Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com. Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan CSS stuðning. Til að ná sem bestum árangri mælum við með að nota nýrri vafra (eða slökkva á eindrægnistillingu í Internet Explorer). Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við birta síðuna án stíla og JavaScript.
Skordýrarækt er hugsanleg leið til að mæta vaxandi alþjóðlegri eftirspurn eftir próteini og er ný starfsemi í hinum vestræna heimi þar sem margar spurningar vakna varðandi gæði og öryggi vöru. Skordýr geta gegnt mikilvægu hlutverki í hringrásarhagkerfinu með því að breyta lífúrgangi í verðmætan lífmassa. Um helmingur af undirlagi fóðurs fyrir mjölorma kemur úr blautfóðri. Þetta er hægt að fá úr lífrænum úrgangi, sem gerir skordýrarækt sjálfbærari. Í þessari grein er greint frá næringarsamsetningu mjölorma (Tenebrio molitor) sem fóðraðir eru með lífrænum bætiefnum úr aukaafurðum. Má þar nefna óselt grænmeti, kartöflusneiðar, gerjaðar síkóríurætur og garðblöð. Það er metið með því að greina nálæga samsetningu, fitusýrusnið, steinefna- og þungmálmainnihald. Mjölormar sem fengu kartöflusneiðar höfðu tvöfalt fituinnihald og aukningu á mettuðum og einómettuðum fitusýrum. Notkun gerjaðrar síkóríurrótar eykur steinefnainnihald og safnar þungmálmum. Að auki er upptaka steinefna af mjölormum sértækt þar sem styrkur kalsíums, járns og mangans er aðeins aukinn. Að bæta við grænmetisblöndum eða garðlaufum við mataræði mun ekki breyta næringarfræðilegu prófílnum verulega. Að lokum tókst að breyta aukaafurðarstraumnum í próteinríkan lífmassa, þar sem næringarefnainnihald og aðgengi hans hafði áhrif á samsetningu mjölorma.
Búist er við að vaxandi mannfjöldi verði orðinn 9,7 milljarðar árið 20501,2 sem þrýstir á matvælaframleiðslu okkar til að takast á við mikla eftirspurn eftir mat. Áætlað er að eftirspurn eftir mat muni aukast um 70-80% á milli áranna 2012 og 20503,4,5. Náttúruauðlindirnar sem notaðar eru í núverandi matvælaframleiðslu eru að tæmast og ógna vistkerfum okkar og matvælabirgðum. Auk þess fer mikið magn af lífmassa til spillis í tengslum við matvælaframleiðslu og neyslu. Áætlað er að árið 2050 muni árlegt magn úrgangs í heiminum ná 27 milljörðum tonna, þar af mest lífúrgangur6,7,8. Til að bregðast við þessum áskorunum hafa nýstárlegar lausnir, val á matvælum og sjálfbæra þróun landbúnaðar og matvælakerfa verið lögð til9,10,11. Ein slík aðferð er að nota lífrænar leifar til að framleiða hráefni eins og æt skordýr sem sjálfbær uppspretta matvæla og fóðurs12,13. Skordýrarækt framleiðir minni losun gróðurhúsalofttegunda og ammoníak, krefst minna vatns en hefðbundnir próteingjafar og hægt er að framleiða það í lóðréttum eldiskerfum sem krefjast minna pláss14,15,16,17,18,19. Rannsóknir hafa sýnt að skordýr eru fær um að breyta litlum lífrænum úrgangi í verðmætan próteinríkan lífmassa með allt að 70% þurrefnisinnihald 20,21,22. Ennfremur er lítill lífmassi nú notaður til orkuframleiðslu, urðunar eða endurvinnslu og er því ekki í samkeppni við núverandi matvæla- og fóðurgeira23,24,25,26. Mjölormurinn (T. molitor)27 er talinn ein vænlegasta tegundin til matvæla- og fóðurframleiðslu í stórum stíl. Bæði lirfur og fullorðnir nærast á ýmsum efnum eins og kornvörum, dýraúrgangi, grænmeti, ávöxtum o.fl. 28,29. Í vestrænum samfélögum er T. molitor ræktað í haldi í litlum mæli, aðallega sem fóður fyrir húsdýr eins og fugla eða skriðdýr. Eins og er, er möguleiki þeirra í matvæla- og fóðurframleiðslu að fá meiri athygli30,31,32. Til dæmis hefur T. molitor verið samþykkt með nýjum matvælasniði, þar með talið notkun í frosnum, þurrkuðum og duftformum (reglugerð (ESB) nr. 258/97 og reglugerð (ESB) 2015/2283) 33. Hins vegar er framleiðsla í stórum stíl. skordýr til matar og fóðurs er enn tiltölulega nýtt hugtak í vestrænum löndum. Iðnaðurinn stendur frammi fyrir áskorunum eins og þekkingarskorti varðandi ákjósanlegt mataræði og framleiðslu, næringargæði lokaafurðarinnar og öryggisvandamál eins og eiturefnauppbyggingu og hættu á örverum. Ólíkt hefðbundinni búfjárrækt hefur skordýrarækt ekki svipaða sögulega afreka17,24,25,34.
Þrátt fyrir að margar rannsóknir hafi verið gerðar á næringargildi mjölorma, hefur ekki enn verið skilið að fullu hvaða þættir hafa áhrif á næringargildi þeirra. Fyrri rannsóknir hafa sýnt að mataræði skordýra gæti haft einhver áhrif á samsetningu þess en ekkert skýrt mynstur fannst. Þessar rannsóknir beindust að auki að prótein- og fituþáttum mjölorma, en höfðu takmörkuð áhrif á steinefnaþættina21,22,32,35,36,37,38,39,40. Frekari rannsókna er þörf til að skilja frásogsgetu steinefna. Nýleg rannsókn komst að þeirri niðurstöðu að mjölormalirfur sem fengu radísu hafi aðeins hækkaðan styrk ákveðinna steinefna. Hins vegar takmarkast þessar niðurstöður við undirlagið sem prófað er og frekari iðnaðarprófanir eru nauðsynlegar41. Greint hefur verið frá uppsöfnun þungmálma (Cd, Pb, Ni, As, Hg) í mjölormum í marktækri fylgni við málmainnihald fylkisins. Þó að styrkur málma sem finnast í fóðri í dýrafóður sé undir löglegum mörkum42, hefur einnig reynst að arsen safnist fyrir í mjölormalirfum, en kadmíum og blý safnast ekki upp í lífverum43. Skilningur á áhrifum mataræðis á næringarsamsetningu mjölorma er mikilvægt fyrir örugga notkun þeirra í matvælum og fóðri.
Rannsóknin sem kynnt er í þessari grein fjallar um áhrif þess að nota aukaafurðir úr landbúnaði sem blautfóðurgjafa á næringarsamsetningu mjölorma. Auk þurrfóðurs á að veita lirfunum blautfóður. Blautfóðurgjafinn gefur nauðsynlegan raka og þjónar einnig sem fæðubótarefni fyrir mjölorma, eykur vaxtarhraða og hámarks líkamsþyngd44,45. Samkvæmt stöðluðum mjölormaeldisgögnum í Interreg-Valusect verkefninu inniheldur heildarfóður mjölorma 57% w/w blautfóðurs. Venjulega er ferskt grænmeti (td gulrætur) notað sem blautfóður35,36,42,44,46. Notkun lággildra aukaafurða sem blautfóðurgjafa mun hafa sjálfbærari og efnahagslegan ávinning fyrir skordýraræktina17. Markmið þessarar rannsóknar voru að (1) kanna áhrif þess að nota lífúrgang sem blautfóður á næringarsamsetningu mjölorma, (2) ákvarða magn stór- og örnæringarefna í lirfum mjölorma sem eru aldar á steinefnaríkum lífúrgangi til að prófa hagkvæmni steinefnabræðslu, og (3) meta öryggi þessara aukaafurða í skordýrarækt með því að greina tilvist og uppsöfnun þungra málmar Pb, Cd og Cr. Þessi rannsókn mun veita frekari upplýsingar um áhrif fæðubótarefnis lífræns úrgangs á mataræði mjölorma lirfa, næringargildi og öryggi.
Þurrefnisinnihald í hliðarrennsli var hærra samanborið við samanburðar blautnæringaragar. Þurrefnisinnihald í grænmetisblöndum og garðblöðum var innan við 10% en hærra í kartöflugræðlingum og gerjuðum sígóríurótum (13,4 og 29,9 g/100 g ferskt efni, FM).
Grænmetisblandan var með hærra hráaska, fitu og próteininnihald og lægra innihald kolvetna sem ekki voru trefjaefni en viðmiðunarfóðrið (agar), en innihald amýlasa-meðhöndlaðra hlutlausra þvottaefnistrefja var svipað. Kolvetnisinnihald kartöflusneiðanna var hæst allra hliðarstrauma og var sambærilegt við agarinn. Á heildina litið var hrásamsetning þess líkast viðmiðunarfóðrinu, en var bætt við lítið magn af próteini (4,9%) og hráösku (2,9%) 47,48 . pH í kartöflum er á bilinu 5 til 6 og vert er að taka fram að þessi kartöfluhliðarstraumur er súrari (4,7). Gerjuð síkóríurrót er öskurík og súrust allra hliðarstrauma. Þar sem rætur voru ekki hreinsaðar er gert ráð fyrir að mestur hluti öskunnar samanstandi af sandi (kísil). Garðlauf voru eina basíska afurðin miðað við viðmiðunar- og aðra hliðarstrauma. Það inniheldur mikið magn af ösku og próteini og mun lægri kolvetni en viðmiðunarefnið. Hrásamsetningin er næst gerjaðri síkóríurrót en styrkur hrápróteins er hærri (15,0%) sem er sambærilegt við próteininnihald grænmetisblöndunnar. Tölfræðileg greining á ofangreindum gögnum sýndi marktækan mun á hrásamsetningu og sýrustigi hliðarstraumanna.
Bæti grænmetisblandna eða garðlaufa í mjölormafóður hafði ekki áhrif á lífmassasamsetningu mjölormalirfa samanborið við samanburðarhópinn (tafla 1). Viðbót á kartöflugræðlingum leiddi til marktækasta munarins á lífmassasamsetningu samanborið við samanburðarhópinn sem fékk mjölormalirfur og aðrar uppsprettur blautfóðurs. Hvað varðar próteininnihald mjölorma, að kartöflugræðlingum undanskildum, hafði mismunandi áætluð samsetning hliðarstrauma ekki áhrif á próteininnihald lirfa. Fóðrun á kartöflugræðlingum sem rakagjafi leiddi til tvöfaldrar aukningar á fituinnihaldi lirfa og minnkunar á innihaldi próteina, kítíns og trefjalausra kolvetna. Gerjuð síkóríurrót jók öskuinnihald mjölormalirfa um einn og hálfan tíma.
