Monitoring makro- a mikroprvků ve hmyzu určeném pro výživu lidí a zvířat s využitím radioanalytických metod

Bc. Lucie Dvořáková

Master's thesis

Monitoring of macro- and microelements in insects intended for human and animal nutrition using radioanalytical methods

Abstract:

Aktuální globální výzvou je zajistit dostatečnou a udržitelnou produkci potravin pro rychle rostoucí světovou populaci. Jedlý hmyz se jeví jako alternativní zdroj nutrientů s vysokým obsahem bílkovin, tuků a minerálů. V tomto kontextu jsou poznatky o jedlém hmyzu potenciálně klíčové v boji proti malnutrici. Chov jedlého hmyzu má minimální dopad na životní prostředí ve srovnání s konvenčním zemědělstvím. Zahrnuje nižší spotřebu vody, půdy a produkci skleníkových plynů. Efektivita konverze krmiva a reprodukční schopnost hmyzu představují další výhody. Diplomová práce se jako první svého druhu zabývala stanovením vybraných makroa mikroprvků v hmyzu s využitím jaderných analytických metod – instrumentální neutronové (INAA) a fotonové (IPAA) aktivační analýzy. Tyto metody umožňují citlivé a přesné měření obsahu prvků. Analyzovanými druhy hmyzu byly Acheta domesticus Linnaeus, 1758; Alphitobius diaperinus Panzer, 1797; Locusta migratoria Linnaeus, 1758; Tenebrio molitor Linnaeus, 1758; Hermetia illucens Linnaeus, 1758; Apis mellifera Linnaeus, 1758; Zophobas morio Fabricius, 1776; Gryllus assimilis (Fabricius, 1775) a Blaberus discoidalis AudinetServille 1839. Práce se také zabývala vlivem rozdílných krmných směsí, obohacených o vedlejší zemědělské produkty jako sušené pivovarské mláto a sušené jablečné výlisky, na výsledné prvkové složení dospělců A. domesticus L., konkrétně na koncentrace Na, K, Fe, Co, Zn a Se. Zmíněnými radioanalytickými metodami byl ve vzorcích hmyzu stanoven: Ca, Na, Mg, Cl, K, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Se a I. Z hlediska obsahu těchto prvků je výše vyjmenovaný hmyz zajímavým zdrojem pro výživu lidí a zvířat. Využité analytické metody jsou vhodné pro stanovení zmíněných makro- a mikroprvků. Bylo zjištěno, že odlišná krmná směs statisticky významným způsobem neovlivňovala prvkové složení dospělců jednoho ze studovaných druhů. Provedený výzkum představuje důležitý krok k pochopení potenciálu entomofagie jako součásti budoucích potravinových systémů. Podporuje integraci hmyzu do lidské diety jako možné řešení globálních výzev v oblasti udržitelného zemědělství, klimatické krize a potravinové bezpečnosti.

Abstract:

The current global challenge is to ensure sufficient and sustainable food production for the rapidly growing world population. Edible insects appear to be an alternative source of nutrients with a high content of proteins, fats and minerals. In this context, knowledge of edible insects is potentially crucial in the fight against malnutrition. The rearing of edible insects has a minimal impact on the environment compared to conventional agriculture. It includes lower water consumption, land requirements and lower greenhouse gases production. Efficiency of feed conversion and reproductive capacity of insects represent an additional advantage. The diploma thesis was the first of its kind dealing with the determination of selected macro- and microelements in insects using nuclear analytical methods – instrumental neutron (INAA) and photon (IPAA) activation analysis. These methods allow sensitive and accurate measurement of the content of the elements. The insects analysed were Acheta domesticus Linnaeus, 1758; Alphitobius diaperinus Panzer, 1797; Locusta migratoria Linnaeus, 1758; Tenebrio molitor Linnaeus, 1758; Hermetia illucens Linnaeus, 1758; Apis mellifera Linnaeus, 1758; Zophobas morio Fabricius, 1776; Gryllus assimilis (Fabricius, 1775) and Blaberus discoidalis Audinet-Serville 1839. The diploma thesis also examined the influence of different feed mixtures, enriched with agricultural by-products such as dried brewer's yeast and dried apple decals, on the final adult elemental composition of A. domesticus L., specifically on the concentrations of Na, K, Fe, Co, Zn and Se. Thanks to the above-mentioned radioanalytical methods, the following elements were determined in the insect samples: Ca, Na, Mg, Cl, K, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Se and I. In terms of the content of these elements, the above-mentioned insects are an interesting source for human and animal nutrition. The analytical methods used are suitable for the determination of the mentioned macro- and microelements. It was found that the different compound feed did not significantly affect the elemental composition of adults of one of the studied species. The research carried out represents an important step towards understanding the potential of entomophagy as part of future food systems. It supports the integration of insects into the human diet as a possible solution to the global challenges in the field of sustainable agriculture, climate crisis and food security.

Keywords

entomofagie, neutronová aktivizační analýza, fotonová aktivizační analýza, prvky, hmyz

Keywords

insects, entomophagy, neutron activation analysis, photon activation analysis, elements

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 20. 5. 2024
• Supervisor: RNDr. Ivana Krausová, Ph.D.
• Reader: Martina Klímová, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition