Kiitos vierailustasi Nature.comissa. Käyttämässäsi selainversiossa on rajoitettu CSS-tuki. Parhaan tuloksen saavuttamiseksi suosittelemme käyttämään uudempaa selainta (tai poistamalla yhteensopivuustilan käytöstä Internet Explorerissa). Sillä välin, jotta voimme varmistaa jatkuvan tuen, näytämme sivuston ilman tyylejä ja JavaScriptiä.
Musta sotilaskärpäs (Hermetia illucens, L. 1758) on kaikkisyöjä syövä hyönteis, jolla on hyvät mahdollisuudet hyödyntää hiilihydraattipitoisia orgaanisia sivutuotteita. Hiilihydraattien joukossa mustat sotilaskärpäset luottavat liukoisiin sokereihin kasvuun ja lipidisynteesiin. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli arvioida tavallisten liukoisten sokereiden vaikutuksia mustien sotilaskärpästen kehitykseen, selviytymiseen ja rasvahappoprofiiliin. Täydennä kananrehua monosakkarideilla ja disakkarideilla erikseen. Kontrollina käytettiin selluloosaa. Glukoosilla, fruktoosilla, sakkaroosilla ja maltoosilla ruokitut toukat kasvoivat nopeammin kuin kontrollitoukat. Sitä vastoin laktoosilla oli antiravitsemusvaikutus toukille, mikä hidasti kasvua ja alensi yksilön lopullista ruumiinpainoa. Kaikki liukoiset sokerit tekivät kuitenkin toukista lihavampia kuin kontrolliruokavaliolla ruokitut. Erityisesti testatut sokerit muovasivat rasvahappoprofiilia. Maltoosi ja sakkaroosi lisäsivät tyydyttyneiden rasvahappojen määrää selluloosaan verrattuna. Sitä vastoin laktoosi lisäsi ravinnon tyydyttymättömien rasvahappojen kertymistä. Tämä tutkimus on ensimmäinen, joka osoittaa liukoisen sokerin vaikutuksen mustan sotilaskärpäsen toukkien rasvahappokoostumukseen. Tuloksemme osoittavat, että testatuilla hiilihydraateilla on merkittävä vaikutus mustan sotilaskärpäsen toukkien rasvahappokoostumukseen ja ne voivat siten määrittää niiden lopullisen käyttökohteen.
Energian ja eläinproteiinin maailmanlaajuinen kysyntä kasvaa edelleen1. Ilmaston lämpenemisen yhteydessä on välttämätöntä löytää vihreämpiä vaihtoehtoja fossiiliselle energialle ja perinteisille ruoantuotantomenetelmille ja samalla lisätä tuotantoa. Hyönteiset ovat lupaavia ehdokkaita ratkaisemaan nämä ongelmat, koska niiden kemiallinen koostumus ja ympäristövaikutukset ovat alhaisemmat kuin perinteisessä karjankasvatuksessa2. Hyönteisten joukossa erinomainen ehdokas näiden ongelmien ratkaisemiseen on musta sotilaskärpäs (BSF), Hermetia illucens (L. 1758), tuhoa syövä laji, joka pystyy syömään erilaisia orgaanisia substraateja3. Siksi näiden substraattien arvostaminen BSF-jalostuksen avulla voisi luoda uuden raaka-ainelähteen, joka vastaa eri teollisuudenalojen tarpeita.
BSF-toukat (BSFL) voivat ruokkia maatalouden ja maatalousteollisuuden sivutuotteita, kuten panimojen viljaa, vihannesten jäämiä, hedelmälihaa ja vanhentunutta leipää, jotka sopivat erityisen hyvin BSFL:n kasvuun korkean hiilihydraattipitoisuutensa (CH)4,5 vuoksi, 6 sisältöä. BSFL:n laajamittainen tuotanto johtaa kahden tuotteen muodostumiseen: ulosteet, substraattijäämien ja ulosteiden seos, jota voidaan käyttää kasvinviljelyn lannoitteena7, ja toukat, jotka koostuvat pääasiassa proteiineista, lipideistä ja kitiinistä. Proteiineja ja lipidejä käytetään pääasiassa karjankasvatuksessa, biopolttoaineissa ja kosmetiikassa8,9. Mitä tulee kitiiniin, tälle biopolymeerille löytyy käyttöä maatalouselintarvikesektorilla, bioteknologiassa ja terveydenhuollossa10.
BSF on autogeeninen holometabolinen hyönteis, mikä tarkoittaa, että sen muodonmuutosta ja lisääntymistä, erityisesti hyönteisen elinkaaren energiaa kuluttavia vaiheita, voidaan täysin tukea toukkien kasvun aikana syntyvillä ravinnevarannoilla11. Tarkemmin sanottuna proteiini- ja lipidisynteesi johtaa rasvakehon, tärkeän varastoelimen, joka vapauttaa energiaa BSF:n ei-ruokintavaiheissa, kehittymiseen: prepupa (eli viimeinen toukkavaihe, jonka aikana BSF-toukat muuttuvat mustiksi ruokkiessaan ja etsiessään). muodonmuutokselle sopivalle ympäristölle), pupuille (eli ei-liikkuvalle vaiheelle, jonka aikana hyönteinen käy läpi muodonmuutoksen) ja aikuisille12,13. CH on tärkein energianlähde BSF14:n ruokavaliossa. Näistä ravintoaineista kuitumainen CH, kuten hemiselluloosa, selluloosa ja ligniini, ei pysty pilkkomaan BSFL15,16:lla, toisin kuin disakkarideja ja polysakkarideja (kuten tärkkelystä). CH:n pilkkominen on tärkeä alustava vaihe hiilihydraattien imeytymiselle, jotka lopulta hydrolysoituvat yksinkertaisiksi sokereiksi suolistossa16. Yksinkertaiset sokerit voivat sitten imeytyä (eli suoliston peritrofisen kalvon läpi) ja metaboloitua energian tuottamiseksi17. Kuten edellä mainittiin, toukat varastoivat ylimääräistä energiaa lipideinä rasvakehoon12,18. Varastolipidit koostuvat triglyserideistä (neutraalit lipidit, jotka muodostuvat yhdestä glyserolimolekyylistä ja kolmesta rasvahaposta), joita toukat syntetisoivat ravinnon yksinkertaisista sokereista. Nämä CH tarjoavat asetyyli-CoA-substraatteja, joita tarvitaan rasvahappojen (FA) biosynteesiin rasvahapposyntaasi- ja tioesteraasireittien kautta19. H. illucens -lipidien rasvahappoprofiilia hallitsevat luonnollisesti tyydyttyneet rasvahapot (SFA), joissa on suuri osuus lauriinihappoa (C12:0)19,20. Siksi korkea lipidipitoisuus ja rasvahappokoostumus ovat nopeasti tulossa rajoittaviksi tekijöiksi kokonaisten toukkien käytölle rehuissa, erityisesti vesiviljelyssä, jossa tarvitaan monityydyttymättömiä rasvahappoja (PUFA)21.
