Drying Tenebrio molitor larvae by vacuum and multi-flash dryings: effects on the microbiota and color

Abstract

As larvas de Tenebrio molitor (YM) tem sido apontadas como uma alternativa às fontes convencionais de proteína animal devido ao seu ótimo valor nutricional e baixo impacto ambiental para a produção. No entanto, alguns estudos relataram alta atividade de água (aw) e diferentes níveis de contaminação microbiana. Nesse contexto, o branqueamento e a secagem são geralmente empregados para reduzir respectivamente as cargas microbianas e a atividade enzimática e diminuir o teor de umidade e aw, a fim de prorrogar a vida útil das YM. O objetivo deste estudo foi secar as YM (não branqueadas e branqueadas) até uma aw entre 0,2 e 0,3 usando a secagem a vácuo contínuo (CVD), a multi-flash drying condutiva I (KMFD) e a multi-flash drying condutiva II (DVD). Efeitos sobre a microbiota e coloração final das YM também foram investigados, bem como curvas cinéticas de secagem. Um objetivo subsequente foi submeter as YM a uma ração contaminada com Escherichia coli (teste desafio) e investigar a contaminação e descontaminação usando uma das técnicas de secagem. Foi possível reduzir a aw de todas as amostras para a faixa alvo. Os tempos de secagem de KMFD e DVD foram mais curtos que os para CVD e, para cada técnica, os tempos usados para as amostras branqueadas para atingir a aw alvo foram menores do que os das amostras enxaguadas. Para as amostras branqueadas, todas as técnicas mostraram uma redução microbiana satisfatória. Para as amostras não branqueadas, o mesmo nível de redução foi observado para DVD e KMFD, exceto para bactérias ácido lácticas (LAB) e bolores e leveduras (2.5 e 2.3 log ufc/g, respectivamente), e para CVD, exceto para a contagem de células viáveis totais (TVC), LAB e bolores e leveduras (2.0, 4.6 e 2.7 log ufc/g, respectivamente). Através do teste de desafio, usando contaminação artificial, foi possível verificar a eficácia da combinação de branqueamento e CVD na redução da carga de E. coli em YM. A secagem CVD preservou melhor a luminosidade das YM. Conclui-se que CVD, DVD e KMFD podem ser usadas para a produção de YM secas. Ainda, branquear as YM antes de secar, proporciona melhores resultados nas características de luminosidade, redução microbiana e tempos de secagem.

Abstract: Larvae of Tenebrio molitor (YM) are incessantly being pointed as an alternative to conventional sources of animal protein, thanks to their nutritional value and low environmental impact for production. Notwithstanding, some studies have reported high water activity and different levels of microbial contamination. In that context, blanching and drying are generally employed to respectively reduce microbial loads and enzymatic activity and decrease the moisture content and water activity to conserve YM for long periods. This study aimed to dry rinsed (non-blanched) and blanched YM by conductive vacuum drying (CVD), conductive multi-flash drying I (KMFD) and conductive multi-flash drying II (DVD) to enable its use for food and feed. The effects on the microbiota and final coloration of YM were also investigated, as well as kinetic curves were performed. A challenge test (artificial contamination) was performed with E.coli by subjecting YM in a contaminated feed (wheat bran) with E.coli then to one of the drying techniques to evaluate its effectiveness on the decontamination of the pathogen. It was possible to reduce the water activity to 0.3 - 0.2 for all the samples. KMFD and DVD times were shorter than CVD, and for each technique, the times used for blanched samples to reach the targeted water activity were shorter than that for the rinsed samples. For the blanched samples, all the techniques showed satisfying microbiological reduction. For the rinsed samples, the same level of reduction was observed for DVD, for KMFD, except LAB and yeast and molds (2.5 and 2.3 log cfu/g, respectively), and for CVD, except TVC, LAB and yeast and molds (2.0, 4.6 and 2.7 log cfu/g, respectively). Through the challenge test (artificial contamination), it was possible to verify the effectiveness of the combination of blanching and conductive vacuum drying (CVD) in the reduction of YM E.coli load. The drying technique that preserved brightness the most was CVD. It was concluded that CVD, DVD, and KMFD can be used to dry YM. Moreover, blanching YM before drying leads to better results in brightness, microbial reduction and drying times.