Mikrobiologická kvalita jedlého hmyzu v závislosti na teplotě odchovu

Bc. Klára Sochorová

Master's thesis

Microbiological quality of edible insect in relation to rearing temperature

Abstract:

Vzhledem ke stále rostoucí světové populaci roste i zájem o využívání hmyzu jako alternativního zdroje živin pro lidskou výživu především díky jeho nutričním vlastnostem, ale také z hlediska environmentálního. Hmyz obsahuje nutričně cenné látky a pro svůj vysoký obsah bílkovin je považován za jejich kvalitní alternativní zdroj. Nicméně, kromě těchto cenných látek může obsahovat alergeny, toxiny a patogenní mikroorganismy.Tato diplomová práce se zabývá vlivem teploty odchovu jedlého hmyzu na jeho mikrobiologickou kvalitu. Vybraným druhem hmyzu byl potemník moučný (Tenebrio molitor), který byl odchován v kontrolovaných podmínkách při teplotách 22 °C a 25 °C. Cílem této práce bylo stanovit počty mikroorganismů a identifikovat vybrané izoláty pomocí kultivačních metod a MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie u obou odchovů.Bylo zjištěno, že teplota odchovu statisticky významně ovlivňuje růst celkových počtů aerobních mikroorganismů (P < 0,05) a enterokoků (P < 0,01). U zbylých testovaných mikroorganismů se množství narostlých kolonií v závislosti na teplotě odchovu lišilo pouze statisticky nevýznamně (P > 0,05). Celkový počet aerobních mikroorganismů v larvách potemníka moučného při teplotě odchovu 22 °C činil 7,93 ± 0,11 log KTJ/g, zatímco u teploty 25 °C 7,32 ± 0,59 log KTJ/g. Celkový počet anaerobních mikroorganismů klesl ze 7,63 ± 0,10 log KTJ/g (22 °C) na 6,98 ± 0,93 log KTJ/g (25 °C). Rod Bacillus spp. představoval u teploty odchovu při 22 °C 4,03 ± 0,62 log KTJ/g, naproti tomu u 25 °C 3,69 ± 0,46 log KTJ/g. Počet kolonií rodu Enterococcus spp. byl stanoven na 6,89 ± 0,06 log KTJ/g při teplotě odchovu 22 °C, kdežto při 25 °C klesl na 5,84 ± 0,61 log KTJ/g. U obou skupin nebyl zaznamenán výskyt patogenních bakterií Salmonella spp. a E. coli, avšak byla zjištěna přítomnost Clostridium spp.Po vyhodnocení identifikace pomocí MALDI–TOF hmotnostní spektrometrie bylo prokázáno, že teplota odchovu ovlivňuje bakteriální diverzitu. Ve vzorcích hmyzu chovaném při 22 °C byly identifikovány rody Lactococcus a Enterococcus. Naopak tomu bylo u vzorků hmyzu odchovaném při teplotě 25 °C, kdy došlo k identifikaci rodů Acinetobacter, Bacillus, Enterobacter, Enterococcus a Proteus.Z námi získaných výsledků vyplývá, teplota odchovu má částečný vliv na druhovou skladbu i počet některých skupin mikroorganismů. Zároveň bylo prokázáno, že hmyz může být rezervoárem potenciálně patogenních bakterií rodů Bacillus a Clostridium. Přítomnost zejména těchto sporulujících bakterií by měla být předmětem dalšího výzkumu.

Abstract:

Due to growing global population, the interest in use of edible insect as an alternative source of nutrients is rising, primarily due to their nutritional properties, but also an from enviromental point of view. Edible insect contains important nutrients and thanks to their high protein content are considered as a good alternative source of protein. However, in addition to these valuable substances, the insects may contain allergens, toxins and/or pathogenic microorganisms.The present thesis evaluates the impact of temperature on microbial quality of edible insects. The selected insect species was mealworm larvae (Tenebrio molitor), which were reared under controlled conditions at 22 °C and 25 °CThe counts of microorganisms were analyzed by cultivation methods and identified by MALDI–TOF mass spectrometry.The results have shown that the rearing temperature significantly affects the counts of total aerobic bacteria (P < 0,05) and enterococci (P < 0,01). The counts of remaining tested groups of bacteria, differed only statisticallnon–significantly (P > 0,05). The counts of total aerobic microorganisms in mealworm at reared temperature of 22 °C were 7,93 ± 0,11 log CFU/g, while at 25 °C were 7,32 ± 0,59 log CFU/g. The total counts of anaerobic microorganisms decreased from 7,63 ± 0,10 log CFU/g (22 °C) to 6,98 ± 0,93 log CFU/g (25 °C). Genus Bacillus represented at 22 °C 4,03 ± 0,62 log CFU/g and at 25 °C 3,69 ± 0,46 log CFU/g. Counts of Enterococcus spp. colonies at 22 °C were 6,89 ± 0,06 log CFU/g and dropped at 25 °C to 5,84 ± 0,61 log CFU/g. There were no pathogenic microorganisms of Salmonella spp. and E. coli detected. However, the presence of Clostridium spp. was discovered.Identification by MALDI–TOF mass spectrometry demonstrated that the rearing temperature has impact of bacterial diversity. The genera of Lactococcus and Enterococcus were identified as most abundant in samples at rearing temperature of 22 °C. In contrast, at 25 °C the genera of Acinetobacter, Bacillus, Enterobacter, Enterococcus and Proteus were identified as most abundant.The results show that rearing temperature has partial impact on genus and species composition and their abundance. Alongside it has been proved that insect can be a resevoir of potentially pathogenic microorganisms of Bacillus spp. and Clostridim spp. The presence of these spore–forming bacteria should be the subject of further research.

Keywords

jedlý hmyz, bakterie, výživa člověka, bezpečnost potravin

Keywords

edible insect, bacteria, human nutrition, food safety

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Roman Švejstil, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs