УДК 638.45:579.6
Табл. 3. Ил. 3. Библ. 27.
DOI: 10.21323/2071-2499-2023-4-62-68

Влияние способов умерщвления на микробиологические показатели личинок большого мучного хрущака (Tenebrio molitor ) 

Ситнов В.Ю., Мечтаева Е.В., Кузнецова К.Г., Полубесова М.А., Котова Г.П., Рябухин Д.С., канд. хим. наук, Журавлева А.З., канд. вет. наук
ВНИИ пищевых добавок – филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН
Ключевые слова: температура, сушка, бактерии, альтернативный белок, большой мучной хрущак,
Реферат:
С ростом численности населения появляется необходимость в поиске новых сырьевых ресурсов для обеспечения глобальной продовольственной безопасности. Одним из таких сырьевых ресурсов являются личинки большого мучного хрущака (БМХ), богатые белком и незаменимыми аминокислотами. Для того, чтобы продукты из личинок этого насекомого были допущены для употребления в пищу, необходимо подобрать правильную методику обработки энтомологической биомассы. Цель данного исследования заключается в подборе оптимальных условий умерщвления и последующей термической обработки биомассы личинок БМХ. Объектом исследования являлись личинки БМХ, предметом исследования являлось сравнение разных методов обработки личинок БМХ. В статье рассмотрены следующие способы умерщвления насекомых: замораживание при температурах минус 20 °C или минус 80 °C; обработка хлороформом и бланширование при 90-95 °C, и два способа последующей термической обработки: вакуумная сушка при температуре 60 °C (ВС60) и конвекционная сушка при температуре 105 °C (КС105). Получено восемь образцов личинок БМХ: № 1 – бланшированные, ВС60; № 2 – бланшированные, КС105; № 3 – обработанные хлороформом, ВС60; № 4 – обработанные хлороформом, КС105; № 5 – замороженные при температуре минус 20 °С, ВС60; № 6 – замороженные при температуре минус 20 °С, КС105; № 7 – замороженные при температуре минус 80 °С, ВС60; № 8 – замороженные при температуре минус 80 °С, КС105. В каждом образце определяли КМАФАнМ, КОЕ/г; Плесени, КОЕ/г; Listeria monocytogenes в 25 г; Salmonella spp. в 25 г; Staphylococcus aureus в 0,1 г; БГКП в 0,1/0,01 г; Бактерии рода Proteus в 1/0,1 г и Сульфитредуцирующие клостридии в 1/0,1 г. Для анализа энергоэффективности проведён расчёт затрачиваемой на обработку биомассы энергии в МДж. С точки зрения энергоэффективности, экологической и микробиологической безопасности наилучшие результаты получены для образцов № 2, 6 и 8. Двухэтапная обработка энтомологической биомассы не обеспечивает требуемый уровень микробиологической безопасности, поэтому в дальнейшем предлагается рассмотреть трёхступенчатую систему обработки биомассы личинок БМХ.

Influence of methods of killing on the microbiological parameters of the larvae of the yellow mealworm (Tenebrio molitor)

Sitnov V.Yu., Mechtaeva E.V., Kuznetsova K.G., Polubesova M.A., Kotova G.P., Ryabukhin D.S., Zhuravleva A.Z.
All-Russia Research Institute for Food Additives – branch of Gorbatov Research Center for Food Systems
Key words: alternative protein, temperature, drying, yellow mealworm, bacteria
Summary:
With population growth, there is a need to search for new raw materials to ensure global food security. One of these raw materials is the larvae of the yellow mealworm (Tenebrio molitor, TM), which are rich in protein and essential amino acids. In order for products from the larvae of this insect to be approved for consumption, it is necessary to choose the right method for processing entomological biomass. The purpose of this study is to select the optimal conditions for killing and subsequent heat treatment of the biomass of TM larvae. The object of the study were TM larvae, the subject of the study was a comparison of different methods of processing TM larvae. The following methods of killing insects are considered in the article: freezing at -20 or -80 °C; treatment with chloroform and blanching at 90-95 °C, and two methods of subsequent heat treatment: vacuum drying at 60 °C (VD60) and convection drying at 105 °C (CD105). Eight samples of TM larvae were obtained: No. 1 - blanched, VD60; No. 2 – blanched, CD105; No. 3 – treated with chloroform, VD60; No. 4 – treated with chloroform, CD105; No. 5 – frozen at -20 °C, VD60; No. 6 – frozen at -20 °C, CD105; No. 7 – frozen at -80 °C, VD60; No. 8 – frozen at -80 °C, CD105. Total viable count, CFU/g; molds, CFU/g; Listeria monocytogenes in 25 g; Salmonella spp. in 25 g; Staphylococcus aureus in 0.1 g; coliform bacteria in 0.1/0.01 g; bacteria of the genus Proteus in 1/0.1 g and sulfite-reducing clostridia in 1/0.1 g were determined in each sample. For the analysis of energy efficiency, the calculation of the energy expended for processing biomass in MJ was carried out. From the point of view of energy efficiency, environmental and microbiological safety, the best results were obtained for samples No. 2, 6 and 8. Two-stage processing of entomological biomass does not provide the required level of microbiological safety; therefore, in the future, it is proposed to consider a three-stage system for processing biomass of TM larvae.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES:

Makkar, H.P.S. State of the art on use of insects as animal feed / H.P.S. Makkar, G. Tran, V. Heuzé, et al. // Animal Feed Science and Technology. – 2014. – № 197. – P. 1-33. DOI: 10.1016/j.anifeedsci.2014.07.008.

