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A criação de insetos é uma forma potencial de satisfazer a crescente procura global de proteínas e é uma atividade nova no mundo ocidental, onde permanecem muitas questões relativamente à qualidade e segurança dos produtos. Os insetos podem desempenhar um papel importante na economia circular, convertendo biorresíduos em biomassa valiosa. Cerca de metade do substrato alimentar para larvas de farinha vem de ração úmida. Isto pode ser obtido a partir de resíduos biológicos, tornando a criação de insetos mais sustentável. Este artigo relata a composição nutricional de larvas de farinha (Tenebrio molitor) alimentadas com suplementos orgânicos de subprodutos. Estes incluem vegetais não vendidos, fatias de batata, raízes de chicória fermentadas e folhas de jardim. É avaliado analisando a composição centesimal, perfil de ácidos graxos, teor de minerais e metais pesados. As minhocas alimentadas com fatias de batata tiveram um teor duplo de gordura e um aumento de ácidos graxos saturados e monoinsaturados. O uso de raiz de chicória fermentada aumenta o conteúdo mineral e acumula metais pesados. Além disso, a absorção de minerais pela larva da farinha é seletiva, pois apenas as concentrações de cálcio, ferro e manganês são aumentadas. A adição de misturas de vegetais ou folhas de jardim à dieta não alterará significativamente o perfil nutricional. Em conclusão, o fluxo de subprodutos foi convertido com sucesso numa biomassa rica em proteínas, cujo conteúdo de nutrientes e biodisponibilidade influenciaram a composição das larvas de farinha.
Prevê-se que a crescente população humana atinja os 9,7 mil milhões até 20501,2, colocando pressão sobre a nossa produção alimentar para fazer face à elevada procura de alimentos. Estima-se que a procura de alimentos aumentará 70-80% entre 2012 e 20503,4,5. Os recursos naturais utilizados na actual produção alimentar estão a esgotar-se, ameaçando os nossos ecossistemas e o abastecimento alimentar. Além disso, grandes quantidades de biomassa são desperdiçadas na produção e consumo de alimentos. Estima-se que, até 2050, o volume global anual de resíduos atingirá 27 mil milhões de toneladas, a maior parte dos quais são bio-resíduos6,7,8. Em resposta a estes desafios, foram propostas soluções inovadoras, alternativas alimentares e desenvolvimento sustentável da agricultura e dos sistemas alimentares9,10,11. Uma dessas abordagens é utilizar resíduos orgânicos para produzir matérias-primas, como insetos comestíveis, como fontes sustentáveis de alimentos e rações12,13. A criação de insetos produz menos emissões de gases de efeito estufa e de amônia, requer menos água do que as fontes tradicionais de proteína e pode ser produzida em sistemas agrícolas verticais, exigindo menos espaço14,15,16,17,18,19. Estudos demonstraram que os insetos são capazes de converter resíduos biológicos de baixo valor em valiosa biomassa rica em proteínas, com teores de matéria seca de até 70%20,21,22. Além disso, a biomassa de baixo valor é atualmente utilizada para produção de energia, aterros ou reciclagem e, portanto, não compete com o atual setor alimentar e alimentar23,24,25,26. A larva da farinha (T. molitor)27 é considerada uma das espécies mais promissoras para a produção de alimentos e rações em larga escala. Tanto as larvas quanto os adultos se alimentam de uma variedade de materiais, como grãos, resíduos animais, vegetais, frutas, etc. 28,29. Nas sociedades ocidentais, o T. molitor é criado em cativeiro em pequena escala, principalmente como alimento para animais domésticos, como aves ou répteis. Atualmente, o seu potencial na produção de alimentos e rações está recebendo mais atenção30,31,32. Por exemplo, T. molitor foi aprovado com um novo perfil alimentar, incluindo a utilização em formas congeladas, secas e em pó (Regulamento (UE) n.º 258/97 e Regulamento (UE) 2015/2283) 33. No entanto, a produção em grande escala A utilização de insectos para alimentação humana e animal ainda é um conceito relativamente novo nos países ocidentais. A indústria enfrenta desafios como lacunas de conhecimento sobre dietas e produção ideais, qualidade nutricional do produto final e questões de segurança, como acumulação tóxica e perigos microbianos. Ao contrário da pecuária tradicional, a criação de insetos não tem um histórico semelhante17,24,25,34.
Embora muitos estudos tenham sido realizados sobre o valor nutricional das larvas de farinha, os factores que afectam o seu valor nutricional ainda não foram totalmente compreendidos. Estudos anteriores mostraram que a dieta dos insetos pode ter algum efeito na sua composição, mas nenhum padrão claro foi encontrado. Além disso, esses estudos focaram nos componentes proteicos e lipídicos das larvas de farinha, mas tiveram efeitos limitados nos componentes minerais21,22,32,35,36,37,38,39,40. Mais pesquisas são necessárias para compreender a capacidade de absorção mineral. Um estudo recente concluiu que as larvas da larva da farinha alimentadas com rabanete tinham concentrações ligeiramente elevadas de certos minerais. No entanto, estes resultados são limitados ao substrato testado, sendo necessários mais ensaios industriais41. Foi relatado que o acúmulo de metais pesados (Cd, Pb, Ni, As, Hg) em larvas de farinha está significativamente correlacionado com o conteúdo metálico da matriz. Embora as concentrações de metais encontradas na dieta alimentar animal estejam abaixo dos limites legais42, descobriu-se também que o arsénio se bioacumula nas larvas da larva da farinha, enquanto o cádmio e o chumbo não se bioacumulam43. Compreender os efeitos da dieta na composição nutricional das larvas de farinha é fundamental para a sua utilização segura em alimentos e rações.
O estudo apresentado neste artigo concentra-se no impacto do uso de subprodutos agrícolas como fonte de ração úmida na composição nutricional das larvas de farinha. Além da ração seca, também deve ser fornecida ração úmida às larvas. A fonte de ração úmida fornece a umidade necessária e também serve como suplemento nutricional para larvas de farinha, aumentando a taxa de crescimento e o peso corporal máximo44,45. De acordo com nossos dados padrão de criação de larvas de farinha no projeto Interreg-Valusect, a ração total para larvas de farinha contém 57% p/p de ração úmida. Geralmente, vegetais frescos (por exemplo, cenouras) são utilizados como fonte de alimentação úmida35,36,42,44,46. A utilização de subprodutos de baixo valor como fontes de alimentação húmida trará benefícios mais sustentáveis e económicos à criação de insetos17. Os objetivos deste estudo foram (1) investigar os efeitos do uso de resíduos biológicos como ração úmida na composição nutricional das larvas de farinha, (2) determinar o conteúdo de macro e micronutrientes de larvas de larvas de farinha criadas em resíduos biológicos ricos em minerais para testar a viabilidade de fortificação mineral, e (3) avaliar a segurança desses subprodutos na criação de insetos, analisando a presença e acúmulo de metais pesados Pb, Cd e Cr. Este estudo fornecerá mais informações sobre os efeitos da suplementação de resíduos biológicos nas dietas de larvas de larvas de farinha, valor nutricional e segurança.
O teor de matéria seca no fluxo lateral foi maior em comparação ao ágar nutriente úmido controle. O teor de matéria seca nas misturas vegetais e folhas de jardim foi inferior a 10%, enquanto foi maior em estacas de batata e raízes de chicória fermentadas (13,4 e 29,9 g/100 g de matéria fresca, FM).
A mistura vegetal apresentou maior teor de cinzas brutas, gordura e proteína e menor teor de carboidratos não fibrosos do que a ração controle (ágar), enquanto o teor de fibra em detergente neutro tratada com amilase foi semelhante. O teor de hidratos de carbono das fatias de batata foi o mais elevado de todas as correntes secundárias e foi comparável ao do ágar. No geral, sua composição bruta foi mais semelhante à ração controle, mas foi suplementada com pequenas quantidades de proteína (4,9%) e cinza bruta (2,9%) 47,48 . O pH da batata varia de 5 a 6, sendo importante ressaltar que esse acompanhamento da batata é mais ácido (4,7). A raiz de chicória fermentada é rica em cinzas e é a mais ácida de todas as fontes secundárias. Como as raízes não foram limpas, espera-se que a maior parte das cinzas consista em areia (sílica). As folhas do jardim foram o único produto alcalino em comparação com o controle e outras correntes secundárias. Ele contém altos níveis de cinzas e proteínas e muito menos carboidratos do que o controle. A composição bruta é mais próxima da raiz de chicória fermentada, mas a concentração de proteína bruta é superior (15,0%), comparável ao teor de proteína da mistura vegetal. A análise estatística dos dados acima mostrou diferenças significativas na composição bruta e no pH das correntes secundárias.
A adição de misturas de vegetais ou folhas de jardim à alimentação da larva da farinha não afetou a composição da biomassa das larvas da larva da farinha em comparação com o grupo controle (Tabela 1). A adição de estacas de batata resultou na diferença mais significativa na composição da biomassa em comparação com o grupo de controle que recebeu larvas de larvas de farinha e outras fontes de ração úmida. Quanto ao teor proteico das larvas de farinha, com exceção das estacas de batata, as diferentes composições aproximadas dos fluxos secundários não afetaram o teor proteico das larvas. A alimentação com mudas de batata como fonte de umidade levou a um aumento de duas vezes no teor de gordura das larvas e a uma diminuição no teor de proteínas, quitina e carboidratos não fibrosos. A raiz de chicória fermentada aumentou o teor de cinzas das larvas da larva da farinha em uma vez e meia.
Os perfis minerais foram expressos como teores de macrominerais (Tabela 2) e micronutrientes (Tabela 3) na ração úmida e na biomassa larval da larva da farinha.