Steinefnasnið voru gefin upp sem stórsteinefni (tafla 2) og innihald örnæringarefna (tafla 3) í blautfóðri og lífmassa mjölormalirfa.
Almennt séð voru hliðarstraumar í landbúnaði ríkari af stórsteinefnum samanborið við samanburðarhópinn, nema kartöflugræðlingar sem höfðu lægra Mg, Na og Ca innihald. Styrkur kalíums var hár í öllum hliðarstraumum samanborið við viðmiðið. Agar inniheldur 3 mg/100 g DM K, en styrkur K í hliðarstraumnum var á bilinu 1070 til 9909 mg/100 g DM. Makrósteinainnihald í grænmetisblöndunni var marktækt hærra en í samanburðarhópnum, en Na innihald var marktækt lægra (88 á móti 111 mg/100 g DM). Magnefnisstyrkur í kartöflugræðlingum var minnstur allra hliðarstrauma. Makrósteinainnihald í kartöflugræðlingum var marktækt lægra en í öðrum hliðarstraumum og samanburði. Nema hvað Mg innihald var sambærilegt við samanburðarhópinn. Þó að gerjuð síkóríurrót hafi ekki hæsta styrk stórsteinefna var öskuinnihald þessa hliðarstraums hæst allra hliðarstrauma. Þetta getur stafað af því að þau eru ekki hreinsuð og geta innihaldið mikinn styrk af kísil (sandi). Na og Ca innihaldið var sambærilegt við grænmetisblönduna. Gerjuð síkóríurrót innihélt hæsta styrkinn af Na af öllum hliðarstraumum. Að Na undanskildu voru garðyrkjulauf með hæsta styrk stórsteinefna af öllu blautu fóðri. Styrkur K (9909 mg/100 g DM) var þrisvar þúsund sinnum hærri en viðmiðunarmagnið (3 mg/100 g DM) og 2,5 sinnum hærri en grænmetisblandan (4057 mg/100 g DM). Ca innihaldið var hæst allra hliðarstrauma (7276 mg/100 g DM), 20 sinnum hærra en viðmiðunarmagnið (336 mg/100 g DM) og 14 sinnum hærra en Ca styrkurinn í gerjuðum síkóríurrótum eða grænmetisblöndu ( 530 og 496 mg/100 g DM).
Þrátt fyrir að marktækur munur hafi verið á stórsteinasamsetningu fæðanna (tafla 2), fannst ekki marktækur munur á stórsteinefnasamsetningu mjölorma sem aldir voru upp á grænmetisblöndum og samanburðarfæði.
Lirfur sem fengu kartöflumola höfðu marktækt lægri styrk allra stórsteinefna samanborið við samanburðarhópinn, að undanskildum Na, sem hafði sambærilegan styrk. Auk þess olli kartöflufóðrun mestri minnkun á stórsteinainnihaldi lirfunnar samanborið við hina hliðarstraumana. Þetta er í samræmi við minni ösku sem sést í nálægum mjölormasamsetningum. Hins vegar, þó að P og K hafi verið marktækt hærra í þessu blauta fóðri en hinir hliðarstraumarnir og viðmiðunin, endurspeglaði lirfusamsetningin þetta ekki. Lágur styrkur Ca og Mg sem finnast í lífmassa mjölorma gæti tengst lágum styrk Ca og Mg sem er í blautu fæðinu sjálfu.
Fóðrun á gerjuðum síkóríurrótum og laufum á garðinum leiddi til marktækt hærra kalsíummagns en viðmiðunarhóps. Blöð í garðyrkju innihéldu hæstu magn P, Mg, K og Ca af öllum blautum fæðutegundum, en það endurspeglaðist ekki í lífmassa mjölorma. Na styrkur var minnstur í þessum lirfum, en Na styrkur var hærri í laufum ávaxtargarðs en í kartöflugræðlingum. Ca-innihald jókst í lirfum (66 mg/100 g DM), en styrkur Ca var ekki eins hár og í lífmassa mjölorma (79 mg/100 g DM) í gerjuðum sígóríurótartilraunum, þó að Ca styrkur í laufajurtum hafi verið 14 sinnum hærri en í sígóríurót.
Miðað við örþáttasamsetningu blautfóðursins (Tafla 3) var steinefnasamsetning grænmetisblöndunnar svipuð og viðmiðunarhópurinn, nema hvað Mn styrkurinn var marktækt lægri. Styrkur allra greindra örþátta var lægri í niðurskurði af kartöflum samanborið við viðmiðið og aðrar aukaafurðir. Gerjuð síkóríurrót innihélt næstum 100 sinnum meira járn, 4 sinnum meira kopar, 2 sinnum meira sink og um það bil sama magn af mangani. Sink- og manganinnihald í laufum garðræktar var marktækt hærra en í samanburðarhópnum.
Enginn marktækur munur fannst á snefilefnainnihaldi lirfanna sem fengu viðmiðunarfæði, grænmetisblöndu og blautu kartöfluafgangi. Hins vegar var Fe og Mn innihald lirfanna sem fengu gerjuða síkóríurrótarfóðrið marktækt frábrugðið mjölormunum sem fengu samanburðarhópinn. Aukning á Fe innihaldi getur stafað af hundraðfaldri aukningu á styrk snefilefna í blautu fæðinu sjálfu. Hins vegar, þó að ekki hafi verið marktækur munur á Mn styrk milli gerjuðu sígóríurótanna og samanburðarhópsins, jókst magn Mn í lirfunum sem fengu gerjuðar sígóríurótina. Einnig skal tekið fram að Mn styrkurinn var hærri (3-faldur) í blautblaðafæði garðyrkjufæðisins samanborið við samanburðarhópinn, en ekki var marktækur munur á lífmassasamsetningu mjölorma. Eini munurinn á viðmiðunar- og garðyrkjulaufum var Cu-innihald sem var lægra í blöðunum.