Van Huis, A. Edible insects: future prospects for food and feed security / A. van Huis, J.van Itterbeeck, H. Klunder, et al.  –  Wageningen UR; 2013. – 187 p.

Protein Market. Global Outlook and Forecast 2023-2028. Retrieved from https://www.arizton.com/market-reports/protein-market 05 June 2023.

Dobermann, D. Opportunities and hurdles of edible insects for food and feed / D. Dobermann, J.A. Swift, L.M. Field // Nutrition Bulletin. – 2017. – № 42 (4). – Р. 293-308. DOI: 10.1111/nbu.12291.

Kępińska-Pacelik, J. Insects in Pet Food Industry – Hope or Threat? / J. Kępińska-Pacelik, W. Biel // Animals. – 2022. – № 12 (12). – P. 1-17. DOI: 10.3390/ani12121515.

Van Huis, A. Potential of insects as food and feed in assuring food security / A. van Huis // Annual review of entomology. – 2013. – № 58. – P. 563-583. DOI: 10.1146/annurev-ento-120811-153704.

Nadeau, L. The potential for entomophagy to address undernutrition / L. Nadeau, I. Nadeau, F. Franklin, et al. // Ecology of food and nutrition. – 2015. – № 54 (3). – P. 200-208. DOI: 10.1080/03670244.2014.930032.

Guiné, R.P. The role of edible insects to mitigate challenges for sustainability / R.P. Guiné, P. Correia, C.  Coelho, et al. // Open Agriculture. – 2021. – № 6 (1). – P. 24-36. DOI: 10.1515/opag-2020-0206.

Turck, D. Safety of dried yellow mealworm (Tenebrio molitor larva) as a novel food pursuant to Regulation (EU) 2015/2283 / D. Turck, J. Castenmiller, S. De Henauw, et al. // EFSA Journal. – 2021. – № 19 (1). – P. 1-30. DOI: 10.2903/j.efsa.2021.6778.

Document 32021R0882. Commission Implementing Regulation (EU) 2021/882 of 1 June 2021 authorising the placing on the market of dried Tenebrio molitor larva as a novel food under Regulation (EU) 2015/2283 of the European Parliament and of the Council, and amending Commission Implementing Regulation (EU) 2017/2470 (Text with EEA relevance) C/2021/3744 OJ L 194, June 2 2021. – P. 16-20.

Nowak, V. Review of food composition data for edible insects / V. Nowak, D. Persijn, D. Rittenschober, et al. // Food Chemistry. – 2016. – № 193. – Р. 39-46. DOI: 10.1016/j.foodchem.2014.10.114.

Errico, S. Tenebrio molitor as a source of interesting natural compounds, their recovery processes, biological effects, and safety aspects / S. Errico, A. Spagnoletta, A. Verardi, S., et al. // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2022. – № 21 (1). – Р. 148-197. DOI: 10.1111/1541-4337.12863.

Belluco, S. Edible Insects in a Food Safety and Nutritional Perspective: A Critical Review / S. Belluco, C. Losasso, M. Maggioletti, et al. // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. – 2013. – № 12 (3) – P. 296-313. DOI:10.1111/1541-4337.12014.

Lenaerts, S. Suitability of microwave drying for mealworms (Tenebrio molitor) as alternative to freeze drying: Impact on nutritional quality and colour / S. Lenaerts, M. Van Der Borght, A. Callens, et al. // Food Chemistry. – 2018. – № 254. – Р. 129-136. DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.02.006.

Larouche, J. Effects of killing methods on lipid oxidation, colour and microbial load of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae / J. Larouche, M.‑H. Deschamps, L. Saucier, et al. // Animals. – 2019. – № 9 (4). – P. 1-19. DOI: 10.3390/ani9040182.

Mancini, S. Effects of different blanching treatments on microbiological profile and quality of the mealworm (Tenebrio molitor) / S. Mancini, F. Fratini, T. Tuccinardi, et al. // Journal of Insects as Food and Feed. – 2019. – № 5 (3). – P. 225-234. DOI: 10.3920/JIFF2018.0034.

Cacchiarelli, C. Effects of different blanching treatments on colour and microbiological profile of Tenebrio molitor and Zophobas morio larvae / C. Cacchiarelli, F. Fratini, M. Puccini, et al. // LWT. – № 157. – P. 1-8. DOI: 10.1016/j.lwt.2022.113112.

