CN111093382A - 昆虫的处理 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及处理昆虫以生产人类营养品和/或动物饲料的方法。该处理涉及优选使用冷却处理步骤减少且优选地停止昆虫的自溶。本发明还涉及处理昆虫的生产线。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理昆虫以生产人类营养品和/或动物饲料的方法。本发明还涉及一种加工昆虫的生产线。
背景技术
由于世界人口的增长，对蛋白质的需求正在增长，并且昆虫可以作为替代蛋白质来源和/或作为人类消耗食物的肉类替代品。作为人类消耗营养源的昆虫包括诸如蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质和水的营养物。可食用昆虫的示例为臭虫、粉虫、蝗虫、蜜蜂、黄蜂、蟋蟀和红蚁。昆虫作为营养源也可以用于动物饲料。优选地，昆虫是在昆虫农场中养殖的，且由于垂直养殖的可能性，需要较少的空间来获得相同重量的蛋白质，从而减少对环境的影响。与牛肉相比，形成相同量的营养品需要少两千倍的水和少12倍的饲料，并且实现了少一百倍的气体排放。
发明内容
因此，需要不断改进昆虫的处理以生产人类营养品和/或动物食品。还需要优化地利用昆虫的营养成分。本发明的另一目的是提供具有视觉吸引力的和/或口感良好的产品。本发明的另一目的是提供一种特别是在不损失营养含量和/或不损害昆虫的视觉外观和/或味道的情况下加工昆虫的生产线。
通过处理昆虫的方法解决该问题，其中至少减少、优选地停止昆虫的自溶。因此，没有或几乎没有发生自溶或自消化，从而改变它们的颜色和它们的味道。
本发明涉及一种处理可食用昆虫以生产人类营养品和/或动物饲料的方法。根据本发明的可食用昆虫优选具有壳质外骨骼，优选具有三部分身体(头、胸和腹)，优选具有至少三对有关节的腿、复眼且优选具有一对触角。可食用昆虫的示例为臭虫、粉虫、蝗虫、蜜蜂、黄蜂、蟋蟀和红蚁。
创造性地，处理这些昆虫，从而至少减少自溶、部分停止昆虫的自溶。因此，昆虫的蛋白质含量没有或没有显著降低。昆虫的颜色至少基本上保持不变。
优选地，昆虫的温度在0.5秒至45分钟内，优选在1分钟至30分钟内，更优选在1.5分钟至10分钟内降低至-10℃或低于-10℃。这种快速的(即便不是瞬间的)冷却将降低酶的活性，优选停止酶的活性，该酶是造成营养物流失、颜色(褐变)和风味改变的原因。为了使酶活性停止/失活，昆虫应当在此期间快速冷却。迅速冷冻昆虫的另一个优点是仅会发生最小程度的脱水，冰晶会保持较小，因此任何细胞损伤将被降至最低。
根据本发明方法的优选实施方案，在冷却之前昆虫仍然存活。
在冷却过程中，优选将昆虫冷却到-2至-40℃、更优选-13～-22℃、甚至更优选-15～-23℃的核心温度。
根据优选的实施例，昆虫经受液态和/或气态的冷却介质。
液态介质优选是液氮或液态二氧化碳或液态空气或其混合物。优选用液态冷却介质润湿表面特别是整个表面。例如，这可以通过将液态冷却介质喷洒在昆虫上和/或将昆虫浸没在液态冷却介质中实现。液态冷却介质在昆虫的表面上蒸发，从而降低昆虫的温度。将昆虫冷却到某一温度和/或昆虫的最终温度所需的时间段可能受到液态冷却介质的选择、每千克昆虫质量提供的液态冷却介质的量和/或受到冷却介质与昆虫之间的接触时间的影响。
根据本发明的优选实施例，优选不断地重新润湿昆虫的表面。可以通过使昆虫和液态冷却剂相对于彼此移动和/或通过将昆虫浸没在冷却剂中并且优选搅拌混合物来实现。假如优选将液态冷却介质喷洒在每只昆虫的整个表面上，并且至少重新润湿一次昆虫的表面。
可以收集优选过滤，如果需要则冷却然后重新使用未蒸发的液态冷却剂。
假如气态冷却介质是气体，则该气体优选具有-195℃和-20℃之间的温度。优选地，该气体为空气。气体和昆虫优选相对于彼此移动。优选地，气体相对于昆虫移动。优选地，在昆虫周围建立气体的湍流。优选地，气体用于使昆虫相对于其上提供有昆虫的表面移动。该表面可以是网格或格栅或透气带。可以在冷却期间例如相对于喷射冷气体的喷嘴系统运输该昆虫。优选地，气体在已经接触昆虫后被收集并再循环。如果需要，则在重新使用之前冷却收集的气体和/或在重新使用之前清洁收集的气体。
根据优选实施例，在冷却之前和/或期间，昆虫被至少部分彼此分离，使得昆虫的整个表面同时被冷却和/或昆虫的温度由于酶活性而没有升高。例如，昆虫可以散布在运输工具例如皮带上，或者浸没在液体特别是冷却液体，如液态N2、液态CO2、液态空气或其混合物中并且进行搅拌。
根据优选实施例，设置确定昆虫的温度，特别是其核心温度、表面温度和/或对昆虫体积的平均温度的传感器。基于这种传感器的信号，控制冷却过程特别是昆虫与冷却介质的接触时间、冷却介质的温度和/或组成和/或传热条件。
优选地，在冷却期间搅动昆虫，其中对昆虫的机械冲击应当最小以避免自溶。
