Insekter som fødevareingrediens. Anne Louise Dannesboe Nielsen Sektionsleder Fødevareteknologi, Teknologisk Institut

Transkript

1 Insekter som fødevareingrediens Anne Louise Dannesboe Nielsen Sektionsleder Fødevareteknologi, Teknologisk Institut

2 Fødevareteknologi på TI Specialistviden om kemi, mikrobiologi og sensorik, såvel som teknologi og lovgivning Fokus på Produkt- og procesudvikling Analyse og karakterisering Sensorik og forbrugerstudier Lovgivning Udviklingssamarbejder med kunder og universiteter

3 Hele insekter som fødevarer

4 Insekter som fødevareingrediens Formaling og tørring Insektmel Insekter Fedt/ fedtsyrer Ekstraktions- og oprensningsteknologier Vitaminer Emulgatorer Mineraler Kitin Bioaktive komponenter

5 Insektmel Tørring og formaling Anvendelig direkte som proteinkilde i brød, melblandinger, forarbejdede fødevarer Mange anvendelser Billig produktion, lav-pris marked Mere bæredygtigt protein-kilde end soja Insektmel

6 Forarbejdning af insektmel Tørring og formaling Insektmel ~30 % fedt ~60 % protein Insekter Højværdi fedtsyrer Fedt/ Fedtsyrer ~70% umættet fedt Insektmel ~90 % protein

7 Fedtindhold Insekter som kilde til sundt fedt Insekt Fedtindhold (% af tørstof) Fedtsyresammensætning (% of fedt) SFA, MUFA or PUFA Spiselig græshoppe (Ruspolia differens) 67% Palmitoleinsyre (C16:1 n7): 38% Linolinsyre (C18:2 n6): 45% Termitter 49% Palmitinsyre (C16:0): 30% Oliesyre (C18:1 n9): 48% Stearinsyre (C18:0): 9% Melorm 35% Palmitinsyre(C16:0): 16% Oliesyre (C18:1 n9): 47% Linolinsyre(C18:2 n6): 29% MUFA PUFA SFA MUFA SFA SFA MUFA PUFA Dyr Fedtindhold (% af tørstof) Fedtsyresammensætning (% of fedt) SFA, MUFA or PUFA Oksekød 41% Palmitinsyre (C16:0): 26% Stearinsyre (C18:0): 12% Oliesyre (C18:1 n9): 35% SFA SFA MUFA Fedt/ fedtsyrer Reference: Adapted from Edible Insects, FAO report 171, 2013; Tzompa_Sosa et al., 2014; Wood et al. 2004

8 Olie/fedtsyre oprensning Almindelige industrielle metoder kan anvendes Fedt/ fedtsyrer

9 Ekstraktion af melormefedt Forskellige fedtsyre ekstraktionsmetoder afprøvet Udfordring: Fødevare godkendte reagenser Bevarelse af protein-fraktion Ekstraktion af mest muligt fedt (og simpelt) Nuværende industrielle metode: Soxhlet 5 metoder afprøvet Metode Bligh & Dyer 2-propanole:Hexane Ethanol:Hexane Hexane Ethanol:Hexane Kommentar Anvendt som reference og anset som 100% fedtekstraktion Samme metode som ovenfor, men andre opløsningsmidler Samme metode som ovenfor, men andre opløsningsmidler 24- timers ekstraktion (uden to-fase system) 24- timers ekstraktion, separation med to-fase system Fedt/ fedtsyrer

10 Ekstraktion af melormefedt Bligh & Dyer ekstraherede i alt 25.8% fedt fra larverne Fedtsyreprofil ikke analyseret endnu (resultater på vej) Yderligere undersøgelser af proteinfraktionen (denaturering etc.) Fedt/ fedtsyrer

11 Ernæringsprofil af lille melorm på forskellige bi-produkter Fedt/ fedtsyrer

12 Fedtsyresammensætning af lille melorm på forskelligt foder Fedt/ fedtsyrer

13 Forarbejdning af højværdi-olier Eksempel på kortvejsdestillation Funktionelle ingredienser Filtrering Enzymatisk nedbrydning Prefraktionering Filtrering Endelig standardisering Klaring Fedtsyrer Rene højværdi olier Højværdi olieblandinger Forbehandling Fraktionering Efterbehandling Fedt/ fedtsyrer Projekt: Pilot plant for environmentally friendly animal by-products industries; Pilot ABP, FP7,

