Dankon pro vizito de Nature.com. La retumila versio, kiun vi uzas, havas limigitan CSS-subtenon. Por plej bonaj rezultoj, ni rekomendas uzi pli novan retumilon (aŭ malŝalti kongruecreĝimon en Internet Explorer). Intertempe, por certigi daŭran subtenon, ni montros la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Insektkultivado estas ebla maniero renkonti la kreskantan tutmondan postulon je proteino kaj estas nova agado en la okcidenta mondo kie multaj demandoj restas koncerne produktokvaliton kaj sekurecon. Insektoj povas ludi gravan rolon en la cirkla ekonomio konvertante biorubaĵon en valoran biomason. Proksimume duono de la manĝsubstrato por farunvermoj venas de malseka furaĝo. Ĉi tio povas esti akirita de biorubo, igante insektkultivadon pli daŭrigebla. Ĉi tiu artikolo raportas pri la nutra konsisto de farunvermoj (Tenebrio molitor) nutritaj per organikaj suplementoj el kromproduktoj. Ĉi tiuj inkluzivas nevenditajn legomojn, terpomajn tranĉaĵojn, fermentitajn cikorioradikojn kaj ĝardenfoliojn. Ĝi estas taksata analizante la proksiman konsiston, grasacidan profilon, mineralan kaj pezan metalan enhavon. Manĝvermoj manĝitaj terpomtranĉaĵoj havis duoblan grasenhavon kaj pliiĝon de saturitaj kaj mononesaturitaj grasacidoj. La uzo de fermentita cikoria radiko pliigas la mineralan enhavon kaj amasigas pezajn metalojn. Krome, la sorbado de mineraloj fare de la farunvermo estas selektema, ĉar nur kalcio, fero kaj mangano koncentriĝoj pliiĝas. Aldono de legomaj miksaĵoj aŭ ĝardenfolioj al la dieto ne signife ŝanĝos la nutran profilon. Konklude, la kromprodukta fluo estis sukcese konvertita en proteinriĉan biomason, kies nutra enhavo kaj biohavebleco influis la konsiston de la manĝvermoj.
Oni atendas, ke la kreskanta homa loĝantaro atingos 9,7 miliardojn antaŭ 20501,2 premante nian manĝaĵproduktadon por alfronti la altan postulon je manĝaĵo. Oni taksas, ke manĝopostulo pliiĝos je 70-80% inter 2012 kaj 20503,4,5. La naturresursoj uzataj en nuna nutraĵproduktado estas elĉerpitaj, minacante niajn ekosistemojn kaj nutraĵprovizojn. Krome, grandaj kvantoj de biomaso estas malŝparitaj asociitaj kun nutraĵproduktado kaj konsumo. Oni taksas, ke ĝis 2050, la ĉiujara tutmonda rubkvanto atingos 27 miliardojn da tunoj, el kiuj la plej granda parto estas biorubo6,7,8. En respondo al ĉi tiuj defioj, novigaj solvoj, manĝalternativoj kaj daŭripova evoluo de agrikulturo kaj manĝsistemoj estis proponitaj9,10,11. Unu tia aliro estas uzi organikajn restaĵojn por produkti krudaĵojn kiel ekzemple manĝeblaj insektoj kiel daŭrigeblaj fontoj de manĝaĵo kaj furaĝo12,13. Insektkultivado produktas pli malaltajn forcejajn gasojn kaj amoniako-emisiojn, postulas malpli da akvo ol tradiciaj proteinfontoj, kaj povas esti produktita en vertikalaj terkultivadsistemoj, postulante malpli da spaco14,15,16,17,18,19. Studoj montris, ke insektoj kapablas konverti malaltvaloran biorubon en valoran proteinriĉan biomason kun enhavo de seka materio de ĝis 70%20,21,22. Krome, malaltvalora biomaso estas nuntempe uzata por energiproduktado, rubodeponejo aŭ reciklado kaj tial ne konkuras kun la nuna nutraĵa kaj nutraĵa sektoro23,24,25,26. La farunvermo (T. molitor)27 estas konsiderata unu el la plej promesplenaj specioj por grandskala produktado de nutraĵoj kaj nutraĵoj. Kaj larvoj kaj plenkreskuloj manĝas diversajn materialojn kiel grenproduktojn, bestrubaĵojn, legomojn, fruktojn ktp. 28,29. En okcidentaj socioj, T. molitor estas bredita en kaptiteco sur malgranda skalo, plejparte kiel nutraĵo por hejmaj bestoj kiel ekzemple birdoj aŭ reptilioj. Nuntempe ilia potencialo en produktado de nutraĵoj kaj nutraĵoj ricevas pli da atento30,31,32. Ekzemple, T. molitor estis aprobita kun nova manĝprofilo, inkluzive de uzo en frostaj, sekigitaj kaj pulvoraj formoj (Regulamento (EU) No 258/97 kaj Regularo (EU) 2015/2283) 33. Tamen, grandskala produktado de insektoj por manĝaĵo kaj furaĝo estas ankoraŭ relative nova koncepto en okcidentaj landoj. La industrio alfrontas defiojn kiel scion mankojn pri optimumaj dietoj kaj produktado, nutra kvalito de la fina produkto, kaj sekurecproblemoj kiel toksa amasiĝo kaj mikrobaj danĝeroj. Male al tradicia brutobredado, insektobredado ne havas similan historian rekordon17,24,25,34.
