів: