Обработка ультрафиолетовым излучением личинок жесткокрылых насекомых, переработанных для обогащения витамином D3 Российский патент 2023 года по МПК A23K20/174 

Область техники

Данное изобретение относится к области пищевой промышленности.

В частности, объект настоящего изобретения относится к приготовлению пищевого порошка на основе жесткокрылых насекомых.

Одна из целей настоящего изобретения - улучшить обогащение пищи витамином D3 при помощи порошка, полученного из личинок жесткокрылых насекомых.

Данное изобретение таким образом имеет множество применений, в частности, в пищевой промышленности, и, в частности, в питании человека, питании рептилий, питании животных (PetFood / PetCare / биологически активные добавки) или рыбоводстве.

Известное состояние техники

Витамин D3 обладает важными свойствами для тела.

Под витамином D3 здесь понимается холекальциферол.

В частности, у человека этот витамин D3 помогает поддерживать нормальный уровень кальция и фосфора в крови, поглощаемых кишечником. Это укрепляет иммунную систему и улучшает когнитивную функцию.

Витамин D3 также играет ключевую роль в поддержании скелетных мускулов и костей у человека и домашних питомцев, таких как собаки.

Например, он используется совместно с кальцием для профилактики остеопороза у пожилых людей.

У рептилий витамин D3 обеспечивает оптимальное усвоение кальция и минерализацию костей.

На сегодняшний день известно, что 50% взрослых людей с хорошим здоровьем страдают от дефицита витамина D3. Ежедневная потребность в витамине D3 - 15 мг для взрослых и может составлять до 20 мг для пожилых людей старше 70 лет.

Обычно источники пищи, содержащие витамин D3, происходят существенным образом из рыбы, в частности масла, филе или печень рыбы. Однако рыба является исчерпаемым ресурсом, и, следовательно, становится все более дорогой.

Также возможно встретить витамин D3 в форме пищевых добавок, извлеченный из бореального лишайника или синтезированный из ланолина.

Следовательно, продукты питания, богатые витамином D3, доступны в меньших количествах, однако, потребность в витамине D3 быстро растет.

Следовательно, производители в пищевой промышленности направляют значительное количество энергии на поиск решений, который сделают возможным произвести этот витамин D3 устойчивым и рациональным способом.

Из уровня техники известен документ WO2019229332 A1, принадлежащий заявителю.

В этом документе предлагается производство обогащенного витамином D3 пищевого порошка на основе жесткокрылых насекомых.

В частности, в этом документе предлагается обработка ультрафиолетом, обозначаемая как обработка УФ-излучением, во время фазы роста личинок Tenebrio Molitor или Alphitobius Diaperinus.

Такая обработка УФ-излучением во время фазы роста личинок позволяет синтезировать большое количество витамина D3.

Действительно, результаты, полученные при применении технологии обогащения, предложенной в документе WO2019229332 A1, показывают, что без обработки УФ-излучением личинки содержат малое количество витамина D3 или совсем не содержат (между 0 и 2 мкг / 100 г сухого веса), тогда как при обработке УФ-излучением в течении фазы роста личинок достигается среднее максимальное содержание витамина D3 в личинках в количестве около 50 мкг / 100 г сухого веса. Эти живые личинки, богатые витамином D3, после фазы переработки позволяют впоследствии получить порошок из жесткокрылых насекомых или личинки жесткокрылых насекомых, богатые витамином D3.

Однако заявитель утверждает, что на промышленном уровне осуществление решения, предлагаемого в документе WO2019229332 A1, затруднительно.

Действительно, в соответствии с технической идеей вышеуказанного документа, выполняется обработка УФ-излучением непосредственно живых личинок во время фазы роста личинок.

Это создает множество проблем, которые могут серьезно повлиять на производительность фермы и затруднить внедрение в промышленность.

Заявитель утверждает, во-первых, что обработка УФ-излучением живых личинок может привести к смертности личинок, в десять раз превышающую смертность, наблюдаемую при отсутствии обработки УФ-излучением, в частности, когда источник излучения располагается на расстоянии менее 25 сантиметров от живых личинок.

Действительно, испытания показывают, что смертность личинок возрастом 12 недель, подверженных обработке УФ-излучением (лампа 25 Вт, индекс УФ-B равен 200) в течение 10 дней на расстоянии 25 сантиметров от источника излучения составляет 0,1%, в то время как без обработки излучением он равен 0,01%.

Заявитель утверждает, во-вторых, что площадь поверхности, необходимая для выполнения обработки УФ-излучением такого типа, является значительной.

Чтобы получить синтез витамина D3 в количестве 50 мкг / 100 г сухого веса личинок, необходимо разместить 25 Вт лампу диапазона УФ-B (индекс УФ-B - 200) на расстоянии 25 см от лотка с личинками на 10 дней. Такие лотки имеют размер 56 см × 38 см × 17 см. Данная конфигурация делает возможным минимизировать смертность, путем максимизации скорости синтеза витамина D3.

Однако это является времязатратным, в дополнение к необходимости занимать значительное пространство на поверхности, при условиях, описанных выше, конструкция размером 125 см × 200 см × 30 см дает возможность производить только 10,5 килограммов живых личинок (то есть 3,75 килограмма порошка) каждые 10 дней.

Следовательно, заявитель утверждает, что решения по известному уровню техники еще не полностью удовлетворительны для внедрения в производство пищевого порошка на основе жесткокрылых насекомых, богатого витамином D3.

Краткое описание и объект настоящего изобретения

Настоящее изобретение направлено на улучшение ситуации, описанной выше.

В частности, настоящее изобретение направлено на устранение различных недостатков, упомянутых выше, за счет предложения эффективного решения, которое легко осуществить на промышленном уровне, чтобы значительно повысить содержание витамина D3 в порошке из жесткокрылых насекомых.

Объект настоящего изобретения относится, в соответствии с первой особенностью, к способу приготовления порошка из жесткокрылых насекомых, обогащенного витамином D3, включающему в себя этап обработки излучением, в котором по меньшей мере один источник излучения испускает ультрафиолетовое излучение на переработанные личинки жесткокрылых насекомых.

Обеспечение обработки излучением, называемой обработкой УФ-излучением, после переработки удивительным образом увеличивает содержание витамина D3 и значительно облегчает внедрение способа в промышленность.

Применение обработки УФ-излучением после переработки жесткокрылых насекомых дает возможность увеличения, до десяти раз, содержания витамина D3 в порошке из жесткокрылых насекомых, при этом уменьшая необходимую площадь поверхности от двух до полутора раз.

Под термином «переработанные личинки» здесь понимаются личинки жесткокрылых насекомых, которые подверглись по меньшей мере процессу забоя.

Преимущественно способ, согласно настоящему изобретению, включает в себя, перед этапом обработки излучением, этап переработки личинок жесткокрылых насекомых, включающий забой указанных личинок.

Предпочтительно этап переработки выполняется с жесткокрылыми насекомыми в стадии личинки.

В соответствии с первым вариантом, забой осуществляется при помощи холодной термообработки.

Под термином «холодная термообработка» понимается, например, выдерживание личинок жесткокрылых насекомых при температуре ниже 4°C в течение периода времени более 10 минут.

В соответствии со вторым вариантом этот этап переработки выполняется при помощи горячей термообработки.

Под термином «горячая термообработка» понимается, например, выдерживание личинок жесткокрылых насекомых при температуре выше 40°C в течение периода времени более 15 секунд в воде (ошпаривание) или более 30 секунд в горячем воздухе.

В отдельном варианте осуществления возможно, во время этапа забоя, чтобы личинки помещались в воду с температурой от 50 до 120°C, предпочтительно от 85°C до 110°C, и более предпочтительно от 90°C до 100°C.

Это также называется ошпариванием.

Такая методика забоя при помощи ошпаривания эффективна и позволяет сохранить питательные свойства жесткокрылых насекомых и уменьшить бактериальную нагрузку личинок.

Предпочтительно ошпаривание выполняется в течение времени ошпаривания от 30 секунд до 10 минут, предпочтительно от 1 до 5 минут.

В соответствии с третьим вариантом, этап забоя может также выполняться путем облучения личинок жесткокрылых насекомых микроволновым излучением, например, по меньшей мере 10 секунд.

Преимущественно фаза переработки включает в себя, после забоя, дегидратацию (или жарку), для того чтобы получить активность воды (AW) в порошке < 0,7.

Для дегидратации возможно использовать обработку микроволновым излучением.

Под термином «обработка микроволновым излучением» понимается облучение личинок жесткокрылых насекомых микроволновым излучением, например, в течение по меньшей мере 10 секунд.

Для дегидратации так же возможно использовать, в качестве альтернативы или дополнительно, термообработку забитых личинок.

В течение этой термообработки личинок с целью дегидратации забитые личинки помещаются в среду с температурой от 40 до 250°C, предпочтительно от 50 до 150°C, предпочтительно на период обработки от 1 до 24 часов, так чтобы обработанные личинки содержали:

- от 2 до 15% воды, более предпочтительно от 3 до 8% воды и/или

- активность воды (AW) менее 0,7.

Предпочтительно, во время термообработки, переработанные личинки сортируются по толщине от 1 до 100 мм, предпочтительно от 5 до 15 мм.

В качестве варианта, переработанные личинки могут подвергаться измельчению или прессованию.

Предпочтительно, этап переработки включает в себя, после забоя, измельчение личинок, чтобы получить порошок из жесткокрылых насекомых.

Здесь следует отметить, что измельчение личинок после дегидратации позволяет увеличить результат синтеза витамина D3 после обработки УФ-излучением. Этот этап после дегидратации, однако, остается опциональным.

После дегидратации и измельчения получают порошок из жесткокрылых насекомых.

Под термином «порошок из жесткокрылых насекомых» понимается сухой порошок (AW < 0,7), состоящий, например, из:

- из целых личинок Tenebrio Molitor, которые прошли процесс термического высушивания и измельчения;

- из целых личинок Alphitobius Diaperinus, которые прошли процесс термического высушивания и измельчения;

- смесь личинок двух этих видов, которые прошли процесс термического высушивания и измельчения;

- часть целых личинок Tenebrio Molitor, которые сначала подверглись процессу прессования, а затем процессу термического высушивания и измельчения;

- часть целых личинок Alphitobius Diaperinus, которые сначала подверглись процессу прессования, а затем процессу термического высушивания и измельчения;

- смесь частей личинок этих двух видов, которые сначала подверглись процессу прессования, а затем процессу термического высушивания и измельчения.

В конкретном варианте осуществления этап переработки включает в себя первое просеивание личинок с целью удаления остатка, такого как экскременты или возможные остатки пищи.

Такое просеивание, однако, остается опциональным. Его цель простая - очистка личинок перед забоем.

Предпочтительно, этап переработки включает в себя голодание в течение от 24 до 48 часов. Такое голодание предотвращает появление новых экскрементов. Такое голодание, тем не менее, является опциональным при осуществлении настоящего изобретения.

В качестве варианта, за этапом голодания следует второе просеивание.

Преимущественно, этап переработки включает в себя, перед забоем, оглушение холодом при температуре от -18°C до + 4°C.

Предпочтительно, этап оглушения холодом выполняется на протяжении времени оглушения от 1 до 5 минут.

Преимущественно, ультрафиолетовое излучение, испускаемое по меньшей мере одним источником излучения на переработанные личинки жесткокрылых насекомых во время этапа обработки излучением - это:

- УФ-B излучение и содержит электромагнитное излучение с длиной волны от 280 нм до 320 нм; и/или

- УФ-A излучение и содержит электромагнитное излучение с длиной волны от 320 нм до 400 нм.

Предпочтительно, предусматривается, что на этапе обработки излучением, по меньшей мере один источник излучения располагается на определенном расстоянии от личинок жесткокрылых насекомых, около 1-100 сантиметров, предпочтительно около 5-20 сантиметров.

Облученность от УФ источника излучения уменьшается с увеличением расстояния.

Количество синтезируемого витамина D3 зависит от количества УФ-B излучения, полученного в единицу времени.

Преимущественно, по меньшей мере один источник излучения имеет мощность излучения от 13 до 125 Вт, предпочтительно от 20 до 50 Вт.

Преимущественно, предусматривается, что во время этапа обработки излучением, по меньшей мере один источник излучения испускает ультрафиолетовое излучение на переработанные личинки жесткокрылых насекомых в течение времени обработки непрерывно от 10 до 24 ч или суммарно в течение 24 ч.

Преимущественно, предусматривается, что в течение всего или части этапа обработки излучением переработанные личинки жесткокрылых насекомых находятся в среде, имеющей главным образом постоянную температуру от 20 до 30°C, преимущественно от 26 до 28°C.

Синтез витамина D3 оптимален при температуре выше 20°C.

В соответствии со второй особенностью объект настоящего изобретения касается порошка из жесткокрылых насекомых, получаемого путем осуществления способа приготовления, описанного выше.

Такой порошок из жесткокрылых насекомых, получаемый при помощи способа, описанного выше, имеет концентрацию витамина D3, которая в 4-10 раз превышает концентрацию витамина D3, получаемого при помощи способа, описанного в документе WO2019229332 A1.

В соответствии с третьей особенностью, объект настоящего изобретения касается использования порошка из жесткокрылых насекомых, описанного выше, для питания человека и животных.

Предпочтительно порошок используется как ингредиент пищевых продуктов или биологически активная добавка.

Могут быть предусмотрены и другие преимущественные виды использования, такие как, например, питание рептилий или рыб.

Рисунки

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего описания, которое ведется со ссылкой на прилагаемые фиг. 1 и 2, иллюстрирующие пример осуществления, не имеющий ограничивающей силы, на которых:

[Фиг. 1]

На Фиг. 1 представлен график, показывающий концентрацию витамина D3 множества образцов личинок, прошедших обработку УФ-излучением при времени выдержки 8 часов;

[Фиг. 2]

На Фиг. 2 показано изменение концентрации витамина D3 множества образцов личинок жесткокрылых насекомых, подверженных обработке УФ-излучением, как функция от времени.

Подробное описание

Пример варианта осуществления приготовления порошка из жесткокрылых насекомых, обогащенного витамином D3, описывается с использованием фиг. 1 и 2.

Напомним, что приготовление порошка, описываемое здесь, предназначено для усовершенствования методики для значительного увеличения содержания витамина D3 в порошке на основе жесткокрылых насекомых Tenebrio Molitor и/или Alphitobius Diaperinus.

В отличие от методик, включающих в себя обработку УФ-излучением живых жесткокрылых насекомых, идея, лежащая в основе данного изобретения - это выполнять такую УФ-обработку после переработки.

Под термином «переработанные личинки» здесь понимаются личинки жесткокрылых насекомых, которые подверглись по меньшей мере забою.