Em geral, os fluxos secundários agrícolas foram mais ricos em macrominerais em comparação com o grupo controle, exceto as estacas de batata, que apresentaram menores teores de Mg, Na e Ca. A concentração de potássio foi elevada em todas as correntes secundárias em comparação com o controle. O ágar contém 3 mg/100 g de DM K, enquanto a concentração de K na corrente secundária variou de 1.070 a 9.909 mg/100 g de MS. O conteúdo de macrominerais na mistura vegetal foi significativamente maior do que no grupo controle, mas o conteúdo de Na foi significativamente menor (88 vs. 111 mg/100 g de MS). A concentração de macrominerais nas estacas de batata foi a mais baixa de todas as correntes secundárias. O conteúdo de macrominerais nas estacas de batata foi significativamente menor do que em outras correntes secundárias e controle. Exceto que o conteúdo de Mg foi comparável ao grupo controle. Embora a raiz de chicória fermentada não apresentasse a maior concentração de macrominerais, o teor de cinzas desta corrente secundária foi o mais elevado de todas as correntes secundárias. Isso pode ser devido ao fato de não serem purificados e poderem conter altas concentrações de sílica (areia). Os teores de Na e Ca foram comparáveis aos da mistura vegetal. A raiz de chicória fermentada continha a maior concentração de Na de todas as correntes secundárias. Com exceção do Na, as folhas hortícolas apresentaram as maiores concentrações de macrominerais de todas as forrageiras úmidas. A concentração de K (9.909 mg/100 g MS) foi três mil vezes maior que o controle (3 mg/100 g MS) e 2,5 vezes maior que a mistura vegetal (4.057 mg/100 g MS). O teor de Ca foi o mais alto de todos os fluxos secundários (7.276 mg/100 g de MS), 20 vezes maior que o controle (336 mg/100 g de MS) e 14 vezes maior que a concentração de Ca em raízes de chicória fermentadas ou mistura vegetal ( 530 e 496 mg/100 g MS).
Embora tenha havido diferenças significativas na composição macromineral das dietas (Tabela 2), não foram encontradas diferenças significativas na composição macromineral de larvas de farinha criadas com misturas vegetais e dietas controle.
As larvas alimentadas com migalhas de batata apresentaram concentrações significativamente mais baixas de todos os macrominerais em comparação com o controle, com exceção do Na, que apresentou concentrações comparáveis. Além disso, a alimentação com batatas fritas causou a maior redução no conteúdo macromineral das larvas em comparação com os outros fluxos secundários. Isto é consistente com o menor teor de cinzas observado nas formulações de larvas de farinha próximas. No entanto, embora o P e o K tenham sido significativamente mais elevados nesta dieta húmida do que nos outros fluxos secundários e no controlo, a composição larval não reflectiu isto. As baixas concentrações de Ca e Mg encontradas na biomassa da larva da farinha podem estar relacionadas às baixas concentrações de Ca e Mg presentes na própria dieta úmida.
A alimentação com raízes de chicória fermentadas e folhas de pomar resultou em níveis de cálcio significativamente mais elevados do que os controles. As folhas do pomar continham os níveis mais elevados de P, Mg, K e Ca de todas as dietas úmidas, mas isso não se refletiu na biomassa da larva da farinha. As concentrações de Na foram mais baixas nessas larvas, enquanto as concentrações de Na foram maiores nas folhas do pomar do que nas estacas de batata. O conteúdo de Ca aumentou nas larvas (66 mg/100 g de MS), mas as concentrações de Ca não foram tão altas quanto aquelas na biomassa da larva da farinha (79 mg/100 g de MS) nos experimentos de raiz de chicória fermentada, embora a concentração de Ca nas culturas de folhas de pomar tenha sido 14 vezes maior que na raiz de chicória.
Com base na composição de microelementos dos alimentos úmidos (Tabela 3), a composição mineral da mistura vegetal foi semelhante à do grupo controle, exceto que a concentração de Mn foi significativamente menor. As concentrações de todos os microelementos analisados foram menores nos cortes de batata em comparação ao controle e outros subprodutos. A raiz de chicória fermentada continha quase 100 vezes mais ferro, 4 vezes mais cobre, 2 vezes mais zinco e aproximadamente a mesma quantidade de manganês. O teor de zinco e manganês nas folhas das hortaliças foi significativamente maior do que no grupo controle.
Não foram encontradas diferenças significativas entre o conteúdo de oligoelementos das larvas alimentadas com as dietas controle, mistura de vegetais e restos de batata úmida. No entanto, os teores de Fe e Mn das larvas alimentadas com a dieta fermentada de raiz de chicória foram significativamente diferentes daqueles das larvas alimentadas com o grupo controle. O aumento no teor de Fe pode ser devido ao aumento de cem vezes na concentração de oligoelementos na própria dieta úmida. No entanto, embora não tenha havido diferença significativa nas concentrações de Mn entre as raízes de chicória fermentadas e o grupo controle, os níveis de Mn aumentaram nas larvas alimentadas com as raízes de chicória fermentadas. Deve-se notar também que a concentração de Mn foi maior (3 vezes) na dieta de folhas úmidas da dieta de horticultura em comparação com o controle, mas não houve diferença significativa na composição da biomassa das larvas de farinha. A única diferença entre as folhas controle e hortícolas foi o teor de Cu, que foi menor nas folhas.
