Ви благодариме што ја посетивте Nature.com. Верзијата на прелистувачот што ја користите има ограничена поддршка за CSS. За најдобри резултати, препорачуваме користење на понов прелистувач (или оневозможување на режимот на компатибилност во Internet Explorer). Во меѓувреме, за да обезбедиме континуирана поддршка, ќе ја прикажеме страницата без стилови и JavaScript.
Одгледувањето инсекти е потенцијален начин да се задоволи растечката глобална побарувачка за протеини и е нова активност во западниот свет каде што остануваат многу прашања во врска со квалитетот и безбедноста на производите. Инсектите можат да играат важна улога во кружната економија со претворање на биоотпадот во вредна биомаса. Околу половина од подлогата за добиточна храна за црви од брашно доаѓа од влажна храна. Ова може да се добие од биоотпад, што го прави одгледувањето инсекти поодржливо. Оваа статија известува за нутритивниот состав на црви (Tenebrio molitor) хранети со органски додатоци од нуспроизводи. Тие вклучуваат непродаден зеленчук, парчиња компир, ферментирани корени од цикорија и градинарски лисја. Се проценува со анализа на приближниот состав, профилот на масни киселини, содржината на минерали и тешки метали. Црвите хранети со парчиња компир имале двојна содржина на маснотии и зголемување на заситените и мононезаситените масни киселини. Употребата на ферментиран корен од цикорија ја зголемува содржината на минерали и акумулира тешки метали. Дополнително, апсорпцијата на минералите од страна на брашното е селективна, бидејќи само концентрациите на калциум, железо и манган се зголемени. Додавањето мешавини од зеленчук или градинарски лисја во исхраната нема значително да го промени нутритивниот профил. Како заклучок, протокот на нуспроизвод беше успешно претворен во биомаса богата со протеини, чија содржина на хранливи материи и биорасположивост влијаеше на составот на оброците.
Растечката човечка популација се очекува да достигне 9,7 милијарди до 20501 година,2 што ќе изврши притисок врз нашето производство на храна да се справи со големата побарувачка за храна. Се проценува дека побарувачката за храна ќе се зголеми за 70-80% помеѓу 2012 и 20503 година,4,5. Природните ресурси што се користат во тековното производство на храна се исцрпуваат, загрозувајќи ги нашите екосистеми и резервите на храна. Покрај тоа, се трошат големи количини на биомаса во однос на производството и потрошувачката на храна. Се проценува дека до 2050 година, годишниот глобален волумен на отпад ќе достигне 27 милијарди тони, од кои најголемиот дел е биоотпад6,7,8. Како одговор на овие предизвици, предложени се иновативни решенија, алтернативи за храна и одржлив развој на земјоделството и прехранбените системи9,10,11. Еден таков пристап е да се користат органски остатоци за производство на суровини како што се јастиви инсекти како одржливи извори на храна и добиточна храна12,13. Одгледувањето инсекти произведува помали емисии на стакленички гасови и амонијак, бара помалку вода од традиционалните извори на протеини и може да се произведува во вертикални системи за одгледување, за што е потребен помалку простор14,15,16,17,18,19. Истражувањата покажаа дека инсектите се способни да го претворат биоотпадот со ниска вредност во вредна биомаса богата со протеини со содржина на сува материја до 70%20,21,22. Понатаму, биомасата со мала вредност моментално се користи за производство на енергија, депонии или рециклирање и затоа не се натпреварува со сегашниот сектор за храна и добиточна храна23,24,25,26. Мел црвот (T. molitor)27 се смета за еден од најперспективните видови за големо производство на храна и добиточна храна. И ларвите и возрасните се хранат со различни материјали како што се житни производи, животински отпад, зеленчук, овошје итн. 28,29. Во западните општества, T. molitor се одгледува во заробеништво во мал обем, главно како храна за домашни животни како птици или влекачи. Во моментов, нивниот потенцијал во производството на храна и добиточна храна добива поголемо внимание30,31,32. На пример, T. molitor е одобрен со нов профил на храна, вклучително и употреба во замрзнати, сушени и прашкасти форми (Регулатива (ЕУ) бр. 258/97 и Регулатива (ЕУ) 2015/2283) 33. Сепак, големо производство на инсекти за храна и добиточна храна сè уште е релативно нов концепт во западните земји. Индустријата се соочува со предизвици како што се празнините во знаењето во однос на оптималната исхрана и производството, нутритивниот квалитет на финалниот производ и безбедносните прашања како што се токсични акумулации и микробиолошки опасности. За разлика од традиционалното сточарство, одгледувањето инсекти нема слично историско досие17,24,25,34.