Заявитель утверждает, что в известном уровне техники или в общедоступных сведениях специалиста в данной области не содержится чего-либо, что позволяло бы предвидеть тот факт, что улучшить синтез витамина D3 возможно путем применения обработки УФ-излучением к переработанным жесткокрылым насекомым.

В примере, описанном здесь и используемом здесь в различных экспериментах, используются личинки, выбираемые из видов Tenebrio Molitor и/или Alphitobius Diaperinus.

Так же может быть предусмотрено использование других видов.

Следует отметить, что фаза роста личинок не описана в данном документе, так как изобретение относится в первую очередь к переработке и обработке УФ-излучением, и фазы, предшествующие разведению, не являются частью настоящего изобретения.

Фаза переработки:

В конкретном осуществлении настоящего изобретения фаза переработки выполняется следующим образом.

Между 6 и 14 неделей роста, более предпочтительно между 10 и 13 неделями роста личинки просеиваются для удаления экскрементов.

Просеянные личинки затем помещают в пластиковый лоток для голодания в течение от 24 до 48 часов.

После голодания личинки снова просеиваются для удаления экскрементов.

Личинки помещаются в воду с температурой от 85°C до 100°C для забоя на 1-4 минуты. Это называется горячим забоем.

Во время такой переработки, непосредственно перед забоем присутствует этап холодного оглушения при температуре от -18°C до +4°C в течение нескольких минут.

После забоя личинки подвергаются горячей термообработке при температуре от 50 до 150°C в течение периода времени от 1 часа до 24 часов в соответствии с используемой температурой.

Полученные личинки содержат от 2 до 15% воды, более предпочтительно от 3 до 8% воды, и активность воды менее 0,9, более предпочтительно, менее 0,7.

Может выполняться фаза измельчения. Термин «порошок» здесь включает в себя любое измельчение до элементов размером менее 3 миллиметров целых насекомых, ранее подвергнутых термообработке на стадии личинки или нимфы, или только морфологической части этих насекомых.

Здесь понимается, что это описание конкретного варианта осуществления данной фазы переработки.

Такое осуществление делает возможным получение хороших результатов. Однако, следует понимать, что специалист в данной области может предвидеть другие осуществления для переработки личинок жесткокрылых насекомых.

Следует также отметить, что производители порошка не обязательно будут выполнять эту фазу забоя и что они могу обратиться к поставщику, разводящему жесткокрылых насекомых, который предоставит уже переработанные (или забитые) личинки жесткокрылых насекомых. В этом случае производитель порошка приступит непосредственно к фазе обогащения (или обработки УФ-излучением), чтобы обогатить порошок витамином D3.

Фаза обработки УФ-излучением:

Дегидратированные и измельченные в порошок личинки или дегидратированные неизмельченные целые личинки по окончании термообработки подвергаются обработке УФ-излучением как таковой.

В этом примере фаза обработки УФ-излучением выполняется в специальном помещении.

В примере осуществления данного изобретения предпочтительно поддерживать в этом помещении условия среды, которые позволят держать переработанные жесткокрылые насекомые в следующих внешних условиях:

- главным образом постоянная температура от 20 до 30°C, предпочтительно от 26 до 28°C;

- главным образом постоянный режим влажности с относительной влажностью от 30 до 70%, предпочтительно от 30 до 40%.

Контролируемое управление параметрами окружающей среды (температура и режим влажности) дают возможность получить лучший результат при синтезе витамина D3.

Специалист в данной области, однако, может предусмотреть другие похожие условия окружающей среды.

В этом примере фаза обработки УФ-излучением длится от 1 до 10 дней и имеет длительность от 10 минут до 25 часов непрерывно или 24 ч суммарно.

Таким образом, в описанном здесь примере предпринимается попытка обогащения переработанных личинок жесткокрылых насекомых витамином D3 посредством обработки УФ-излучением. В такой обработке УФ-излучением используется по меньшей мере один источник ультрафиолетового излучения (или УФ-источник), который испускает ультрафиолетовое излучение на переработанные личинки жесткокрылых насекомых.

Предпочтительно, УФ-источник устанавливается над порошком из жесткокрылых насекомых или целыми жесткокрылыми насекомыми.

В этом примере ультрафиолетовое излучение, испускаемое УФ-источником излучения на личинки жесткокрылых насекомых - это:

- УФ-B излучение и содержит электромагнитное излучение с длиной волны от 280 нм до 320 нм; и/или

- УФ-A излучение и содержит электромагнитное излучение с длиной волны от 320 нм до 400 нм.

Следует отметить, что испускание света в видимом диапазоне не влияет на синтез витамина D3.

В описанном здесь примере на этапе обработки излучением УФ-источник располагается на определенном расстоянии от личинок жесткокрылых насекомых от 2 до 100 см, предпочтительно от 10 до 15 см.

В этом примере УФ-источник имеет мощность излучения от 13 до 125 Вт, предпочтительно от 20 до 50 Вт.

В качестве варианта, после этой УФ-фазы может быть проведена вторая термообработка при температуре от 40 до 200°С, предпочтительно от 60 до 100°С, в течение от 1 до 24 часов.

Увеличение обогащения переработанных личинок до 10 раз

Первые результаты, полученные в контексте различных исследований и проведенных испытаний, представляют особый интерес:

¹ Живые личинки и переработанные личинки расположены в 25 см от источника излучения в лотках с размерами 57 см x 38 см x 17 см. Толщина живой и переработанной личинки составляет максимум 1 см.

Эти результаты подтверждаются и подкрепляются другими сериями испытаний, которые будут подробно описаны в описании ниже. Эти дополнительные испытания и анализы (Фиг. 1 и 2) концентрации витамина D3 демонстрируют, что настоящее изобретение позволяет увеличить синтез витамина D3 до десяти раз по сравнению со способом, описанным в документе WO2019229332 A1.

Увеличение производства в 2,5 раза на единицу площади поверхности

Настоящее изобретение также позволяет увеличить производство переработанных личинок на единицу площади поверхности.

Напомним, что в документе WO2019229332 A1 источники излучения для обработки УФ-излучением живых личинок предпочтительно располагают над лотками с личинками на оптимальном расстоянии от 25 до 35 сантиметров во избежание чрезмерной смертности, связанной, в частности, с чрезмерным нагревом.

Благодаря настоящему изобретению источник излучения можно разместить на расстоянии от 10 до 15 сантиметров без какого-либо влияния на смертность.

В документе WO2019229332 A1 конструкция размером 125 см x 200 см x 30 см, содержащая источники излучения и лотки с живыми личинками, за 5 дней позволяет производить 10,5 кг живых личинок, то есть 3,75 кг порошка из личинок, содержащего 24 мкг/100 г сухого веса витамина D3. С помощью настоящего изобретения та же конструкция за эквивалентный период времени позволяет произвести 9,5 кг порошка из личинок, содержащего, в зависимости от времени выдержки, от 50 до 500 мкг/100 г сухого веса витамина D3, то есть в 2,5 раза больше. Это возможно благодаря уменьшению расстояния между источниками излучения и переработанными личинками, а также благодаря тому, что можно работать непосредственно с переработанными личинками, которые ранее подверглись термообработке. Указанные личинки не будут больше терять в весе, в отличие от живых личинок, которые должны подвергаться жарке или дегидратации и которые теряют 65% своего общего веса за счет испарения воды.

Уменьшение времени обработки излучением в 100 раз

В соответствии с методикой, предложенной в документе WO2019229332 A1, для получения 50 мкг / 100 г сухого веса витамина D3 в личинках требовалась обработка излучением в течение 10 дней.

В настоящем изобретении при оптимальных условиях достигается концентрация 50 мкг/100 г сухого веса за 1-2 часа обработки УФ-излучением.

Эти результаты демонстрируются во второй серии испытаний, которая будет подробно описана ниже.

Количественный анализ витамина D3 проводился независимой лабораторией, сертифицированной Cofrac. Количественный анализ проводился полупрепаративной ВЭЖХ с последующей обращенно-фазовой ВЭЖХ при помощи УФ-фотодиодной матрицы (265 нм).

Чтобы продемонстрировать благоприятные эффекты обработки личинок УФ-излучением после переработки, также были проведены другие испытания.

- Первая серия испытаний:

В этой первой серии испытаний имеется несколько образцов S1, S2, S3 и S4 личинок Tenebrio Molitor. Каждый образец отличается от другого (свежие личинки, живые личинки и т. д.)

Анализ проводился независимой лабораторией, сертифицированной Cofrac в соответствии со стандартом EN 12821: 2009-08.

В этих испытаниях для каждого из этих образцов S1, S2, S3 и S4 применяли обработку УФ-излучением и измеряли в них концентрацию витамина D3.

Результаты и анализы этих испытаний на образцах от S1 до S4 показаны на фиг. 1; на этой фиг. 1, в частности, показана концентрация витамина D3 для каждого из образцов S1, S2, S3 и S4 после 8 часов выдержки.

Первое испытание (образец S1) относится к обработке УФ-излучением живых личинок Tenebrio Molitor.

Это первое испытание включает в себя обработку УФ-излучением живых личинок, как это предложено в документе WO2019229332 A1. Единственное отличие состоит в том, что здесь концентрация витамина D3 количественно определяется непосредственно в предварительно замороженных свежих личинках.

В этом первом примере высота расположения УФ-лампы над живыми личинками составляет 20 см при следующих характеристиках лампы: 25 Вт; 10% УФ-B, Exo Terra; средняя облученность: 74,1 мкВт/см²; средняя температура: 31,8°C.

Согласно фиг. 1 эта концентрация составляет 3600 МЕ/кг сырого веса, то есть около 10260 МЕ/кг сухого веса; этот перевод в концентрацию в сухих личинках был получен путем умножения концентрации в свежих личинках на 2,85 (личинки Tenebrio Molitor содержат в среднем 65% воды).

Здесь МЕ означает международную единицу: 1 МЕ=0,025 витамина D3.

Второе испытание (образец S2) также относится к обработке УФ-излучением живых личинок.

