Переработка личинок насекомых

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ переработки личинок насекомых, включающий анестезирование личинок насекомых путем охлаждения в холодной воде с последующим разрушением нервной системы насекомых разрезанием по меньшей мере на 5 частей; и система для осуществления заявленного способа, включающая средства для хранения и охлаждения личинок насекомых в холодной воде перед переработкой и средства для их резки. Изобретения обеспечивают переработку личинок насекомых с минимальным стрессом для них. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится вообще к переработке личинок насекомых наиболее подходящим с точки зрения этики способом, включающим обезболивание и инактивацию личинок насекомых с минимальными последствиями стресса.

Использование насекомых как источника пищи для людей и животных имеет значительный потенциал для удовлетворения растущих потребностей, обусловленных продолжающимся ростом численности населения, и для решения проблем устойчивости и долговременной продовольственной безопасности. Однако крупномасштабное производство и сбор насекомых порождают этические вопросы, связанные с благополучием животных.

Существуют различные подходы к обращению с личинками до и во время стадии инактивации, включая сушку, кипячение, замораживание, измельчение или фумигацию. Однако все еще обсуждается какие из методов являются наиболее подходящими для того, чтобы не вызывать ненужного стресса, облегчая в то же время крупномасштабную переработку.

В настоящее время самой современной технологией для инактивации насекомых является замораживание, которое является затратным процессом. Другие методы включают флеш-замораживание, сухую заморозку, сушку, кипячение или фумигацию личинок насекомых. Как правило, мертвых насекомых затем обрабатывают путем измельчения или резки и перерабатывают в белковый порошок. Применяя охлаждение-резку, можно добиться инактивации насекомых путем разрушения нервной системы без дополнительного стресса для насекомых. Другие методы, включающие нагревание, такие как сушка или кипячение и резка без анестезии, повышают уровни стресса у насекомых, или, например, фумигация СО₂, являются не такими быстрыми, как предложенный метод.

В WO 2013/191548 A1 описывается способ превращения насекомых или червей в питательные потоки, причем способ включает первую стадию раздавливания насекомых для получения пульпы.

В US 2008/0075818 A1 раскрывается способ получения муки из насекомых с высоким содержанием белка как корма для животных. Для этого насекомых сушат, и после обезвоживания измельчают в муку. Однако сушка, как и замораживание, является медленным процессом и весьма энергоемким.

Таким образом, целью настоящего изобретения является эффективный способ переработки личинок насекомых без вызывания у них ненужного стресса.

Изобретение точно определяется формулой изобретения.

Согласно изобретению предлагается способ, который включает охлаждение насекомых для анестезирования и разрушение их нервной системы путем резки, что приводит к инактивации насекомых.

Охлаждение можно выполнять, добавляя жидкость, например, холодную воду. Смесь жидкость/личинки насекомых может иметь соотношение 50:50 или может иметь другое подходящее соотношение, такое как от 30:70 до 80:20.

Намеченная температура процесса охлаждения составляет 15°С или ниже.

Намеченная температура процесса охлаждения может составлять 10°С или ниже. Охлаждающая среда, используемая в процессе охлаждения, представляет собой предпочтительно жидкость. Таким образом, в случае воды температуру предпочтительно поддерживают выше 0°С.

В процессе резки каждую личинку насекомого можно разрезать по меньшей мере на 5 или предпочтительно 10 частей за очень короткое время. Предпочтительно разрезаются по меньшей мере 90% личинок.

Личинки насекомых могут перерабатываться в порошок, включающий белок и/или жир и/или хитин. Личинки насекомых, которые обрабатывают, предпочтительно являются личинками черной львинки или мучными червями. Личинки насекомых предпочтительно подходят для производства корма для животных или для скота.

Переработка личинок согласно изобретению предпочтительно включает охлаждение, сепарацию и инактивацию личинок насекомых. Конкретно личинки насекомых перед переработкой можно отделить от остатка от выращивания. Стадию сепарации или стадию промывки можно таким образом выполнить с использованием жидкости, например, воды, газа или механическими способами.

Кроме того, личинки насекомых можно хранить в холодной воде перед отправкой на переработку. Хранение можно выполнять в чанах. Предпочтительно во время хранения количество воды в смеси вода-личинки составляет 30-80 мас.%. Во время хранения вода может иметь температуру ниже 15°С для того, чтобы дезактивировать метаболизм у личинок насекомых, что можно рассматривать как стадию анестезии. Также хранение в холодной среде помогает предотвратить загрязнение микробными патогенами и их рост. Кроме того, так как они плавают в воде, раздавливание личинок из-за их собственного веса может быть предотвращено. Температура предпочтительно может составлять ниже 7°С. Также смесь вода/личинки насекомых можно перемешивать с помощью средств для перемешивания для того, чтобы обеспечить равномерное охлаждение. Таким образом личинки насекомых можно хранить в течение периода до четырех дней.