Tafla 4 sýnir styrk þungmálma sem finnast í undirlagi. Evrópskur hámarksstyrkur Pb, Cd og Cr í heilfóðri hefur verið umreiknaður í mg/100 g þurrefnis og bætt við töflu 4 til að auðvelda samanburð við styrk sem finnast í hliðarstraumum47.
Ekkert Pb greindist í viðmiðunarblautfóðri, grænmetisblöndum eða kartöfluklíðum, en garðblöð innihéldu 0,002 mg Pb/100 g DM og gerjaðar síkóríurætur innihéldu hæsta styrkinn 0,041 mg Pb/100 g DM. Styrkur C í samanburðarfóðri og garðlaufum var sambærilegur (0,023 og 0,021 mg/100 g DM), en hann var lægri í grænmetisblöndunum og kartöfluklíði (0,004 og 0,007 mg/100 g DM). Í samanburði við önnur hvarfefni var Cr styrkur í gerjuðum síkóríurrótum marktækt hærri (0,135 mg/100 g DM) og sexfalt hærri en í samanburðarfóðri. Cd fannst hvorki í stjórnstraumnum né neinum hliðarstraumum sem notaðir voru.
Marktækt hærra magn af Pb og Cr fannst í lirfum sem fengu gerjaðar síkóríurætur. Hins vegar fannst Cd ekki í neinum mjölormalirfum.
Framkvæmd var eigindleg greining á fitusýrum í hráfitunni til að ákvarða hvort fitusýrusnið mjölormalirfa gæti haft áhrif á mismunandi þætti hliðarstraumsins sem þær voru fóðraðar á. Dreifing þessara fitusýra er sýnd í töflu 5. Fitusýrurnar eru taldar upp með almennu nafni og sameindabyggingu (tilnefnd sem „Cx:y“, þar sem x samsvarar fjölda kolefnisatóma og y fjölda ómettaðra tengiefna. ).
Fitusýrusnið mjölorma sem fengu kartöflurif var verulega breytt. Þau innihéldu marktækt meira magn af myristínsýru (C14:0), palmitínsýru (C16:0), palmitólsýru (C16:1) og olíusýru (C18:1). Styrkur pentadecansýru (C15:0), línólsýru (C18:2) og línólsýru (C18:3) var marktækt lægri samanborið við aðra mjölorma. Í samanburði við önnur fitusýrusnið var hlutfallið C18:1 til C18:2 snúið við í kartöflurifum. Mjölormar sem fengu garðyrkjulauf innihéldu meira magn af pentadecanoic sýru (C15:0) en mjölormar sem fengu annað blautt fæði.
Fitusýrur skiptast í mettaðar fitusýrur (SFA), einómettaðar fitusýrur (MUFA) og fjölómettaðar fitusýrur (PUFA). Tafla 5 sýnir styrk þessara fitusýruhópa. Á heildina litið voru fitusýrusnið mjölorma sem fengu kartöfluúrgang marktækt frábrugðnir samanburðar- og öðrum hliðarstraumum. Fyrir hvern fitusýruhóp voru mjölormar sem fengu kartöfluflögur verulega frábrugðnir öllum öðrum hópum. Þeir innihéldu meira SFA og MUFA og minna PUFA.
Enginn marktækur munur var á lifunarhlutfalli og heildaruppskeruþyngd lirfa sem ræktaðar voru á mismunandi undirlagi. Heildarmeðallifun var 90% og meðaluppskeruþyngd var 974 grömm. Mjölormar vinna með góðum árangri aukaafurðir sem uppspretta blautfóðurs. Mjölorms blautfóður er meira en helmingur af heildarfóðurþyngd (þurrt + blautt). Að skipta út fersku grænmeti fyrir aukaafurðir úr landbúnaði sem hefðbundið blautfóður hefur efnahagslegan og umhverfislegan ávinning fyrir mjölormarækt.
Tafla 1 sýnir að lífmassasamsetning mjölormalirfa sem alin voru á viðmiðunarfæði var um það bil 72% raki, 5% aska, 19% lípíð, 51% prótein, 8% kítín og 18% þurrefni sem trefjalaus kolvetni. Þetta er sambærilegt við gildi sem greint er frá í bókmenntum.48,49 Hins vegar er hægt að finna aðra þætti í bókmenntum, oft eftir því hvaða greiningaraðferð er notuð. Til dæmis notuðum við Kjeldahl aðferðina til að ákvarða hrápróteininnihald með N til P hlutfallinu 5,33, en aðrir vísindamenn nota algengara hlutfallið 6,25 fyrir kjöt- og fóðursýni.50,51
Bæta kartöfluafgöngum (kolvetnaríkt blautt fæði) í fæðið olli tvöföldun á fituinnihaldi mjölorma. Gert er ráð fyrir að kolvetnainnihald kartöflunnar samanstandi aðallega af sterkju, en agar inniheldur sykur (fjölsykrur)47,48. Þessi niðurstaða er í mótsögn við aðra rannsókn sem leiddi í ljós að fituinnihald minnkaði þegar mjölormum var gefið fæðu sem var bætt við gufuhýddum kartöflum sem voru próteinlítil (10,7%) og sterkjurík (49,8%)36. Þegar ólífuleifar voru settar í fæðuna samsvaraði prótein- og kolvetnainnihald mjölorma við blautt fæði en fituinnihaldið hélst óbreytt35. Aftur á móti hafa aðrar rannsóknir sýnt að próteininnihald lirfa sem aldar eru upp í hliðarstraumi tekur grundvallarbreytingum, eins og fituinnihald22,37.