根据本发明方法的优选实施例，在冷却处理期间杀死昆虫。由于冷却处理，昆虫的体温降低到将其杀死的程度，但是由于昆虫已经相对较冷，自溶不会开始或被显著降低，从而避免或显著降低酶促褐变。
可以连续或分批进行本发明的方法。
本发明的方法优选在滚筒或混合器中进行。在滚筒或混合器中，优选使用液态冷却介质。在将冷却介质添加到滚筒/混合器之前和/或之后将昆虫提供给滚筒/混合器。由于一些冷却介质在冷却期间蒸发，因此可以收集、冷却和重新利用所产生的气体。优选地，滚筒/混合器中的压力是可调节的。优选地，在相对于环境压力更高和/或更低的压力下进行昆虫的处理。
根据本发明的另一优选实施例，昆虫被提供在运输工具上，运输工具运输它们通过冷冻机。冷冻机优选包括优选进行循环的气体环境。运输工具优选为带特别是透气带。可选地或附加地，冷冻机可以包括具有昆虫所浸没的冷却液体的池。在这种情况下，运输工具优选为由网格或格栅制成的笼子，在冷却期间将昆虫保持在笼子中。
优选地，配料被添加到冷冻的昆虫。更优选地，昆虫和配料混合。优选地，在添加配料之前和/或之后研磨昆虫、特别是冷冻的昆虫。研磨可以在具有旋转刀和孔板以及单蜗杆或双蜗杆的研磨机中进行，该单蜗杆或双蜗杆向旋转刀运输昆虫。
这个问题也通过一种加工昆虫的生产线解决，该生产线包括冷却设备、配料供应器和研磨机。
关于本发明方法的公开内容也适用于本发明的生产线。来自该方法的主题可以并入到生产线实施例中，反之亦然。
本发明的实施例涉及一种生产线，其包括冷却设备、配料供应器和处理装置，诸如混合器、滚筒、个体快速冷冻器(IQF)、冷冻机、研磨机等。
冷却设备可以是具有液态冷却介质如液氮的混合器。该实施例已经证明，昆虫会在0.5秒至45分钟内被温和且快速地冷冻，并且抑制了自溶。进一步发现，昆虫不会彼此粘附，因此没有形成团块，这在与配料混合期间很重要，并且使得进一步加工更容易。一旦冷却处理过程完全结束，昆虫将在取决于昆虫种类的温度下从混合器中排出，在水牛蠕虫的情况下，温度将处于至少-10℃的范围中。与昆虫一起和/或在昆虫被已经供应优选泵送或滴入到混合器中之前和/或之后提供液态冷却介质。在冷却期间，搅动优选轻微搅动液态冷却介质和昆虫的混合物，以使昆虫不被损坏。在混合器中或混合器之后，优选设置将冷冻的昆虫与液态冷却介质分离的工具。优选在将小的昆虫颗粒与液态冷却介质分离的冷却和清洁步骤之后，可以进一步使用和/或再循环分离的液态冷却介质。优选在高于环境压力的压力下进行分离。
在本发明的第二优选实施例中，在设置有液态冷却介质连接(例如液氮连接)的滚筒中处理昆虫。例如，滚筒是GEA ScanMidi。基本上可以参照关于混合器的公开内容。除了向昆虫供应液氮之外，在旋转滚筒内温和处理昆虫将导致昆虫快速冷冻而没有酶促褐变。
在本发明的第三优选实施例中，在包括冷冻室的低温冷冻机中处理昆虫。将昆虫放置在例如皮带的运输工具上。昆虫与液态冷却介质例如液氮直接接触，和/或经由设置在冷冻室内的喷嘴向昆虫喷洒液态冷却介质，例如液氮。
在冷冻步骤之后，例如通过将昆虫暴露于与冷却室相比升高的温度和/或降低的压力和/或在诸如研磨的进一步的加工期间，优选地蒸发液态冷却剂的残留物。
在本发明的第四优选实施例中，昆虫不经受液态冷却介质，而是经受冷气体，优选冷空气，优选在-195～-20℃的温度下，在个体速冻螺旋冷冻机(IQF-螺旋冷冻机)或诸如流化床冷冻机的IQF隧道冷冻机中速冻昆虫。优选地，昆虫将放置在运输工具和诸如网状输送机的气体或液体可渗透的输送机上，其中网孔足够小以支撑昆虫。在运输工具下方的风扇等将产生指向放置在运行的运输工具上的昆虫的冷流体流优选空气流。优选地选择流体流的速度使得昆虫将被提升，优选刚好到运输工具的表面上方，并且在空气中翻滚，从而改善昆虫与空气之间的热传递。该过程导致每一只昆虫快速冷冻，而没有昆虫冷冻在一起并产生团块。在开放式输送带的情况下，可以使用振动运输工具。
对于所有描述的实施例，可以用诸如二氧化碳的另一种低温介质代替冷却介质液氮。本发明不限于提供有液氮的混合器、提供有液氮的滚筒、低温冷冻机或流化床冷冻机，而是指能够快速冷冻昆虫同时在快速冷冻过程期间对昆虫的机械作用有限的每种设备和过程。
根据优选的实施例，冷处理之后是在混合器中的混合步骤，其中例如添加配料和/或水。昆虫的温度应使得即使在该混合步骤期间也不会发生酶的活化。
在进一步的步骤中，昆虫将被研磨。为了防止自溶，昆虫的温度应该低到即使由于研磨期间的能量输入也不会发生酶的活化的程度。
温度应该甚至低到在冷处理之后可以再活化酶的所有加工步骤期间，温度将保持低到不发生显著的酶活化。这些附加的加工步骤可以是混合、研磨、成形和/或涂覆/打浆。
在昆虫的预处理和进一步加工之间，优选可以将昆虫存储在冷的环境中，使得不会发生酶的活化。
在进一步的加工过程中，昆虫可以被成形、涂覆、油炸和烹饪，但不限于这些应用。在成形和/或涂覆的情况下，昆虫团的温度应该使得不会发生酶活化，以便防止例如在最终加工步骤之后风味的变化。