Kvankam multaj studoj estis faritaj pri la nutra valoro de farunvermoj, la faktoroj influantaj ilian nutran valoron ankoraŭ ne estis plene komprenitaj. Antaŭaj studoj montris, ke la dieto de insektoj povas havi iom da efiko al ĝia konsisto, sed neniu klara ŝablono estis trovita. Krome, ĉi tiuj studoj koncentriĝis pri la proteinaj kaj lipidaj komponantoj de farunvermoj, sed havis limigitajn efikojn sur la mineralaj komponantoj21,22,32,35,36,37,38,39,40. Pli da esplorado estas necesa por kompreni la mineralan absorbadkapaciton. Lastatempa studo konkludis, ke farunvermaj larvoj nutritaj de rafano havis iomete altigitajn koncentriĝojn de certaj mineraloj. Tamen, ĉi tiuj rezultoj estas limigitaj al la substrato testita, kaj pliaj industriaj provoj estas necesaj41. La amasiĝo de pezmetaloj (Cd, Pb, Ni, As, Hg) en farunvermoj estis raportita esti signife korelaciita kun la metalenhavo de la matrico. Kvankam la koncentriĝoj de metaloj trovitaj en la dieto en furaĝo estas sub leĝaj limoj42, arseniko ankaŭ estis trovita bioakumuliĝi en farunvermlarvoj, dum kadmio kaj plumbo ne bioakumuliĝas43. Kompreni la efikojn de dieto sur la nutra konsisto de farunvermoj estas kritika por ilia sekura uzo en manĝaĵo kaj furaĝo.
La studo prezentita en ĉi tiu artikolo temigas la efikon de uzado de agrikulturaj kromproduktoj kiel malseka nutraĵfonto sur la nutra konsisto de farunvermoj. Krom seka nutrado, malseka manĝo ankaŭ devas esti provizita al la larvoj. La malseka nutraĵfonto provizas la necesan humidon kaj ankaŭ funkcias kiel nutra suplemento por farunvermoj, pliigante kreskorapidecon kaj maksimuman korpan pezon44,45. Laŭ niaj normaj datenoj pri bredado de farunvermoj en la projekto Interreg-Valusect, la totala manĝverma nutrado enhavas 57% w/w malseka nutrado. Kutime, freŝaj legomoj (ekz. karotoj) estas uzataj kiel malseka nutraĵfonto35,36,42,44,46. Uzado de malaltvaloraj kromproduktoj kiel malsekaj nutraj fontoj alportos pli daŭrigeblajn kaj ekonomiajn avantaĝojn al insektkultivado17. La celoj de ĉi tiu studo estis (1) esplori la efikojn de uzado de biorubo kiel malseka nutraĵo sur la nutra konsisto de farunvermoj, (2) determini la makro- kaj mikronutrajn enhavojn de farunvermlarvoj breditaj sur mineral-riĉa biorubo por testi la fareblecon de mineralfortikigo, kaj (3) taksi la sekurecon de tiuj kromproduktoj en insektkultivado analizante la ĉeeston kaj amasiĝon de pezmetaloj Pb, Cd kaj Cr. Ĉi tiu studo provizos pliajn informojn pri la efikoj de biorubsuplementado sur farunvermaj larvaj dietoj, nutra valoro kaj sekureco.
La enhavo de seka materio en la flanka fluo estis pli alta kompare kun la kontrola malseka nutra agaro. La enhavo de seka materio en la vegetaĵaj miksaĵoj kaj ĝardenfolioj estis malpli ol 10%, dum ĝi estis pli alta en terpomtranĉajoj kaj fermentitaj cikorioradikoj (13,4 kaj 29,9 g/100 g freŝa materio, FM).
La vegetaĵa miksaĵo havis pli altan krudan cindron, grasan kaj proteinenhavon kaj pli malaltan ne-fibran karbonhidratenhavon ol la kontrola nutraĵo (agaro), dum la amilaz-traktita neŭtrala lesiva fibro enhavo estis simila. La karbonhidratenhavo de la terpomtranĉaĵoj estis la plej alta el ĉiuj flankaj fluoj kaj estis komparebla al tiu de la agaro. Ĝenerale, ĝia kruda konsisto estis plej simila al la kontrola nutraĵo, sed estis kompletigita per malgrandaj kvantoj da proteino (4.9%) kaj kruda cindro (2.9%) 47,48. La pH de terpomo varias de 5 ĝis 6, kaj indas noti, ke ĉi tiu terpoma flanka fluo estas pli acida (4.7). Fermentita cikorioradiko estas riĉa je cindro kaj estas la plej acida el ĉiuj flankaj fluoj. Ĉar la radikoj ne estis purigitaj, la plej granda parto de la cindro estas atendita konsisti el sablo (siliko). Ĝardenfolioj estis la nura alkala produkto kompare kun la kontrolo kaj aliaj flankaj riveretoj. Ĝi enhavas altajn nivelojn de cindro kaj proteino kaj multe pli malaltajn karbonhidratojn ol la kontrolo. La kruda kunmetaĵo estas plej proksima al fermentita cikorioradiko, sed la kruda proteinkoncentriĝo estas pli alta (15.0%), kio estas komparebla al la proteinenhavo de la vegetaĵa miksaĵo. Statistika analizo de ĉi-supraj datumoj montris signifajn diferencojn en la kruda konsisto kaj pH de la flankaj riveretoj.
Aldono de vegetaĵaj miksaĵoj aŭ ĝardenfolioj al manĝverma nutrado ne influis la biomasan konsiston de farunvermaj larvoj kompare kun la kontrolgrupo (Tablo 1). Aldono de terpomtranĉajoj rezultigis la plej signifan diferencon en biomasa komponado kompare al la kontrolgrupo ricevanta farunvermajn larvojn kaj aliajn fontojn de malseka nutrado. Koncerne la proteinenhavon de farunvermoj, escepte de terpomtranĉajoj, malsama proksimuma konsisto de flankaj riveretoj ne influis la proteinenhavon de larvoj. Nutrado de terpomtranĉajoj kiel fonto de humido kaŭzis duoblan pliiĝon de la grasa enhavo de larvoj kaj malpliigo de la enhavo de proteino, kitino kaj ne-fibraj karbonhidratoj. Fermentita cikorioradiko pliigis la cindroenhavon de farunvermaj larvoj je unu kaj duono fojojn.