Gerjuð síkóríurrót jók verulega öskuinnihald mjölormalirfa (tafla 1). Rannsóknir á áhrifum aukaafurða á ösku- og steinefnasamsetningu mjölormalirfa eru takmarkaðar. Flestar aukaafurðir fóðrunarrannsóknir hafa beinst að fitu- og próteininnihaldi lirfa án þess að greina öskuinnihald21,35,36,38,39. Hins vegar, þegar öskuinnihald lirfa sem fengu aukaafurðir var greint kom í ljós aukning á öskuinnihaldi. Til dæmis jók öskuinnihald þeirra úr 3,01% í 5,30% með því að fóðra mjölorma garðúrgang og að bæta vatnsmelónuúrgangi í fæðuna jók öskuinnihaldið úr 1,87% í 4,40%.
Þótt allir blautfóðursuppsprettur hafi verið verulega mismunandi í áætluðum samsetningu þeirra (tafla 1), var munur á lífmassasamsetningu mjölormalirfa sem fengu viðkomandi blautfóðursuppsprettu minniháttar. Aðeins mjölormalirfur sem fengu kartöflubita eða gerjaðar síkóríurrót sýndu marktækar breytingar. Ein möguleg skýring á þessari niðurstöðu er sú að auk sígóríurótanna voru kartöflubitarnir einnig gerjaðir að hluta (pH 4,7, tafla 1), sem gerir sterkjuna/kolvetnin meltanlegri/aðgengilegri fyrir mjölormalirfurnar. Hvernig mjölormalirfur búa til lípíð úr næringarefnum eins og kolvetnum er mjög áhugavert og ætti að kanna til hlítar í framtíðarrannsóknum. Fyrri rannsókn á áhrifum pH-gildis í blautu fæði á vöxt mjölormslirfa komst að þeirri niðurstöðu að enginn marktækur munur sást þegar agarblokkir voru notaðir með blautu fóðri á pH-bilinu 3 til 9. Þetta bendir til þess að hægt sé að nota gerjuð blautfæði til ræktunar á Tenebrio molitor53. Svipað og Coudron o.fl.53 notuðu viðmiðunartilraunir agarblokka í blautum fæðutegundum þar sem skortur var á steinefnum og næringarefnum. Rannsókn þeirra kannaði ekki hvaða áhrif meira næringarfræðilega fjölbreytt blautt fæði eins og grænmeti eða kartöflur hafa á að bæta meltanleika eða aðgengi. Frekari rannsókna á áhrifum gerjunar á blautu fæði á lirfur mjölorma er þörf til að kanna þessa kenningu frekar.
Steinefnadreifing á lífmassa viðmiðunarmjölorma sem fannst í þessari rannsókn (Tafla 2 og 3) er sambærileg við úrval stór- og örnæringarefna sem finnast í bókmenntum48,54,55. Með því að útvega mjölormum gerjaða síkóríurrót sem blautfæði hámarkar steinefnainnihald þeirra. Þrátt fyrir að flest stór- og örnæringarefni hafi verið hærra í grænmetisblöndunum og garðblöðunum (Tafla 2 og 3) höfðu þau ekki sama áhrif á steinefnainnihald mjölorma lífmassa og gerjaðar síkóríurætur. Ein möguleg skýring er sú að næringarefnin í basískum laufum garðsins eru minna aðgengileg en í hinum, súrari blautfæðinu (tafla 1). Fyrri rannsóknir fóðruðu mjölormalirfur með gerjuðum hrísgrjónahálmum og komust að því að þær þróuðust vel í þessum hliðarstraumi og sýndu einnig að formeðferð á undirlaginu með gerjun olli upptöku næringarefna. 56 Notkun á gerjuðum síkóríurrótum jók Ca, Fe og Mn innihald mjölorma lífmassa. Þrátt fyrir að þessi hliðarstraumur innihélt einnig hærri styrk annarra steinefna (P, Mg, K, Na, Zn og Cu), þá voru þessi steinefni ekki marktækt meira í lífmassa mjölorma samanborið við samanburðarhópinn, sem gefur til kynna sérhæfni steinefnaupptöku. Aukið innihald þessara steinefna í lífmassa mjölorma hefur næringargildi fyrir matvæli og fóður. Kalsíum er nauðsynlegt steinefni sem gegnir mikilvægu hlutverki í taugavöðvastarfsemi og mörgum ensímmiðluðum ferlum eins og blóðstorknun, bein- og tannmyndun. 57,58 Járnskortur er algengt vandamál í þróunarlöndum þar sem börn, konur og aldraðir fá oft ekki nóg járn úr fæðunni. 54 Þó mangan sé ómissandi þáttur í mataræði mannsins og gegni lykilhlutverki í starfsemi margra ensíma, getur of mikil inntaka verið eitruð. Hærra manganmagn í mjölormum sem fengu gerjuð síkóríurót var ekki áhyggjuefni og var sambærilegt við hænur. 59