A Tabela 4 mostra as concentrações de metais pesados encontradas nos substratos. As concentrações máximas europeias de Pb, Cd e Cr em alimentos completos para animais foram convertidas em mg/100 g de matéria seca e adicionadas à Tabela 4 para facilitar a comparação com as concentrações encontradas em fluxos secundários47.
Nenhum Pb foi detectado nas rações úmidas de controle, misturas de vegetais ou farelos de batata, enquanto as folhas do jardim continham 0,002 mg Pb/100 g de MS e as raízes de chicória fermentadas continham a maior concentração de 0,041 mg de Pb/100 g de MS. As concentrações de C nos alimentos controle e nas folhas do jardim foram comparáveis (0,023 e 0,021 mg/100 g MS), enquanto foram menores nas misturas de vegetais e farelos de batata (0,004 e 0,007 mg/100 g MS). Em comparação com os outros substratos, a concentração de Cr nas raízes de chicória fermentadas foi significativamente maior (0,135 mg/100 g MS) e seis vezes maior do que na ração controle. O Cd não foi detectado nem no fluxo de controle nem em nenhum dos fluxos secundários utilizados.
Níveis significativamente mais elevados de Pb e Cr foram encontrados em larvas alimentadas com raízes de chicória fermentadas. No entanto, o Cd não foi detectado em nenhuma larva de larva da farinha.
Uma análise qualitativa dos ácidos graxos na gordura bruta foi realizada para determinar se o perfil de ácidos graxos das larvas da larva da farinha poderia ser influenciado pelos diferentes componentes da corrente lateral com a qual foram alimentadas. A distribuição destes ácidos graxos é mostrada na Tabela 5. Os ácidos graxos são listados pelo seu nome comum e estrutura molecular (designada como “Cx:y”, onde x corresponde ao número de átomos de carbono e y ao número de ligações insaturadas ).
O perfil de ácidos graxos das larvas de farinha alimentadas com pedaços de batata foi significativamente alterado. Eles continham quantidades significativamente maiores de ácido mirístico (C14:0), ácido palmítico (C16:0), ácido palmitoleico (C16:1) e ácido oleico (C18:1). As concentrações de ácido pentadecanóico (C15:0), ácido linoléico (C18:2) e ácido linolênico (C18:3) foram significativamente mais baixas em comparação com outras larvas de farinha. Em comparação com outros perfis de ácidos graxos, a proporção de C18:1 para C18:2 foi invertida em pedaços de batata. As larvas de farinha alimentadas com folhas hortícolas continham maiores quantidades de ácido pentadecanóico (C15:0) do que as larvas de farinha alimentadas com outras dietas úmidas.
Os ácidos graxos são divididos em ácidos graxos saturados (SFA), ácidos graxos monoinsaturados (MUFA) e ácidos graxos poliinsaturados (PUFA). A Tabela 5 mostra as concentrações destes grupos de ácidos graxos. No geral, os perfis de ácidos graxos das larvas de farinha alimentadas com resíduos de batata foram significativamente diferentes do controle e de outras correntes secundárias. Para cada grupo de ácidos graxos, as larvas alimentadas com batatas fritas foram significativamente diferentes de todos os outros grupos. Continham mais SFA e MUFA e menos PUFA.
Não houve diferenças significativas entre a taxa de sobrevivência e o peso total das larvas criadas em diferentes substratos. A taxa média geral de sobrevivência foi de 90% e o peso médio total do rendimento foi de 974 gramas. As larvas de farinha processam com sucesso subprodutos como fonte de ração úmida. A ração úmida para larvas de farinha representa mais da metade do peso total da ração (seca + úmida). A substituição de vegetais frescos por subprodutos agrícolas como alimentos húmidos tradicionais traz benefícios económicos e ambientais para a criação de larvas de farinha.
A Tabela 1 mostra que a composição da biomassa das larvas da larva da farinha criadas na dieta controle foi de aproximadamente 72% de umidade, 5% de cinzas, 19% de lipídios, 51% de proteína, 8% de quitina e 18% de matéria seca como carboidratos não fibrosos. Isto é comparável aos valores relatados na literatura.48,49 No entanto, outros componentes podem ser encontrados na literatura, muitas vezes dependendo do método analítico utilizado. Por exemplo, usamos o método Kjeldahl para determinar o teor de proteína bruta com uma proporção de N para P de 5,33, enquanto outros pesquisadores usam a proporção mais amplamente utilizada de 6,25 para amostras de carne e ração.50,51
A adição de restos de batata (uma dieta úmida rica em carboidratos) à dieta resultou na duplicação do teor de gordura das larvas de farinha. Espera-se que o conteúdo de carboidratos da batata consista principalmente de amido, enquanto o ágar contém açúcares (polissacarídeos)47,48. Este achado contrasta com outro estudo que descobriu que o teor de gordura diminuiu quando as larvas de farinha foram alimentadas com uma dieta suplementada com batatas descascadas a vapor com baixo teor de proteína (10,7%) e alto teor de amido (49,8%)36. Quando o bagaço de azeitona foi adicionado à dieta, o teor de proteínas e carboidratos das larvas de farinha correspondeu ao da dieta úmida, enquanto o teor de gordura permaneceu inalterado35. Em contrapartida, outros estudos demonstraram que o teor de proteínas das larvas criadas em fluxos secundários sofre alterações fundamentais, assim como o teor de gordura22,37.