Mineralaj profiloj estis esprimitaj kiel makromineraloj (Tablo 2) kaj mikronutraj (Tablo 3) enhavoj en malseka nutrado kaj farunverma larva biomaso.
Ĝenerale, agrikulturaj flankfluoj estis pli riĉaj je makromineraloj kompare kun la kontrolgrupo, krom terpomtranĉajoj, kiuj havis pli malaltan Mg, Na kaj Ca enhavon. Kalia koncentriĝo estis alta en ĉiuj flankfluoj kompare kun la kontrolo. Agaro enhavas 3 mg/100 g DM K, dum K-koncentriĝo en la flankfluo variis de 1070 ĝis 9909 mg/100 g DM. Makrominera enhavo en la legoma miksaĵo estis signife pli alta ol en la kontrolgrupo, sed Na enhavo estis signife pli malalta (88 kontraŭ 111 mg/100 g DM). Makrominera koncentriĝo en terpomtranĉado estis la plej malsupra el ĉiuj flankfluoj. Makrominera enhavo en terpomtranĉajoj estis signife pli malalta ol en aliaj flankfluoj kaj kontrolo. Krom ke Mg-enhavo estis komparebla al la kontrolgrupo. Kvankam fermentita cikorioradiko ne havis la plej altan koncentriĝon de makromineraloj, la cindroenhavo de tiu flanka rivereto estis la plej alta el ĉiuj flankaj riveretoj. Ĉi tio povas esti pro la fakto, ke ili ne estas purigitaj kaj povas enhavi altajn koncentriĝojn de silicoksido (sablo). La Na kaj Ca enhavoj estis kompareblaj al tiuj de la vegetaĵa miksaĵo. Fermentita cikorioradiko enhavis la plej altan koncentriĝon de Na el ĉiuj flankaj riveretoj. Kun la escepto de Na, hortikulturaj folioj havis la plej altajn koncentriĝojn de makromineraloj de ĉiuj malsekaj furaĝoj. La koncentriĝo de K (9909 mg/100 g DM) estis tri mil fojojn pli alta ol la kontrolo (3 mg/100 g DM) kaj 2,5 fojojn pli alta ol la vegetaĵa miksaĵo (4057 mg/100 g DM). La Ca enhavo estis la plej alta el ĉiuj flankaj fluoj (7276 mg/100 g DM), 20 fojojn pli alta ol la kontrolo (336 mg/100 g DM) kaj 14 fojojn pli alta ol la Ca koncentriĝo en fermentitaj cikorioradikoj aŭ legoma miksaĵo (530). kaj 496 mg/100 g DM).
Kvankam estis signifaj diferencoj en la makrominerala konsisto de la dietoj (Tablo 2), neniuj signifaj diferencoj estis trovitaj en la makrominerala konsisto de farunvermoj levitaj sur vegetaĵaj miksaĵoj kaj kontrolaj dietoj.
Larvoj manĝigitaj terpompaneroj havis signife pli malaltajn koncentriĝojn de ĉiuj makromineraloj kompare kun la kontrolo, kun la escepto de Na, kiu havis kompareblajn koncentriĝojn. Plie, terpoma krispa manĝado kaŭzis la plej grandan redukton en larva makrominerala enhavo kompare kun la aliaj flankfluoj. Ĉi tio kongruas kun la pli malalta cindro observita en la proksimaj farunvermaj formulaĵoj. Tamen, kvankam P kaj K estis signife pli altaj en ĉi tiu malseka dieto ol la aliaj flankfluoj kaj la kontrolo, la larva kunmetaĵo ne reflektis tion. La malaltaj Ca kaj Mg-koncentriĝoj trovitaj en farunvermbiomaso povas esti rilatitaj al la malaltaj Ca kaj Mg-koncentriĝoj ĉeestantaj en la malseka dieto mem.
Nutrado de fermentitaj cikorioradikoj kaj fruktoplantfolioj rezultigis signife pli altajn kalcionivelojn ol kontroloj. Fruktoplantfolioj enhavis la plej altajn nivelojn de P, Mg, K kaj Ca de ĉiuj malsekaj dietoj, sed tio ne estis reflektita en farunvermbiomaso. Na koncentriĝoj estis plej malaltaj en tiuj larvoj, dum Na koncentriĝoj estis pli altaj en fruktoplantfolioj ol en terpomtranĉajoj. Ca enhavo pliiĝis en larvoj (66 mg/100 g DM), sed Ca-koncentriĝoj ne estis same altaj kiel tiuj en farunvermbiomaso (79 mg/100 g DM) en la fermentitaj cikorioradikaj provoj, kvankam la Ca koncentriĝo en fruktoplantaj folikultivaĵoj estis 14 fojojn pli alta ol en cikorioradiko.
Surbaze de la mikroelementa konsisto de la malsekaj nutraĵoj (Tablo 3), la minerala komponado de la legoma miksaĵo estis simila al la kontrolgrupo, krom ke la Mn-koncentriĝo estis signife pli malalta. Koncentriĝoj de ĉiuj analizitaj mikroelementoj estis pli malaltaj en terpomtranĉoj kompare kun la kontrolo kaj aliaj kromproduktoj. Fermentita cikoria radiko enhavis preskaŭ 100 fojojn pli da fero, 4 fojojn pli da kupro, 2 fojojn pli da zinko kaj proksimume saman kvanton da mangano. La enhavo de zinko kaj mangano en la folioj de ĝardenaj kultivaĵoj estis signife pli alta ol en la kontrolgrupo.