附图说明
现在根据附图解释本发明。这些解释不限制保护范围，并且同样适用于本发明的所有实施例。
图1至图3各自描述了本发明方法和本发明生产线的实施例。
图4描述了后处理步骤。
具体实施方式
图1示出本发明的第一实施例。死的或活的昆虫被提供给冷却步骤1，其可以是分批或连续的设备。在该设备1中，昆虫的核心温度迅速降低至-2℃，优选更低，更优选低于-40℃。可以借助于液态或气态冷却介质进行冷却。例如，液态冷却介质是液氮和/或液态二氧化碳和/或液态空气或其混合物。例如，气态冷却介质是空气。在冷却步骤1之后，可以存在将冷冻的昆虫与液态冷却剂分离的分离步骤。昆虫优选以如此低的温度离开冷却步骤1，使得在整个下游加工期间昆虫或所得产品的温度保持如此低使得至少只要酶仍是可活化的而没有或几乎没有发生酶活化。优选地，冷却步骤将在混合器中进行，其中桨叶旋转，更优选以温和的方式旋转，使得以相同的方式处理每一只昆虫。随后，提供研磨步骤2。该研磨步骤可以在研磨机中进行，研磨机包括旋转刀和孔板，优选将每只昆虫分成多个部分。如果需要，可以冷却研磨机。附加地或可选地，冷却后昆虫的温度如此低，使得即使由于研磨而输入的能量也不会将昆虫或研磨的昆虫的温度升高到不期望的水平之上，即开始酶降解的温度水平。在本实施例中，将如香料、水之类的配料添加到研磨机并与昆虫混合。经研磨且包含配料的昆虫产物5离开研磨机。生产线中的每个加工步骤连续或分批。
图2示出本发明的另一实施例。可以参照关于图1的公开内容。在此情况下，在冷却步骤和研磨机之间设置混合器9，并且配料添加到混合器9。本领域技术人员理解的是，冷却后昆虫的温度低到使得提供给混合器中的昆虫的能量也不会产生不期望的温度升高。
图3示出本发明的又一实施例。在本实施例中，经研磨的混合物与配料例如香料和/或水等在设置在研磨机下游的混合器9中混合。除此之外，参照关于图1和图2的公开内容。
图4公开进一步的加工步骤7。在进一步加工之前，经研磨且包含配料的产物可以存储在使得不发生酶活化的温度下，优选在低于-18℃的温度下。进一步的加工步骤可以是打浆、涂覆、油炸、烹饪和/或包装。
附图标记：
1 冷却、冷却步骤
2 研磨
3 配料供应器
4 未处理的昆虫
5 预处理的昆虫
6 存储装置
7 后处理步骤、进一步加工
8 经处理的昆虫
9 混合器
Claims (14)
1.处理昆虫(4)以生产人类营养品和/或动物饲料的方法，其特征在于，至少减少、优选停止所述昆虫的自溶。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述昆虫的温度在0.5秒到45分钟内降低到-10℃或-10℃以下。
3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，昆虫被冷却到-2至-40℃的温度。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述昆虫经受液态和/或气态冷却介质。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在冷却期间搅动所述昆虫。
6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在冷处理期间杀死所述昆虫。
7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述方法作为连续过程或不连续过程进行。
8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述方法在滚筒或混合器中进行。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，用液态冷却剂至少部分地润湿所述昆虫。
10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述昆虫经受冷气体，优选冷空气。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述昆虫供给在运输工具上，所述运输工具运输它们通过冷冻机。
12.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，将配料添加到冷冻的昆虫，并且将所述昆虫和所述配料混合。
13.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在添加所述配料之前和/或之后研磨所述昆虫。
14.加工昆虫的生产线(4)，其特征在于，它包括冷却设备(1)、配料供应器(3)和研磨机(2)。
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