Иако се спроведени многу студии за хранливата вредност на млечните црви, факторите кои влијаат на нивната хранлива вредност сè уште не се целосно разбрани. Претходните студии покажаа дека исхраната на инсектите може да има одреден ефект врз нејзиниот состав, но не беше пронајдена јасна шема. Дополнително, овие студии се фокусираа на протеинските и липидните компоненти на црви, но имаа ограничени ефекти врз минералните компоненти21,22,32,35,36,37,38,39,40. Потребни се повеќе истражувања за да се разбере капацитетот на апсорпција на минералите. Една неодамнешна студија заклучи дека ларвите на црвените црви хранети со ротквица имале малку покачени концентрации на одредени минерали. Сепак, овие резултати се ограничени на тестираниот супстрат и потребни се дополнителни индустриски испитувања41. Забележано е дека акумулацијата на тешки метали (Cd, Pb, Ni, As, Hg) во црви од брашно е значително поврзана со содржината на метал во матрицата. Иако концентрациите на метали кои се наоѓаат во исхраната во добиточната храна се под законските граници42, откриено е дека арсенот биоакумулирал и во ларвите на брашна црви, додека кадмиумот и оловото не биоакумулираат43. Разбирањето на ефектите од диетата врз нутритивниот состав на бразните црви е од клучно значење за нивната безбедна употреба во храната и добиточната храна.
Студијата претставена во овој труд се фокусира на влијанието на користењето на земјоделските нуспроизводи како влажен извор на добиточна храна врз нутритивниот состав на млечните црви. Покрај сува храна, на ларвите треба да им се обезбеди и влажна храна. Изворот на влажна храна ја обезбедува потребната влажност, а исто така служи и како додаток во исхраната за црви од брашно, зголемувајќи ја стапката на раст и максималната телесна тежина44,45. Согласно нашите стандардни податоци за одгледување црви во проектот Interreg-Valusect, вкупната храна за црви содржи 57% w/w влажна храна. Вообичаено, свежиот зеленчук (на пр. моркови) се користи како извор на влажна храна35,36,42,44,46. Користењето нуспроизводи со мала вредност како извори на влажна храна ќе донесе поодржливи и економски придобивки за одгледувањето инсекти17. Целите на оваа студија беа (1) да се истражат ефектите од користењето на биоотпадот како влажна храна врз нутритивниот состав на црви, (2) да се одреди содржината на макро и микронутриенти во ларвите од брашна црви одгледувани на биоотпад богат со минерали за да се тестира изводливоста на минерално збогатување и (3) проценете ја безбедноста на овие нуспроизводи во одгледувањето инсекти преку анализа на присуството и акумулацијата на тешки метали Pb, Cd и Cr. Оваа студија ќе обезбеди дополнителни информации за ефектите од дополнувањето на биоотпадот врз диетите на ларви од брашна црви, хранливата вредност и безбедноста.
Содржината на сува материја во страничниот проток беше поголема во споредба со контролниот влажен хранлив агар. Содржината на сува материја во мешавините од зеленчук и лисјата од градината беше помала од 10%, додека беше поголема кај сечињата од компир и ферментираните корени на цикорија (13,4 и 29,9 g/100 g свежа материја, FM).
Мешавината од зеленчук имаше поголема содржина на сурова пепел, масти и протеини и помала содржина на невлакнести јаглехидрати од контролната храна (агар), додека содржината на неутрални влакна за детергент третирани со амилаза беше слична. Содржината на јаглехидрати во парчињата компир беше највисока од сите странични текови и беше споредлива со онаа на агарот. Севкупно, неговиот суров состав беше најмногу сличен на контролната храна, но беше дополнет со мали количини на протеини (4,9%) и суров пепел (2,9%) 47,48. PH на компирот се движи од 5 до 6, а вреди да се напомене дека овој страничен тек на компирот е покисел (4,7). Ферментираниот корен на цикорија е богат со пепел и е најкисел од сите странични потоци. Бидејќи корените не се исчистени, се очекува најголемиот дел од пепелта да се состои од песок (силика). Градинарските лисја беа единствениот алкален производ во споредба со контролните и другите странични потоци. Содржи високо ниво на пепел и протеини и многу пониски јаглехидрати од контролната. Суровиот состав е најблиску до ферментираниот корен на цикорија, но концентрацијата на суровиот протеин е повисока (15,0%), што е споредливо со содржината на протеини во мешавината од зеленчук. Статистичката анализа на горенаведените податоци покажа значителни разлики во суровиот состав и рН на страничните струи.
Додавањето на мешавини од зеленчук или градинарски лисја во храната со брашна црви не влијаеше на составот на биомасата на ларвите од црв во споредба со контролната група (Табела 1). Додавањето на исечоци од компир резултираше со најзначајната разлика во составот на биомасата во споредба со контролната група која примаше ларви од газирани црви и други извори на влажна храна. Што се однесува до содржината на протеини во млечните црви, со исклучок на сечињата од компири, различниот приближен состав на страничните текови не влијаеше на содржината на протеини во ларвите. Хранењето на сечињата од компир како извор на влага доведе до двојно зголемување на содржината на маснотии во ларвите и намалување на содржината на протеини, хитин и невлакнести јаглехидрати. Ферментираниот корен на цикорија ја зголеми содржината на пепел во ларвите на брашна црви за еден и пол пати.