Это второе испытание включает в себя обработку УФ-излучением этих личинок.

В этом случае высота расположения УФ-лампы над личинками образца S2 составляет 20 см при следующих характеристиках лампы: 25 Вт; 10% УФ-B, Exo Terra; средняя облученность: 75 мкВт/см²; средняя температура: 29,44°C.

Эти свежие личинки затем перерабатываются в соответствии с методикой, предложенной в документе WO2019229332 A1, для получения порошка из сухих личинок, обогащенного витамином D3, путем обработки УФ-излучением в личиночной фазе.

Здесь концентрация витамина D3 измеряется в дегидратированных сухих личинках.

Согласно фиг. 1, концентрация витамина D3 для этого образца S2 составляет 7200 МЕ/кг сухой массы.

Еще одно испытание (образец S3) относится к обработке УФ-излучением переработанных (мертвых) личинок, в частности, сухих неизмельченных личинок.

В этом испытании личинки сначала были забиты и затем обрабатывались УФ-излучением, как предложено в настоящем изобретении.

Таким образом, это испытание соответствует конкретному варианту осуществления настоящего изобретения.

Следует отметить, что в данном примере забой осуществляется путем замачивания на водяной бане при 100°С в течение 2 минут. Однако специалист в данной области может предусмотреть и другие способы.

В этом примере переработанные личинки дегидратировали при 65°С в течение 14 часов.

Переработанные (но не измельченные) личинки помещают под лампу, расположенную на высоте 20 см над высушенными неизмельченными личинками; используемая лампа имеет следующие характеристики: 25 Вт; 10% УФ-B, Exo Terra; средняя облученность: 75 мкВт/см²; средняя температура: 30°C.

Согласно фиг. 1, концентрация витамина D3 для этого образца S3 в этот раз достигает 36 000 МЕ/кг сухого веса, то есть в пять раз больше, чем концентрация витамина D3 в живых личинках (образцы S2 и S1).

Четвертое испытание (образец S4) относится к обработке УФ-излучением переработанных личинок, в частности образца из сухих измельченных личинок.

В этом примере личинки Tenebrio Molitor подвергались такому же способу забоя, как личинки в образце S3.

После забоя они также были измельчены.

Таким образом, в этом примере обработка УФ-излучением, предложенная изобретением, применяется к этому образцу S4 после забоя.

В этом случае используется такое же устройство, как описано выше, а именно УФ-лампа, расположенная на высоте 20 см над высушенными измельченными личинками, при следующих характеристиках лампы: 25 Вт; 10% УФ-B, Exo Terra. Средняя облученность: 75 мкВт/см². Средняя температура: 30°C.

Согласно фиг. 1, концентрация витамина D3 для этого образца S4 в этот раз достигает 72 000 МЕ/кг сухого веса, то есть в десять раз больше, чем концентрация витамина D3 в живых личинках (образцы S1 и S2), и в два раза больше, чем концентрация витамина D3 для образца S3.

Эта первая серия испытаний демонстрирует интерес, который представляет настоящее изобретение, за счет применения обработки УФ-излучением к переработанным личинкам (после забоя) (образцы S3 и S4), а не к живым личинкам, как предложено в документе WO 2019229332 A1 (образцы S1 и S2).

Заявитель утверждает, что в отношении выдержки под УФ-В излучением до настоящего изобретения и описанных выше испытаний можно было подумать, что переработанные личинки жесткокрылых насекомых в лучшем случае сохранят способность к синтезу витамина D3, идентичную способности живых личинок.

Можно было даже ожидать, что эта способность синтезировать витамин D3 изменится в связи с переработкой, которой подвергаются личинки.

Однако, к большому удивлению, полученные результаты неожиданно показывают обратное и демонстрируют, что воздействие УФ-В излучения на переработанные личинки приводит к более интенсивному синтезу витамина D3, причем концентрации витамина D3 в пять-шесть раз превышают концентрации, полученные после воздействия УФ-В излучения на живые личинки, при использовании аналогичного времени и условий воздействия.

Эти результаты, ставшие неожиданными, оказывают большое влияние на возможный размер выработки с единицы площади поверхности и, следовательно, на актуальность промышленного внедрения этого способа, реализуемого на переработанных личинках.

Эта серия испытаний также демонстрирует интерес, который представляет измельчение переработанных личинок перед обработкой УФ-излучением, которое умножает концентрацию витамина D3 еще в два раза.

- Вторая серия испытаний:

Вторая серия тестов была проведена, чтобы продемонстрировать изменение концентрации витамина D3 в зависимости от времени воздействия УФ-В излучения.

В этих испытаниях имеется несколько образцов личинок Tenebrio Molitor, обозначенных здесь как S1', S2', S3', S4', S5' и S6'. Эти образцы будут подвергнуты различным испытаниям.

Результаты и анализ этих различных испытаний на образцах показаны на фиг.2. Анализ проводился независимой лабораторией, сертифицированной Cofrac в соответствии со стандартом EN 12821: 2009-08.

Во второй серии испытаний имеется образец S1', соответствующий обезжиренному порошку из жесткокрылых насекомых.

