Lebensmittelexperten charakterisieren die Eigenschaften von Protein in mehreren Insektenpulvern

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Da die menschliche Bevölkerung bis 2050 auf voraussichtlich 10 Milliarden Menschen anwächst und die Gesamtlandmasse konstant bleibt, könnte die traditionelle Tierhaltung eine weniger praktikable Methode für die Nahrungsmittelproduktion werden.

Die Tierhaltung hat traditionell den Proteinbedarf des Menschen gedeckt, aber Insekten könnten in Zukunft als Alternative für den direkten menschlichen Verzehr dienen.

Jacek Jaczynski, Professor für Lebensmittelwissenschaft und Muskelnahrungssicherheit am Davis College of Agriculture, Natural Resources and Design der West Virginia University, Yong-Lak Park, Professor für Entomologie, und Kristen Matak, Professorin für Tier- und Ernährungswissenschaften, bestimmten die ernährungsphysiologischen und funktionellen Eigenschaften von Protein für Grillen-, Heuschrecken- und Seidenraupenpuppenpulver und legt damit die Grundlage für die Entwicklung effizienter Proteinisolationstechniken.

Ihre Ergebnisse werden veröffentlicht in LWT.

Wir haben ein Patent auf ein Proteinisolationsverfahren. Wir verwenden unsere patentierte Technik, um Protein zu isolieren, und lernen dann auch die Eigenschaften von isoliertem Protein kennen und erfahren, wie es potenziell in Lebensmitteln für den menschlichen Verzehr verwendet werden kann.“

Jacek Jaczynski, Professor, Lebensmittelwissenschaft und Muskelnahrungssicherheit, Davis College of Agriculture, Natural Resources and Design der West Virginia University

Die Proteinisolierung ist ein Verfahren, das die Reinigung und Aufkonzentration von Protein aus verschiedenen Quellen ermöglicht, so Jaczynski.

„Milch enthält beispielsweise Wasser, Fett, Kohlenhydrate, Vitamine, Mineralstoffe und verschiedene Proteine ​​wie Casein und Molke“, sagte Jaczynski. „Molkeprotein kann durch verschiedene Isolierungsverfahren selektiv isoliert werden, die Wasser, Fett, Kohlenhydrate usw. entfernen. Dieses Verfahren führt zu Molkenproteinisolat oder gereinigtem und hochkonzentriertem Protein.“

Molkenproteinisolat ist ein sehr verbreiteter Lebensmittelzusatzstoff, der beispielsweise zu Lebensmitteln mit erhöhtem Proteingehalt führt. Im Projekt von Jaczynski, Park und Matak isolieren sie Proteine ​​wie Muskelproteine ​​aus Insekten.

Jaczynski und Matak sagten, dass es mit zunehmender menschlicher Bevölkerung eine alternative Proteinoption geben muss.

„Ich denke, insgesamt haben wir Kohlenhydrate gut im Griff, aber Protein bleibt immer zurück“, sagte Jaczynski. „Deshalb zielen wir auf Proteine ​​aus diesen alternativen Quellen wie Insekten ab, um hoffentlich zu weniger Hunger, Unterernährung und schwierigen gesellschaftlichen Problemen beizutragen.“

„Die weltweite Nachfrage nach nachhaltigen Proteinquellen hat zu einer Verlagerung von traditionellen Quellen wie Fleisch zu anderen Quellen geführt, die sonst übersehen wurden“, sagt Mataksaid. „Essbare Insekten und Insektenmehle sind als Fleischalternativen vielversprechend, da sie typischerweise reich an Proteinen sind und alle essentiellen Aminosäuren enthalten.“

Um das Essen der Insekten attraktiver zu machen, schlagen Forscher vor, das Insekt in Pulver zu verwandeln. Diese Methode ähnelt der Verarbeitung von Nahrungsergänzungsmitteln zu Mehl, um es genießbarer zu machen.

Insektenpulver sind im Wesentlichen getrocknete und pulverisierte Insekten und ähneln Getreidemehlen oder pflanzlichen Pulvern.

Obwohl Insektenpulver eine einfache und bequeme Verarbeitungsmethode sind, um die Haltbarkeit zu verlängern, schränkt die ursprüngliche Zusammensetzung wahrscheinlich ihre Anwendung in Lebensmittelprodukten ein, was laut Jaczynski, Park und Matak zu einer geringen Akzeptanz beim Verbraucher führen könnte.

Park sagte, dass Insektenpulver derzeit im Handel erhältlich sind und in Müsliriegeln, Tofu und Burgern zu finden sind.