Профилите на минералите беа изразени како содржина на макроминерали (Табела 2) и микронутриенти (Табела 3) во влажната храна и биомасата на ларвите на алтернативните црви.
Општо земено, земјоделските странични текови беа побогати со макроминерали во споредба со контролната група, освен за сечињата од компири, кои имаа помала содржина на Mg, Na и Ca. Концентрацијата на калиум беше висока во сите странични текови во споредба со контролната. Агар содржи 3 mg/100 g DM K, додека концентрацијата на K во страничниот тек се движи од 1070 до 9909 mg/100 g DM. Содржината на макроминерали во мешавината од зеленчук беше значително повисока отколку во контролната група, но содржината на Na беше значително помала (88 наспроти 111 mg/100 g DM). Концентрацијата на макроминерали во сечињата од компир беше најниска од сите странични текови. Содржината на макроминерали во исечоците на компирот беше значително помала отколку кај другите странични потоци и контрола. Освен што содржината на Mg беше споредлива со контролната група. Иако ферментираниот корен на цикорија немаше најголема концентрација на макроминерали, содржината на пепел во овој страничен тек беше највисока од сите странични текови. Ова може да се должи на фактот дека тие не се прочистени и може да содржат високи концентрации на силициум диоксид (песок). Содржините на Na и Ca беа споредливи со оние во мешавината од зеленчук. Ферментираниот корен на цикорија содржел најголема концентрација на Na од сите странични текови. Со исклучок на Na, градинарските лисја имале највисоки концентрации на макроминерали од сите влажни сточна храна. Концентрацијата на К (9909 mg/100 g DM) беше три илјади пати повисока од контролната (3 mg/100 g DM) и 2,5 пати повисока од мешавината од зеленчук (4057 mg/100 g DM). Содржината на Ca беше највисока од сите странични текови (7276 mg/100 g DM), 20 пати повисока од контролната (336 mg/100 g DM) и 14 пати повисока од концентрацијата на Ca во ферментирани корени од цикорија или мешавина од зеленчук ( 530 и 496 mg/100 g ДМ).
Иако постоеја значителни разлики во макроминералниот состав на диетите (Табела 2), не беа пронајдени значајни разлики во макроминералниот состав на мелезните црви одгледувани на мешавини од зеленчук и контролни диети.
Ларвите хранети со трошки од компир имаа значително помали концентрации на сите макроминерали во споредба со контролната, со исклучок на Na, која имаше споредливи концентрации. Дополнително, хранењето со остри компири предизвика најголемо намалување на содржината на макроминерали на ларви во споредба со другите странични текови. Ова е во согласност со долниот пепел забележан во блиските формулации на мелени црви. Сепак, иако P и K беа значително повисоки во оваа влажна исхрана од другите странични текови и контролата, составот на ларвите не го одразува ова. Ниските концентрации на Ca и Mg кои се наоѓаат во биомасата на црвот може да бидат поврзани со ниските концентрации на Ca и Mg присутни во самата влажна исхрана.
Хранењето со ферментирани корени од цикорија и лисја од овоштарник резултираше со значително повисоки нивоа на калциум од контролите. Листовите од овоштарниците содржеа највисоки нивоа на P, Mg, K и Ca од сите влажни диети, но тоа не се одрази во биомасата на црвот. Концентрациите на Na беа најниски кај овие ларви, додека концентрациите на Na беа повисоки во лисјата од овоштарниците отколку во сечињата од компири. Содржината на Ca се зголемила кај ларвите (66 mg/100 g DM), но концентрациите на Ca не биле толку високи како оние во биомасата на брашна црви (79 mg/100 g DM) во експериментите со ферментирани корени на цикорија, иако концентрацијата на Ca во овошните култури била 14 пати повисоко отколку во коренот на цикоријата.
Врз основа на составот на микроелементите на влажните храни (Табела 3), минералниот состав на мешавината од зеленчук беше сличен на контролната група, освен што концентрацијата на Mn беше значително помала. Концентрациите на сите анализирани микроелементи беа пониски во парчињата компир во споредба со контролните и другите нуспроизводи. Ферментираниот корен од цикорија содржел речиси 100 пати повеќе железо, 4 пати повеќе бакар, 2 пати повеќе цинк и приближно исто количество манган. Содржината на цинк и манган во листовите на градинарските култури беше значително повисока отколку во контролната група.
Не беа пронајдени значајни разлики помеѓу содржината на елементите во трагови на ларвите кои се хранат со контролата, мешавината од зеленчук и исхраната со отпадоци од влажни компири. Сепак, содржината на Fe и Mn на ларвите кои се хранат со исхраната со ферментирани корени од цикорија беа значително различни од оние на црви од брашно хранети со контролната група. Зголемувањето на содржината на Fe може да се должи на стократното зголемување на концентрацијата на елементи во трагови во самата влажна исхрана. Сепак, иако немаше значителна разлика во концентрациите на Mn помеѓу ферментираните корени на цикорија и контролната група, нивоата на Mn се зголемија кај ларвите кои ги хранат ферментираните корени на цикорија. Исто така, треба да се забележи дека концентрацијата на Mn беше повисока (3 пати) во исхраната со влажни лисја од градинарската исхрана во споредба со контролната, но немаше значајна разлика во составот на биомаса на обоените црви. Единствената разлика помеѓу контролните и градинарските лисја беше содржината на Cu, која беше помала во лисјата.