В этом случае имеется обезжиренный порошок из Tenebrio Molitor, к которому применяется обработка УФ-излучением с помощью УФ-лампы, расположенной на высоте 20 см над личинками S1'. УФ-лампа имеет следующие характеристики: 25 Вт; 10% УФ-B, Exo Terra; средняя облученность: 75 мкВт/см²; средняя температура: 30°C.

В данном примере экстракцию маслянистой фракции личинок проводят прессованием высушенных личинок, предварительно подвергнутых бланшированию в течение 2 минут при 100°С, а затем дегидратации в течение 12 часов при 65°С.

Согласно фиг. 2, после воздействия УФ-излучения в течение 10 часов концентрация витамина D3 в образце S1' составляет от 5000 до 10 000 МЕ/кг витамина D3.

Во второй серии испытаний образец S2' содержит живые личинки. Затем к живым личинкам в процессе роста применяется обработка УФ-излучением, лампа имеет следующие характеристики: 25 Вт; 10% УФ-B, Exo Terra; средняя облученность: 74,1 мкВт/см²; средняя температура: 31,8°C. Как и для образца S1 на фиг.1, анализ концентрации витамина D3 проводился на замороженных личинках.

Согласно фиг. 2, концентрация витамина D3 в образце S2' составляет от 15000 до 20 000 МЕ/кг витамина D3 после воздействия УФ-излучения в течение 60 часов.

Образец S3' содержит группы живых личинок, к которым в течение фазы роста применялась обработка УФ-излучением. Условия выдержки идентичны условиям для S1' и S2'. При равном времени воздействия, согласно фиг. 2, получаются результаты практически идентичные результатам, полученным для образца S2'. Как и для образца S2 на фиг.1, анализ концентрации витамина D3 проводился на дегидратированных измельченных личинках.

Испытания, выполненные на образцах S1', S2' и S3' соответствуют примерам осуществления документа WO2019229332 A1, то есть обработка УФ-излучением живых личинок.

Образец S4' содержит целые высушенные личинки (забитые). Перед обработкой УФ-излучением эти личинки перерабатывались путем забоя (ошпаривание в течение 2 минут при 100°C), затем дегидратировались.

Однако эти личинки остаются неизмельченными.

Затем в данном испытании этот образец S4' подвергался обработке УФ-излучением с помощью лампы, имеющей следующие характеристики: 25 Вт; 10% УФ-B, Exo Terra; средняя облученность: 75 мкВт/см²; средняя температура: 29,44°C.

Несмотря на то, что забитые личинки не измельчаются, следует отметить, в соответствии с фиг. 2, что концентрация витамина D3 высокая и превышает 60 000 МЕ/кг витамина D3 после воздействия УФ-В излучения в течение 24 часов.

Во этой второй серии испытаний имеются образцы S5' и S6', содержащие высушенные измельченные личинки.

Образец S5' содержит личинки, которые были забиты холодом при -18°C, затем бланшированы в течение 2 минут при 100°C, затем дегидратированы при 65°C в течение 14 часов и, наконец, измельчены.

Образец S6' содержит личинки, которые были забиты ошпариванием при 100°C в течение 2 минут, затем дегидратированы при 65°C в течение 14 часов и, наконец, измельчены. Каждая точка измерения S6’ включает в себя 2 отдельных анализа (N=2; среднее значение ± стандартное отклонение).

Для этих образцов S5' и S6' УФ-лампу располагают на высоте 20 см над живыми личинками. Что касается S4', УФ-лампа имеет следующие характеристики: 25 Вт; 10% УФ-B, Exo Terra; средняя облученность: 75 мкВт/см²; средняя температура: 29,44°C.

Согласно фиг. 2, концентрация витамина D3 в образце S5’ составляет от 90000 до 100000 МЕ/кг витамина D3 после воздействия УФ-излучения в течение 24 часов.

Также, согласно фиг. 2, концентрация витамина D3 в образцах S6’ составляет от 80000 до 90000 МЕ/кг после воздействия УФ-излучения в течение 24 часов. Затем эта концентрация превышает 90 000 МЕ/кг витамина D3 после воздействия в течение 72 часов.

Эти вторая серия испытаний с измерением концентрации витамина D3 демонстрирует, что настоящее изобретение позволяет увеличить синтез витамина D3 за заданное время выдержки в четыре-десять раз по сравнению со способом, описанным в документе WO2019229332 A1.

Эта вторая серия испытаний также показывает, что измельчение позволяет максимизировать синтез витамина D3, но, тем не менее, даже без измельчения полученные результаты остаются весьма благоприятными.

Следует отметить, что это подробное описание относится к конкретному примеру варианта осуществления настоящего изобретения, но это описание ни в коем случае не ограничивает предмет изобретения; напротив, оно направлено на устранение любой возможной неточности или неверного толкования следующей формулы изобретения.

