Elemental Analysis of Animal Feed and Fertilizers Produced From Insects

Aplikace | 2024 | Agilent TechnologiesInstrumentace
ICP-OES
Zaměření
Potraviny a zemědělství
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Využití hmyzu, zejména larev černého důlkovce, k přeměně potravinového odpadu představuje udržitelnou alternativu k tradičním zemědělským a odpadovým technologiím. Tento přístup snižuje objem skládkovaného odpadu, emise metanu a zároveň uchovává cenné živiny v biologickém cyklu. Vedle produkce vysoce výživných bílkovinných surovin pro krmiva vzniká vedlejší produkt nazývaný frass, bohatý na makroživiny (N, P, K), vhodný jako organické hnojivo pro regenerativní zemědělství.

Cíle a přehled studie


Hlavním cílem této studie bylo kvantitativně stanovit 26 prvků ve vzorcích organického odpadu, larev hmyzu, hmyzí moučce, frassu a peletách z frassu. Pro analýzu byla využita technologie ICP-OES Agilent 5800 Vertical Dual View (VDV) s cílem demonstrovat robustnost metody, přesnost stanovení a vhodnost pro kontrolu kvality krmiv a hnojiv vznikajících z hmyzího chovu.

Použitá metodika a instrumentace


Pro komplexní analýzu prvků byly vzorky homogenizovány, digesovány v mikrovlnné soustavě a ředěny do finálního objemu. Ke kvantifikaci byla zvolena ICP-OES technika s následující instrumentací:
  • Agilent 5800 VDV ICP-OES s vertikálním hořákem a SSRF generátorem 27 MHz
  • SeaSpray koncentrační nebulizér, dvojitá skleněná cyklonická komora, Easy-fit polodemontovatelná torche (1,8 mm injektor)
  • Autosampler Agilent SPS 4
  • Software Agilent ICP Expert Pro s funkcemi IntelliQuant Screening, Intelligent Rinse, Fitted Background Correction a MultiCal

Klíčové body metody:
  • IntelliQuant Screening: rychlá semikvantitativní analýza až 78 prvků pro volbu optimálních vlnových délek a kalibračních rozsahů
  • Intelligent Rinse: automatická optimalizace doby proplachu mezi vzorky ke snížení carry-over
  • Fitted Background Correction: automatická korekce komplexního spektrálního pozadí
  • MultiCal: rozšíření lineárního dynamického rozsahu pro Ca a Mg kombinací citlivých a méně citlivých vlnových délek

Hlavní výsledky a diskuse


Metoda prokázala vysokou citlivost a přesnost:
  • Detekční limity (LOD) a kvantifikační limity (LOQ) se pohybovaly v submg/kg až jednotkách mg/kg na základě příslušné matice
  • Kalibrace 26 prvků vykázaly koeficient korelace ≥ 0,9996
  • Testovaná referenční NIST 1566b Oyster Tissue SRM dosáhla průměrných procentuálních odchylek od očekávaných hodnot do ±10 % (u Al ±15 % bez HF digesce)
  • Spike recoveries v neprocesované frass matrici byly v rozsahu 90–108 %
  • Dlouhodobá stabilita během osmihodinového provozu vykázala odchylky měření QC vzorků v rozmezí ±4 %

Kvantitativní rozbory odhalily rozdíly mezi vzorky: vyšší koncentrace makroživin (Ca, P, K, Mg) ve frassu a jeho peletách, zvýšené hladiny Fe, Mn a Cu v larvách a hmyzí moučce, a relativně nízké obsahy potenciálně toxických prvků (As, Cd, Pb) pod limity pro bezpečné použití.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda umožňuje:
  • Rychlou a současnou analýzu širokého spektra minerálních a stopových prvků v hmyzu a vedlejších produktech chovu
  • Zajištění souladu hnojiv a krmiv s bezpečnostními a regulačními normami
  • Optimalizaci procesu výroby organických hnojiv z frassu díky detailnímu profilu živin
  • Snížení provozních nákladů díky inteligentnímu proplachu a automatizované korekci pozadí

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se, že s rozvojem insect farming sektoru poroste i poptávka po komplexních analytických datech. Mezi perspektivní směry patří:
  • Integrace ICP-OES s chromatografickými technikami pro specifikaci organických látek a pesticidů ve frassu
  • Automatizované on-line monitorování úpravy substrátů a kvality výchozího odpadu
  • Rozšíření metod o stanovení dalších biogenních prvků a kontaminantů (mikroplasty, organické znečišťující látky)

Závěr


Studie potvrzuje výjimečnou vhodnost Agilent 5800 VDV ICP-OES pro komplexní analýzu prvků během celého výrobního řetězce insect farming. Díky vyspělým softwarovým funkcím a robustní konstrukci zařízení je metoda spolehlivá, přesná a efektivní, což podporuje rozvoj udržitelných přístupů v zemědělství a krmivářství.

Reference


  1. Naser El Deen S. et al. Bioconversion of Different Waste Streams of Animal and Vegetal Origin and Manure by Black Soldier Fly Larvae Hermetia illucens L. Insects 14(2):204 (2023).
  2. International Platform of Insects for Food and Feed (IPIFF). Valorisation of insect frass as fertiliser – an overview.
  3. Riles P. Multi-Element Analysis of Trace Metals in Animal Feed using ICP-OES, Agilent 5994-0215EN.
  4. Oppedisano D. Rapid Multi-Elemental Analysis of Fertilizers using Agilent 5110 VDV ICP-OES, Agilent 5994-0600EN.
  5. Agilent ICP Expert Software, IntelliQuant Screening, Intelligent Rinse, Fitted Background Correction, MultiCal, Agilent Publications.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Determination of Elements in a Solid Sulfide Electrolyte using ICP-OES
ICP-OES Analysis of Nutrient Elements for Labeling Compliance of Dietary Food Supplements
ICP-OES Analysis of Titanium Dioxide in Foods Prepared with a One-Step Digestion
Determination of 21 Elements in Fertilizers using Autodilution with ICP-OES