Табела 4 ги прикажува концентрациите на тешки метали пронајдени во супстратите. Европските максимални концентрации на Pb, Cd и Cr во комплетната добиточна храна се претворени во mg/100 g сува материја и се додадени во Табела 4 за да се олесни споредбата со концентрациите пронајдени во страничните текови47.
Не беше откриен Pb во контролната влажна храна, мешавини од зеленчук или трици од компири, додека градинарските лисја содржеа 0,002 mg Pb/100 g DM и ферментираните корени на цикорија содржеа највисока концентрација од 0,041 mg Pb/100 g DM. Концентрациите на C во контролната храна и градинарски лисја беа споредливи (0,023 и 0,021 mg/100 g DM), додека тие беа пониски во мешавините од зеленчук и компировите трици (0,004 и 0,007 mg/100 g DM). Во споредба со другите супстрати, концентрацијата на Cr во ферментираните корени на цикорија беше значително повисока (0,135 mg/100 g DM) и шест пати повисока отколку во контролната храна. Cd не беше откриен ниту во контролниот тек ниту во кој било од користените странични текови.
Значително повисоки нивоа на Pb и Cr беа пронајдени кај ларвите кои се хранат со ферментирани корени од цикорија. Сепак, Cd не беше откриен во ниту една ларва на црв.
Извршена е квалитативна анализа на масните киселини во суровата маст за да се утврди дали профилот на масните киселини на ларвите на млечните црви може да биде под влијание на различните компоненти на страничниот тек со кој се хранеле. Распределбата на овие масни киселини е прикажана во Табела 5. Масните киселини се наведени според нивното заедничко име и молекуларна структура (означени како „Cx:y“, каде што x одговара на бројот на јаглеродни атоми и y на бројот на незаситени врски ).
Профилот на масните киселини на млечните црви хранети со парчиња компир беше значително променет. Тие содржеле значително поголеми количини миристичка киселина (C14:0), палмитинска киселина (C16:0), палмитолеинска киселина (C16:1) и олеинска киселина (C18:1). Концентрациите на пентадеканоична киселина (C15:0), линолова киселина (C18:2) и линоленска киселина (C18:3) беа значително пониски во споредба со другите црви. Во споредба со другите профили на масни киселини, односот C18:1 до C18:2 беше обратен во парчињата компири. Црвите кои се хранеле со градинарски лисја содржеле поголеми количества пентадеканоична киселина (C15:0) отколку црвите со други влажни диети.
Масните киселини се поделени на заситени масни киселини (SFA), мононезаситени масни киселини (MUFA) и полинезаситени масни киселини (PUFA). Табела 5 ги прикажува концентрациите на овие групи на масни киселини. Севкупно, профилите на масните киселини на црви од брашно хранети со отпад од компир беа значително различни од контролните и другите странични текови. За секоја група со масни киселини, црвите кои се хранат со чипс беа значително различни од сите други групи. Тие содржеа повеќе SFA и MUFA и помалку PUFA.
Немаше значајни разлики помеѓу стапката на преживување и вкупната тежина на принос на ларвите одгледувани на различни супстрати. Вкупната просечна стапка на преживување беше 90%, а вкупната просечна тежина на принос беше 974 грама. Меловите црви успешно ги обработуваат нуспроизводите како извор на влажна храна. Влажната храна за обичните црви сочинува повеќе од половина од вкупната тежина на добиточната храна (суво + влажно). Замената на свежиот зеленчук со земјоделски нуспроизводи како традиционална влажна храна има економски и еколошки придобивки за одгледувањето на црви.
Табела 1 покажува дека составот на биомаса на ларвите на брашна црви одгледувана на контролната диета е приближно 72% влага, 5% пепел, 19% липиди, 51% протеини, 8% хитин и 18% сува материја како невлакнести јаглехидрати. Ова е споредливо со вредностите пријавени во литературата.48,49 Сепак, други компоненти може да се најдат во литературата, често во зависност од користениот аналитички метод. На пример, ние го користевме методот Кјелдал за да ја одредиме содржината на сурови протеини со сооднос N спрема P од 5,33, додека други истражувачи користат пошироко користен однос од 6,25 за примероци од месо и добиточна храна.50,51
Додавањето на отпадоци од компири (влажна исхрана богата со јаглени хидрати) во исхраната резултираше со двојно зголемување на содржината на маснотии во црви. Содржината на јаглехидрати во компирот се очекува да се состои главно од скроб, додека агарот содржи шеќери (полисахариди)47,48. Ова откритие е во спротивност со друго истражување кое покажа дека содржината на маснотии се намалува кога црвите се хранеле со диета дополнета со компири излупени на пареа кои биле ниски со протеини (10,7%) и богати со скроб (49,8%)36. Кога во исхраната беше додадена маслиновата грмушка, содржината на протеини и јаглени хидрати во оброците се совпаѓаше со содржината на влажната исхрана, додека содржината на маснотии остана непроменета35. Спротивно на тоа, други студии покажаа дека содржината на протеини во ларвите кои се одгледуваат во странични текови претрпува фундаментални промени, како и содржината на маснотии22,37.
Ферментираниот корен на цикорија значително ја зголеми содржината на пепел во ларвите на газираните црви (Табела 1). Истражувањата за ефектите на нуспроизводите врз пепелта и минералниот состав на ларвите на брашна црви се ограничени. Повеќето студии за хранење нуспроизводи се фокусираа на содржината на масти и протеини во ларвите без да се анализира содржината на пепел21,35,36,38,39. Меѓутоа, кога се анализираше содржината на пепел во ларвите кои се хранат со нуспроизводи, беше откриено зголемување на содржината на пепел. На пример, хранењето со градинарски отпад ја зголеми содржината на пепел од 3,01% на 5,30%, а додавањето на отпадот од лубеница во исхраната ја зголеми содржината на пепел од 1,87% на 4,40%.
Иако сите извори на влажна храна значително се разликуваа во нивниот приближен состав (Табела 1), разликите во составот на биомасата на ларвите на газираните црви кои се хранат со соодветните извори на влажна храна беа мали. Значителни промени покажаа само ларвите од газирани црви хранети со парчиња компир или ферментиран корен од цикорија. Едно можно објаснување за овој резултат е дека покрај корените на цикоријата, парчињата компир исто така биле делумно ферментирани (pH 4,7, Табела 1), со што скробот/јаглехидратите стануваат посварливи/достапни за ларвите на газираните црви. Начинот на кој ларвите на млечните црви ги синтетизираат липидите од хранливи материи како што се јаглехидратите е од голем интерес и треба целосно да се истражи во идните студии. Една претходна студија за ефектот на pH вредноста на влажната исхрана врз растот на ларвите на јарешки црви заклучи дека не се забележани значајни разлики при користење на блокови од агар со влажни диети во опсег од pH од 3 до 9. Ова укажува дека ферментирана влажна исхрана може да се користи за култура на Tenebrio molitor53. Слично на Coudron et al.53, контролните експерименти користеа блокови од агар во обезбедените влажни диети бидејќи тие беа дефицитарни со минерали и хранливи материи. Нивната студија не го испитуваше ефектот на повеќе нутриционистички различни извори на влажна исхрана, како што се зеленчукот или компирот, врз подобрувањето на сварливоста или биорасположивоста. Потребни се понатамошни студии за ефектите од ферментацијата на изворите на влажна исхрана врз ларвите на млечните црви за понатамошно истражување на оваа теорија.
Распределбата на минералите на биомасата на контролната оброшна црви пронајдена во оваа студија (Табели 2 и 3) е споредлива со опсегот на макро- и микронутриенти пронајдени во литературата48,54,55. Обезбедувањето на црви со ферментиран корен од цикорија како извор на влажна исхрана ја максимизира нивната содржина на минерали. Иако повеќето макро- и микронутриенти беа повисоки во мешавините од зеленчук и лисјата од градината (Табела 2 и 3), тие не влијаеја на содржината на минерали во биомасата на брашна црви во иста мера како и ферментираните корени од цикорија. Едно можно објаснување е дека хранливите материи во алкалните градинарски лисја се помалку биодостапни од оние во другите, покисели влажни диети (Табела 1). Претходните студии ги хранеа ларвите на газираните црви со ферментирана слама од ориз и открија дека тие добро се развиле во овој страничен тек и исто така покажаа дека пред-третманот на подлогата со ферментација предизвикал навлегување на хранливи материи. 56 Употребата на ферментирани корени од цикорија ја зголеми содржината на Ca, Fe и Mn во биомасата на брашна црви. Иако овој страничен тек, исто така, содржеше повисоки концентрации на други минерали (P, Mg, K, Na, Zn и Cu), овие минерали не беа значително позастапени во биомасата на црв во споредба со контролата, што укажува на селективност на навлегувањето на минералите. Зголемувањето на содржината на овие минерали во биомасата на брашна црви има хранлива вредност за цели на храна и добиточна храна. Калциумот е суштински минерал кој игра клучна улога во невромускулната функција и многу процеси со посредство на ензими, како што се згрутчување на крвта, формирање на коски и заби. 57,58 Недостатокот на железо е чест проблем во земјите во развој, при што децата, жените и постарите лица често не добиваат доволно железо од нивната исхрана. 54 Иако манганот е суштински елемент во човечката исхрана и игра централна улога во функционирањето на многу ензими, прекумерното внесување може да биде токсично. Повисоките нивоа на манган кај млечните црви кои се хранат со ферментиран корен од цикорија не предизвикуваат загриженост и се споредливи со оние кај кокошките. 59