Sen jälkeen kun BSFL:n mahdollisuudet vähentää orgaanista jätettä havaittiin, eri sivutuotteiden arvoa koskevat tutkimukset ovat osoittaneet, että BSFL:n koostumus on osittain säädelty sen ruokavaliolla. Tällä hetkellä H. illucensin FA-profiilin säätely paranee edelleen. BSFL:n kyky bioakkumuloida PUFA:ta on osoitettu runsaasti PUFA:ta sisältäville substraateille, kuten leville, kalajätteille tai jauhoille, kuten pellavansiemenille, mikä tarjoaa korkealaatuisemman FA-profiilin eläinten ruokinnassa19, 22, 23. Sitä vastoin sivutuotteissa, joita ei ole rikastettu PUFA:lla, ruokavalion FA-profiilien ja toukkien FA:n välillä ei aina ole korrelaatiota, mikä osoittaa muiden ravintoaineiden vaikutuksen24,25. Itse asiassa sulavan CH:n vaikutus FA-profiileihin on edelleen huonosti ymmärretty ja alitutkittu 24, 25, 26, 27.
Tietojemme mukaan vaikka kokonaismonosakkarideja ja disakkarideja on runsaasti H. illucensin ruokavaliossa, niiden ravitsemuksellinen rooli H. illucensin ravitsemuksessa on edelleen huonosti ymmärretty. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää niiden vaikutuksia BSFL:n ravintoon ja lipidikoostumukseen. Arvioimme toukkien kasvua, selviytymistä ja tuottavuutta erilaisissa ravitsemusolosuhteissa. Sitten kuvailemme kunkin ruokavalion lipidipitoisuutta ja rasvahappoprofiilia korostaaksemme CH:n vaikutuksia BSFL:n ravintolaatuun.
Oletimme, että testatun CH:n luonne vaikuttaisi (1) toukkien kasvuun, (2) kokonaislipiditasoihin ja (3) moduloimaan FA-profiilia. Monosakkaridit voivat imeytyä suoraan, kun taas disakkaridit on hydrolysoitava. Monosakkaridit ovat siten enemmän saatavilla suorina energialähteinä tai lipogeneesin prekursoreina FA-syntaasi- ja tioesteraasireittien kautta, mikä tehostaa H. illucensin toukkien kasvua ja edistää varalipidien (erityisesti lauriinihapon) kertymistä.
Testattu CH vaikutti toukkien keskimääräiseen ruumiinpainoon kasvun aikana (kuva 1). FRU, GLU, SUC ja MAL lisäsivät toukkien painoa samalla tavalla kuin kontrolliruokavalio (CEL). Sitä vastoin LAC ja GAL näyttivät hidastavan toukkien kehitystä. On huomattava, että LAC:lla oli merkittävä negatiivinen vaikutus toukkien kasvuun verrattuna SUC:hen koko kasvujakson ajan: 9,16 ± 1,10 mg vs. 15,00 ± 1,01 mg päivänä 3 (F6,21 = 12,77, p < 0,001; kuva 1), 125,16 ± 4. mg ja 211,79 ± 14,93 mg vastaavasti päivänä 17 (F6,21 = 38,57, p < 0,001; kuvio 1).
Käyttämällä kontrolleina erilaisia monosakkarideja (fruktoosi (FRU), galaktoosi (GAL), glukoosi (GLU)), disakkarideja (laktoosi (LAC), maltoosi (MAL), sakkaroosi (SUC)) ja selluloosaa (CEL). Toukkien kasvua, joita on ruokittu mustilla sotilaskärpäsen toukilla. Jokainen käyrän piste edustaa yksilön keskimääräistä painoa (mg), joka on laskettu punnitsemalla 20 satunnaisesti valittua toukkaa 100 toukkan populaatiosta (n = 4). Virhepalkit edustavat SD:tä.
CEL-ruokavalio tarjosi erinomaisen toukkien eloonjäämisen 95,5 ± 3,8 %. Lisäksi liukoista CH:ta sisältävien H. illucensin ruokittujen ruokavalioiden eloonjääminen väheni (GLM: χ = 107,13, df = 21, p < 0,001), mikä johtui MAL:sta ja SUC:sta (disakkaridit) tutkitussa CH:ssa. Kuolleisuus oli pienempi kuin GLU:n, FRU:n, GAL:n (monosakkaridi) ja LAC:n (EMM: p < 0,001, kuvio 2).
Monosakkarideilla (fruktoosi, galaktoosi, glukoosi), disakkarideilla (laktoosi, maltoosi, sakkaroosi) ja selluloosalla kontrollina käsiteltyjen mustien sotilaskärpästen toukkien selviytymiskaavio. Hoidot samalla kirjaimella eivät eroa merkittävästi toisistaan (EMM, p > 0,05).
Kaikki testatut ruokavaliot sallivat toukkien saavuttaa esipuppivaiheen. Testatuilla CH:illa oli kuitenkin taipumus pidentää toukkien kehitystä (F6,21 = 9,60, p < 0,001; taulukko 1). Erityisesti GAL:lla ja LAC:lla ruokittujen toukkien saavuttaminen prepupal-vaiheessa kesti kauemmin kuin CEL:llä kasvatettuihin toukkuun (CEL-GAL: p<0,001; CEL-LAC: p<0,001; taulukko 1).
Testatulla CH:lla oli myös erilaisia vaikutuksia toukkien ruumiinpainoon, jolloin CEL-ruokavaliolla ruokittujen toukkien paino oli 180,19 ± 11,35 mg (F6,21 = 16,86, p < 0,001; kuva 3). FRU, GLU, MAL ja SUC johtivat toukkien keskimääräiseen lopulliseen ruumiinpainoon, joka oli yli 200 mg, mikä oli merkittävästi korkeampi kuin CEL:n (p < 0,05). Sitä vastoin GAL:lla ja LAC:lla ruokittujen toukkien ruumiinpaino oli pienempi, keskimäärin 177,64 ± 4,23 mg ja 156,30 ± 2,59 mg (p < 0,05). Tämä vaikutus oli selvempi LAC:lla, jossa lopullinen ruumiinpaino oli pienempi kuin kontrolliruokavaliossa (CEL-LAC: ero = 23,89 mg; p = 0,03; kuva 3).
Yksittäisten toukkien keskimääräinen lopullinen paino ilmaistuna toukkatäplinä (mg) ja mustien sotilaskärpästen keskimääräinen lopullinen paino ilmaistuna histogrammina (g), joille on syötetty erilaisia monosakkarideja (fruktoosi, galaktoosi, glukoosi), disakkarideja (laktoosi, maltoosi, sakkaroosi) ja selluloosaa (kontrollina). Sarakekirjaimet edustavat ryhmiä, jotka eroavat merkittävästi toukkien kokonaispainosta (p < 0,001). Toukkatäpliin liittyvät kirjaimet edustavat ryhmiä, joilla on merkittävästi erilaiset yksittäisten toukkapainot (p < 0,001). Virhepalkit edustavat SD:tä.
