PROSPECTS FOR THE USE OF A PULSED ELECTRIC FIELD IN THE PROCESSING OF INSECT BIOMASS
Authors: ШОРСТКИЙ И.А. , ПАРНЯКОВ О.С. , СМЕТАНА С.Н. 
Published: November 2021

Поиск альтернативных источников белка (микроводоросли, биомасса насекомых) создает необходимость разработки новых перерабатывающих технологий или адаптации существующих с учетом сохранения ценных компонентов сырья. Рассмотрено применение импульсного электрического поля (ИЭП) для обработки биомассы личинок мухи черная львинка (Hermetia Illucens) с последующей конвертацией в пищевые ингредиенты. Исследовали выживаемость личинок насекомых при применении ИЭП, а также определяли эффективность его воздействия как этапа предварительной обработки биомассы насекомых на выход ценных компонентов сырья – белка и жира в составе жмыха, масла и содержащихся в нем жирных кислот и аминокислот. Обработку ИЭП осуществляли с помощью положительных прямоугольных импульсов при напряженности электрического поля 2 и 3 кВ/см и затрачиваемой удельной энергией 5, 10 и 20 кДж/кг на промышленной установке PEF-Cellcrack II Elea (Германия). Масло извлекали горячим прессованием. Показано, что при величине напряженности электрического поля 3 кВ/см и затрачиваемой удельной энергии 5 кДж/кг все насекомые теряют жизнеспособность; их ткани после обработки ИЭП становятся более рыхлыми. Установлено, что применение ИЭП не изменяет качественного состава компонентов полученного масла. Изменение параметров ИЭП при обработке образцов биомассы насекомых существенно не влияет на процесс извлечения масла и содержание жирных кислот и аминокислот в нем. Предварительная обработка биомассы насекомых способствует увеличению выхода масла на 2,5%, аминокислот на 5,7% по сравнению с контрольным образцом без обработки ИЭП. Результаты исследования позволяют рекомендовать применение ИЭП в качестве этапа подготовки биомассы насекомых перед дальнейшей переработкой.

The search for alternative sources of protein (microalgae, insect biomass) creates the need to develop new processing technologies or adapt existing ones, taking into account the preservation of valuable raw materials. The use of a pulsed electric field (PEF) for processing the biomass of the larvae of the black lion fly (Hermetia Illucens) with subsequent conversion into food ingredients is considered. We studied the survival of insect larvae when using PEF, and also determined the effectiveness of its effect as a stage of pretreatment of insect biomass on the yield of valuable raw material components – protein and fat in the composition of cake, oil and the fatty acids and amino acids contained in it. Treatment with pulsed electric fields was carried out using positive rectangular pulses at electric field strength of 2 and 3 kV/cm and expended specific energy of 5, 10 and 20 kJ/kg at the PEF-Cellcrack II industrial unit (Elea, Germany). The oil was extracted by hot pressing. It is shown that when the electric field strength is 3 kV/cm and the specific energy consumed is 5 kJ/kg, all insects lose their viability; their tissues become looser after PEF treatment. It is established that the use of PEF does not change the qualitative composition of the components of the resulting oil. Changes in the PEF processing parameters of insect biomass samples do not significantly affect the oil extraction process and the content of fatty acids and amino acids in it. Pretreatment of insect biomass contributes to an increase in the yield of oil by 2,5%, amino acids by 5,7% compared to the control sample without PEF treatment. The results of the study allow us to recommend the use of PEF as a stage of preparation of insect biomass before further processing.