Optimalizace a zhodnocení procesu biokonverze gastroodpadu bráněnkou Hermetia illucense

Bc. Tomáš Persaň

Master's thesis

Optimization and evaluation of the food waste bioconversion by black soldier fly Hermetia illucense

Abstract:

Tato diplomová práce se věnuje možnosti využití druhu bráněnky: Hermetia illucens, (Black soldier fly dále BSF) v odpadovém hospodářství. V teoretické části je probrána problematika současného nakládání s odpady, které jsou zpracovatelné s využitím tohoto druhu. Je popsána biologie BSF spolu s výčtem jeho možných aplikací. V práci je popsána také problematika bioakumulace vybraných prvků (arsen, kadmium, kobalt, chrom, měď, železo, rtuť, mangan, molybden, nikl, olovo, selen, cín, vanad a zinek) v bráněnkách, neboť případná velká bioakumulace toxického prvku může limitovat využití BSF. Vysokou hodnotu tohoto parametru se vykazovaly u kadmium a mangan. Bioakumulace je hlavním tématem experimentální části, v níž byly larvy BSF krmeny vybranými matricemi (hrách, mláto, ovesné vločky, rýže, sójové boby, strouhanka, tvaroh, a mix ovoce a zeleniny) a měřeny koncentrace výše jmenovaných prvků v larvách i matricích. Vzhledem k uvažovaným možnostem využití larvy BSF jako součást krmiva pro zvířata, nebo i jako součást potravy člověka je kladen zvláštní důraz na sledování toxických kovů, jejichž obsah byl porovnáván s legislativními limity. Při tomto srovnání bylo zjištěno, že larvy BSF splňují limity pro krmiva pro hospodářská zvířata dle směrnice 2002/32/ES. Co se týče srovnání s nejpřísnějšími limity pro potraviny z nařízení ES 1881/2006 tak se jako problematické ukázalo kadmium, kde ne všechny larvy limit splnily. Limity pro ostatní kovy byly dodrženy.

Abstract:

In this thesis, the possibility of using the species Hermetia illucens (Black soldier fly futher BSF) in waste management was studied. The theoretical part discusses the current management of organic waste, which is possible to recycle by BSF technology. The biology of the BSF species is detailed described including possible applications. Further, the important part of the thesis is describing bioaccumulation of selected elements (arsenic, cadmium, cobalt, chromium, copper, iron, mercury, manganese, molybdenum, nickel, lead, selenium, tin, vanadium and zinc) in BSF. The investigation of bioaccumulation of toxic metals is important, because it can be limiting factor of usage of BSF. Bioaccumulation is the main topic of the experimental part. The larvae of BSF were fed with different matrices (peas, spent grain, oatmeal, rice, soybeans, breadcrumbs, curd and mix of fruits and vegetables) and concentrations of the above-mentioned elements were measured in the larvae and matrices. The option of using larvae of BSF as an animal feed or foodstuff for humans was considered, therefore our measured levels of toxic metals in BSF were compared to legislative limits. The comparison showed, that concentration of toxic metals in the larvae fulfil the European limits on undesirable substances in animal feed (2002/32/ES). Comparing our results to the strictest limits for foodstuffs (EC/1881/2006), cadmium levels in BSF was found to be problematic. The limits were exceeded in some matrices. The limits for other metals have been successfully achieved.

Keywords

Hermetia illucense, odpady, odpadové hospodářství, těžké kovy, toxické kovy, bioakumulace, gastrodopad, entomofagie, waste, waste management, heavy metals, toxic metals, bioaccumulation, food waste, entomophagy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2019

Thesis defence

• Date of defence: 10. 6. 2019
• Supervisor: Mgr. Jana Vašíčková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Environmental Chemistry