Der Verzehr von Landinsekten ist in den meisten Ländern der Welt weit verbreitet. In westlichen Kulturen wird das Herunterschlucken von Insekten jedoch negativ bewertet.

Trotzdem sind die meisten essbaren Landinsekten scheinbar sauberer als Krabben, Hummer und Garnelen, da sie sich von frischen Pflanzen und Holz anstelle von Aas ernähren.

Jaczynski sagte, dass 80% der Weltbevölkerung bereits Insekten konsumieren und dass westliche Kulturen die 20% ausmachen, die dies nicht tun.

„Es ist eine Minderheit, die keine Insekten konsumiert“, sagte Jaczynski. „Wenn die Bevölkerung wächst, müssen wir alle ernähren. Ich sage nicht, dass Insekten unsere Nutztiere ersetzen werden, aber es ist eine andere Alternative, die nachhaltiger erscheint als das, was wir derzeit tun.“

Insektenprotein kann beispielsweise viel schneller geerntet werden als eine Kuh oder ein Schwein und würde auch weniger Land- und Wasserverbrauch erfordern. Insekten haben auch eine kurze Lebensdauer, vermehren sich schnell und benötigen einfache und minimale Lebensraum- und Nährstoffanforderungen.

Laut Jaczynski und Park beträgt der Erntezyklus bei Insekten im Allgemeinen 45 Tage, was weit kürzer ist als bei traditionellen Nutztieren von vier bis 36 Monaten.

Es wurde sogar gezeigt, dass eine bestimmte Art von Heuschrecke die gleichen Proteine ​​​​produziert, die in Schweinen und Kühen vorkommen, die Aktin und Myosin genannt werden.

Es gibt über 2.000 Insektenarten, die als sicher für den menschlichen Verzehr identifiziert wurden, aber einige Arten wurden häufiger erforscht als andere, sagte Park.

„Mehlwürmer und Grillen sind beliebt, weil sie sehr einfach in Massenproduktion hergestellt werden können“, sagte Park. „Wenn wir also Insekten als Nahrung für den Menschen und als Tierfutter produzieren, sollte die Massenproduktion sehr einfach sein, sonst rechtfertigt es die Kosten nicht.“

Park fügte hinzu, dass die Menschen in einigen asiatischen Ländern wegen ihres hohen Nährwerts übrig gebliebene Seidenraupenpuppen aus einem Kokon verzehren.

In ihrer Studie fanden Jaczynski, Park und Matak heraus, dass Proteine ​​mithilfe von pH-Löslichkeits-Präzipitation effizient aus Insekten isoliert werden können, was zu Isolaten mit hoher ernährungsphysiologischer und funktioneller Qualität führt.

Proteine ​​lösen sich ebenso wie Zucker und Salz in Wasser auf. Die Proteinlöslichkeit hängt jedoch vom pH-Wert einer Lösung ab, in der sich das Protein befindet.

„Abhängig vom pH-Wert einer Proteinlösung kann die Proteinlöslichkeit ein- oder ausgeschaltet werden, ähnlich wie bei einem Lichtschalter, sodass sich Protein auflösen oder ausfällen kann (keine Löslichkeit)“, sagte Jaczynski.

Niederschlag ist das Gegenteil von Löslichkeit. Wenn sich Protein in einer Lösung auflöst, verschwindet es visuell aus dieser Lösung, genau wie Zucker oder Salz, während wenn Protein ausfällt, es visuell wieder auftaucht, so Jaczynski.

„Bei Insekten geht es uns darum, diese Nährstoffe wie Proteine ​​und Lipide selektiv zu extrahieren“, sagte Jaczynski.

„Getreide gibt es schon seit Ewigkeiten und sie wurden von allen Bevölkerungsgruppen total akzeptiert“, fuhr Jaczynski fort. „Warum verwenden wir Insekten mit dem gleichen Vorbild nicht auf hohem Niveau als Nährstoffquelle? Wir müssen einen Weg finden, hochwertige Nährstoffe zu extrahieren und zu isolieren und Prototypen zu entwickeln, die gut mit unseren Geschmacksknospen harmonieren.“

An dieser Studie beteiligt war Emily Brogan, ehemalige Masterstudentin der Tier- und Ernährungswissenschaften.

Quelle:

Zeitschriftenhinweis:

Borgan, DE, et al. (2021) Charakterisierung von Protein in Insektenpulvern von Grillen (Acheta domesticus), Heuschrecken (Locusta migratoria) und Seidenraupenpuppen (Bombyx mori). LWT. doi.org/10.1016/j.lwt.2021.112314