Um novo tipo de biochar de resíduos quitinosos de Hermetia illucens com um

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 8306 (2023) Citar este artigo

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A criação de insetos gera resíduos na forma de excrementos de insetos e resíduos de ração. Além disso, também resta um resíduo quitinoso específico na forma de larvas de insetos e exúvia de pupas. Pesquisas recentes tentam administrá-lo, por exemplo, produzindo quitina e quitosana, que são produtos de valor agregado. A abordagem da economia circular exige o teste de novos métodos de gestão não padronizados que possam desenvolver produtos com propriedades únicas. Até o momento, a possibilidade de produção de biocarvão a partir de resíduos quitinosos derivados de insetos não foi avaliada. Aqui mostramos que os pupários de Hermetia illucens são adequados para a produção de biochar, que por sua vez apresenta características originais. Descobrimos que os biochars possuem um alto nível de nitrogênio, o que raramente é alcançado em materiais de origem natural sem dopagem artificial. Este estudo apresenta uma caracterização química e física detalhada dos biocarvões. Além disso, a análise ecotoxicológica revelou o efeito de estimulação dos biochars no crescimento das raízes das plantas e na reprodução do invertebrado do solo Folsomia candida, bem como a falta de efeito tóxico na sua mortalidade. Isto predispõe estes novos materiais com propriedades estimulantes já incorporadas para serem utilizados na agronomia, por exemplo, como transportadores de fertilizantes ou bactérias benéficas.

Nos últimos anos, a utilização industrial de insectos para a produção de rações e alimentos tem aumentado, especialmente em áreas onde os insectos não são tradicionalmente consumidos1. Na Europa, após a entrada em vigor do Regulamento da Comissão (UE) 2017/893, a União Europeia permitiu pela primeira vez a utilização de insetos e proteínas de insetos na produção de rações para animais de aquicultura. As espécies de insetos que atendem aos requisitos de segurança estabelecidos no regulamento acima incluem Acheta domesticus (Linnaeus, 1758), Alphitobius diaperinus (Panzer, 1797), Gryllodes sigillatus (Walker, 1869), Gryllus assimilis (Fabricius, 1775), Hermetia illucens (Linnaeus , 1758), Musca domestica (Linnaeus, 1758) e Tenebrio molitor (Linnaeus, 1758)2. Duas implementações posteriores do Regulamento da Comissão da UE aprovaram Locusta migratoria (Linnaeus, 1758)3 e T. molitor4 como novos alimentos para humanos. Agora, também A. domesticus e A. diaperinus também foram permitidos.

As alterações legislativas facilitarão o desenvolvimento mais rápido de novos ramos nas indústrias alimentares e de rações baseadas na produção de insectos. Os excrementos de insectos combinados com restos de alimentos, que frequentemente contêm insectos mortos, serão produzidos em maiores quantidades à medida que aumenta a utilização de insectos na produção de alimentos. Esses resíduos são normalmente comercializados como fertilizantes vegetais5 e também podem ser empregados como substrato na geração de biogás6,7. Os insetos holometabólicos também produzem um tipo de resíduo quitinoso - pupários, também chamados de exúvias de pupas, que são o exoesqueleto das pupas. Esses resíduos permanecem após o surgimento da forma adulta do inseto. Normalmente, os pupários são descartados com todos os outros resíduos pós-produção ou comidos por insetos nos estágios mais jovens de desenvolvimento (com base em nossa experiência com a criação de H. illucens). Contudo, em alguns tipos de sistemas de criação de certas variedades de insetos, eles podem ser facilmente colhidos. Este é o caso de H. illucens, onde grandes quantidades de pupários são produzidos durante a reprodução. Há indícios da utilidade desse tipo de resíduo na produção de quitina8.

Outra possibilidade, ainda não investigada, é a utilização de pupários na produção de biochar, o que pode ser considerado um novo método de valorização deste tipo de resíduo. O biochar ou biocarbono é produzido pela degradação térmica (pirólise) de matéria orgânica, como material vegetal ou biorresíduos (lodos de esgoto ou resíduos de biogás)9. O biochar pode ser usado como adsorvente em processos químicos e industriais e pode atuar como corretivo do solo, o que influencia o sequestro de carbono do solo, as emissões de gases de efeito estufa (GEE), as condições água-ar, bem como o crescimento das plantas10.