Yksilön maksimipaino oli riippumaton toukkapesäkkeiden lopullisesta enimmäispainosta. Itse asiassa FRU:ta, GLU:ta, MAL:ia ja SUC:ta sisältävät ruokavaliot eivät lisänneet säiliössä tuotetun toukkien kokonaispainoa verrattuna CEL:iin (kuva 3). LAC kuitenkin vähensi merkittävästi kokonaispainoa (CEL-LAC: ero = 9,14 g; p < 0,001; kuvio 3).
Taulukossa 1 esitetään saanto (toukat/päivä). Mielenkiintoista on, että CEL:n, MAL:n ja SUC:n optimaaliset saannot olivat samanlaiset (taulukko 1). Sitä vastoin FRU, GAL, GLU ja LAC vähensivät saantoa verrattuna CEL:iin (taulukko 1). GAL ja LAC suoriutuivat huonoimmin: saanto puolittui vain 0,51 ± 0,09 g toukkia/päivä ja 0,48 ± 0,06 g toukkia/päivä, vastaavasti (taulukko 1).
Monosakkaridit ja disakkaridit lisäsivät CF-toukkien lipidipitoisuutta (taulukko 1). CLE-ruokavaliolla saatiin toukkia, joiden lipidipitoisuus oli 23,19 ± 0,70 % DM-pitoisuudesta. Vertailun vuoksi liukoisella sokerilla ruokittujen toukkien keskimääräinen lipidipitoisuus oli yli 30 % (taulukko 1). Testatut CH:t lisäsivät kuitenkin rasvapitoisuuttaan samassa määrin.
Kuten odotettiin, CG-kohteet vaikuttivat eriasteisesti toukkien FA-profiiliin (kuvio 4). SFA-pitoisuus oli korkea kaikissa ruokavalioissa ja oli yli 60 %. MAL ja SUC epätasapainottivat FA-profiilia, mikä johti SFA-pitoisuuden kasvuun. MAL:n tapauksessa tämä epätasapaino johti toisaalta pääasiassa monotyydyttymättömien rasvahappojen (MUFA) pitoisuuden laskuun (F6,21 = 7,47; p < 0,001; kuva 4). Toisaalta SUC:n osalta lasku oli tasaisempaa MUFA:n ja PUFA:n välillä. LAC:lla ja MAL:lla oli päinvastaiset vaikutukset FA-spektriin (SFA: F6,21 = 8,74; p < 0,001; MUFA: F6,21 = 7,47; p < 0,001; PUFA: χ2 = 19,60; Df = 6; p < 0,001; kuva 4). SFA:n pienempi osuus LAC-syötetyissä toukissa näyttää lisäävän MUFA-pitoisuutta. Erityisesti MUFA-tasot olivat korkeammat LAC-syötetyissä toukissa verrattuna muihin liukoisiin sokereihin, paitsi GAL:iin (F6,21 = 7,47; p < 0,001; kuva 4).
Rasvahappojen laatikkokaavio käyttämällä erilaisia monosakkarideja (fruktoosi (FRU), galaktoosi (GAL), glukoosi (GLU)), disakkarideja (laktoosi (LAC), maltoosi (MAL), sakkaroosi (SUC)) ja selluloosaa (CEL) kontrolleina. koostumus, jota syötetään mustille sotilaskärpäsen toukille. Tulokset ilmaistaan prosentteina FAME:n kokonaismäärästä. Eri kirjaimilla merkityt hoidot ovat merkittävästi erilaisia (p < 0,001). a) tyydyttyneiden rasvahappojen osuus; (b) kertatyydyttymättömät rasvahapot; c) Monityydyttymättömät rasvahapot.
Tunnistetuista rasvahapoista lauriinihappo (C12:0) oli hallitseva kaikissa havaituissa spektreissä (yli 40 %). Muita läsnä olevia SFA:ita olivat palmitiinihappo (C16:0) (alle 10 %), steariinihappo (C18:0) (alle 2,5 %) ja kapriinihappo (C10:0) (alle 1,5 %). MUFA:t edustivat pääasiassa öljyhappoa (C18:1n9) (alle 9,5 %), kun taas PUFA:t koostuivat pääasiassa linolihaposta (C18:2n6) (alle 13,0 %) (katso lisätaulukko S1). Lisäksi pientä osaa yhdisteistä ei voitu tunnistaa, etenkään CEL-toukkien spektreissä, joissa tunnistamattoman yhdisteen numero 9 (UND9) osuus oli keskimäärin 2,46 ± 0,52 % (katso lisätaulukko S1). GC × GC-FID -analyysi ehdotti, että se saattaa olla 20-hiilihappoinen rasvahappo, jossa on viisi tai kuusi kaksoissidosta (katso lisäkuva S5).
PERMANOVA-analyysi paljasti kolme erillistä ryhmää rasvahappoprofiilien perusteella (F6,21 = 7,79, p < 0,001; kuva 5). TBC-spektrin pääkomponenttianalyysi (PCA) havainnollistaa tätä ja selittyy kahdella komponentilla (kuva 5). Pääkomponentit selittivät 57,9 % varianssista ja niihin kuuluivat tärkeysjärjestyksessä lauriinihappo (C12:0), öljyhappo (C18:1n9), palmitiinihappo (C16:0), steariinihappo (C18:0) ja linoleenihappo (C18:3n3) (katso kuva S4). Toinen komponentti selitti 26,3 % varianssista ja sisälsi tärkeysjärjestyksessä dekaanihapon (C10:0) ja linolihapon (C18:2n6 cis) (katso lisäkuva S4). Yksinkertaisia sokereita (FRU, GAL ja GLU) sisältävien ruokavalioiden profiilit osoittivat samanlaisia ominaisuuksia. Sitä vastoin disakkaridit tuottivat erilaisia profiileja: toisaalta MAL ja SUC ja toisaalta LAC. Erityisesti MAL oli ainoa sokeri, joka muutti FA-profiilia verrattuna CEL:iin. Lisäksi MAL-profiili erosi merkittävästi FRU- ja GLU-profiileista. Erityisesti MAL-profiili osoitti korkeimman osuuden C12:0:sta (54,59 ± 2,17 %), joten se oli verrattavissa CEL:iin (43,10 ± 5,01 %), LAC:iin (43,35 ± 1,31 %), FRU:hun (48,90 ± 1,97 %) ja GLU (48,38 ± 2,17 %) -profiilit (katso lisäosa Taulukko S1). MAL-spektri osoitti myös alhaisimman C18:1n9-pitoisuuden (9,52 ± 0,50 %), mikä erotti sen edelleen LAC (12,86 ± 0,52 %) ja CEL (12,40 ± 1,31 %) spektristä. Samanlainen trendi havaittiin C16:0:lla. Toisessa komponentissa LAC-spektri osoitti korkeimman C18:2n6-pitoisuuden (17,22 ± 0,46 %), kun taas MAL osoitti alhaisinta (12,58 ± 0,67 %). C18:2n6 erotti myös LAC:n kontrollista (CEL), joka osoitti alhaisempia tasoja (13,41 ± 2,48 %) (katso lisätaulukko S1).