Styrkur þungmálma sem fannst í hliðarstraumi var undir evrópskum stöðlum fyrir heilfóður. Þungmálmagreining á mjölormlirfum sýndi að Pb og Cr magn var marktækt hærra í mjölormum sem fóðraðir voru með gerjaðri síkóríurót en í samanburðarhópnum og öðrum hvarfefnum (tafla 4). Síkóríurætur vaxa í jarðvegi og vitað er að þær gleypa þungmálma, en hinir hliðarstraumarnir eiga uppruna sinn í stýrðri matvælaframleiðslu manna. Mjölormar fóðraðir með gerjuðri síkóríurót innihéldu einnig hærra magn af Pb og Cr (tafla 4). Reiknaðar lífuppsöfnunarstuðlar (BAF) voru 2,66 fyrir Pb og 1,14 fyrir Cr, þ.e. hærri en 1, sem gefur til kynna að mjölormar hafi getu til að safna þungmálmum. Að því er varðar Pb setur ESB hámark Pb innihald 0,10 mg á hvert kíló af fersku kjöti til manneldis61. Í mati á tilraunagögnum var hámarks styrkur Pb sem fannst í gerjuðum síkóríurrótarmjölormum 0,11 mg/100 g DM. Þegar gildið var endurreiknað í 30,8% þurrefnisinnihald fyrir þessa mjölorma var Pb-innihaldið 0,034 mg/kg ferskt efni sem var undir hámarksgildinu 0,10 mg/kg. Ekkert hámarksinnihald Cr er tilgreint í evrópskum matvælareglugerðum. Cr er almennt að finna í umhverfinu, matvælum og matvælaaukefnum og vitað er að það er nauðsynlegt næringarefni fyrir menn í litlu magni62,63,64. Þessar greiningar (tafla 4) benda til þess að T. molitor lirfur geti safnað þungmálmum þegar þungmálmar eru í fæðunni. Hins vegar er magn þungmálma sem finnast í lífmassa mjölorma í þessari rannsókn talið öruggt til manneldis. Mælt er með reglulegu og vandlegu eftirliti þegar notaðir eru hliðarstraumar sem geta innihaldið þungmálma sem blautfóðurgjafa fyrir T. molitor.
Algengustu fitusýrurnar í heildarlífmassa T. molitor lirfa voru palmitínsýra (C16:0), olíusýra (C18:1) og línólsýra (C18:2) (tafla 5), sem er í samræmi við fyrri rannsóknir á T. molitor. Niðurstöður fitusýrurófsins eru stöðugar36,46,50,65. Fitusýrusnið T. molitor samanstendur almennt af fimm meginþáttum: olíusýru (C18:1), palmitínsýra (C16:0), línólsýra (C18:2), myristínsýra (C14:0) og sterínsýra. (C18:0). Greint er frá því að olíusýra sé algengasta fitusýran (30–60%) í mjölormalirfum, þar á eftir koma palmitínsýra og línólsýra22,35,38,39. Fyrri rannsóknir hafa sýnt að þessi fitusýrusnið er undir áhrifum af mataræði mjölorma lirfa, en munurinn fylgir ekki sömu þróun og mataræði38. Í samanburði við önnur fitusýrusnið er C18:1–C18:2 hlutfallið í kartöfluhýðingum snúið við. Svipaðar niðurstöður fengust fyrir breytingar á fitusýrusniði mjölorma sem fengu gufusoðnar kartöfluflögur36. Þessar niðurstöður benda til þess að þrátt fyrir að fitusýrusnið mjölormaolíu geti breyst er hún enn rík uppspretta ómettaðra fitusýra.
Markmið þessarar rannsóknar var að meta áhrif þess að nota fjögur mismunandi lífúrgangsstrauma frá landbúnaðariðnaði sem blautfóður á samsetningu mjölorma. Áhrifin voru metin út frá næringargildi lirfanna. Niðurstöðurnar sýndu að með góðum árangri tókst að breyta aukaafurðum í próteinríkan lífmassa (próteininnihald 40,7-52,3%), sem hægt er að nota sem matvæli og fóður. Auk þess sýndi rannsóknin að notkun aukaafurðanna sem blautfóður hefur áhrif á næringargildi mjölorma lífmassa. Sérstaklega eykur fituinnihald þeirra og breytir fitusýrusamsetningu þeirra að gefa lirfum háan styrk kolvetna (td kartöflusneiðar): lægra innihald fjölómettaðra fitusýra og hærra innihald mettaðra og einómettaðra fitusýra, en ekki styrkur ómettaðra fitusýra. . Fitusýrurnar (einómettaðar + fjölómettaðar) eru enn allsráðandi. Rannsóknin sýndi einnig að mjölormar safna sér vali fyrir kalsíum, járn og mangan úr hliðarstraumum ríkum af súrum steinefnum. Aðgengi steinefna virðist gegna mikilvægu hlutverki og frekari rannsókna er þörf til að skilja þetta að fullu. Þungmálmar í hliðarstraumum geta safnast fyrir í mjölormum. Hins vegar var lokastyrkur Pb, Cd og Cr í lífmassa lirfa undir viðunandi mörkum, sem gerir kleift að nota þessa hliðarstrauma á öruggan hátt sem blautfóðurgjafa.