Концентрациите на тешки метали пронајдени во страничниот тек беа под европските стандарди за целосна добиточна храна. Анализата на тешките метали на ларвите на млечните црви покажа дека нивоата на Pb и Cr се значително повисоки кај млечните црви хранети со ферментиран корен од цикорија отколку во контролната група и други супстрати (Табела 4). Корените на цикоријата растат во почвата и се познати по тоа што апсорбираат тешки метали, додека другите странични текови потекнуваат од контролирано производство на храна кај луѓето. Црвите кои се хранат со ферментиран корен од цикорија, исто така, содржеле повисоки нивоа на Pb и Cr (Табела 4). Пресметаните фактори на биоакумулација (BAF) беа 2,66 за Pb и 1,14 за Cr, т.е. поголеми од 1, што покажува дека оброците имаат способност да акумулираат тешки метали. Во однос на Pb, ЕУ одредува максимална содржина на Pb од 0,10 mg по килограм свежо месо за човечка исхрана61. Во евалуација на експериментални податоци, максималната концентрација на Pb пронајдена кај ферментираните црви од корен од цикорија беше 0,11 mg/100 g DM. Кога вредноста беше повторно пресметана на содржина на сува материја од 30,8% за овие црви, содржината на Pb беше 0,034 mg/kg свежа материја, што беше под максималното ниво од 0,10 mg/kg. Во европските прописи за храна не е наведена максимална содржина на Cr. Cr најчесто се наоѓа во животната средина, прехранбените производи и прехранбените адитиви и е познато дека е суштинска хранлива материја за луѓето во мали количини62,63,64. Овие анализи (Табела 4) покажуваат дека ларвите на T. molitor можат да акумулираат тешки метали кога тешки метали се присутни во исхраната. Сепак, нивоата на тешки метали пронајдени во биомасата на црвот во оваа студија се сметаат за безбедни за човечка исхрана. Се препорачува редовно и внимателно следење кога се користат странични струи кои може да содржат тешки метали како влажен извор на храна за T. molitor.
Најзастапени масни киселини во вкупната биомаса на ларвите на T. molitor беа палмитинска киселина (C16:0), олеинска киселина (C18:1) и линолна киселина (C18:2) (Табела 5), што е во согласност со претходните студии на Т.молитор. Резултатите од спектарот на масни киселини се конзистентни36,46,50,65. Профилот на масните киселини на T. molitor генерално се состои од пет главни компоненти: олеинска киселина (C18:1), палмитинска киселина (C16:0), линолова киселина (C18:2), миристичка киселина (C14:0) и стеаринска киселина (C18:0). Забележано е дека олеинската киселина е најзастапена масна киселина (30-60%) во ларвите на млечните црви, проследена со палмитинска киселина и линолеинска киселина22,35,38,39. Претходните студии покажаа дека овој профил на масни киселини е под влијание на исхраната на ларви од брашна црви, но разликите не ги следат истите трендови како диетата38. Во споредба со другите профили на масни киселини, односот C18:1–C18:2 во лупите од компири е обратен. Слични резултати се добиени за промените во профилот на масните киселини кај црви кои се хранат со лушпи од компири на пареа36. Овие резултати покажуваат дека иако профилот на масните киселини на маслото од брашно од црви може да биде изменет, тоа сепак останува богат извор на незаситени масни киселини.
Целта на оваа студија беше да се процени ефектот од користењето на четири различни текови на агро-индустриски биоотпад како влажна храна врз составот на млечните црви. Влијанието беше оценето врз основа на хранливата вредност на ларвите. Резултатите покажаа дека нуспроизводите беа успешно претворени во биомаса богата со протеини (содржина на протеини 40,7-52,3%), која може да се користи како извор на храна и добиточна храна. Дополнително, студијата покажа дека користењето на нус-производите како влажна храна влијае на хранливата вредност на биомасата на брашна црви. Особено, обезбедувањето на ларвите со висока концентрација на јаглени хидрати (на пр. парчиња компир) ја зголемува нивната содржина на маснотии и го менува нивниот состав на масни киселини: помала содржина на полинезаситени масни киселини и поголема содржина на заситени и мононезаситени масни киселини, но не и концентрации на незаситени масни киселини . Сè уште доминираат масните киселини (мононезаситени + полинезаситени). Студијата, исто така, покажа дека млечните црви селективно акумулираат калциум, железо и манган од страничните текови богати со кисели минерали. Се чини дека биорасположивоста на минералите игра важна улога и потребни се дополнителни студии за целосно да се разбере ова. Тешките метали присутни во страничните струи може да се акумулираат во црви. Сепак, конечните концентрации на Pb, Cd и Cr во биомасата на ларвите беа под прифатливите нивоа, овозможувајќи овие странични текови безбедно да се користат како извор на влажна храна.