A raiz de chicória fermentada aumentou significativamente o teor de cinzas das larvas da larva da farinha (Tabela 1). A pesquisa sobre os efeitos dos subprodutos nas cinzas e na composição mineral das larvas da larva da farinha é limitada. A maioria dos estudos de alimentação com subprodutos concentrou-se no conteúdo de gordura e proteína das larvas sem analisar o conteúdo de cinzas21,35,36,38,39. Porém, quando analisado o teor de cinzas das larvas alimentadas com subprodutos, foi constatado um aumento no teor de cinzas. Por exemplo, alimentar larvas de farinha com resíduos de jardim aumentou o teor de cinzas de 3,01% para 5,30%, e adicionar resíduos de melancia à dieta aumentou o teor de cinzas de 1,87% para 4,40%.
Embora todas as fontes de alimento úmido tenham variado significativamente em sua composição aproximada (Tabela 1), as diferenças na composição da biomassa das larvas da larva da farinha alimentadas com as respectivas fontes de alimento úmido foram menores. Apenas larvas de larvas alimentadas com pedaços de batata ou raiz de chicória fermentada apresentaram alterações significativas. Uma possível explicação para este resultado é que além das raízes de chicória, os pedaços de batata também foram parcialmente fermentados (pH 4,7, Tabela 1), tornando o amido/carboidratos mais digeríveis/disponíveis para as larvas da larva da farinha. A forma como as larvas da larva da farinha sintetizam lipídios a partir de nutrientes como carboidratos é de grande interesse e deve ser totalmente explorada em estudos futuros. Um estudo anterior sobre o efeito do pH da dieta úmida no crescimento de larvas de larvas de farinha concluiu que não foram observadas diferenças significativas ao usar blocos de ágar com dietas úmidas em uma faixa de pH de 3 a 9. Isso indica que dietas úmidas fermentadas podem ser usadas para a cultura de Tenébrio molitor53. Semelhante a Coudron et al.53, experimentos controle utilizaram blocos de ágar nas dietas úmidas fornecidas por serem deficientes em minerais e nutrientes. O estudo não examinou o efeito de fontes de dieta úmida com maior diversidade nutricional, como vegetais ou batatas, na melhoria da digestibilidade ou da biodisponibilidade. Mais estudos sobre os efeitos da fermentação de fontes de dieta úmida nas larvas da larva da farinha são necessários para explorar ainda mais esta teoria.
A distribuição mineral da biomassa da larva da farinha de controle encontrada neste estudo (Tabelas 2 e 3) é comparável à gama de macro e micronutrientes encontrados na literatura48,54,55. Fornecer às minhocas raiz de chicória fermentada como fonte de dieta úmida maximiza seu conteúdo mineral. Embora a maioria dos macro e micronutrientes fossem mais elevados nas misturas de vegetais e nas folhas do jardim (Tabelas 2 e 3), eles não afetaram o conteúdo mineral da biomassa da larva da farinha na mesma extensão que as raízes de chicória fermentadas. Uma possível explicação é que os nutrientes das folhas alcalinas do jardim são menos biodisponíveis do que os das outras dietas húmidas, mais ácidas (Tabela 1). Estudos anteriores alimentaram larvas de larvas de farinha com palha de arroz fermentada e descobriram que elas se desenvolveram bem neste fluxo secundário e também mostraram que o pré-tratamento do substrato pela fermentação induziu a absorção de nutrientes. 56 O uso de raízes de chicória fermentadas aumentou os teores de Ca, Fe e Mn da biomassa da larva da farinha. Embora esta corrente secundária também contivesse concentrações mais elevadas de outros minerais (P, Mg, K, Na, Zn e Cu), estes minerais não foram significativamente mais abundantes na biomassa da larva da farinha em comparação com o controle, indicando seletividade na absorção mineral. Aumentar o conteúdo desses minerais na biomassa da larva da farinha tem valor nutricional para fins alimentares e rações. O cálcio é um mineral essencial que desempenha um papel crítico na função neuromuscular e em muitos processos mediados por enzimas, como coagulação sanguínea, formação óssea e dentária. 57,58 A deficiência de ferro é um problema comum nos países em desenvolvimento, sendo que as crianças, as mulheres e os idosos muitas vezes não obtêm ferro suficiente nas suas dietas. 54 Embora o manganês seja um elemento essencial na dieta humana e desempenhe um papel central no funcionamento de muitas enzimas, a ingestão excessiva pode ser tóxica. Níveis mais elevados de manganês em larvas de farinha alimentadas com raiz de chicória fermentada não eram preocupantes e eram comparáveis aos das galinhas. 59