Neniuj signifaj diferencoj estis trovitaj inter la spurelementenhavoj de la larvoj nutritaj la kontrolo, legommiksaĵo, kaj malsekaj terpompecetoj dietoj. Tamen, la enhavoj de Fe kaj Mn de la larvoj nutritaj de la fermentita cikoria radikdieto estis signife diferenca de tiuj de la farunvermoj manĝigitaj la kontrolgrupo. La pliiĝo en Fe enhavo povas ŝuldiĝi al la centobla pliiĝo en la spurelementa koncentriĝo en la malseka dieto mem. Tamen, kvankam ne estis signifa diferenco en Mn-koncentriĝoj inter la fermentitaj cikorioradikoj kaj la kontrolgrupo, Mn-niveloj pliiĝis en la larvoj nutritaj la fermentitaj cikorioradikoj. Oni devas ankaŭ rimarki, ke la koncentriĝo de Mn estis pli alta (3-obla) en la malseka folia dieto de la hortikultura dieto kompare kun la kontrolo, sed ne estis signifa diferenco en la biomasa konsisto de la farunvermoj. La nura diferenco inter la kontrolaj kaj hortikulturaj folioj estis la Cu-enhavo, kiu estis pli malalta en la folioj.
Tabelo 4 montras la koncentriĝojn de pezaj metaloj trovitaj en substratoj. Eŭropaj maksimumaj koncentriĝoj de Pb, Cd kaj Cr en kompletaj nutraĵoj estis konvertitaj al mg/100 g seka materio kaj aldonitaj al Tabelo 4 por faciligi komparon kun koncentriĝoj trovitaj en flankaj riveretoj47.
Neniu Pb estis detektita en la kontrolaj malsekaj nutraĵoj, vegetaĵaj miksaĵoj aŭ terpomaj branoj, dum ĝardenfolioj enhavis 0,002 mg Pb/100 g DM kaj fermentitaj cikorioradikoj enhavis la plej altan koncentriĝon de 0,041 mg Pb/100 g DM. C-koncentriĝoj en la kontrolaj nutraĵoj kaj ĝardenfolioj estis kompareblaj (0,023 kaj 0,021 mg/100 g DM), dum ili estis pli malaltaj en la legommiksaĵoj kaj terpombranoj (0,004 kaj 0,007 mg/100 g DM). Kompare kun la aliaj substratoj, la Cr-koncentriĝo en la fermentitaj cikorioradikoj estis signife pli alta (0.135 mg/100 g DM) kaj ses fojojn pli alta ol en la kontrola nutraĵo. Cd ne estis detektita en aŭ la kontrolrivereto aŭ iu ajn el la flankaj riveretoj uzitaj.
Signife pli altaj niveloj de Pb kaj Cr estis trovitaj en larvoj manĝitaj fermentitaj cikorioradikoj. Tamen, Cd ne estis detektita en iuj farunvermlarvoj.
Kvalita analizo de la grasacidoj en la kruda graso estis farita por determini ĉu la grasacida profilo de farunvermaj larvoj povus esti influita de la malsamaj komponentoj de la flanka rivereto, per kiu ili estis nutritaj. La distribuo de ĉi tiuj grasacidoj estas montrita en Tabelo 5. La grasacidoj estas listigitaj per sia komunnomo kaj molekula strukturo (nomita kiel "Cx:y", kie x egalrilatas al la nombro da karbonatomoj kaj y al la nombro da nesaturitaj ligoj. ).
La profilo de grasacido de farunvermoj manĝitaj terpompecetoj estis signife ŝanĝita. Ili enhavis signife pli altajn kvantojn de miristika acido (C14:0), palmita acido (C16:0), palmitoleika acido (C16:1), kaj oleika acido (C18:1). Koncentriĝoj de pentadekanona acido (C15:0), linoleika acido (C18:2) kaj linolena acido (C18:3) estis signife pli malaltaj kompare kun aliaj farunvermoj. Kompare kun aliaj grasacidaj profiloj, la rilatumo de C18:1 al C18:2 estis inversigita en terpompecetoj. Farunvermoj manĝigitaj hortikulturaj folioj enhavis pli altajn kvantojn de pentadekanona acido (C15:0) ol farunvermoj nutritaj aliaj malsekaj dietoj.
Grasacidoj estas dividitaj en saturitajn grasacidojn (SFA), mononesaturitajn grasacidojn (MUFA), kaj polinesaturitajn grasacidojn (PUFA). Tabelo 5 montras la koncentriĝojn de ĉi tiuj grasacidaj grupoj. Ĝenerale, la grasacidaj profiloj de farunvermoj manĝitaj terpomrubo estis signife malsamaj de la kontrolo kaj aliaj flankaj riveretoj. Por ĉiu grasacida grupo, manĝvermoj manĝitaj terpomfritoj estis signife malsamaj de ĉiuj aliaj grupoj. Ili enhavis pli da SFA kaj MUFA kaj malpli da PUFA.
Ekzistis neniuj signifaj diferencoj inter la postvivoprocento kaj totalproduktadpezo de larvoj breditaj sur malsamaj substratoj. La totala averaĝa postvivoprocento estis 90%, kaj la totala meza rendimenta pezo estis 974 gramoj. Farunvermoj sukcese prilaboras kromproduktojn kiel fonton de malseka nutrado. Farunverma malseka nutrado respondecas pri pli ol duono de la tuta nutra pezo (seka + malseka). Anstataŭigi freŝajn legomojn kun agrikulturaj kromproduktoj kiel tradicia malseka nutrado havas ekonomiajn kaj mediajn avantaĝojn por farunvermkultivado.