Ларвите на обоените црви беа одгледувани од Radius (Giel, Белгија) и Inagro (Rumbeke-Beitem, Белгија) на Универзитетот за применети науки Томас Мор на 27 °C и 60% релативна влажност. Густината на млечните црви одгледувани во аквариум со големина од 60 x 40 cm беше 4,17 црви/cm2 (10.000 млечни црви). Ларвите првично биле хранети со 2,1 кг пченични трици како сува храна по резервоар за одгледување, а потоа дополнети по потреба. Користете блокови од агар како контролен третман за влажна храна. Почнувајќи од 4-та недела, почнете да давате странични струи (исто така извор на влага) како влажна храна наместо агар ad libitum. Процентот на сува материја за секој страничен тек беше однапред одреден и евидентиран за да се обезбеди еднаква количина на влага за сите инсекти низ третманите. Храната се распределува рамномерно низ терариумот. Ларвите се собираат кога ќе се појават првите кукли во експерименталната група. Жетвата на ларви се врши со помош на механички шејкер со дијаметар од 2 mm. Освен експериментот со коцки со компир. Големи делови од исушен компир исечен на коцки исто така се одвојуваат така што им се дозволува на ларвите да ползат низ оваа мрежа и се собираат во метални послужавници. Вкупната тежина на жетвата се одредува со мерење на вкупната тежина на жетвата. Преживувањето се пресметува со делење на вкупната тежина на жетвата со тежината на ларвите. Тежината на ларвите се одредува со избирање најмалку 100 ларви и делење на нивната вкупна тежина со бројот. Собраните ларви се гладуваат 24 часа за да ги испразнат цревата пред анализата. Конечно, ларвите повторно се проверуваат за да се одделат од остатокот. Тие се замрзнуваат и еутанизираат и се чуваат на -18°C до анализа.
Сува храна беше пченични трици (белгиски Molens Joye). Пченични трици беа претходно просејувани до големина на честички помала од 2 мм. Покрај сувата храна, на ларвите на млечните црви им е потребна и влажна храна за да ја одржат влагата и минералните суплементи што ги бараат црви. Влажната храна сочинува повеќе од половина од вкупната храна (сува храна + влажна храна). Во нашите експерименти, агар (Brouwland, Белгија, 25 g/l) се користеше како контролна влажна храна45. Како што е прикажано на Слика 1, четири земјоделски нуспроизводи со различна содржина на хранливи материи беа тестирани како влажна храна за ларви од млечни црви. Овие нуспроизводи вклучуваат (а) листови од одгледување краставици (Инагро, Белгија), (б) гарнитури од компир (Duigny, Белгија), (в) ферментирани корени од цикорија (Инагро, Белгија) и (г) непродадено овошје и зеленчук од аукции . (Белорта, Белгија). Страничниот млаз се сечка на парчиња погодни за употреба како влажна храна за црви.
Земјоделски нуспроизводи како влажна храна за црви; (а) градинарски лисја од одгледување краставици, (б) сечи од компир, (в) корени од цикорија, (г) непродаден зеленчук на аукција и (д) блокови од агар. Како контроли.
Составот на ларвите на добиточната храна и брашното беше одреден три пати (n = 3). Беа оценети брзата анализа, минералниот состав, содржината на тешки метали и составот на масни киселини. Беше земен хомогенизиран примерок од 250 g од собраните и изгладнети ларви, сушени на 60°C до константна тежина, мелено (IKA, Tube mill 100) и просеано низ сито од 1 mm. Исушените примероци беа затворени во темни контејнери.
Содржината на сува материја (DM) беше одредена со сушење на примероците во рерна на 105°C во тек на 24 часа (Memmert, UF110). Процентот на сува материја беше пресметан врз основа на губењето на тежината на примерокот.
Содржината на суровата пепел (CA) беше одредена со загуба на маса за време на согорувањето во придушувачка печка (Nabertherm, L9/11/SKM) на 550°C за 4 часа.
Содржината на сурова маснотија или екстракцијата со диетил етер (ЕЕ) беше изведена со нафтен етер (bp 40-60 °C) со помош на опрема за екстракција на Soxhlet. Приближно 10 g од мострата беа ставени во главата за екстракција и покриени со керамичка волна за да се спречи губење на примерокот. Примероците беа екстрахирани преку ноќ со 150 ml нафтен етер. Екстрактот беше ладен, органскиот растворувач беше отстранет и обновен со ротационо испарување (Büchi, R-300) на 300 mbar и 50 °C. Суровиот липиден или етер екстракти беа ладени и измерени на аналитичка вага.
Содржината на суров протеин (CP) беше одредена со анализа на азотот присутен во мострата користејќи го методот Кјелдах BN EN ISO 5983-1 (2005). Користете ги соодветните фактори од N до P за да ја пресметате содржината на протеини. За стандардна сува храна (пченични трици) користете вкупен фактор од 6,25. За страничен тек се користи фактор 4,2366, а за мешавини од зеленчук се користи фактор 4,3967. Содржината на сурови протеини на ларвите беше пресметана со користење на фактор од N до P од 5,3351.
Содржината на влакна вклучуваше определување неутрални влакна за детергент (NDF) врз основа на протоколот за екстракција на Герхард (мануелна анализа на влакна во вреќи, Герхард, Германија) и методот van Soest 68. За одредување на NDF, примерок од 1 g беше ставен во специјална вреќа со влакна (Gerhardt, ADF/NDF кеса) со стаклена облога. Ќесичките со влакна исполнети со примероци прво беа обезмастени со нафтен етер (точка на вриење 40–60 °C), а потоа се сушеа на собна температура. Обезмастениот примерок беше извлечен со раствор за детергент со неутрални влакна што содржи α-амилаза стабилна на топлина на температура на вриење 1,5 ч. Примероците потоа се мијат три пати со врела дејонизирана вода и се сушат на 105 °C преку ноќ. Кесите со суви влакна (кои содржат остатоци од влакна) беа измерени со помош на аналитичка вага (Sartorius, P224-1S) и потоа изгорени во пригушувачка печка (Nabertherm, L9/11/SKM) на 550°C за 4 часа. Пепелта повторно беше измерена и содржината на влакна беше пресметана врз основа на губењето на тежината помеѓу сушењето и согорувањето на примерокот.
За да ја одредиме содржината на хитин во ларвите, користевме модифициран протокол заснован на анализата на суровите влакна од ван Соест 68 . Примерок од 1 g беше ставен во специјална вреќа со влакна (Gerhardt, CF Bag) и стаклена заптивка. Примероците беа спакувани во вреќи со влакна, обезмастени во нафтен етер (околу 40-60 °C) и сушени на воздух. Обезмастениот примерок најпрво беше екстрахиран со кисел раствор од 0,13 М сулфурна киселина на температура на вриење 30 мин. Кесата со екстракциони влакна што го содржи примерокот беше измиена три пати со врела дејонизирана вода, а потоа извлечена со 0,23 М раствор на калиум хидроксид 2 часа. Кесата со екстракциони влакна што го содржи примерокот повторно беше исплакната три пати со врела дејонизирана вода и се исуши на 105°C преку ноќ. Сувата кеса што ги содржи остатоците од влакна беше измерена на аналитичка вага и согорена во пригушувачка печка на 550°C за 4 часа. Пепелта беше измерена и содржината на влакна беше пресметана врз основа на губењето на тежината на согорениот примерок.
Вкупната содржина на јаглени хидрати беше пресметана. Концентрацијата на невлакнести јаглени хидрати (NFC) во добиточната храна беше пресметана со помош на NDF анализа, а концентрацијата на инсекти беше пресметана со анализа на хитин.
рН на матрицата е одредена по екстракција со дејонизирана вода (1:5 v/v) според NBN EN 15933.
Примероците беа подготвени како што е опишано од Broeckx et al. Минералните профили беа одредени со користење на ICP-OES (Optima 4300™ DV ICP-OES, Perkin Elmer, MA, САД).
Тешките метали Cd, Cr и Pb беа анализирани со спектрометрија за атомска апсорпција на графитна печка (AAS) (Thermo Scientific, серија ICE 3000, опремена со автосемплер на GFS печка). Околу 200 mg од мострата се вари во кисела HNO3/HCl (1:3 v/v) со помош на микробранови (CEM, MARS 5). Микробрановата дигестија беше изведена на 190°C за 25 минути на 600 W. Разредете го екстрактот со ултра чиста вода.
Масните киселини беа одредени со GC-MS (Agilent Technologies, 7820A GC систем со 5977 E MSD детектор). Според методот на Џозеф и Акман70, 20% раствор на BF3/MeOH е додаден во раствор на метанолен KOH и метил естер на масна киселина (FAME) е добиен од етерскиот екстракт по естерификација. Масните киселини може да се идентификуваат со споредување на нивните времиња на задржување со 37 стандарди за смесата FAME (Хемиска лабораторија) или со споредување на нивните MS спектри со онлајн библиотеки како што е базата на податоци NIST. Квалитативната анализа се врши со пресметување на површината на врвот како процент од вкупната површина на врвот на хроматограмот.
Анализата на податоците беше извршена со помош на софтверот JMP Pro 15.1.1 од SAS (Бакингемшир, ОК). Евалуацијата беше извршена со користење на еднонасочна анализа на варијанса со ниво на значајност од 0,05 и Tukey HSD како пост хок тест.
Факторот на биоакумулација (BAF) беше пресметан со делење на концентрацијата на тешки метали во биомасата на ларвите на мелени црви (DM) со концентрацијата во влажната храна (DM) 43 . BAF поголем од 1 покажува дека тешките метали биоакумулираат од влажната храна кај ларвите.
Збирките на податоци генерирани и/или анализирани за време на тековната студија се достапни од соодветниот автор на разумно барање.
Одделение за економски и социјални прашања на Обединетите нации, Одделение за население. Перспективи на светското население 2019: Определување (ST/ESA/SER.A/423) (2019).
Кол, МБ, Аугустин, м-р, Робертсон, МЈ и Манерс, ЈМ, наука за безбедност на храна. NPJ Sci. Храна 2018, 2. https://doi.org/10.1038/s41538-018-0021-9 (2018).
Време на објавување: Декември-19-2024 година