14 Mikroindkapsling som metode til beskyttelse af funktionelle olier (og proteiner) Beskyttelse mod nedbrydning af ilt, lys, ph -> øget stabilitet Nemmere opbevaring, transport og inkorporering i fødevarer Omdannelse af ikke-vandopløselige olier til vand-dispergerbart pulver Kontrol af tilgængelig mængde komponent Kontrolleret frigivelse ph/lys/varme Beskyttende matrix Olie eller protein Fedt/ fedtsyrer

15 Protein indhold Mange insekter er rige på protein Samme niveau som traditionelle proteinkilder 20,5 21,5 19,5 20, Fordøjelighed? Aminosyresammensætning? 16 13,5 16,5 Pris? Oprensning? Reference: Edible Insects, FAO report 171, 2013

16 Protein oprensning Industrielle processer kan tilpasses Andre ingredienser/renheder kan opnås Skal optimeres Sojasauce, Miso, Sojapasta Sojamælk, Tofu Fermentering Varmt vand Hexan Affedtet sojamel Basisk vask Opløseligt sojaprotein Varmt vand eller ethanol Syrevask og tørring Tekstureret soja protein Ekstrudering Sojaprotein koncentrat (70% protein) Sojaprotein isolat (90-92% protein)

17 Protein oprensning Industrielle processer kan tilpasses Andre ingredienser/renheder kan opnås Skal optimeres Insektsauce, Insektpasta Insektmælk, insekttofu Fermentering Varmt vand Hexan Affedtet insektmel Basisk vask Opløseligt insektprotein Varmt vand eller ethanol Syrevask og tørring Tekstureret insekt protein Ekstrudering Insektprotein koncentrat (70% protein) Insektprotein isolat (90-92% protein)

18 Protein opresning - lille melorm Effekt af salt og ph på browning under oprensning Minimum protein opløselighed (29.6%) ved ph 4 6, Maximum protein opløselighed (68.6%) ved ph 11 Protein oprensning med 0.1 M NaCl, ph 10 gav 100% udbytte. Browning observeret ved 8-11 Natriumbisulfit (0.5-4%) kan forhindre browning Tenebrio molitor proteiner opfører sig mere eller mindre ligesom marine eller animalske proteiner A Study on the Potential of Insect Protein and Lipid as a Food Source Liya Yi, PhD thesis, February 2015.

19 Aminosyreprofil af lille melorm Meget afhængigt af foder/substrat Højt indhold af essentielle aminosyrer Fordøjelighed/nærings-værdi ikke testet

20 Anvendelser af protein Insekt-is? Insekt-myslibarer Udvikling af andre funktionelle fraktioner

21 Protein egenskaber Udover næringsværdien Vandbinding Fedtbinding Viskositet Opløselighed Partikel størrelse Zeta potentiale Skumdannelse (kapacitet/stabilitet) Emulgator egenskaber (kapacitet/stabilitet) Gel styrke (Bloom test) Partikel form (morfologi)

22 Funktionelle egenskaber eksempel på fraktioner fra rapskage Protein fraktion Vandbinding Fedtbinding Skumdannelse Geldannelse Frysetørret pulver fraktion 1 - Napin ph 4 NEJ ph 7 NEJ JA (500%) Start tilvækst 400% Stabilitet Ustabil ph 4 Stabil ph 7 Lav gelstyrke Stiger med øget ph ph 4 NEJ JA (500%) Start tilvækst 400% Højere gelstyrke Frysetørret pulver fraktion 2 (bred række af opløselige proteiner) ph 7 JA (200%) Stabilitet Ustabil ph 4 Stabil ph 7 Stiger med øget ph

23 Andre funktionelle ingredienser Emulgatorer Skumdannere Meltilsætninger Ægge-erstatter Olie-i-vand emulsion Vand-i-olie emulsion Muligt at tilpasse eller optimere egenskaber til specifik applikation Emulgatorer

24 Funktionelle ingredienser Kan være bi-produkter fra ekstraktion af hovedkomponenter (fedt og protein) Emulgatorer Mono- og diglycerider Gums/lecithin/fosfolipider Geleringsmidler Emulgatorer

25 Andre ingredienser Mineraler Kitin Essentielle i fødevarer Fra naturlig kilde (insekt) Forarbejdes til høj-værdi produkter Chitosan til fx kosmetik, sårheling, biopolymer, prebiotika Glucosamine (kosttilskud) I konkurrence med billig kitin fra skaldyr Vitaminer B1, B2, B12, A, E Indhold afhængig af insekt og foder Bioaktive komponenter Antimikrobielle komponenter? Antioxidanter? Mineraler Kitin Vitaminer Bioaktive komponenter

26 Spørgsmål? Anne Louise Dannesboe Nielsen Sektionsleder, Fødevareteknologi