PCA-käyrä mustien sotilaskärpästen toukkien rasvahappoprofiilista, jossa kontrollina on erilaisia monosakkarideja (fruktoosi, galaktoosi, glukoosi), disakkarideja (laktoosi, maltoosi, sakkaroosi) ja selluloosaa.
Liukoisten sokereiden ravitsemuksellisten vaikutusten tutkimiseksi H. illucens -toukissa kananrehussa oleva selluloosa (CEL) korvattiin glukoosilla (GLU), fruktoosilla (FRU), galaktoosilla (GAL), maltoosilla (MAL), sakkaroosilla (SUC) ja laktoosi (LAC). Monosakkarideilla ja disakkarideilla oli kuitenkin erilaisia vaikutuksia HF-toukkien kehitykseen, eloonjäämiseen ja koostumukseen. Esimerkiksi GLU:lla, FRU:lla ja niiden disakkaridimuodoilla (MAL ja SUC) oli positiivisia tukivaikutuksia toukkien kasvuun, mikä mahdollisti niiden saavuttamisen suuremman lopullisen ruumiinpainon kuin CEL:llä. Toisin kuin sulamaton CEL, GLU, FRU ja SUC voivat ohittaa suolistoesteen ja toimia tärkeinä ravintolähteinä muotoilluissa ruokavalioissa16,28. MAL:sta puuttuu erityisiä eläinkuljettajia, ja sen uskotaan hydrolysoituvan kahdeksi glukoosimolekyyliksi ennen assimilaatiota15. Nämä molekyylit varastoituvat hyönteisen kehoon suorana energialähteenä tai lipideinä18. Ensinnäkin, mitä tulee jälkimmäiseen, osa havaituista intramodaalisista eroista voi johtua pienistä eroista sukupuolisuhteissa. H. illucensissa lisääntyminen voi todellakin olla täysin spontaania: aikuisilla naarailla on luonnollisesti riittävät munintavarat ja ne ovat raskaampia kuin urokset29. Lipidien kertyminen BSFL:ssä korreloi kuitenkin ravinnon liukoisen CH2:n saannin kanssa, kuten aiemmin havaittiin GLU:lle ja ksyloosille26, 30. Esimerkiksi Li et al.30 havaitsivat, että kun 8 % GLU:ta lisättiin toukkien ruokavalioon, BSF-toukkien lipidipitoisuus nousi 7,78 % verrokkeihin verrattuna. Tuloksemme ovat yhdenmukaisia näiden havaintojen kanssa, ja ne osoittavat, että liukoisella sokerilla ruokittujen toukkien rasvapitoisuus oli korkeampi kuin CEL-ruokavaliolla ruokittujen toukkien rasvapitoisuus verrattuna 8,57 %:n lisäykseen GLU-lisällä. Yllättäen samanlaisia tuloksia havaittiin toukissa, joita ruokittiin GAL:lla ja LAC:lla, huolimatta haitallisista vaikutuksista toukkien kasvuun, lopulliseen ruumiinpainoon ja eloonjäämiseen. LAC:lla ruokitut toukat olivat merkittävästi pienempiä kuin CEL-ruokavaliolla ruokitut, mutta niiden rasvapitoisuus oli verrattavissa muiden liukoisten sokereiden ruokittujen toukkien kanssa. Nämä tulokset korostavat laktoosin ravitsemuksellisia vaikutuksia BSFL:ään. Ensinnäkin ruokavalio sisältää suuren määrän CH:ta. Monosakkaridien ja disakkaridien absorptio- ja hydrolyysijärjestelmät voivat saavuttaa kyllästymisen, mikä aiheuttaa pullonkauloja assimilaatioprosessissa. Mitä tulee hydrolyysiin, sen suorittavat α- ja β-glukosidaasit 31 . Näillä entsyymeillä on edullisia substraatteja riippuen niiden koosta ja kemiallisista sidoksista (a- tai p-sidokset) niiden monosakkaridien15 välillä. LAC:n hydrolyysi GLU:ksi ja GAL:ksi suoritetaan β-galaktosidaasilla, entsyymillä, jonka aktiivisuus on osoitettu BSF32:n suolistossa. Sen ilmentyminen voi kuitenkin olla riittämätön verrattuna toukkien kuluttaman LAC:n määrään. Sitä vastoin α-glukosidaasimaltaasi ja sakkaroosi 15, joiden tiedetään ilmentyvän runsaasti hyönteisissä, pystyvät hajottamaan suuria määriä MAL- ja sakkaroosi-SUC:ta, mikä rajoittaa tätä kyllästystä. Toiseksi antiravitsemusvaikutukset voivat johtua hyönteisten suoliston amylaasiaktiivisuuden vähentyneestä stimulaatiosta ja ruokintakäyttäytymisen hidastumisesta muihin hoitoihin verrattuna. Itse asiassa liukoiset sokerit on tunnistettu hyönteisten ruoansulatukselle tärkeän entsyymitoiminnan stimulaattoreina, kuten amylaasin, ja ruokintavasteen laukaisijoiksi33, 34, 35. Stimuloinnin aste vaihtelee sokerin molekyylirakenteen mukaan. Itse asiassa disakkaridit vaativat hydrolyysin ennen imeytymistä ja yleensä stimuloivat amylaasia enemmän kuin niiden monosakkaridit34. Sitä vastoin LAC:lla on lievempi vaikutus, ja sen on havaittu olevan kykenemätön tukemaan hyönteisten kasvua eri lajeissa33, 35. Esimerkiksi tuholaisessa Spodoptera exiguassa (Boddie 1850) toukkien keskisuolen entsyymien uutteissa ei havaittu LAC:n hydrolyyttistä aktiivisuutta36.
Mitä tulee FA-spektriin, tuloksemme osoittavat testatun CH:n merkittäviä moduloivia vaikutuksia. On huomattava, että vaikka lauriinihapon (C12:0) osuus oli alle 1 % ruokavalion kokonaisFA:sta, se hallitsi kaikissa profiileissa (katso lisätaulukko S1). Tämä on yhdenmukainen aiempien tietojen kanssa, joiden mukaan lauriinihappo syntetisoituu ravinnon CH:sta H. illucensissa reitin kautta, johon liittyy asetyyli-CoA-karboksylaasi ja FA-syntaasi19,27,37. Tuloksemme vahvistavat, että CEL on suurelta osin sulamaton ja toimii "bulkkiaineena" BSF-kontrolliruokavalioissa, kuten useissa BSFL-tutkimuksissa on käsitelty38,39,40. CEL:n korvaaminen muilla monosakkarideilla ja disakkarideilla kuin LAC lisäsi C12:0-suhdetta, mikä osoitti lisääntynyttä CH:n ottoa toukissa. Mielenkiintoista on, että disakkaridit MAL ja SUC edistävät lauriinihapon synteesiä tehokkaammin kuin niiden monosakkaridit, mikä viittaa siihen, että huolimatta GLU:n ja FRU:n korkeammasta polymeroitumisasteesta ja koska Drosophila on ainoa sakkaroosin kuljettaja, joka on tunnistettu eläinproteiinilajeista, disakkaridien kuljettajat ei välttämättä ole H. illucens larvae15:n suolistossa, GLU:n käyttö ja FRU:ta korotetaan. Vaikka GLU ja FRU metaboloituvat teoreettisesti helpommin BSF:n vaikutuksesta, ne metaboloituvat myös helpommin substraattien ja suoliston mikro-organismien toimesta, mikä voi johtaa niiden nopeampaan hajoamiseen ja toukkien vähentyneeseen hyödyntämiseen verrattuna disakkarideihin.
Ensi silmäyksellä LAC:lla ja MAL:lla ruokittujen toukkien lipidipitoisuus oli vertailukelpoinen, mikä osoitti näiden sokereiden samanlaista biologista hyötyosuutta. Yllättäen LAC:n FA-profiili oli kuitenkin rikkaampi SFA:n suhteen, erityisesti alhaisemmalla C12:0-pitoisuudella verrattuna MAL:iin. Yksi hypoteesi tämän eron selittämiseksi on, että LAC voi stimuloida ravinnon FA:n biokertymistä asetyyli-CoA FA-syntaasin kautta. Tätä hypoteesia tukevat LAC-toukkien dekanoaattisuhde (C10:0) oli alhaisin (0,77 ± 0,13 %) kuin CEL-ruokavaliolla (1,27 ± 0,16 %), mikä osoitti vähentynyttä FA-syntaasi- ja tioesteraasiaktiivisuutta19. Toiseksi ravinnon rasvahappojen katsotaan olevan pääasiallinen H. illucensin SFA-koostumukseen vaikuttava tekijä27. Kokeissamme linolihapon (C18:2n6) osuus ravinnon rasvahapoista oli 54,81 %. LAC-toukkien osuus oli 17,22 ± 0,46 % ja MAL:ssa 12,58 ± 0,67 %. Öljyhappo (cis + trans C18:1n9) (23,22 % ruokavaliossa) osoitti samanlaista suuntausta. Myös α-linoleenihapon suhde (C18:3n3) tukee bioakkumulaatiohypoteesia. Tämän rasvahapon tiedetään kerääntyvän BSFL:ään substraattia rikastettaessa, kuten pellavansiemenkakkua lisättäessä, jopa 6–9 % toukkien rasvahappojen kokonaismäärästä19. Rikastetuissa ruokavalioissa C18:3n3 voi muodostaa jopa 35 % kaikista ravinnon rasvahapoista. Kuitenkin tutkimuksessamme C18:3n3 vastasi vain 2,51 % rasvahappoprofiilista. Vaikka luonnosta löydetty osuus oli pienempi toukissamme, tämä osuus oli suurempi LAC-toukissa (0,87 ± 0,02 %) kuin MAL:ssa (0,49 ± 0,04 %) (p < 0,001; katso lisätaulukko S1). CEL-ruokavalion keskimääräinen osuus oli 0,72 ± 0,18 %. Lopuksi palmitiinihapon (C16:0) suhde CF-toukissa kuvastaa synteettisten reittien ja ravinnon FA19:n osuutta. Hoc et ai. 19 havaitsi, että C16:0-synteesi väheni, kun ruokavaliota rikastettiin pellavansiemenjauholla, mikä johtui asetyyli-CoA-substraatin saatavuuden vähenemisestä johtuen CH-suhteen laskusta. Yllättäen, vaikka molemmilla ruokavalioilla oli samanlainen CH-pitoisuus ja MAL:n biologinen hyötyosuus oli korkeampi, MAL-toukkien C16:0-suhde oli alhaisin (10,46 ± 0,77 %), kun taas LAC:n osuus oli suurempi, 12,85 ± 0,27 % (p < 0,05; ks. Lisätaulukko S1). Nämä tulokset korostavat ravintoaineiden monimutkaista vaikutusta BSFL:n ruoansulatukseen ja aineenvaihduntaan. Tällä hetkellä tätä aihetta koskeva tutkimus on perhosilla perusteellisempaa kuin kaksoiskahjoilla. Toukissa LAC tunnistettiin heikoksi ruokintakäyttäytymisen stimulantiksi verrattuna muihin liukoisiin sokereihin, kuten SUC ja FRU34,35. Erityisesti Spodopteralittoralisissa (Boisduval 1833) MAL:n käyttö stimuloi amylolyyttistä aktiivisuutta suolistossa enemmän kuin LAC34. Samankaltaiset vaikutukset BSFL:ssä voivat selittää C12:0-synteettisen reitin tehostetun stimulaation MAL-toukissa, mikä liittyy lisääntyneeseen suolistosta imeytyvään CH-pitoisuuteen, pitkittyneeseen ruokintaan ja suoliston amylaasivaikutukseen. Ruokintarytmin vähäisempi stimulointi LAC:n läsnä ollessa saattaa myös selittää LAC-toukkien hitaamman kasvun. Lisäksi Liu Yanxia et ai. 27 totesi, että lipidien säilyvyys H. illucens -substraateissa oli pidempi kuin CH:n. Siksi LAC-toukat voivat luottaa enemmän ravinnon lipideihin kehityksensä loppuunsaattamiseksi, mikä voi lisätä niiden lopullista lipidipitoisuutta ja muuttaa niiden rasvahappoprofiilia.
