Microbiologische veiligheid doorheen de productieketen van de zwarte soldatenvlieg (Hermetia illucens)

De toenemende wereldbevolking en daarmee gepaard gaande stijgende vraag naar dierlijke eiwitten vergen bijkomende productie van duurzame eiwitbronnen. Massaproductie van insecten voor humane voeding en veevoeder kan een deel van de oplossing zijn, waarbij de zwarte soldatenvlieg (Hermetia illucens, BSF) beschouwd wordt als de belangrijkste insectensoort voor de productie van veevoeder. BSF-larven zetten immers efficiënt organische afvalstromen om in eigen hoogwaardige biomassa, waardoor ze bijdragen tot de circulaire bio-economie waar de EU naar streeft. Ondanks het grote potentieel blijven er echter belangrijke kennistekorten bestaan over de microbiologische veiligheid van de gekweekte BSF-larven. Om deze hiaten op te vullen focuste dit proefschrift zich op verschillende facetten doorheen de volledige productieketen van BSF larven; zowel microbiologische aspecten van het substraat, de kweekcyclus van de BSF en het frass werden bestudeerd.

Eerst werden de microbiologische kwaliteit en veiligheid van diverse organische afvalstromen beoordeeld na een microbiologische screening. De aanwezigheid van (potentiële) voedselpathogenen, zoals Staphylococcus aureus, benadrukte de noodzaak van microbiologische analyse van afvalstromen vooraleer ze als substraat voor de kweek van BSF-larven worden gebruikt. Bovendien toonden thermische voorbehandelingen van supermarktvoedselafval (SFW) zonder vlees en vis, geïnoculeerd met Salmonella en S. aureus, aan dat een hittebehandeling van 60 °C gedurende 10 min voldoende was om een microbiologisch veilig substraat voor BSF-larven te garanderen. Desondanks overleefde S. aureus wel in SFW met vlees en vis na dezelfde hittebehandeling.

Fluctuaties in de microbiële kiemgetallen en de samenstelling van de bacteriële gemeenschap benadrukten vervolgens de dynamische aard van de microbiota in opeenvolgende levensstadia van de BSF (larven, prepoppen, poppen en adulten) en het bijbehorende substraat en frass gedurende één kweekcyclus. Opmerkelijke microbiologische veranderingen vonden plaats tijdens de metamorfose naar het volwassen stadium. Verder toonde een casestudie over de verticale transmissie van E. coli doorheen de verschillende levensstadia van de BSF aan dat E. coli gedetecteerd werd in het frass, de larven en prepoppen, maar dat transmissie niet plaatsvond tot in het volwassen stadium.

Na het substraat en de kweekcyclus werd de microbiologische veiligheid van BSF-frass, een bijproduct tijdens het kweekproces, beoordeeld. Validatie van een recent ingevoerde EU-verordening bevestigde dat de opgelegde hittebehandeling van 70 °C gedurende 60 min op BSF-frass geïnoculeerd met Salmonella en Clostridium perfringens, beantwoordt aan de opgelegde microbiologische criteria voor gebruik als plantmeststof of bodemverbeteraar.

Tot slot werd in een casestudie in een industriële kweekfaciliteit de aanwezigheid van de sporevormende voedselpathogeen C. perfringens onderzocht tijdens de kweek en verwerking van BSF-larven. Naar aanleiding van de mogelijke aanwezigheid van C. perfringens in het productieproces van BSF-larven, werd er op basis van preliminaire experimenten een praktisch proefopzet gecreëerd voor challenge-experimenten. Hiermee kan de dynamiek van C. perfringens tijdens de kweek van BSF-larven worden onderzocht.

Samengevat toont dit proefschrift de alomtegenwoordigheid aan van microbiologische risico's tijdens het kweekproces van BSF-larven. Bij het gebruik van organische afvalstromen als substraat voor de kweek van BSF-larven en het gebruik van frass als plantmeststof of bodemverbeteraar wordt een microbiologische screening aangeraden om voedselpathogenen op te sporen. Thermische voorbehandeling van zowel het substraat als het frass kan een geschikte oplossing zijn om de microbiologische veiligheid te garanderen, maar de mogelijke aanwezigheid van endosporen blijft een kritiek aandachtspunt.