Следует также отметить, что обозначения ссылок, помещенные между скобками в следующей формуле изобретения, никоим образом не ограничивают ее; эти обозначения имеют единственную цель улучшить разборчивость и понимание следующей формулы, а также объем испрашиваемой охраны.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение включает в себя способ приготовления порошка из жесткокрылых насекомых, предусматривающий этап переработки личинок жесткокрылых насекомых, включающий убой указанных личинок горячей термообработкой путем помещения личинок в воду при температуре от 50 до 120°C в течение времени убоя от 30 секунд до 10 минут, этап дегидратации путем нагрева указанных личинок, во время которого убитые личинки помещаются в среду с температурой от 50 до 150°C на период обработки от 1 до 24 часов до содержания личинками воды от 2 до 15% и активности воды менее 0,7, измельчение личинок после дегидратации с получением порошка из жесткокрылых насекомых, последующий этап обработки УФ излучением полученного порошка, в котором по меньшей мере один источник излучения излучают УФ-B излучение и/или УФ-A излучение, при этом по меньшей мере один источник УФ излучения, имеющий мощность излучения от 13 до 125 Вт, располагают на расстоянии от 1 до 100 сантиметров от личинок жесткокрылых насекомых, обработку УФ излучением ведут в течение от 10 до 24 ч или суммарно в течение 24 ч, в течение всего или части этапа обработки излучением переработанные личинки жесткокрылых насекомых помещают в среду, имеющую постоянную температуру от 20 до 30°C и постоянный режим влажности с относительной влажностью от 30 до 70% и применение порошка из жесткокрылых насекомых, приготовленного путем осуществления способа приготовления для питания человека и для питания животных, а также используется как биологически активная добавка. Изобретение позволяет повысить содержание витамина D3 в порошке из жесткокрылых насекомых. 2 ил., 1 табл.

1. Способ приготовления порошка из жесткокрылых насекомых, предусматривающий этап переработки личинок жесткокрылых насекомых, включающий убой указанных личинок горячей термообработкой путем помещения личинок в воду при температуре от 50 до 120°C в течение времени убоя от 30 секунд до 10 минут, этап дегидратации путем нагрева указанных личинок, во время которого убитые личинки помещаются в среду с температурой от 50 до 150°C на период обработки от 1 до 24 часов до содержания личинками воды от 2 до 15% и активности воды менее 0,7, измельчение личинок после дегидратации с получением порошка из жесткокрылых насекомых, последующий этап обработки УФ излучением полученного порошка, в котором по меньшей мере один источник излучения излучают УФ-B излучение и/или УФ-A излучение, при этом по меньшей мере один источник УФ излучения, имеющий мощность излучения от 13 до 125 Вт, располагают на расстоянии от 1 до 100 сантиметров от личинок жесткокрылых насекомых, обработку УФ излучением ведут в течение от 10 до 24 ч или суммарно в течение 24 ч, в течение всего или части этапа обработки излучением переработанные личинки жесткокрылых насекомых помещают в среду, имеющую постоянную температуру от 20 до 30°C и постоянный режим влажности с относительной влажностью от 30 до 70%.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что убой проводят предпочтительно при температуре от 85 до 110°C.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что убой при помощи горячей термообработки выполняют в течение времени предпочтительно от 1 до 5 минут.

4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что этап переработки включает перед убоем первое просеивание указанных личинок.

5. Способ по п. 5, отличающийся тем, что этап переработки включает перед убоем голодание в течение от 24 до 48 часов.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что за этапом голодания следует второе просеивание.

7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что этап переработки включает перед убоем оглушение холодом при температуре от –18°C до + 4°C.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что этап оглушения холодом выполняют на протяжении времени оглушения от 1 до 5 минут.

9. Способ по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что убитые личинки содержат предпочтительно от 3 до 8% воды.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что переработанные личинки после измельчения имеют толщину от 1 до 100 мм, предпочтительно от 5 до 15 мм.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что на этапе обработки УФ излучением по меньшей мере один источник излучения располагают на расстоянии от личинок жесткокрылых предпочтительно от 5 до 20 сантиметров.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один источник излучения имеет мощность излучения предпочтительно от 20 до 50 Вт.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в течение всего или части этапа обработки излучением переработанные личинки жесткокрылых насекомых помещают в среду, имеющую постоянную температуру преимущественно от 26 до 28°C.

14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в течение всего или части этапа обработки излучением переработанные личинки жесткокрылых насекомых в среду с относительной влажностью преимущественно от 30 до 40%.

15. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что жесткокрылые насекомые выбираются из следующих видов: Tenebrio Molitor, Alphitobius Diaperinus.

16. Способ по любому из предыдущих пунктов, который включает в себя перед обработкой УФ-излучением этап прессования личинок для экстрагирования маслянистой фракции из указанных личинок.

17. Применение порошка из жесткокрылых насекомых, приготовленного путем осуществления способа приготовления в соответствии с любым из пп. 1-16 для питания человека.

18. Применение порошка из жесткокрылых насекомых, приготовленного путем осуществления способа приготовления в соответствии с любым из пп. 1-16 для питания животных.

19. Применение по пп. 17, 18, отличающееся тем, что порошок используется как биологически активная добавка.