Mikroorganismy v hmyzích produktech určených pro potravinářské účely

Bc. Marek Hauk

Master's thesis

Microorganisms in insect products intended for food purposes

Abstract:

Současný světový vývoj v souvislosti s populačním růstem a změnou klimatu vede k potřebě hledat alternativní zdroje potravy a kvalitních bílkovin, ale i dalších živin. Jedlý hmyz splňuje nejen požadavky nutriční, neboť obsahuje kvalitní bílkoviny, nenasycené mastné kyseliny, vitaminy a minerální látky či vlákninu. Je také šetrnější z hlediska ekologického vzhledem nízké náročnosti na půdu a vysoké konverzi krmiva. Na druhou stranu je nutné brát v potaz otázky hygienické či chemické bezpečnosti nebo alergií. Cílem této práce bylo stanovení počtu a identifikace mikroorganismů v tepelně upravených vzorcích larev potemníka moučného (Tenebrio molitor) a dospělců cvrčka domácího (Acheta domesticus). Vzorky byly tepelně upraveny spařením či zmražením a následně také mikrovlnně, kontrolní skupinou byly vzorky bez mikrovlnného ošetření. Bylo využito klasických kultivačních metod s pomocí neselektivních i selektivních pěstebních médií. Skupina mezofilních aerobních bakterií byla přítomna v množství 5,71 ± 0,01 log KTJ/g až 7,9 ± 0,01 log KTJ/g, mikrovlnné ošetření mělo významný vliv na jejich množství (P <0,01 až P = 0,02). Skupina aerobních sporulujících bakterií byla obsažena v rozmezí 3,51 ± 0,03 log KTJ/g až 5,79 ± 0,01 log KTJ/g, mikrovlnné ošetření mělo významný vliv (P <0,01) kromě vzorků spařených potemníků, kde nebyl po mikrovlnném ošetření stanoven statisticky významný rozdíl, P = 0,77). Druh Bacillus cereus byl ve většině vzorků pouze detekován na úroveň 1 log KTJ/g s výjimkou vzorků spařených potemníků (1,5 ± 0,02 log KTJ/g) a zmražených cvrčků (3,63 ± 0,03 log KTJ/g). Přítomnost čeledi Enterobacteriaceae se pohybovala v množství 1,3 log KTJ až 5,85 ± 0,01 log KTJ se statisticky významným rozdílem mezi mikrovlnně ošetřenými a neošetřenými vzorky (P <0,01). Skupina koaguláza pozitivních stafylokoků byla přítomna v největším množství ve vzorcích pouze spařených cvrčků (1,59 ± 0,01 log KTJ), v ostatních vzorcích byla v menším množství či pod hranicí detekce, mikrovlnné ošetření mělo významný vliv (P <0,01). Skupina koliformních bakterií se pohybovala v rozmezí pod hranicí detekce až 5,84 ± 0,01 log KTJ/g (pouze zmražené vzorky cvrčka), mikrovlnné ošetření mělo významný vliv (P <0,01). Potenciálně patogenní rody Escherichia coli, Staphylococcus aureus a Salmonella spp. nebyly detekovány s jedinou výjimkou přítomnosti salmonely u pouze zmražených cvrčků. Rod Clostridium byl identifikován pomocí MALDI-TOF hmotnostní spektrometrie ve třech případech. Doporučená mikrobiologická kritéria byla u všech vzorků splněna pouze v případě Staphylococcus aureus, ostatní požadavky na salmonely, mezofilní aerobní bakterie a Enterobacteriaceae byly splněny pouze v některých případech. Zároveň bylo potvrzeno až na jednu výjimku, že mikrovlnné ošetření má významný vliv na mikrobiální kvalitu jedlého hmyzu.

Abstract:

Current world development in connection with population growth and climate change leads to the need to look for alternative sources of food and quality proteins, as well as other nutrients. Edible insects not only meet nutritional requirements, as they contain high-quality proteins, unsaturated fatty acids, vitamins and minerals or fibre. They are also more environmentally friendly due to its low demands on land and high feed conversion. On the other hand, it is necessary to consider issues of hygienic or chemical safety or allergies. The aim of this work was to determine the counts and identity of microorganisms in processed samples of larvae of the mealworm (Tenebrio molitor) and adults of the house cricket (Acheta domesticus). The samples were heat-treated by scalding or freezing and subsequently microwaved, the control group was samples without microwave treatment. Classical cultivation methods were used with the help of non-selective and selective growing media. The group of mesophilic aerobic bacteria was present in the amount of 5,71 ± 0,01 log CFU/g to 7,9 ± 0,01 log CFU/g, microwave treatment had a significant effect on their amount (P <0,01 to P = 0,02). The group of aerobic sporulating bacteria was contained in the range of 3,51 ± 0,03 log CFU/g to 5,79 ± 0,01 log CFU/g, the microwave treatment had a significant effect (P <0,01), except for the samples of steamed mealworms, where no statistically significant difference was determined after microwave treatment, (P = 0,77). The species Bacillus cereus was only detected at the level of 1 log CFU/g in most samples, except for the samples of steamed mealworms (1,5 ± 0,02 log CFU/g) and frozen crickets (3,63 ± 0,03 log CFU/g). The presence of the family Enterobacteriaceae ranged from 1,3 log CFU to 5,85 ± 0,01 log CFU with a statistically significant difference between microwave-treated and untreated samples (P <0,01). The group of coagulase-positive staphylococci was present in the largest amount in the samples of only steamed crickets (1,59 ± 0,01 log CFU), in the other samples it was in a smaller amount or below the detection limit, microwave treatment had a significant effect (P <0,01). The group of coliform bacteria ranged below the detection limit up to 5,84 ± 0,01 log CFU/g (frozen cricket samples only), microwave treatment had a significant effect (P <0,01). Potentially pathogenic genera Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Salmonella spp. were not detected with the single exception of the presence of salmonella in only frozen crickets. The genus Clostridium was identified by MALDI-TOF mass spectrometry in three cases. Recommended microbiological criteria were met in all samples only in the case of Staphylococcus aureus, other requirements for salmonella, mesophilic aerobic bacteria and Enterobacteriaceae were met only in some cases. At the same time, it was confirmed, with one exception, that microwave treatment has a significant effect on the microbial quality of edible insects.

Keywords

Bezpečnost potravin, jedlý hmyz, bakterie, patogen, výživa člověka.

Keywords

Food safety, edible insect, bacteria, pathogen, human nutrition

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 16. 5. 2023
• Supervisor: Ing. Roman Švejstil
• Reader: Igor Šplíchal, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food and Nutrition