Tietojemme mukaan vain muutamassa tutkimuksessa on testattu monosakkaridien ja disakkaridien lisäämisen BSF-ruokavalioon niiden FA-profiileihin. Ensin Li et ai. 30 arvioi GLU:n ja ksyloosin vaikutukset ja havaitsi lipiditasoja, jotka olivat samanlaisia kuin meillä 8 %:n lisäysnopeudella. FA-profiili ei ollut yksityiskohtainen, ja se koostui pääasiassa SFA:sta, mutta eroja ei havaittu näiden kahden sokerin välillä tai silloin, kun niitä esitettiin samanaikaisesti30. Lisäksi Cohn et ai. 41 ei osoittanut vaikutusta 20 % GLU:n, SUC:n, FRU:n ja GAL:n lisäämisellä kananrehuun vastaaviin FA-profiileihin. Nämä spektrit saatiin pikemminkin teknisistä kuin biologisista kopioista, mikä, kuten kirjoittajat ovat selittäneet, saattaa rajoittaa tilastollista analyysiä. Lisäksi isosokerin valvonnan puute (CEL:n avulla) rajoittaa tulosten tulkintaa. Äskettäin kaksi Nugroho RA:n et al. osoitti poikkeavuuksia FA-spektreissä42,43. Ensimmäisessä tutkimuksessa Nugroho RA et ai. 43 testasi FRU:n lisäämisen vaikutusta fermentoituun palmuydinjauhoon. Saatujen toukkien FA-profiili osoitti epänormaalin korkeita PUFA-tasoja, joista yli 90 % oli peräisin 10 % FRU:ta sisältävästä ruokavaliosta (samanlainen kuin tutkimuksemme). Vaikka tämä ruokavalio sisälsi runsaasti PUFA:ta sisältäviä kalapellettejä, toukkien raportoidut FA-profiiliarvot 100-prosenttisesti fermentoidusta PCM:stä koostuvan kontrolliruokavaliossa eivät vastanneet minkään aiemmin raportoitua profiilia, etenkään C18:3n3:n epänormaalia tasoa 17,77. ± 1,67 % ja 26,08 ± 0,20 % konjugoidulle linolihapolle (C18:2n6t), harvinainen linolihapon isomeeri. Toinen tutkimus osoitti samanlaisia tuloksia, mukaan lukien FRU, GLU, MAL ja SUC42 fermentoidussa palmuydinjauhossa. Nämä tutkimukset, kuten meidänkin, korostavat vakavia vaikeuksia vertailla tuloksia BSF-toukkien ruokavaliokokeista, kuten kontrollivalinnat, vuorovaikutukset muiden ravintolähteiden kanssa ja FA-analyysimenetelmät.
Kokeiden aikana havaitsimme, että substraatin väri ja haju vaihtelivat käytetystä ruokavaliosta riippuen. Tämä viittaa siihen, että mikro-organismeilla voi olla merkitystä substraatissa ja toukkien ruoansulatusjärjestelmässä havaittuissa tuloksissa. Itse asiassa monosakkaridit ja disakkaridit metaboloituvat helposti kolonisoivien mikro-organismien toimesta. Mikro-organismien nopea liukenevien sokereiden kuluttaminen voi johtaa suurien mikrobien aineenvaihduntatuotteiden, kuten etanolin, maitohapon, lyhytketjuisten rasvahappojen (esim. etikkahappo, propionihappo, voihappo) ja hiilidioksidin vapautumiseen44. Jotkut näistä yhdisteistä voivat olla vastuussa tappavista myrkyllisistä vaikutuksista toukille, jotka myös Cohn et al.41 havaitsivat samanlaisissa kehitysolosuhteissa. Esimerkiksi etanoli on haitallista hyönteisille45. Suuret hiilidioksidipäästömäärät voivat aiheuttaa sen kerääntymistä säiliön pohjalle, mikä voi viedä ilmakehästä happea, jos ilmankierto ei salli sen vapautumista. Mitä tulee SCFA-yhdisteisiin, niiden vaikutukset hyönteisiin, erityisesti H. illucensiin, ovat edelleen huonosti ymmärrettyjä, vaikka maitohapon, propionihapon ja voihapon on osoitettu olevan tappavia Callosobruchus maculatusissa (Fabricius 1775)46. Drosophila melanogaster Meigen 1830:ssa nämä SCFA:t ovat hajumarkkereita, jotka ohjaavat naaraat munasoluille, mikä viittaa hyödylliseen rooliin toukkien kehityksessä47. Etikkahappo on kuitenkin luokiteltu vaaralliseksi aineeksi ja se voi merkittävästi estää toukkien kehitystä47. Sitä vastoin mikrobista saadulla laktaatilla on hiljattain havaittu olevan suojaava vaikutus invasiivisia suoliston mikrobeja vastaan Drosophilassa48. Lisäksi ruoansulatuskanavan mikro-organismeilla on rooli CH:n pilkkomisessa hyönteisissä49. SCFA:iden fysiologiset vaikutukset suoliston mikrobiotaan, kuten ruokintanopeus ja geeniekspressio, on kuvattu selkärankaisilla 50 . Niillä voi myös olla troofinen vaikutus H. illucens -toukkuun ja ne voivat osaltaan vaikuttaa FA-profiilien säätelyyn. Näiden mikrobifermentaatiotuotteiden ravitsemuksellisia vaikutuksia koskevat tutkimukset selventävät niiden vaikutuksia H. illucensin ravitsemukseen ja tarjoavat perustan tuleville tutkimuksille hyödyllisistä tai haitallisista mikro-organismeista niiden kehityksen ja FA-rikkaiden substraattien arvon kannalta. Tässä suhteessa mikro-organismien roolia massaviljeltyjen hyönteisten ruoansulatusprosesseissa tutkitaan yhä enemmän. Hyönteisiä aletaan nähdä bioreaktoreina, jotka tarjoavat pH- ja hapetusolosuhteet, jotka helpottavat mikro-organismien kehittymistä, jotka ovat erikoistuneet hyönteisten vaikeasti sulatettavien ravinteiden hajottamiseen tai myrkyttömyyteen 51 . Äskettäin Xiang et al.52 osoittivat, että esimerkiksi orgaanisen jätteen siirrostaminen bakteeriseoksella mahdollistaa CF:n houkuttelevan lignoselluloosan hajoamiseen erikoistuneita bakteereja, mikä parantaa sen hajoamista substraatissa verrattuna substraatteihin, joissa ei ole toukkia.
Lopuksi, mitä tulee H. illucensin orgaanisen jätteen hyödylliseen käyttöön, CEL- ja SUC-ruokavaliot tuottivat eniten toukkia päivässä. Tämä tarkoittaa, että yksittäisten yksilöiden pienemmästä lopullisesta painosta huolimatta sulamattomasta CH:sta koostuvalla substraatilla tuotetun toukkien kokonaispaino on verrattavissa monosakkarideja ja disakkarideja sisältävällä homosakkaridiruokavaliolla saatuun painoon. Tutkimuksessamme on tärkeää huomata, että muiden ravinteiden tasot ovat riittävät tukemaan toukkapopulaation kasvua ja että CEL:n lisäämistä tulisi rajoittaa. Toukkien lopullinen koostumus kuitenkin vaihtelee, mikä korostaa oikean strategian valitsemisen tärkeyttä hyönteisten arvostamiseksi. Täysrehulla ruokitut CEL-toukat sopivat paremmin eläinten rehuksi alhaisemman rasvapitoisuutensa ja alhaisemman lauriinihappopitoisuutensa vuoksi, kun taas SUC- tai MAL-ruokavaliolla ruokitut toukat vaativat rasvanpoistoa puristamalla öljyn arvon lisäämiseksi erityisesti biopolttoaineessa. alalla. LAC:ta löytyy meijeriteollisuuden sivutuotteista, kuten juustotuotannon herasta. Äskettäin sen käyttö (3,5 % laktoosia) paransi toukkien lopullista ruumiinpainoa53. Tämän tutkimuksen kontrolliruokavalio sisälsi kuitenkin puolet lipidipitoisuudesta. Siksi LAC:n ravitsemusvastaisia vaikutuksia on saattanut torjua ravinnon lipidien toukkien biokertymä.
Kuten aikaisemmat tutkimukset osoittavat, monosakkaridien ja disakkaridien ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi BSFL:n kasvuun ja moduloivat sen FA-profiilia. Erityisesti LAC:lla näyttää olevan antiravitsemus rooli toukkien kehityksen aikana, koska se rajoittaa CH:n saatavuutta ravinnon rasva-absorptioon, mikä edistää UFA:n bioakkumulaatiota. Tässä yhteydessä olisi mielenkiintoista suorittaa biotestejä käyttämällä ruokavalioita, joissa yhdistetään PUFA ja LAC. Lisäksi mikro-organismien rooli, erityisesti sokerin käymisprosesseista peräisin olevien mikrobien metaboliittien (kuten SCFA:iden) rooli on edelleen tutkimisen arvoinen tutkimusaihe.
Hyönteiset saatiin vuonna 2017 Agro-Bio Techiin, Gembloux'iin, Belgiaan perustetun Laboratory of Functional and Evolutionary Entomologyn BSF-pesäkkeestä (lisätietoja kasvatusmenetelmistä, katso Hoc et al. 19). Koetutkimuksia varten 2,0 g BSF-munia kerättiin satunnaisesti päivittäin jalostushäkeistä ja inkuboitiin 2,0 kg:ssa 70-prosenttista märkää kananrehua (Aveve, Leuven, Belgia). Viisi päivää kuoriutumisen jälkeen toukat erotettiin substraatista ja laskettiin manuaalisesti koetarkoituksiin. Jokaisen erän alkupaino mitattiin. Keskimääräinen yksilön paino oli 7,125 ± 0,41 mg, ja kunkin hoidon keskiarvo on esitetty lisätaulukossa S2.
Ruokavalion formulaatio mukautettiin Barragan-Fonsecan et al. 38 . Lyhyesti sanottuna kompromissi löydettiin saman rehun laadun toukkakanoille, samanlaisen kuiva-ainepitoisuuden (DM), korkean CH:n (10 % tuoreen ruokavalion perusteella) ja koostumuksen välillä, koska yksinkertaisilla sokereilla ja disakkarideilla ei ole rakenneominaisuuksia. Valmistajan tietojen mukaan (Chicken Feed, AVEVE, Leuven, Belgia) testattu CH (eli liukoinen sokeri) lisättiin erikseen autoklavoituna vesiliuoksena (15,9 %) ruokavalioon, joka sisälsi 16,0 % proteiinia, 5,0 % lipidejä, 11,9 % jauhettua kananrehua, joka koostuu tuhkasta ja 4,8 % kuidusta. Jokaisessa 750 ml:n purkissa (17,20 x 11,50 x 6,00 cm, AVA, Tempsee, Belgia) sekoitettiin 101,9 g autoklavoitua CH-liuosta 37,8 g:aan kananrehua. Jokaisen ruokavalion kuiva-ainepitoisuus oli 37,0 %, mukaan lukien homogeeninen proteiini (11,7 %), homogeeniset lipidit (3,7 %) ja homogeeniset sokerit (26,9 % lisätystä CH:sta). Testatut CH:t olivat glukoosi (GLU), fruktoosi (FRU), galaktoosi (GAL), maltoosi (MAL), sakkaroosi (SUC) ja laktoosi (LAC). Kontrolliruokavalio koostui selluloosasta (CEL), jota pidetään H. illucens -toukkien sulamattomana38. Sata 5 päivän ikäistä toukkaa asetettiin kannellisella tarjottimella, jonka keskellä oli halkaisijaltaan 1 cm reikä ja joka peitettiin muovisella hyttysverkolla. Jokainen ruokavalio toistettiin neljä kertaa.
Toukkien painot mitattiin kolme päivää kokeen aloittamisen jälkeen. Jokaista mittausta varten substraatista poistettiin 20 toukkaa steriilillä lämpimällä vedellä ja pihdeillä, kuivattiin ja punnittiin (STX223, Ohaus Scout, Parsippany, USA). Punnituksen jälkeen toukat palautettiin alustan keskelle. Mittauksia tehtiin säännöllisesti kolme kertaa viikossa, kunnes ensimmäinen prepupa ilmestyi. Kerää tässä vaiheessa kaikki toukat, laske ja punnita edellä kuvatulla tavalla. Erottele vaiheen 6 toukat (eli valkoiset toukat, jotka vastaavat esipuppivaihetta edeltävää toukkavaihetta) ja esinuket (eli viimeinen toukkavaihe, jonka aikana BSF-toukat muuttuvat mustiksi, lopettavat ruokinnan ja etsivät muodonmuutokselle sopivaa ympäristöä) ja säilytät 18°C koostumusanalyysiä varten. Saanto laskettiin maljaa kohti (g) saatujen hyönteisten (vaiheen 6 toukat ja esinukut) kokonaismassan suhteena kehitysaikaan (d). Kaikki tekstin keskiarvot ilmaistaan seuraavasti: keskiarvo ± SD.
Kaikki myöhemmät vaiheet, joissa käytettiin liuottimia (heksaani (Hex), kloroformi (CHCl3), metanoli (MeOH)) suoritettiin vetokuvun alla ja vaativat nitriilikäsineiden, esiliinojen ja suojalasien käyttöä.
Valkoisia toukkia kuivattiin FreeZone6-pakastekuivaimessa (Labconco Corp., Kansas City, MO, USA) 72 tuntia ja sitten jauhettiin (IKA A10, Staufen, Saksa). Kokonaislipidit uutettiin ±1 g:sta jauhetta Folchin menetelmällä 54. Kunkin lyofilisoidun näytteen jäännöskosteuspitoisuus määritettiin kahtena rinnakkaisena käyttämällä kosteusanalysaattoria (MA 150, Sartorius, Göttiggen, Saksa) kokonaislipidien korjaamiseksi.
Kokonaislipidit transesteröitiin happamissa olosuhteissa rasvahappojen metyyliestereiden saamiseksi. Lyhyesti sanottuna noin 10 mg lipidejä/100 ui CHCl3-liuosta (100 ui) haihdutettiin typen kanssa 8 ml:n Pyrex©-putkessa (SciLabware – DWK Life Sciences, Lontoo, UK). Putki laitettiin heksaani (0,5 ml) (PESTINORM® SUPRATRACE n-heksaani > 95 % orgaanisten jäämien analyysiin, VWR Chemicals, Radnor, PA, USA) ja Hex/MeOH/BF3 (20/25/55) liuokseen (0,5 ml) vesihauteessa 70 °C:ssa 90 minuuttia. Jäähdyttämisen jälkeen lisättiin 10-prosenttista vesipitoista H2S04-liuosta (0,2 ml) ja kylläistä NaCl-liuosta (0,5 ml). Sekoita putki ja täytä seos puhtaalla Hexillä (8,0 ml). Osa ylemmästä faasista siirrettiin pulloon ja analysoitiin kaasukromatografialla liekki-ionisaatiodetektorilla (GC-FID). Näytteet analysoitiin käyttämällä Trace GC Ultraa (Thermo Scientific, Waltham, MA, USA), joka oli varustettu split/splitless-injektorilla (240 °C) split-tilassa (jaettu virtaus: 10 ml/min), Stabilwax®-DA-kolonnia ( 30 m, 0,25 mm id, 0,25 μm, Restek Corp., Bellefonte, PA, USA) ja FID (250 °C). Lämpötilaohjelma asetettiin seuraavasti: 50 °C 1 minuutiksi, nostaminen 150 °C:seen nopeudella 30 °C/min, nostaminen 240 °C:seen nopeudella 4 °C/min ja jatkaminen 240 °C:ssa 5 minuutin ajan. Hexiä käytettiin nollakokeena ja tunnistusta varten käytettiin vertailustandardia, joka sisälsi 37 rasvahappometyyliesteriä (Supelco 37-komponenttinen FAMEmix, Sigma-Aldrich, Overijse, Belgia). Tyydyttymättömien rasvahappojen (UFA:t) tunnistaminen vahvistettiin kattavalla kaksiulotteisella GC:llä (GC × GC-FID) ja isomeerien läsnäolo määritettiin tarkasti Ferrara et al. 55. Laitteen tiedot löytyvät lisätaulukosta S3 ja tulokset lisäkuvasta S5.
Tiedot esitetään Excel-taulukkomuodossa (Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA). Tilastollinen analyysi suoritettiin käyttämällä R Studiota (versio 2023.12.1+402, Boston, USA) 56 . Toukkien painoa, kehitysaikaa ja tuottavuutta koskevat tiedot arvioitiin käyttämällä lineaarista mallia (LM) (komento “lm”, R-paketti “stats” 56 ), koska ne sopivat Gaussin jakaumaan. Eloonjäämisluvut binomimallianalyysillä arvioitiin yleisellä lineaarimallilla (GLM) (komento “glm”, R-paketti “lme4” 57 ). Normaalisuus ja homoskedastisuus varmistettiin Shapiro-testillä (komento "shapiro.test", R-paketti "stats" 56 ) ja datan varianssianalyysillä (komento betadisper, R-paketti "vegan" 58 ). LM- tai GLM-testin merkitsevien p-arvojen (p < 0,05) parianalyysin jälkeen EMM-testillä havaittiin merkittäviä eroja ryhmien välillä (komento "emmeans", R-paketti "emmeans" 59).
Täydellisiä FA-spektrejä verrattiin käyttämällä monimuuttujapermutaatioanalyysiä varianssista (eli permMANOVA; komento "adonis2", R-paketti "vegan" 58) käyttäen euklidista etäisyysmatriisia ja 999 permutaatiota. Tämä auttaa tunnistamaan rasvahapot, joihin ruokavalion hiilihydraattien luonne vaikuttaa. Merkittäviä eroja FA-profiileissa analysoitiin edelleen käyttämällä parivertailuja. Tiedot visualisoitiin sitten pääkomponenttianalyysillä (PCA) (komento "PCA", R-paketti "FactoMineR" 60). Näistä eroista vastuussa oleva FA tunnistettiin tulkitsemalla korrelaatiopiirejä. Nämä ehdokkaat vahvistettiin käyttämällä yksisuuntaista varianssianalyysiä (ANOVA) (komento "aov", R-paketti "stats" 56), jota seurasi Tukeyn post hoc -testi (komento TukeyHSD, R-paketti "stats" 56 ). Ennen analysointia normaaliisuus arvioitiin Shapiro-Wilk-testillä, homoskedastisuus tarkistettiin Bartlett-testillä (komento "bartlett.test", R-paketti "stats" 56) ja ei-parametrista menetelmää käytettiin, jos kumpikaan oletus ei täyttynyt. . Analyyseja verrattiin (komento “kruskal.test”, R-paketti “stats” 56 ), ja sitten käytettiin Dunnin post hoc -testejä (komento dunn.test, R-paketti “dunn.test” 56 ).
Käsikirjoituksen lopullinen versio tarkistettiin käyttämällä Grammarly Editoria englanninkielisenä oikolukijana (Grammarly Inc., San Francisco, Kalifornia, USA) 61 .
Tämän tutkimuksen aikana luodut ja analysoidut aineistot ovat saatavilla vastaavalta tekijältä kohtuullisesta pyynnöstä.
Kim, SW, et ai. Rehuproteiinin maailmanlaajuiseen kysyntään vastaaminen: haasteita, mahdollisuuksia ja strategioita. Annals of Animal Biosciences 7, 221–243 (2019).
Caparros Megido, R., et ai. Katsaus syötävien hyönteisten maailman tuotannon tilasta ja näkymistä. Entomol. Gen. 44, (2024).
Rehman, K. ur, et ai. Musta sotilaskärpäs (Hermetia illucens) mahdollisesti innovatiivisena ja ympäristöystävällisenä työkaluna orgaanisen jätteen käsittelyssä: lyhyt katsaus. Waste Management Research 41, 81–97 (2023).
Skala, A., et ai. Kasvatusalusta vaikuttaa teollisesti tuotettujen mustien sotilaskärpästen toukkien kasvuun ja makroravinteiden tilaan. Sci. Rep. 10, 19448 (2020).
Shu, MK, et ai. Korpujauhoissa kasvatettujen mustien sotilaskärpäsen toukkien öljyuutteiden antimikrobiset ominaisuudet. Animal Food Science, 64, (2024).
Schmitt, E. ja de Vries, W. (2020). Mahdolliset hyödyt mustan sotilaskärpäsen lannan käytöstä maaperän parannuskeinona elintarviketuotannossa ja ympäristövaikutusten vähentäminen. Nykyinen mielipide. Green Sustain. 25, 100335 (2020).
Franco A. et ai. Mustasotilasperhoset lipidit – innovatiivinen ja kestävä lähde. Sustainable Development, Voi. 13, (2021).
Van Huis, A. Hyönteiset ruokana ja rehuna, nouseva ala maataloudessa: katsaus. J. Insect Feed 6, 27–44 (2020).
Kachor, M., Bulak, P., Prots-Petrikha, K., Kirichenko-Babko, M., and Beganovsky, A. Mustien sotilasperhojen eri käyttötarkoitukset teollisuudessa ja maataloudessa – katsaus. Biology 12, (2023).
Hock, B., Noel, G., Carpentier, J., Francis, F., ja Caparros Megido, R. Optimization of keinotekoinen leviäminen Hermetia illucens. PLOS ONE 14., (2019).
Postitusaika: 25.12.2024