Mjölormalirfur voru aldar upp af Radius (Giel, Belgíu) og Inagro (Rumbeke-Beitem, Belgíu) við Thomas More University of Applied Sciences við 27 °C og 60% rakastig. Þéttleiki mjölorma aldir í 60 x 40 cm fiskabúr var 4,17 ormar/cm2 (10.000 mjölormar). Lirfur fengu upphaflega 2,1 kg af hveitiklíði sem þurrfóður á hvern eldistank og síðan bætt við eftir þörfum. Notaðu agarblokka sem eftirlitsmeðferð með blautmat. Byrjaðu á 4. viku, byrjaðu að fæða hliðarstrauma (einnig rakagjafa) sem blautfóður í stað agar að vild. Þurrefnishlutfall hvers hliðarstraums var fyrirfram ákveðið og skráð til að tryggja jafnt magn af raka fyrir öll skordýr yfir meðferðir. Fæðunni er dreift jafnt um terrariumið. Lirfum er safnað þegar fyrstu púpurnar koma upp í tilraunahópnum. Lirfuuppskera fer fram með því að nota vélrænan hristara með 2 mm þvermál. Fyrir utan tilraunina með kartöfluhægeldunum. Stórir skammtar af þurrkuðum kartöflum í teningum eru einnig aðskildir með því að leyfa lirfum að skríða í gegnum þetta möskva og safna þeim í málmbakka. Heildaruppskeruþyngd er ákvörðuð með því að vega heildaruppskeruþyngd. Lifun er reiknuð út með því að deila heildaruppskeruþyngd með lirfuþyngd. Þyngd lirfa er ákvörðuð með því að velja að minnsta kosti 100 lirfur og deila heildarþyngd þeirra með fjölda. Safnaðar lirfur eru sveltar í 24 klst til að tæma þarma sína fyrir greiningu. Að lokum eru lirfur skimaðar aftur til að skilja þær frá afgangnum. Þau eru fryst og aflífuð og geymd við -18°C fram að greiningu.
Þurrfóður var hveitiklíð (Belgískt Molens Joye). Hveitiklíð var forsigtað í kornastærð minni en 2 mm. Auk þurrfóðurs þurfa mjölormalirfur einnig blautt fóður til að viðhalda raka og steinefnauppbót sem mjölormar þurfa. Blautfóður er meira en helmingur alls fóðurs (þurrfóður + blautfóður). Í tilraunum okkar var agar (Brouwland, Belgía, 25 g/l) notaður sem viðmiðunarblautfóður45. Eins og sést á mynd 1 voru fjórar aukaafurðir úr landbúnaði með mismunandi næringarinnihald prófaðar sem blautfóður fyrir mjölormalirfur. Þessar aukaafurðir eru ma (a) lauf frá gúrkuræktun (Inagro, Belgíu), (b) kartöflusnyrti (Duigny, Belgíu), (c) gerjaðar síkóríurætur (Inagro, Belgíu) og (d) óseldir ávextir og grænmeti frá uppboðum . (Belorta, Belgía). Hliðarstraumurinn er saxaður í bita sem henta til notkunar sem blautt mjölormafóður.
Aukaafurðir úr landbúnaði sem blautfóður fyrir mjölorma; a) garðlauf frá gúrkuræktun, (b) kartöflugræðlingar, (c) síkóríurætur, (d) óselt grænmeti á uppboði og (e) agarblokkir. Sem stjórntæki.
Samsetning fóður- og mjölormalirfa var ákvörðuð þrisvar sinnum (n = 3). Metið var hraðgreining, steinefnasamsetning, þungmálmainnihald og fitusýrusamsetning. Einsleitt sýni upp á 250 g var tekið úr lirfunum sem safnað var og svelt, þurrkað við 60°C að stöðugri þyngd, malað (IKA, Tube mill 100) og sigtað í gegnum 1 mm sigti. Þurrkuðu sýnin voru innsigluð í dökkum ílátum.
Þurrefnisinnihaldið (DM) var ákvarðað með því að þurrka sýnin í ofni við 105°C í 24 klukkustundir (Memmert, UF110). Hlutfall þurrefnis var reiknað út frá þyngdartapi sýnisins.
Hráöskuinnihald (CA) var ákvarðað með massatapi við bruna í múffuofni (Nabertherm, L9/11/SKM) við 550°C í 4 klst.
Hráfituinnihald eða díetýleter (EE) útdráttur var gerður með jarðolíueter (bp 40–60 °C) með Soxhlet útdráttarbúnaði. Um það bil 10 g af sýni voru sett í útdráttarhausinn og þakið keramikull til að koma í veg fyrir tap á sýnum. Sýni voru dregin út yfir nótt með 150 ml af jarðolíueter. Útdrátturinn var kældur, lífræni leysirinn fjarlægður og endurheimtur með snúningsgufun (Büchi, R-300) við 300 mbar og 50°C. Hrá lípíð eða eter útdrættirnir voru kældir og vegnir á greiningarvog.
Hrápróteininnihald (CP) var ákvarðað með því að greina köfnunarefni í sýninu með Kjeldahl aðferð BN EN ISO 5983-1 (2005). Notaðu viðeigandi N til P þætti til að reikna út próteininnihald. Notaðu heildarstuðulinn 6,25 fyrir venjulega þurrfóður (hveitiklíð). Fyrir hliðarstraum er stuðullinn 4,2366 notaður og fyrir grænmetisblöndur er stuðullinn 4,3967 notaður. Hrápróteininnihald lirfa var reiknað út með N til P stuðlinum 5,3351.
Trefjainnihaldið innihélt hlutlausa þvottatrefja (NDF) ákvörðun byggða á Gerhardt útdráttaraðferðinni (handvirk trefjagreining í pokum, Gerhardt, Þýskalandi) og van Soest 68 aðferðinni. Til að ákvarða NDF var 1 g sýni sett í sérstakan trefjapoka (Gerhardt, ADF/NDF poka) með glerfóðri. Trefjapokarnir fylltir með sýnum voru fyrst fituhreinsaðir með petroleum ether (suðumark 40–60 °C) og síðan þurrkaðir við stofuhita. Affitaða sýnið var dregið út með hlutlausri trefjaþvottaefnislausn sem innihélt hitastöðugan α-amýlasa við suðuhita í 1,5 klst. Sýnin voru síðan þvegin þrisvar sinnum með sjóðandi afjónuðu vatni og þurrkuð við 105°C yfir nótt. Þurr trefjapokarnir (sem innihalda trefjaleifar) voru vigtaðir með greiningarvogi (Sartorius, P224-1S) og síðan brenndir í múffuofni (Nabertherm, L9/11/SKM) við 550°C í 4 klst. Askan var vigtuð aftur og trefjainnihaldið reiknað út frá þyngdartapi milli þurrkunar og brennslu sýnis.
Til að ákvarða kítíninnihald lirfanna notuðum við breytta siðareglur byggða á hrátrefjagreiningu van Soest 68 . 1 g sýni var sett í sérstakan trefjapoka (Gerhardt, CF Bag) og glerinnsigli. Sýnunum var pakkað í trefjapokana, fituhreinsað í petroleum ether (c. 40–60 °C) og loftþurrkað. Affitaða sýnið var fyrst dregið út með súrri lausn af 0,13 M brennisteinssýru við suðuhita í 30 mín. Útdráttartrefjapokinn sem innihélt sýnið var þveginn þrisvar sinnum með sjóðandi afjónuðu vatni og síðan dreginn út með 0,23 M kalíumhýdroxíðlausn í 2 klst. Útdráttartrefjapokinn sem innihélt sýnið var aftur skolaður þrisvar sinnum með sjóðandi afjónuðu vatni og þurrkaður við 105°C yfir nótt. Þurrpokinn sem inniheldur trefjaleifarnar var vigtaður á greiningarvog og brenndur í múffuofni við 550°C í 4 klukkustundir. Askan var vigtuð og trefjainnihaldið reiknað út frá þyngdartapi brennda sýnisins.
Heildarkolvetnainnihald var reiknað. Styrkur ótrefja kolvetna (NFC) í fóðri var reiknaður út með NDF greiningu og skordýrastyrkur var reiknaður út með kítíngreiningu.
pH fylkisins var ákvarðað eftir útdrátt með afjónuðu vatni (1:5 v/v) samkvæmt NBN EN 15933.
Sýni voru útbúin eins og lýst er af Broeckx o.fl. Steinefnasnið voru ákvörðuð með ICP-OES (Optima 4300™ DV ICP-OES, Perkin Elmer, MA, Bandaríkjunum).
Þungmálmarnir Cd, Cr og Pb voru greindir með grafítofni atómgleypnigreiningu (AAS) (Thermo Scientific, ICE 3000 röð, búin sjálfvirkum GFS ofni). Um 200 mg af sýni voru melt í súru HNO3/HCl (1:3 v/v) með örbylgjuofnum (CEM, MARS 5). Örbylgjumelting var framkvæmd við 190°C í 25 mínútur við 600 W. Þynnið útdráttinn með ofurhreinu vatni.
Fitusýrur voru ákvarðaðar með GC-MS (Agilent Technologies, 7820A GC kerfi með 5977 E MSD skynjara). Samkvæmt aðferð Joseph og Akman70 var 20% BF3/MeOH lausn bætt við metanólíska KOH lausn og fitusýra metýl ester (FAME) var fenginn úr eterútdrættinum eftir estrurun. Hægt er að greina fitusýrur með því að bera saman varðveislutíma þeirra við 37 FAME blöndustaðla (Chemical Lab) eða með því að bera MS litróf þeirra saman við netsöfn eins og NIST gagnagrunninn. Eigindleg greining er framkvæmd með því að reikna út toppflatarmál sem hlutfall af heildar toppflatarmáli litskiljunar.
Gagnagreining var framkvæmd með JMP Pro 15.1.1 hugbúnaði frá SAS (Buckinghamshire, Bretlandi). Mat var framkvæmt með einhliða dreifnigreiningu með marktektarstiginu 0,05 og Tukey HSD sem post hoc próf.
Lífuppsöfnunarstuðullinn (BAF) var reiknaður út með því að deila styrk þungmálma í lífmassa mjölorma lirfa (DM) með styrknum í blautfóðri (DM) 43 . BAF stærra en 1 gefur til kynna að þungmálmar safnist fyrir í blautfóðri í lirfum.
Gagnasöfnin sem mynduð eru og/eða greind meðan á yfirstandandi rannsókn stendur eru fáanleg hjá samsvarandi höfundi gegn sanngjörnu beiðni.
Efnahags- og félagsmáladeild Sameinuðu þjóðanna, mannfjöldadeild. Mannfjöldahorfur í heiminum 2019: Hápunktar (ST/ESA/SER.A/423) (2019).
Cole, MB, Augustine, MA, Robertson, MJ og Manners, JM, Matvælaöryggisvísindi. NPJ Sci. Matur 2018, 2. https://doi.org/10.1038/s41538-018-0021-9 (2018).
Birtingartími: 19. desember 2024