Особенности, цели и преимущества изобретения станут очевидными из подробного описания и прилагаемого чертежа.

Фиг.1 показывает уровень стресса личинок насекомых в ответ на различные раздражители.

Для того, чтобы оценить уровень стресса у личинок насекомых во время выращивания и переработки, проводят идентификацию пути инактивации насекомых с минимальными уровнями стресса.

Стресс может коррелировать с различными стадиями переработки, такими как анестезия, промывка, транспорт, хранение и инактивация личинок. Наличие потенциально стрессовых условий оценивают, измеряя физиологические реакции на соответствующие раздражители.

Для того, чтобы оценить физиологическую реакцию на стресс, измеряют уровни родственного гормону стресса октопамина (ОСТ). У позвоночных октопамин регулирует мышечную активность и поведение «беги или дерись». Концентрации октопамина можно использовать как заместителя для физиологических реакций на стрессовые условия. После воздействия на личинки различных раздражителей измеряют возрастание или снижение ОСТ относительно уровней у личинок без воздействия.

В ходе исследования проверяют перечисленные далее раздражители.

- Охлаждение личинок в течение 5-15 минут при 4-15°С при погружении в воду.

- Воздействие тепла без вызывания временного повреждения личинок насекомых.

- Хранение в смеси вода/личинки, 50:50, при 4°С и 10°С.

- Фумигация личинок СО₂.

Резкое охлаждение личинок насекомых путем погружения их в воду при 4°С немедленно делает большую часть личинок насекомых неподвижными. При этом уровень ОСТ падает и во время охлаждения не поднимается обратно до контрольного уровня, измеренного до обработки. После воздействия на личинки насекомых комнатной температуры уровень ОСТ снова достигает контрольного уровня. В качестве отступления следует отметить, что уровень ОСТ не всегда коррелирует с видимым поведением, что делает ОСТ более надежным индикатором для релаксации/возбуждения.

Воздействие сильного нагревания, но без нанесения эффективного вреда личинкам насекомых, ведет к извиванию, которое рассматривают как поведение, схожее с поведением при боли. Воздействие тепла четко приводит к возросшим уровням ОСТ, показывая, что следует избегать любого способа, включающего нагревание без предварительной анестезии или инактивации личинок.

Обрызгивание водой не приводит к какой-либо видимой поведенческой реакции личинок.

Исследовались раздражители, которые наиболее вероятно оказывают обезболивающее действие на личинок: охлаждение личинок в холодной воде и фумигация СО₂. Помещение личинок в холодную воду при 4°С мгновенно делает большинство личинок неподвижными, и минуту спустя не наблюдают никакого движения. Через 10 минут личинки извлекают из воды и помещают на сухую поверхность. С этого момента регистрируют время до момента, когда личинки показывают видимые признаки активности. Начало движения замечают приблизительно через 5 минут, и нормальное движение восстанавливается приблизительно через 12 минут.

В силу того факта, что насекомые являются пойкилотермными, для анестезии личинок насекомых и прекращения их метаболизма достаточными являются температуры 15°С или меньшие, предпочтительно 10°С или меньшие. Охлаждение не оказывает действия на физиологию животных, и их можно хранить до 4 дней и при необходимости реактивировать, не вызывая какого-либо вреда.

С другой стороны, при фумигации СО₂ движение начинает постепенно замедляться только приблизительно через 2 минуты с широким распространением потери движения только примерно после 8 минут воздействия. Через 10 минут обработку прекращают, и личинок снова помещают на сухую поверхность. Первые слабые движения регистрируют через 1-2 минуты, и через 5 минут регистрируют нормальное поведение. Эти качественные результаты показывают, во-первых, что охлаждение с использованием холодной воды более эффективно при анестезии личинок по сравнению с фумигацией, и во-вторых, что восстановление после охлаждения происходи медленнее, чем при фумигации.

В то время как описанное выше исследование сосредоточено на нелетальных раздражителях, в дальнейших оценках оценивались различные способы переработки. Они включают резку, кипячение и риппинг с использованием нагревания. В результате после летального процесса наблюдают извивание или поведение, связанное с уходом от опасности. При обращении к таблице 1 отмечается, что резка ведет к очень слабой реакции, кипячение вызывает среднюю реакцию и тепловой риппинг чаще вызывает сильное или длительное извивание по сравнению с другими способами переработки. Следовательно, методы инактивации, которые включают нагревание, являются относительно медленными и имеют тенденцию повышать интенсивность реакции, в то время как методы с использованием эффективного метода резки рекомендуются для целей переработки. Методы, включающие фумигацию животных, приемлемы с точки зрения уровня стресса и боли, но являются сравнительно медленными.

Таблица 1

Способ переработки	Реакция
	Общая	Слабая	Умеренная	Сильная
Резка	50	28	17	5
Кипячение	50	21	19	10
Риппинг/нагрев	50	16	20	14

Уровень техники опирается на методы замораживания, включающие или шоковую заморозку с помощью жидкого азота или замораживание личинок при -20°С, которое является несколько более медленным процессом, чем шоковая заморозка. Хотя оба метода являются летальными и не вызывают поведение, которое бы указывало на боль или стресс, они, однако, являются очень энергоемкими.