Tabelo 1 montras ke la biomaskonsisto de farunvermlarvoj breditaj sur la kontroldieto estis proksimume 72% humido, 5% cindro, 19% lipido, 51% proteino, 8% kitino, kaj 18% seka materio kiel ne-fibraj karbonhidratoj. Ĉi tio estas komparebla kun valoroj raportitaj en la literaturo.48,49 Tamen, aliaj komponantoj troveblas en la literaturo, ofte depende de la analiza metodo uzata. Ekzemple, ni uzis la Kjeldahl-metodon por determini krudan proteinan enhavon kun N al P-proporcio de 5.33, dum aliaj esploristoj uzas la pli vaste uzatan rilatumon de 6.25 por viando kaj nutraj specimenoj.50,51
Aldono de terpompecetoj (karbohidrat-riĉa malseka dieto) al la dieto rezultigis duobligon de la grasenhavo de farunvermoj. La karbonhidratenhavo de terpomo estus atendita konsisti plejparte el amelo, dum agaro enhavas sukerojn (polisakaridoj)47,48. Ĉi tiu trovo kontrastas al alia studo, kiu trovis, ke grasenhavo malpliiĝis kiam farunvermoj estis nutritaj per dieto kompletigita kun vapor-senŝeligitaj terpomoj kiuj estis malaltaj en proteino (10.7%) kaj alta en amelo (49.8%)36. Kiam al la dieto oni aldonis olivan trukon, la enhavo de proteinoj kaj karbonhidratoj de farunvermoj kongruis kun tiuj de la malseka dieto, dum la enhavo de graso restis senŝanĝa35. Kontraste, aliaj studoj montris, ke la proteinenhavo de larvoj breditaj en flankaj riveretoj spertas fundamentajn ŝanĝojn, same kiel la grasenhavo22,37.
Fermentita cikoria radiko signife pliigis la cindroenhavon de farunvermaj larvoj (Tablo 1). Esplorado pri la efikoj de kromproduktoj sur la cindro kaj minerala konsisto de farunvermlarvoj estas limigita. Plej multaj kromproduktaj nutraj studoj koncentriĝis pri la grasa kaj proteina enhavo de larvoj sen analizi la cindroenhavon21,35,36,38,39. Tamen, kiam la cindroenhavo de larvoj manĝigitaj kromproduktoj estis analizita, pliiĝo en cindroenhavo estis trovita. Ekzemple, nutrado de farunvermoj ĝardenrubo pliigis ilian cindroenhavon de 3.01% ĝis 5.30%, kaj aldoni akvomelonrubon al la dieto pliigis cindroenhavon de 1.87% ĝis 4.40%.
Kvankam ĉiuj malsekaj manĝfontoj variis signife en sia proksimuma konsisto (Tabelo 1), la diferencoj en la biomasa konsisto de farunvermaj larvoj manĝigitaj la respektivaj malsekaj manĝfontoj estis negravaj. Nur farunvermlarvoj manĝitaj terpompecoj aŭ fermentita cikorioradiko montris signifajn ŝanĝojn. Unu ebla klarigo por tiu rezulto estas ke krom la cikorioradikoj, la terpompecoj ankaŭ estis parte fermentitaj (pH 4.7, Tabelo 1), igante la amelon/karbonhidratojn pli digesteblaj/disponeblaj por la farunvermaj larvoj. Kiel farunvermlarvoj sintezas lipidojn de nutraĵoj kiel ekzemple karbonhidratoj estas de granda intereso kaj devus esti plene esplorita en estontaj studoj. Antaŭa studo pri la efiko de malseka dieta pH sur farunverma larvokresko konkludis, ke neniuj signifaj diferencoj estis observitaj dum uzado de agarblokoj kun malsekaj dietoj super pH-intervalo de 3 ĝis 9. Ĉi tio indikas, ke fermentitaj malsekaj dietoj povas esti uzataj por kulturi Tenebrio molitor53. . Simile al Coudron et al.53, kontroleksperimentoj uzis agarblokojn en la malsekaj dietoj provizitaj ĉar ili estis mankhavaj je mineraloj kaj nutraĵoj. Ilia studo ne ekzamenis la efikon de pli nutre diversaj malsekaj dietaj fontoj kiel legomoj aŭ terpomoj pri plibonigo de digesteblo aŭ biohavebleco. Pliaj studoj pri la efikoj de fermentado de malsekaj dietfontoj sur farunvermlarvoj estas necesaj por plue esplori tiun teorion.
La minerala distribuo de la kontrola farunverma biomaso trovita en ĉi tiu studo (Tabeloj 2 kaj 3) estas komparebla al la gamo de makro- kaj mikronutraĵoj trovitaj en la literaturo48,54,55. Provizi farunvermojn per fermentita cikorioradiko kiel malseka dieta fonto maksimumigas ilian mineralan enhavon. Kvankam la plej multaj makro- kaj mikronutraĵoj estis pli altaj en la vegetaĵaj miksaĵoj kaj ĝardenfolioj (Tabeloj 2 kaj 3), ili ne influis la mineralan enhavon de farunverma biomaso en la sama mezuro kiel fermentitaj cikorioradikoj. Unu ebla klarigo estas ke la nutraĵoj en la alkalaj ĝardenfolioj estas malpli biodisponeblaj ol tiuj en la aliaj, pli acidaj malsekaj dietoj (Tablo 1). Antaŭaj studoj nutris farunvermlarvojn per fermentita rizpajlo kaj trovis ke ili bone evoluis en tiu flankfluo kaj ankaŭ montris ke antaŭtraktado de la substrato per fermentado induktis nutraĵsorbadon. 56 La uzo de fermentitaj cikorioradikoj pliigis la Ca, Fe kaj Mn enhavon de farunverma biomaso. Kvankam tiu flankfluo ankaŭ enhavis pli altajn koncentriĝojn de aliaj mineraloj (P, Mg, K, Na, Zn kaj Cu), tiuj mineraloj ne estis signife pli abundaj en farunvermbiomaso komparite kun la kontrolo, indikante selektivecon de minerala konsumado. Pliigi la enhavon de ĉi tiuj mineraloj en farunverma biomaso havas nutran valoron por manĝaĵoj kaj nutraj celoj. Kalcio estas esenca mineralo, kiu ludas esencan rolon en neŭromuskola funkcio kaj multaj enzim-mediaciitaj procezoj kiel sangokoaguliĝo, osto kaj dentoformado. 57,58 Fermanko estas ofta problemo en evolulandoj, kun infanoj, virinoj kaj maljunuloj ofte ne ricevas sufiĉe da fero de siaj dietoj. 54 Kvankam mangano estas esenca elemento en la homa dieto kaj ludas centran rolon en la funkciado de multaj enzimoj, troa konsumado povas esti toksa. Pli altaj manganniveloj en farunvermoj manĝitaj fermentita cikorioradiko ne estis maltrankvilaj kaj estis kompareblaj al tiuj en kokidoj. 59