Rumpold, B.A. Comparison of volumetric and surface decontamination techniques for innovative processing of mealworm larvae (Tenebrio molitor) / B.A. Rumpold, A. Fröhling, K. Reineke, et al. // Innovative Food Science & Emerging Technologies. – 2014. – № 26. – P. 1-10. DOI: 10.1016/j.ifset.2014.09.00.

Kröncke, N. Effect of Different Drying Methods on Nutrient Quality of the Yellow Mealworm (Tenebrio molitor L.) / N. Kröncke, S. Grebenteuch, C. Keil, et al. // Insects. – 2019. – № 10 (4). – P. 1-13. DOI: 10.3390/insects10040084.

Технический регламент Таможенного союза (ТР ТС 021/2011) «О безопасности пищевой продукции».

Tekhnicheskiy reglament Tamozhennogo soyuza (TR TS 021/2011) «O bezopasnosti pishchevoy produktsii» [Technical Regulations of the Customs Union (TR TS 021/2011) "On food safety"].

Vandeweyer, D. Effect of blanching followed by refrigerated storage or industrial microwave drying on the microbial load of yellow mealworm larvae (Tenebrio molitor) / D. Vandeweyer, S. Lenaerts, A. Callens, et al. // Food Control. – 2017. – № 71. – P. 311-314. DOI:10.1016/j.foodcont.2016.07.011.

Методические указания по гуманной эвтаназии животных. Электронный ресурс. – Режим доступа: [https://www.vsavm.by/wp-content/uploads/2013/10/Metod.ukazaniya-po-evtanazii-MJ.pdf]. Дата доступа: 29.06.2023.

Metodicheskiye ukazaniya po gumannoy evtanazii zhivotnykh [Guidelines for the humane euthanasia of animals]. Electronic resource. – Access mode: [https://www.vsavm.by/wp-content/uploads/2013/10/Metod.ukazaniya-po-evtanazii-MJ.pdf]. Access date: 06.29.2023.

Adámek, M. Effect of different storage conditions on the microbiological characteristics of insect / M. Adámek, J. Mlček, A. Adámková, et al. // Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences. – 2018. – № 1 (12). – P. 248-253. DOI: 10.5219/910.

Megido, R.C. Effect of household cooking techniques on the microbiological load and the nutritional quality of mealworms (Tenebrio molitor L. 1758) / R.C. Megido, C. Poelaert, M. Ernens // Food Research International. – 2018. – № 106. – P. 503-508. DOI: 10.1016/j.foodres.2018.01.002.

Ribeiro, J.C. Impact of defatting freeze-dried edible crickets (Acheta domesticus and Gryllodes sigillatus) on the nutritive value, overall liking and sensory profile of cereal bars / J.C. Ribeiro, R.C. Lima, M.R.G. Maia, et al. // LWT. – 2019. – № 113. – P. 1-7. DOI: 10.1016/j.lwt.2019.108335.

Purschke, B. Effect of pre-treatment and drying method on physico-chemical properties and dry fractionation behaviour of mealworm larvae (Tenebrio molitor L.) / B. Purschke, H. Brüggen, R. Scheibelberger, et al. // European Food Research and Technology. – 2018. – № 244 (2). – Р. 269-280. DOI: 10.1007/s00217-017-2953-8.

Nyangena, D.N. Effects of traditional processing techniques on the nutritional and microbiological quality of four edible insect species used for food and feed in East Africa / D.N. Nyangena, C. Mutungi, S. Imathiu // Foods. – 2020. – № 9 (5). – P. 1-16. DOI: 10.3390/foods9050574.

Контакты:

Ситнов Вениамин Юрьевич
v.sitnov@fncps.ru
Мечтаева Елизавета Владимировна
e.mechtaeva@fncps.ru
Кузнецова Ксения Геннадьевна
k.kuznetsova@fncps.ru
Полубесова Мария Андреевна
m.polubesova@fncps.ru
Котова Галина Петровна
nice.galina2013@mail.ru
Рябухин Дмитрий Сергеевич
d.ryabukhin@fncps.ru
Журавлева Айгуль Зарифовна
a.zhuravleva@fncps.ru

Для цитирования:

Ситнов, В.Ю. Влияние способов умерщвления на микробиологические показатели личинок большого мучного хрущака (Tenebrio molitor) / В.Ю. Ситнов, Е.В. Мечтаева, К.Г. Кузнецова, М.А. Полубесова, Г.П. Котова, Д.С. Рябухин, А.З. Журавлева // Все о мясе. – 2023. – № 4. – С. 62-68. DOI: 10.21323/2071-2499-2023-4-62-68.

For citation:

Sitnov, V.Yu. Influence of methods of killing on the microbiological parameters of the larvae of the yellow mealworm (Tenebrio molitor) / V.Yu. Sitnov, E.V. Mechtaeva, K.G. Kuznetsova, M.A. Polubesova, G.P. Kotova, D.S. Ryabukhin, A.Z. Zhuravleva // Vsyo o myase. – 2023. – № 4. – Р. 62-68. DOI: 10.21323/2071-2499-2023-4-62-68.