Фиг.1 показывает гормональную реакцию на стресс личинок черной львинки, измеренную в концентрации ОСТ после процессов охлаждения при различных температурах и в течение различных периодов времени, и соответствующее восстановление. Диаграмма показывает, что охлаждение животных и остановка посредством этого их метаболизма приводит к низким уровням октопамина, но достигается полное восстановление, когда их температура снова поднимается до комнатной температуры. Таким образом, процесс охлаждения является полностью обратимым и не наносит вреда животным.

Другое исследование показало, что оглушение или анестезия животных, соответственно, путем охлаждения или фумигации в том и другом случае ведет к снижению уровня стресса, причем предпочтительно охлаждение, так как оно действует быстрее и дает более хорошие результаты. Поэтому рекомендуется анестезировать животных перед их переработкой. Хранение в холодной воде не вызывает дополнительного стресса у личинок насекомых, но несколько снижает концентрацию ОСТ. Таким образом, воду можно использовать как для хранения, так и для анестизирования личинок насекомых. Для переработки животных рекомендуются быстрые способы, такие как резка или шоковая заморозка, так как они не повышают уровень стресса в такой степени, как способы, включающие нагревание.

Таким образом, способ переработки для соответствующей инактивации животных с минимальным стрессом должен учитывать представленные выше результаты.

Способ согласно изобретению включает анестезию личинок насекомых путем их охлаждения с последующей инактивацией личинок насекомых путем резки, причем посредством этого разрушается их нервная система.

Стадию охлаждения можно выполнять путем смешивания воды с личинками. Смесь вода/личинки насекомых при этом может иметь соотношение компонентов 50:50 или может иметь любое другое подходящее соотношение.

Предпочтительно намеченная температура процесса охлаждения должна составлять 15°С или ниже. Намеченная температура процесса охлаждения также может составлять 10°С или ниже.

В предпочтительном воплощении в процесс резки каждая личинка может разрезаться сразу по меньшей мере на 5 частей. Затем личинки насекомых могут быть переработаны в белковый порошок.

Путем использования способа, описанного в формуле изобретения, предоставляется соответствующая процедура переработки личинок насекомых. После анестезирования личинок путем охлаждения до температуры ниже по меньшей мере примерно 15°С личинки насекомых отделяют от остатка от выращивания, например, на стадии просеивания или промывки. Быстрый и эффективный метод резки ведет к немедленной инактивации личинок насекомых. Кроме того, представленный способ является значительно менее затратным и энергоемким, так как стадия замораживания заменена анестезией путем охлаждения и последующей резки. Выполняя охлаждение и инактивацию личинок насекомых, можно достигнуть двух целей. Во-первых, обеспечивается благополучие животных, так как процесс включает анестезирование и быстрое разрушение нервной системы. Во-вторых, качество продукта является неизменным, так как существующий статус личинок насекомых сохраняется за счет их охлаждения и посредством этого прекращения у них метаболизма.

Способ также можно применить к живым насекомым на всех стадиях их жизненного цикла.

1. Способ переработки личинок насекомых, включающий стадии:

анестезирования личинок насекомых путем охлаждения, где до или после стадии анестезирования личинки насекомых хранят в холодной воде, с последующей стадией инактивации личинок насекомых через разрушение нервной системы, где на стадии инактивации по меньшей мере 90% личинок насекомых разрезают по меньшей мере на 5 частей.

2. Способ по п.1, где личинки насекомых охлаждают, смешивая их с жидкостью, предпочтительно водой.

3. Способ по п.1 или 2, где температура охлаждения личинок насекомых и/или жидкости составляет ниже 15°С.

4. Способ по п.1 или 2, где температура охлаждения личинок насекомых и/или жидкости составляет ниже 10°С, предпочтительно 7°С.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, где личинки насекомых перерабатывают в порошок, включающий белок и/или жир, и/или хитин.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, где перед стадией анестезирования личинки насекомых отделяют от остатка от выращивания.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, где во время хранения личинки насекомых перемешивают с помощью средств для перемешивания.

8. Система для переработки личинок насекомых, включающая

средства для охлаждения личинок насекомых, которые сформированы для поддержания температуры ниже 15°С, и

средства для резки личинок насекомых, которые сформированы для резки личинок насекомых сразу по меньшей мере на 5 частей,

где система также сформирована для хранения и охлаждения личинок насекомых в холодной воде перед переработкой.

9. Система по п.8, где средства для охлаждения сформированы для поддержания температуры ниже 10°С, предпочтительно 7°С.

10. Система по п.8 или 9, где личинки насекомых отделяют от остатка от выращивания с помощью средств для сепарации.

11. Система по любому из пп.8-10, где система сформирована для перемешивания личинок насекомых во время хранения.