La koncentriĝoj de pezmetaloj trovitaj en la flankfluo estis sub la eŭropaj normoj por kompleta bestnutrado. Pezmetala analizo de farunvermaj larvoj montris, ke Pb kaj Cr-niveloj estis signife pli altaj en farunvermoj nutritaj per fermentita cikorioradiko ol en la kontrolgrupo kaj aliaj substratoj (Tablo 4). Cikorioradikoj kreskas en grundo kaj povas absorbi pezmetalojn, dum la aliaj flankfluoj originas de kontrolita homa manĝproduktado. Manĝvermoj manĝitaj kun fermentita cikorioradiko ankaŭ enhavis pli altajn nivelojn de Pb kaj Cr (Tablo 4). La kalkulitaj bioakumulaj faktoroj (BAF) estis 2.66 por Pb kaj 1.14 por Cr, do pli granda ol 1, indikante ke farunvermoj havas la kapablon amasigi pezajn metalojn. Koncerne Pb, EU fiksas maksimuman enhavon de Pb de 0,10 mg por kilogramo da freŝa viando por homa konsumo61. En nia eksperimenta datuma taksado, la maksimuma Pb-koncentriĝo detektita en fermentitaj cikorioradikaj farunvermoj estis 0.11 mg/100 g DM. Kiam la valoro estis konvertita al seka materioenhavo de 30.8% por tiuj farunvermoj, la Pb-enhavo estis 0.034 mg/kg freŝa materio, kiu estis sub la maksimuma nivelo de 0.10 mg/kg. Neniu maksimuma enhavo de Cr estas specifita en la eŭropaj manĝregularoj. Cr estas ofte trovita en la medio, manĝaĵoj kaj manĝaldonaĵoj kaj estas konata kiel esenca nutraĵo por homoj en malgrandaj kvantoj62,63,64. Tiuj analizoj (Tablo 4) indikas ke T. molitor larvoj povas akumuli pezmetalojn kiam pezmetaloj ĉeestas en la dieto. Tamen, la niveloj de pezaj metaloj trovitaj en farunverma biomaso en ĉi tiu studo estas konsideritaj sekuraj por homa konsumo. Regula kaj zorgema monitorado estas rekomendita kiam uzado de flankaj riveretoj kiuj povas enhavi pezmetalojn kiel malseka nutraĵfonto por T. molitor.
La plej abundaj grasacidoj en la totala biomaso de larvoj de T. molitor estis palmita acido (C16:0), oleika acido (C18:1) kaj linoleika acido (C18:2) (Tabelo 5), kiu kongruas kun antaŭaj studoj. on T. molitor. La grasacidaj spektrorezultoj estas konsekvencaj36,46,50,65. La grasacida profilo de T. molitor ĝenerale konsistas el kvin ĉefaj komponentoj: oleika acido (C18:1), palmita acido (C16:0), linoleika acido (C18:2), miristika acido (C14:0), kaj stearata acido (C18:0). Oleika acido laŭdire estas la plej abunda grasacido (30-60%) en farunvermaj larvoj, sekvitaj de palmita acido kaj linoleika acido22,35,38,39. Antaŭaj studoj montris, ke ĉi tiu profilo de grasacido estas influita de larva dieto de farunvermoj, sed la diferencoj ne sekvas la samajn tendencojn kiel dieto38. Kompare kun aliaj grasacidaj profiloj, la rilatumo C18:1-C18:2 en terpomŝeloj estas inversigita. Similaj rezultoj estis akiritaj por ŝanĝoj en la grasacida profilo de farunvermoj manĝitaj vaporitaj terpomŝeloj36. Ĉi tiuj rezultoj indikas, ke kvankam la profilo de grasacido de farunverma oleo povas esti ŝanĝita, ĝi ankoraŭ restas riĉa fonto de nesaturitaj grasacidoj.
La celo de ĉi tiu studo estis taksi la efikon de uzado de kvar malsamaj agroindustriaj biorubfluoj kiel malseka manĝo sur la konsisto de farunvermoj. La efiko estis taksita surbaze de la nutra valoro de la larvoj. La rezultoj montris, ke la kromproduktoj estis sukcese konvertitaj en proteinriĉan biomason (proteina enhavo 40,7-52,3%), kiu povas esti uzata kiel nutraĵo kaj nutraĵfonto. Krome, la studo montris, ke uzi la kromproduktojn kiel malsekan nutradon influas la nutran valoron de farunverma biomaso. Precipe provizi larvojn kun alta koncentriĝo de karbonhidratoj (ekz. terpomtranĉoj) pliigas ilian grasenhavon kaj ŝanĝas ilian grasacidan konsiston: pli malalta enhavo de polinesaturitaj grasacidoj kaj pli alta enhavo de saturitaj kaj mononesaturitaj grasacidoj, sed ne koncentriĝoj de nesaturitaj grasacidoj. . La grasacidoj (mononesaturitaj + polinesaturitaj) ankoraŭ dominas. La studo ankaŭ montris, ke farunvermoj selekteme amasigas kalcion, feron kaj manganon el flankaj fluoj riĉaj je acidaj mineraloj. La biohavebleco de mineraloj ŝajnas ludi gravan rolon kaj pliaj studoj estas necesaj por plene kompreni ĉi tion. Pezmetaloj ĉeestantaj en la flankaj riveretoj povas akumuliĝi en farunvermoj. Tamen, finaj koncentriĝoj de Pb, Cd kaj Cr en larva biomaso estis sub akcepteblaj niveloj, permesante al tiuj flankaj riveretoj esti sekure utiligitaj kiel malseka furaĝfonto.
