Műanyaggal és hagyományos táptalajjal etetett Tenebrio molitor lárvák megkülönböztetésének lehetőségei

Absztrakt

A globális népesség gyors növekedése növeli a kiváló minőségű biológiai fehérjék iránti keresletet, és hozzájárul a műanyaggyártás és a műanyaghulladékok növekedéséhez. Kutatások szerint bizonyos lárvák a bélrendszerükben található baktériumok és enzimek segítségével képesek lebontani a biológiai lebomlásnak ellenálló műanyagokat. A tanulmány célja egy ipari felhasználásra alkalmas mérési módszer kidolgozása a lárvák műanyagfogyasztásának kimutatására, amelyek három különböző táplálékot kaptak: liszt és sárgarépa keverékét (kontroll), fehér polisztirolt (wPs) és aktív szénnel dúsított szürke polisztirolt (gPS). A polisztirol (PS) mellett a második két csoport liszt és sárgarépa keverékét is kapta. A méréseket közeli infravörös spektroszkópiával végeztük, és az adatokat Matlab2019a szoftverrel elemeztük. A spektrumok előkezelését követően különböző osztályozási algoritmusokat alkalmaztunk a három csoport elkülönítésére. A lineáris SVM (Support Vector Machine) modell 88%-os pontossággal különítette el a három csoportot. A polisztirolmentes táplálékkal etetett lárvák pontosan azonosíthatók voltak, míg a kétféle polisztirollal etetett lárvák kevésbé voltak jól megkülönböztethetők. Az osztályozási módszereket két csoportra, polisztirolt tartalmazó és polisztirolmentes táplálékkal etetett lárvákra is teszteltük. Az eredmények azt mutatják, hogy a lineáris SVM 92%-os hatékonysággal működött. Ugyanakkor a kvadratikus SVM és a köbös SVM 100%-os hatékonyságot mutatott. Az eredmények azt mutatják, hogy a megfelelő modell alkalmazható a polisztirolt fogyasztó lárvák és a műanyagmentes táplálékot fogyasztó lárvák megkülönböztetésére. A megkülönböztetést előidéző alapvető mechanizmusok, legyen az a lárvák belében található lebomlatlan mikroműanyagok vagy a polisztirolból felhalmozódott egyéb anyagok, további vizsgálatot igényelnek.