As concentrações de metais pesados encontradas no fluxo secundário estavam abaixo dos padrões europeus para alimentação animal completa. A análise de metais pesados das larvas da larva da farinha mostrou que os níveis de Pb e Cr foram significativamente maiores nas larvas da farinha alimentadas com raiz de chicória fermentada do que no grupo controle e outros substratos (Tabela 4). As raízes da chicória crescem no solo e são conhecidas por absorver metais pesados, enquanto os outros fluxos secundários se originam da produção controlada de alimentos humanos. As larvas de farinha alimentadas com raiz de chicória fermentada também continham níveis mais elevados de Pb e Cr (Tabela 4). Os fatores de bioacumulação (FAB) calculados foram 2,66 para Pb e 1,14 para Cr, ou seja, maiores que 1, indicando que as larvas de farinha têm a capacidade de acumular metais pesados. No que diz respeito ao Pb, a UE estabelece um teor máximo de Pb de 0,10 mg por quilograma de carne fresca para consumo humano61. Em avaliação de dados experimentais, a concentração máxima de Pb encontrada em larvas de farinha de raiz de chicória fermentadas foi de 0,11 mg/100 g MS. Quando o valor foi recalculado para um teor de matéria seca de 30,8% para essas larvas de farinha, o teor de Pb foi de 0,034 mg/kg de matéria fresca, valor inferior ao nível máximo de 0,10 mg/kg. Nenhum teor máximo de Cr é especificado nas regulamentações alimentares europeias. O Cr é comumente encontrado no meio ambiente, em alimentos e aditivos alimentares e é conhecido por ser um nutriente essencial para os seres humanos em pequenas quantidades62,63,64. Estas análises (Tabela 4) indicam que as larvas de T. molitor podem acumular metais pesados quando estes estão presentes na dieta. No entanto, os níveis de metais pesados encontrados na biomassa da larva da farinha neste estudo são considerados seguros para consumo humano. Recomenda-se um monitoramento regular e cuidadoso ao usar fluxos secundários que possam conter metais pesados como fonte de alimentação úmida para T. molitor.
Os ácidos graxos mais abundantes na biomassa total das larvas de T. molitor foram ácido palmítico (C16:0), ácido oleico (C18:1) e ácido linoléico (C18:2) (Tabela 5), o que é consistente com estudos anteriores em T. molitor. Os resultados do espectro de ácidos graxos são consistentes36,46,50,65. O perfil de ácidos graxos de T. molitor geralmente consiste em cinco componentes principais: ácido oleico (C18:1), ácido palmítico (C16:0), ácido linoléico (C18:2), ácido mirístico (C14:0) e ácido esteárico. (C18:0). O ácido oleico é relatado como o ácido graxo mais abundante (30-60%) nas larvas da larva da farinha, seguido pelo ácido palmítico e pelo ácido linoléico22,35,38,39. Estudos anteriores mostraram que esse perfil de ácidos graxos é influenciado pela dieta das larvas da larva da farinha, mas as diferenças não seguem as mesmas tendências da dieta38. Em comparação com outros perfis de ácidos graxos, a proporção C18:1–C18:2 nas cascas de batata é invertida. Resultados semelhantes foram obtidos para alterações no perfil de ácidos graxos de larvas de farinha alimentadas com cascas de batata cozidas no vapor36. Estes resultados indicam que, embora o perfil de ácidos graxos do óleo de larva da farinha possa ser alterado, ele ainda permanece uma fonte rica em ácidos graxos insaturados.
O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do uso de quatro diferentes fluxos de biorresíduos agroindustriais como ração úmida na composição de larvas de farinha. O impacto foi avaliado com base no valor nutricional das larvas. Os resultados mostraram que os subprodutos foram convertidos com sucesso em biomassa rica em proteínas (teor de proteína 40,7-52,3%), que pode ser usada como fonte de alimento e ração. Além disso, o estudo mostrou que a utilização dos subprodutos como ração úmida afeta o valor nutricional da biomassa da larva da farinha. Em particular, fornecer às larvas uma elevada concentração de hidratos de carbono (por exemplo, cortes de batata) aumenta o seu teor de gordura e altera a sua composição de ácidos gordos: menor teor de ácidos gordos poliinsaturados e maior teor de ácidos gordos saturados e monoinsaturados, mas não concentrações de ácidos gordos insaturados . Os ácidos graxos (monoinsaturados + poliinsaturados) ainda dominam. O estudo também mostrou que as larvas da farinha acumulam seletivamente cálcio, ferro e manganês de fluxos secundários ricos em minerais ácidos. A biodisponibilidade dos minerais parece desempenhar um papel importante e mais estudos são necessários para compreender isto completamente. Os metais pesados presentes nas correntes secundárias podem acumular-se nas larvas de farinha. No entanto, as concentrações finais de Pb, Cd e Cr na biomassa larval ficaram abaixo dos níveis aceitáveis, permitindo que estas correntes secundárias fossem utilizadas com segurança como fonte de alimentação húmida.