Farunvermlarvoj estis breditaj fare de Radius (Giel, Belgio) kaj Inagro (Rumbeke-Beitem, Belgio) ĉe la Thomas More Universitato de Aplikataj Sciencoj je 27 °C kaj 60% relativa humideco. La denseco de farunvermoj breditaj en 60 x 40 cm akvario estis 4,17 vermoj/cm2 (10,000 farunvermoj). Larvoj estis komence manĝigitaj 2.1 kg da tritika brano kiel seka manĝaĵo per bredado kaj tiam kompletigitaj laŭbezone. Agarblokoj estis utiligitaj kiel kontrola malseka manĝtraktado. De semajno 4, flankaj riveretoj (ankaŭ fonto de humido) estis manĝitaj kiel malseka manĝaĵo anstataŭe de agaro ad libitum. La seka materioprocento por ĉiu flanka rivereto estis antaŭdeterminita kaj registrita por certigi egalajn kvantojn de humideco por ĉiuj insektoj trans traktadoj. La manĝaĵo estas distribuita egale tra la terario. Larvoj estas kolektitaj kiam la unuaj krizalidoj aperas en la eksperimenta grupo. Larva rikolto estas farita per 2 mm diametra mekanika skuilo. Krom la eksperimento de ĵetkuboj de terpomoj. Grandaj partoj de sekigitaj terpomoj tranĉitaj ankaŭ estas apartigitaj permesante al la larvoj rampi tra ĉi tiu kribrilo kaj kolektante ilin en metala pleto. Totala rikolta pezo estas determinita pesante la totalan rikoltan pezon. Supervivo estas kalkulita dividante la totalan rikoltpezon per la larva pezo. Larva pezo estas determinita elektante almenaŭ 100 larvojn kaj dividante ilian totalan pezon per la nombro. Kolektitaj larvoj estas malsatigitaj dum 24 h por malplenigi siajn intestojn antaŭ analizo. Finfine, larvoj estas ekzamenitaj denove por apartigi ilin de la resto. Ili estas frost-etanazitaj kaj stokitaj je -18 °C ĝis analizo.
Seka nutrado estis tritika brano (belga Molens Joye). Tritika brano estis antaŭkribrita al partiklograndeco de malpli ol 2 mm. Krom seka nutrado, farunvermaj larvoj ankaŭ bezonas malsekan manĝon por konservi humidecon kaj mineralajn suplementojn postulatajn de farunvermoj. Malseka nutrado okupas pli ol duonon de la tuta nutrado (seka nutrado + malseka nutrado). En niaj eksperimentoj, agaro (Brouwland, Belgio, 25 g/l) estis uzata kiel kontrola malseka nutraĵo45. Kiel montrite en Figuro 1, kvar agrikulturaj kromproduktoj kun malsamaj nutraj enhavoj estis testitaj kiel malseka nutrado por farunvermaj larvoj. Tiuj kromproduktoj inkluzivas (a) foliojn de kukumkultivado (Inagro, Belgio), (b) terpompasadojn (Duigny, Belgio), (c) fermentitajn cikorioradikojn (Inagro, Belgio) kaj (d) nevenditaj fruktoj kaj legomoj de aŭkcioj. . (Belorta, Belgio). La flanka rivereto estas hakita en pecojn taŭgajn por uzo kiel malseka manĝvermo-nutraĵo.
Agrikulturaj kromproduktoj kiel malseka furaĝo por farunvermoj; (a) ĝardenfolioj de kukumkultivado, (b) terpomtranĉajoj, (c) cikorioradikoj, (d) nevenditaj legomoj ĉe aŭkcio kaj (e) agarblokoj. Kiel kontroloj.
La konsisto de la larvoj de nutraĵoj kaj farunvermoj estis determinita trifoje (n = 3). Rapida analizo, minerala komponado, peza metala enhavo kaj grasacida konsisto estis taksitaj. Homogenigita specimeno de 250 g estis prenita el la kolektitaj kaj malsataj larvoj, sekigita je 60 °C ĝis konstanta pezo, muelita (IKA, Tube muelejo 100) kaj kribrita tra 1 mm kribrilo. La sekigitaj specimenoj estis sigelitaj en malhelaj ujoj.
La enhavo de seka materio (DM) estis determinita per sekigado de la specimenoj en forno je 105 °C dum 24 horoj (Memmert, UF110). La procento de seka materio estis kalkulita surbaze de la pezoperdo de la specimeno.
La kruda cindroenhavo (CA) estis determinita per la amasperdo post bruligado en mufforno (Nabertherm, L9/11/SKM) je 550 °C dum 4 horoj.
Kruda grasenhavo aŭ dietiletero (EE) ekstraktado estis farita kun nafta etero (bp 40-60 °C) uzante Soxhlet-ekstraktan ekipaĵon. Proksimume 10 g da specimeno estis metitaj en la eltiran kapon kaj kovritaj per ceramika lano por malhelpi specimenan perdon. Provaĵoj estis ĉerpitaj dum la nokto kun 150 ml de petrola etero. La ekstrakto estis malvarmigita, la organika solvilo estis forigita kaj reakirita per rotacia vaporiĝo (Büchi, R-300) je 300 mbar kaj 50 °C. La krudaj lipidaj aŭ eterestraktoj estis malvarmetigitaj kaj pesitaj sur analiza pesilo.
La enhavo de kruda proteino (CP) estis determinita analizante la nitrogenon ĉeestantan en la provaĵo uzante la Kjeldahl-metodon BN EN ISO 5983-1 (2005). Uzu la taŭgajn N al P-faktorojn por kalkuli la proteinenhavon. Por norma seka nutrado (tritika brano) uzu totalan faktoron de 6.25. Por flankfluo oni uzas faktoron de 4.2366 kaj por vegetaĵaj miksaĵoj oni uzas faktoron de 4.3967. La kruda proteinenhavo de larvoj estis kalkulita uzante faktoron N al P de 5.3351.
