ICP-OES
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceAgilent 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
- 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).
- International Platform of Insects for Food and Feed (IPIFF). Valorisation of insect frass as fertiliser – an overview.
- Riles P. Multi-Element Analysis of Trace Metals in Animal Feed using ICP-OES, Agilent 5994-0215EN.
- Oppedisano D. Rapid Multi-Elemental Analysis of Fertilizers using Agilent 5110 VDV ICP-OES, Agilent 5994-0600EN.
- 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.