Larvas de larvas de farinha foram criadas por Radius (Giel, Bélgica) e Inagro (Rumbeke-Beitem, Bélgica) na Universidade de Ciências Aplicadas Thomas More a 27 ° C e 60% de umidade relativa. A densidade de larvas de farinha criadas em aquário de 60 x 40 cm foi de 4,17 minhocas/cm2 (10.000 larvas de farinha). As larvas foram inicialmente alimentadas com 2,1 kg de farelo de trigo como alimento seco por tanque de criação e depois suplementadas conforme necessário. Use blocos de ágar como tratamento de controle de alimentos úmidos. A partir da semana 4, comece a alimentar fluxos secundários (também uma fonte de umidade) como alimento úmido em vez de ágar ad libitum. A percentagem de matéria seca para cada fluxo lateral foi pré-determinada e registada para garantir quantidades iguais de humidade para todos os insectos em todos os tratamentos. A comida é distribuída uniformemente por todo o terrário. As larvas são coletadas quando as primeiras pupas emergem no grupo experimental. A colheita de larvas é feita utilizando um agitador mecânico de 2 mm de diâmetro. Exceto pelo experimento de batata em cubos. Grandes porções de batata seca cortada em cubos também são separadas, permitindo que as larvas rastejem por essa malha e as coletem em bandejas de metal. O peso total da colheita é determinado pela pesagem do peso total da colheita. A sobrevivência é calculada dividindo o peso total da colheita pelo peso larval. O peso larval é determinado selecionando pelo menos 100 larvas e dividindo o peso total pelo número. As larvas coletadas passam fome por 24 horas para esvaziar seus intestinos antes da análise. Finalmente, as larvas são examinadas novamente para separá-las do restante. Eles são congelados e eutanasiados e armazenados a -18°C até a análise.
A ração seca foi farelo de trigo (Belga Molens Joye). O farelo de trigo foi pré-peneirado até um tamanho de partícula inferior a 2 mm. Além da ração seca, as larvas da larva da farinha também precisam de ração úmida para manter a umidade e os suplementos minerais exigidos pelas larvas da farinha. A ração úmida representa mais da metade da ração total (ração seca + ração úmida). Nas nossas experiências, utilizou-se ágar (Brouwland, Bélgica, 25 g/l) como alimento húmido de controlo . Conforme mostrado na Figura 1, quatro subprodutos agrícolas com diferentes teores de nutrientes foram testados como ração úmida para larvas de larvas de farinha. Estes subprodutos incluem (a) folhas do cultivo de pepino (Inagro, Bélgica), (b) aparas de batata (Duigny, Bélgica), (c) raízes de chicória fermentadas (Inagro, Bélgica) e (d) frutas e legumes não vendidos em leilões. . (Belorta, Bélgica). O fluxo lateral é cortado em pedaços adequados para uso como ração úmida para larvas de farinha.
Subprodutos agrícolas como ração úmida para larvas de farinha; (a) folhas de jardim provenientes do cultivo de pepino, (b) estacas de batata, (c) raízes de chicória, (d) produtos hortícolas não vendidos em leilão e (e) blocos de ágar. Como controles.
A composição da ração e das larvas da larva da farinha foi determinada três vezes (n = 3). Foram avaliadas análises rápidas, composição mineral, teor de metais pesados e composição de ácidos graxos. Uma amostra homogeneizada de 250 g foi retirada das larvas coletadas e famintas, seca a 60°C até peso constante, moída (IKA, Tube mill 100) e peneirada em peneira de 1 mm. As amostras secas foram seladas em recipientes escuros.
O teor de matéria seca (MS) foi determinado pela secagem das amostras em estufa a 105°C por 24 horas (Memmert, UF110). A porcentagem de matéria seca foi calculada com base na perda de peso da amostra.
O teor de cinzas brutas (CA) foi determinado pela perda de massa durante a combustão em forno mufla (Nabertherm, L9/11/SKM) a 550°C por 4 horas.
A extração do teor de gordura bruta ou éter dietílico (EE) foi realizada com éter de petróleo (p.e. 40–60 °C) usando equipamento de extração Soxhlet. Aproximadamente 10 g de amostra foram colocados no cabeçote de extração e cobertos com lã cerâmica para evitar perda de amostra. As amostras foram extraídas durante a noite com 150 ml de éter de petróleo. O extrato foi resfriado, o solvente orgânico foi removido e recuperado por evaporação rotativa (Büchi, R-300) a 300 mbar e 50°C. Os extratos lipídicos ou etéreos brutos foram resfriados e pesados em balança analítica.
O teor de proteína bruta (PB) foi determinado pela análise do nitrogênio presente na amostra pelo método Kjeldahl BN EN ISO 5983-1 (2005). Use os fatores N a P apropriados para calcular o teor de proteína. Para ração seca padrão (farelo de trigo) use um fator total de 6,25. Para fluxo secundário é utilizado um fator de 4,2366 e para misturas vegetais é utilizado um fator de 4,3967. O teor de proteína bruta das larvas foi calculado usando um fator N para P de 5,3351.