La fibroenhavo inkludis neŭtralan detergentfibro (NDF) persistemon bazitan sur la Gerhardt-ekstraktadprotokolo (mana fibranalizo en sakoj, Gerhardt, Germanio) kaj la van Soest 68-metodo. Por NDF-determino, 1 g provaĵo estis metita en specialan fibrosakon (Gerhardt, ADF/NDF-sako) kun vitra tegaĵo. La fibrosakoj plenigitaj kun provaĵoj unue estis malgrasigitaj kun nafta etero (bolpunkto 40-60 °C) kaj tiam sekigitaj ĉe ĉambra temperaturo. La sengrasigita specimeno estis ĉerpita per neŭtrala fibra lesivsolvo enhavanta varmostabilan α-amilazon ĉe bolanta temperaturo dum 1,5 h. La provaĵoj tiam estis lavitaj tri fojojn kun bolanta dejonigita akvo kaj sekigitaj je 105 °C dum la nokto. La sekaj fibrosakoj (enhavantaj fibrorestaĵojn) estis pesitaj uzante analizan pesilon (Sartorius, P224-1S) kaj poste bruligitaj en mufla forno (Nabertherm, L9/11/SKM) je 550 °C dum 4 horoj. La cindro denove estis pesita kaj la fibro-enhavo estis kalkulita surbaze de la pezoperdo inter sekiĝo kaj bruligado de la specimeno.
Por determini la kitinan enhavon de la larvoj, ni uzis modifitan protokolon bazitan sur la kruda fibro-analizo de van Soest 68 . 1 g specimeno estis metita en specialan fibrosakon (Gerhardt, CF Bag) kaj vitran sigelon. La specimenoj estis pakitaj en la fibraj sakoj, malgrasigitaj en nafta etero (ĉ. 40–60 °C) kaj aersekigitaj. La malgrasigita specimeno unue estis ĉerpita per acida solvaĵo de 0,13 M sulfata acido ĉe bolanta temperaturo dum 30 min. La eltira fibrosako enhavanta la specimenon estis lavita tri fojojn per bolanta dejonigita akvo kaj poste ĉerpita per 0.23 M kalia hidroksida solvaĵo dum 2 h. La eltira fibrosako enhavanta la specimenon denove estis lavita trifoje per bolanta dejonigita akvo kaj sekigita je 105 °C dum la nokto. La seka sako enhavanta la fibrorestaĵon estis pesita sur analiza pesilo kaj forbruligita en mufla forno je 550 °C dum 4 horoj. La cindro estis pesita kaj la fibro enhavo estis kalkulita surbaze de la peza perdo de la forbruligita specimeno.
La tuta enhavo de karbonhidratoj estis kalkulita. Ne-fibra karbonhidrata (NFC) koncentriĝo en la nutraĵo estis kalkulita per NDF-analizo, kaj insekta koncentriĝo estis kalkulita per kitinanalizo.
La pH de la matrico estis determinita post eltiro kun dejonigita akvo (1:5 v/v) laŭ NBN EN 15933.
Specimenoj estis preparitaj kiel priskribite fare de Broeckx et al. Mineralaj profiloj estis determinitaj per ICP-OES (Optima 4300™ DV ICP-OES, Perkin Elmer, MA, Usono).
La pezmetaloj Cd, Cr kaj Pb estis analizitaj per grafita forno-atomsorba spektrometrio (AAS) (Thermo Scientific, ICE 3000-serio, ekipita per GFS-forna aŭtosampler). Proksimume 200 mg da provaĵo estis digestitaj en acida HNO3/HCl (1:3 v/v) uzante mikroondojn (CEM, MARSO 5). Mikroonda digesto estis farita je 190 °C dum 25 min je 600 W. Diluu la ekstrakton per ultrapura akvo.
Grasacidoj estis determinitaj per GC-MS (Agilent Technologies, 7820A GC-sistemo kun 5977 E MSD-detektilo). Laŭ la metodo de Jozefo kaj Akman70, 20% BF3/MeOH-solvo estis aldonita al metanola KOH-solvo kaj grasacida metila estero (FAME) estis akirita de la etera ekstrakto post esteriĝo. Grasacidoj povas esti identigitaj komparante siajn retentempojn kun 37 FAME-miksaĵnormoj (Kemia Laboratorio) aŭ komparante siajn MS-spektrojn kun retaj bibliotekoj kiel ekzemple la NIST-datumbazo. Kvalita analizo estas farita per kalkulado de la pinta areo kiel procento de la totala pinta areo de la kromatogramo.
Analizo de datumoj estis farita per programaro JMP Pro 15.1.1 de SAS (Buckinghamshire, UK). Taksado estis farita uzante unudirektan analizon de varianco kun signifonivelo de 0.05 kaj la HSD de Tukey kiel post hoc testo.
La bioakumuladfaktoro (BAF) estis kalkulita dividante la koncentriĝon de pezaj metaloj en farunverma larva biomaso (DM) per la koncentriĝo en malseka nutrado (DM) 43 . BAF pli granda ol 1 indikas ke pezmetaloj bioakumuliĝas de malseka furaĝo en larvoj.
La datumaroj generitaj kaj/aŭ analizitaj dum la nuna studo estas haveblaj de la responda aŭtoro laŭ akceptebla peto.
Sekcio pri Ekonomiaj kaj Sociaj Aferoj de Unuiĝintaj Nacioj, Population Division. Mondaj Populacio-Perspektivoj 2019: Kulminaĵoj (ST/ESA/SER.A/423) (2019).
Cole, MB, Augustine, MA, Robertson, MJ, kaj Manners, JM, Manĝaĵsekureca scienco. NPJ Sci. Manĝaĵo 2018, 2. https://doi.org/10.1038/s41538-018-0021-9 (2018).
Afiŝtempo: Dec-25-2024