Nutriční rozbor a optimalizace chovu vybraných druhů jedlého hmyzu v podmínkách ČR s ohledem na zdraví člověka

Ing. Anna Adámková

Doctoral thesis

Nutritional analysis and optimization of breeding of selected species of edible insects under conditions of the Czech Republic with regard to human health

Abstract:

Entomofágie je jedním z nejvíce populárních trendů v lidké výživě v současnosti v Evropě. Důvodem tohoto trendu je potenciál jedlého hmyzu jako dobrého zdroje proteinů, mastných kyselin a mikronutrientů. K zavedení jedlého hmyzu do potravinového koše evropských spotřebitelů je nejdříve nutné analyzovat jedlý hmyz z hlediska nutričních vlastností a bezpečnostních rizik. Tato disertační práce zkoumala problematiku využití jedlého hmyzu jako alternativního zdroje potravy v podmínkách České republiky. Práce se zaměřila na vybrané druhy jedlého hmyzu (potemník moučný, potemník brazilský, potemník stájový a cvrček stepní), které doporučila EFSA jako možné druhy ke konzumaci.V hypotéze H1 byl zkoumán vliv chovných podmínek, vývojových stádií a optimálních krmných dávek s cílem získání komodity s optimálními nutričními hodnotami pro výživu lidí. V práci byl sledován zejména obsah tuku stanovený podle Soxhleta, obsah dusíkatých látek podle Kjeldahla a profil mastných kyselin pomocí plynového chromatografu. Z analýz vyplynula závislost jednotlivých nutričních hodnot na jednotlivých sledovaných životních podmínkách. V práci se prokázalo, že univerzální doporučení pro všechny druhy hmyzu při optimalizaci jejich nutričních hodnot neexistují, protože každý jedlý druh obsahuje různé živiny. Zvolené podmínky chovu závisí proto na požadovaných nutričních hodnotách, např. při chovu potemníka moučného a požadavku zvýšeného množství tuku byla stanovana ze sledovaných teplot a diet jako optimální teplota 20 °C při otrubové dietě. Optimální zastoupení živin z jedlého hmuzu pro výživu člověka může být dosaženo mícháním jednotlivých druhů jedlého hmyzu.Hypotéza H2 byla zaměřena na postoj české veřejnosti k otázkám jedlého hmyzu a jeho přijatelnosti na našem trhu. Z dotazníkových šetření a degustace potemníka moučného, potemníka brazilského a cvrčka domácího vyplynula ochota českého konzumenta respektovat jedlý hmyz jako potravinu nového typu. Přijatelnost konzumace hmyzu stoupla z 33 % při pouhém vizuálním hodnocení na více než 60 % po degustaci, tedy o více než 27 %.Hypotéza H3 se zabývala sledováním vlastností dlouhodobě skladovaných produktů z jedlého hmyzu. K analýzám byla využita mikrobiologická stanovení celkového počtu mikroorganismů, koliformních bakterií, bakterií mléčného kvašení, kvasinek a plísní. U analyzovaných druhů nebyly překročeny hygienické limity s výjimkou potemníka stájového. Obdobně nebyly překročeny limity při stanovení obsahu těžkých kovů pomocí cyklické voltametrie. Sledováním oxidačních procesů u dlouhodobě skladovaného potemníka moučného a potemníka brazilského pomocí peroxidového a thiobarbiturového čísla byla prokázána možnost dlouhodobého skladování. Bylo zjijštěno, že nejvýhodnější příprava hmyzu pro skladování je usmrcení hmyzu vroucí vodou, sušení při teplotě 103 °C po dobu 12 hodin a následné hermetické uzavření v obalech.Přínos této práce spočívá v získání nových poznatků a informací o nutričních hodnotách vybraných druhů jedlého hmyzu, které by mohly rozšířit využití jedlého hmyzu v jídelníčku evropského konzumenta. Přestože zpočátku půjde o zážitkovu záležitost, bude možné pomocí vhodné kombinace jednotlivých druhů hmyzu získat potenciální přísadu do potravinových přípravků, která může být pro lidské tělo přínosem.

Abstract:

Entomophagy is one of the most popular trends in human nutrition in nowadays Europe, due to the potential of edible insect as a good source of protein, fatty acid and micronutrients. To introduce edible insects into the food basket of European consumers, it is first necessary to analyse edible insects in terms of nutritional and safety risks. This dissertation deals with the use of edible insects as an alternative source of food in the Czech Republic. The work was focused on selected insect species (mealworm, superworm, lesser mealworm and field cricket) recommended by EFSA as possible species for human consumption.The H1 hypothesis analysed the impact of rearing conditions, life cycle stages and optimal feed rations in order to obtain a commodity with optimal nutritional values of human nutrition. In particular, the fat content determined by Soxhlet, the nitrogen content by Kjeldahl and the fatty acid profile by gas chromatograph were monitored. The analyses showed the dependence of the individual nutritional values on the monitored specific living conditions. The research has shown that there is no universal recommendation for all species of insects to optimize their nutritional value, because each edible species contains different nutrients. The optimal rearing conditions therefore depend on the given nutritional values. For example in the rearing of the mealworm was demanded increased fat content, as a result was determined the optimal temperature 20°C and bran feed diet. Optimal nutrient content for human nutrition can be achieved by mixing species of edible insects.The H2 hypothesis focused on the attitude of the Czech public to the issues of edible insects and their acceptability in our market. The questionnaire survey and the tasting of the mealworm, superworm and the field cricket showed the willingness of the Czech consumer to respect edible insects as a new type of food. Already under the visual evaluation the acceptability of insect consumption increased from 33% to more than 60% after tasting, i.e. by over 27%.The hypothesis H3 was focused on monitoring the properties of long-term storage products of edible insects. Microbiological determinations of the total number of microorganisms, coliform bacteria, lactic acid bacteria, yeasts and fungi were used for the analyses. The hygienic limits were not exceeded in the analysed species except for the lesser mealworm. Similarly, limits were not exceeded for the heavy metal content determined by cyclic voltammetry. By monitoring the oxidation processes of long-stored mealworm and superworm using peroxide value and TBA value, the possibility of long-term storage was proved. It has been found that the best preparation of insects for storage is killing of the insects by boiling water, drying at 103°C for 12 hours and subsequent hermetic closure in packages.The aim of this work is to provide new knowledge and information about nutritional values of selected insect species that could extend the use of edible insects in the European consumer's diet. Although at the beginning it seems to be only an adventure experience, in future the suitable combination of insect species will be possible to obtain a potential food additive, beneficial to the human body.

Keywords

Dusíkaté látky, Tuky, Profil mastných kyselin, Chitin, Jedlý hmyz, Senzorické vlastnosti

Keywords

Edible insects, Crude protein, Fats, Fatty acid profile, Chitin, Sensory properties

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 8. 2017

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Lenka Kouřimská, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme / field:
Agricultural Specialization / Agricultural Chemistry