O teor de fibra incluiu a determinação de fibra em detergente neutro (FDN) com base no protocolo de extração de Gerhardt (análise manual de fibra em sacos, Gerhardt, Alemanha) e no método van Soest 68. Para a determinação da FDN, uma amostra de 1 g foi colocada em um saco de fibra especial (Gerhardt, saco ADF/NDF) com revestimento de vidro. Os sacos de fibra preenchidos com amostras foram primeiro desengordurados com éter de petróleo (ponto de ebulição 40-60 °C) e depois secos à temperatura ambiente. A amostra desengordurada foi extraída com uma solução de detergente de fibra neutra contendo α-amilase termoestável em temperatura de ebulição por 1,5 h. As amostras foram então lavadas três vezes com água deionizada fervente e secas a 105°C durante a noite. Os sacos de fibra seca (contendo resíduos de fibra) foram pesados em balança analítica (Sartorius, P224-1S) e posteriormente queimados em forno mufla (Nabertherm, L9/11/SKM) a 550°C por 4 horas. As cinzas foram pesadas novamente e o teor de fibra foi calculado com base na perda de peso entre a secagem e a queima da amostra.
Para determinar o conteúdo de quitina das larvas, utilizamos um protocolo modificado baseado na análise de fibra bruta de van Soest 68 . Uma amostra de 1 g foi colocada em um saco de fibra especial (Gerhardt, CF Bag) e selado em vidro. As amostras foram acondicionadas em sacos de fibra, desengorduradas em éter de petróleo (c. 40–60 °C) e secas ao ar. A amostra desengordurada foi primeiramente extraída com uma solução ácida de ácido sulfúrico 0,13 M em temperatura de ebulição por 30 min. O saco de fibra de extração contendo a amostra foi lavado três vezes com água deionizada fervente e depois extraído com solução de hidróxido de potássio 0,23 M por 2 h. O saco de fibra de extração contendo a amostra foi novamente enxaguado três vezes com água deionizada fervente e seco a 105°C durante a noite. O saco seco contendo o resíduo de fibra foi pesado em balança analítica e incinerado em forno mufla a 550°C por 4 horas. As cinzas foram pesadas e o teor de fibra foi calculado com base na perda de peso da amostra incinerada.
O conteúdo total de carboidratos foi calculado. A concentração de carboidratos não fibrosos (NFC) na ração foi calculada usando análise de FDN, e a concentração de insetos foi calculada usando análise de quitina.
O pH da matriz foi determinado após extração com água deionizada (1:5 v/v) de acordo com NBN EN 15933.
As amostras foram preparadas conforme descrito por Broeckx et al. Os perfis minerais foram determinados utilizando ICP-OES (Optima 4300™ DV ICP-OES, Perkin Elmer, MA, EUA).
Os metais pesados Cd, Cr e Pb foram analisados por espectrometria de absorção atômica em forno de grafite (AAS) (Thermo Scientific, série ICE 3000, equipado com amostrador automático em forno GFS). Cerca de 200 mg de amostra foram digeridos em HNO3/HCl ácido (1:3 v/v) usando microondas (CEM, MARS 5). A digestão por microondas foi realizada a 190°C por 25 min a 600 W. Diluir o extrato com água ultrapura.
Os ácidos graxos foram determinados por GC-MS (Agilent Technologies, sistema GC 7820A com detector 5977 E MSD). De acordo com o método de Joseph e Akman70, solução 20% de BF3/MeOH foi adicionada a uma solução metanólica de KOH e o éster metílico de ácido graxo (FAME) foi obtido a partir do extrato etéreo após esterificação. Os ácidos graxos podem ser identificados comparando seus tempos de retenção com 37 padrões de mistura FAME (Chemical Lab) ou comparando seus espectros MS com bibliotecas on-line, como o banco de dados NIST. A análise qualitativa é realizada calculando a área do pico como uma porcentagem da área total do pico do cromatograma.
A análise dos dados foi realizada utilizando o software JMP Pro 15.1.1 da SAS (Buckinghamshire, Reino Unido). A avaliação foi realizada por meio de análise de variância unidirecional com nível de significância de 0,05 e Tukey HSD como teste post hoc.
O fator de bioacumulação (FAB) foi calculado dividindo-se a concentração de metais pesados na biomassa larval (MS) da larva da farinha pela concentração na ração úmida (MS) 43 . Um BAF superior a 1 indica que os metais pesados se bioacumulam a partir da alimentação húmida nas larvas.
Os conjuntos de dados gerados e/ou analisados durante o presente estudo estão disponíveis no autor correspondente mediante solicitação razoável.
Departamento de Assuntos Econômicos e Sociais das Nações Unidas, Divisão de População. Perspectivas da População Mundial 2019: Destaques (ST/ESA/SER.A/423) (2019).
Cole, MB, Augustine, MA, Robertson, MJ, e Manners, JM, Ciência da segurança alimentar. NPJ Ciência. Alimentos 2018, 2. https://doi.org/10.1038/s41538-018-0021-9 (2018).
Horário da postagem: 19 de dezembro de 2024