Стаття від:28 квітня 2025 .
Автори:Julio Camperio , Jorge A. Suarez, Justin Simonton, Eli Paresky , Jorge Parodi , Prof. Daniel Benetti.
Переклад зроблено фахівцями Державної установи “Методично-технологічний центр з аквакультури”.
Склад раціону суттєво впливав на приріст біомаси личинок чорної львинки, причому найбільшу кінцеву масу мали личинки, яким згодовували раціони з найвищим вмістом білків та ліпідів.
Дослідження пропонує жирне борошно з личинок чорних львинок(BSFL) як функціональну кормову добавку, а не як основний харчовий інгредієнт для аквакормів. Результати показали, що склад раціону суттєво впливає на приріст біомаси личинок BSFL, причому найбільшу кінцеву вагу досягають личинки, яким згодовували раціони з високим вмістом білків та ліпідів. Борошно з BSFL слід визнати функціональною кормовою добавкою з біологічно активними сполуками, такими як поліфеноли, що підтримують антиоксидацію, імунітет і здоров’я кишківника у видів, що вирощуються в аквакультурі. Фотографія зібраних личинок чорної львинки, де різне забарвлення вказує на відмінності у розвитку.
Личинки чорної львинки (Hermetia illucens), BSFL, є сталим рішенням для аквакормів, що задовольняє нагальну потребу в альтернативних джерелах білка у зв’язку з розвитком глобальної аквакультури. Традиційні білкові інгредієнти, такі як рибне борошно та соєвий шрот, викликають екологічні та економічні застереження, що спонукає до пошуку альтернативних кормових рішень. Ключова перевага BSFL полягає в тому, що їм можна згодовувати різноманітні органічні відходи, які в іншому випадку були б утилізовані на звалищах або в сміттєспалювальних заводах, і в результаті утворюються три сталі та органічні продукти (шрот, олія і послід личинок), які можуть бути використані в рецептурах кормів для аквакультури.
Шрот, олія та послід BSFL були протестовані на різних видах аквакультури з багатообіцяючими результатами. Шрот з личинок мух чорної львинки досліджували на таких видах, як райдужна форель, африканський і канальний соми, тиляпія, креветки та інші, з рівнем включення від 10 до 50 відсотків. За помірних рівнів (від 15 до 30 відсотків) він, як правило, підтримував хороший ріст, коефіцієнт перетворення корму (FCR) та виживання, хоча більш високі рівні (наприклад, >30 відсотків) можуть знизити продуктивність м’ясоїдних видів через зниження смакових якостей або незбалансованість амінокислотних профілів.
Олія BSFL була протестована на таких видах риб, як райдужна форель і тилапія, з рівнем включення 3-10%, показавши позитивний вплив на ріст, імунітет і загальний стан здоров’я завдяки вмісту антимікробної лауринової кислоти, хоча надмірний рівень може змінити ліпідний обмін. Послід BSFL було включена в раціони креветок, сомів і тилапії на рівні 10-30%, і результати свідчать про покращення здоров’я кишечника і потенційну стійкість до хвороб, але більш високі рівні включення можуть знизити ефективність корму через її нижчу засвоюваність порівняно зі звичайними кормовими інгредієнтами.
Загалом, продукти з личинок мух-солдатів демонструють великий потенціал як сталі альтернативи кормів для аквакультури, якщо їх використовувати в оптимальних кількостях. Личинки чорних львинок пропонують спосіб трансформації та підвищення цінності ланцюга органічних відходів за умови їх ефективної оптимізації.
Враховуючи відносно високу вартість шроту та олії BSFL, а також їхній поживний склад, який можна порівняти зі звичайними джерелами білків та ліпідів, це дослідження пропонує розглядати повножировий шрот BSFL як функціональну кормову добавку, а не як основний харчовий інгредієнт. Здатність BSFL переробляти органічні відходи в багатий на поживні речовини продукт, накопичуючи при цьому корисні біологічно активні сполуки, дозволяє включати його в аквакорми для покращення здоров’я риб та загальної сталості.
Ця стаття є узагальненням оригінальної публікації (Camperio, J. et al. 2025. Valorizing Organic Waste Through Black Soldier Fly Larvae (Hermetia illucens): A Sustainable Solution for Aquafeeds with Key Nutrients and Natural Bioactive Polyphenols. Sustainability 2025, 17(5), 1788) (https://www.mdpi.com/2071-1050/17/5/1788); в ній представлено результати дослідження, в якому вивчався вплив різних раціонів на основі органічних відходів на ріст BSFL, коефіцієнт конверсії корму (FCR), коефіцієнт ефективності протеїну (PER) та склад поживних речовин, з особливим акцентом на загальну концентрацію поліфенолів (TPC).
Показник загальної концентрації поліфенолів (TPC) представляє особливий інтерес через сприятливий вплив антиоксидантних поліфенолів на здоров’я тварин. Окислювальний стрес виникає, коли існує дисбаланс між виробленням вільних радикалів і здатністю організму протидіяти їм за допомогою антиоксидантів. Хоча активні форми кисню (ROS) відіграють вирішальну роль у нормальних фізіологічних функціях, надмірний рівень ROS може спричинити окислювальне пошкодження біомолекул. Це включає шкідливий вплив на клітинну ДНК і білки, а також перекисне окислення ліпідів у клітинних мембранах, що в кінцевому підсумку ставить під загрозу функціонування клітин. На додаток до пом’якшення окислювального стресу, поліфеноли пов’язані з протизапальними властивостями, підтримкою імунної системи, покращенням здоров’я кишківника та зменшенням стресу.
Це дослідження було профінансовано Радою з питань аквакультури Департаменту сільського господарства та споживчих послуг штату Флорида та Фондом Майамі.
Стадії розвитку чорної львинки.
Організація дослідження
У дослідженні оцінювали п’ять різних кормів, що складаються з органічних відходів з різних комерційних секторів: Кухонні відходи (KW), сільськогосподарські відходи (AW), мул аквакультури (AS), субпродукти аквакультури (AO) та суміш (MX), що містила рівні частки KW, AW, AS та AO. BSFL вирощували в контрольованому контейнері з температурою 27,1 градусів за Цельсієм і вологістю 76,4 відсотка.
П’ятиденних личинок поміщали в експериментальні контейнери з відповідним раціоном. Кожен контейнер, закритий кришкою, що щільно прилягає, з невеликими отворами, прикритими сіткою для доступу повітря і запобігання втечі, слугував повторенням. Було п’ять дієтичних режимів, кожен з чотирма повтореннями, і кожна повторність містила 200 личинок, 60 г гідратованого кокосового койра (HCC) і кількість корму, еквівалентну 500 відсоткам біомаси личинок у контейнері.
Кількісне визначення біомаси, годування та заміну HCC проводили на 0-й день і кожні три дні до 15-го дня, коли експеримент завершився; на 15-й день годування та заміну субстрату не проводили. Загальний вміст поліфенолів розраховували на основі стандартної кривої, побудованої за допомогою галової кислоти, і виражали в мг еквівалентів галової кислоти (GAE) на 100 г зразка. Личинки відокремлювали від HCC за допомогою сита.
Для отримання детальної інформації про схему експерименту, методи харчування, збір та аналіз даних, зверніться до оригінальної публікації.
Результати та обговорення
Усі варіанти годівлі сприяли зростанню личинок, причому найвища кінцева біомаса спостерігалася в варіантах MX і AO, які суттєво не відрізнялися один від одного, але обидва були значно вищими, ніж AS, AW і KW. Рівень виживання личинок перевищував 93% у всіх варіантах досліджень, без суттєвих відмінностей між групами, що свідчить про те, що всі джерела корму забезпечували сприятливі умови для життєздатності личинок. Тип корму мав помітний вплив на ефективність корму та біоконверсію, причому MX мав найнижчу FCR та найвищу біоконверсію, що робить його найефективнішою формою корму в цілому. Варіанти AS і AO показали проміжні значення FCR, тоді як AW і KW продемонстрували найвищі значення FCR, що свідчить про нижчу ефективність використання корму. PER був найвищим у AW, що свідчить про кращу утилізацію протеїну, тоді як MX був другим за цим показником, а всі інші методи показали значно нижчі значення.
Кінцевий розмір улову личинок у цьому дослідженні. Справа наліво: MX (177 мг); AO (169 мг); AS (98 мг); AW (48 мг); і KW (35 мг).
Поживний склад личинок змінювався залежно від виду корму. Аналіз складу поживних речовин виявив значні відмінності у профілях білків, ліпідів, амінокислот і жирних кислот у різних варіантах , на які безпосередньо впливала поживна якість корму. Сирий протеїн був найвищим у KW (56,5%) і найнижчим у AW (31,6%), сирий ліпід був найвищим у MX (47,9%) і найнижчим у KW (10,8%), тоді як валова енергія була найвищою в AO (28,8%) і найнижчою в KW (21,0%). Амінокислотний профіль також відрізнявся: вміст загальних амінокислот (TAA) був найвищим у KW (68,9%) і найнижчим у AW (31,9%). Незамінні амінокислоти (IAA) та замінні амінокислоти (DAA) мали схожу картину, з найвищими концентраціями в KW та найнижчими в AW. Жирнокислотний склад показав помітні відмінності: омега-3 жирні кислоти були найбільш поширені в МХ, тоді як KW мав найнижчий рівень. Вміст EPA і DHA також був найвищим у МХ і майже невизначеним у KW і AW.
Цікаво, що личинки KW демонстрували найвищий вміст сирого протеїну, незважаючи на те, що корм KW мав один з найнижчих рівнів протеїну, що свідчить про ефективне накопичення протеїну з рослинних субстратів. Ця тенденція узгоджується з попередніми дослідженнями, які вказують на те, що BSFL може ефективно перетворювати рослинні відходи на білки. На противагу цьому, накопичення ліпідів було найвищим у личинок, які отримували MX і AO, що відображає високий вміст ліпідів у цих кормах, хоча спостерігалася потенційна точка насичення для відкладення ліпідів. Крім того, у личинок, які отримували АО та МХ, спостерігався вищий рівень омега-3 жирних кислот, EPA та DHA, ніж в інших групах, але ці рівні залишалися незмінними, незважаючи на наявність додаткових жирних кислот у кормі, що свідчить про фізіологічну межу накопичення омега-3.
Загальна концентрація поліфенолів (TPC) суттєво варіювала між варіантами годування, що відображає вплив складу корму на накопичення біологічно активних сполук в організмі личинок. Найвищі значення TPC спостерігали у варіантах MX, KW та AW – у личинок, яких годували рослинним кормом, що відповідає природному вмісту поліфенолів у фруктах та овочах – і не було суттєвих відмінностей між ними, що свідчить про те, що ці корми сприяли підвищенню вмісту поліфенолів у личинках.
На противагу цьому, АС і АО мали найнижчий TPC, оскільки ці субстрати не містили антиоксидантів рослинного походження, і не мали значних відмінностей між собою, що вказує на обмежене накопичення поліфенолів з цих джерел живлення. Ці результати підкреслюють, як різні корми на основі відходів впливають не лише на ріст та ефективність, але й на поживний та біологічно активний склад BSFL.
Рис. 1: Загальні концентрації поліфенолів у різних дієтичних варіантах для личинок чорної львинки в цьому дослідженні (зліва направо: просто личинка (початкова; суміш; кухонні відходи; сільськогосп.відходи; відходи рибопереробки; мул з аквакультури).
Враховуючи, що KW і AW були на 100% рослинного походження, а MX – на 50% тваринного і 50% рослинного походження, і що MX мав найвищу, але статистично не відмінну від KW і AW TPC, можна припустити, що верхня межа насиченості поліфенолами в BSFL становить 5,8-7,4 мг GAE/100 г. Цей результат свідчить про потенційний верхній поріг накопичення поліфенолів у BSFL, подібно до насиченості поживними речовинами, що спостерігається для білків і ліпідів.
Коефіцієнт перетворення корму (FCR) був найвищим у KW та AW, що вказує на те, що ці корми були найменш ефективними у перетворенні на біомасу личинок. На противагу цьому, MX, AS і AO мали найнижчі значення FCR, що відображає більшу частку корму, яка використовується для накопичення біомаси. Аналогічно, біоконверсія була найвищою в MX, AS і AO, що демонструє здатність личинок ефективно перетворювати ці багаті на поживні речовини корми в масу тіла. І навпаки, KW та AW мали найнижчі показники біоконверсії, що, разом з високими значеннями FCR, свідчить про те, що нижчий вміст протеїну та ліпідів або високий рівень вологи в них міг знизити доступність та засвоюваність поживних речовин.
У цьому дослідженні вивчали, як різні корми, отримані з органічних відходів, впливають на ріст, виживання, коефіцієнт перетворення корму (FCR), біоконверсію та склад поживних речовин личинок H. illucens протягом 15-денного періоду. Результати показали, що склад раціону суттєво впливав на приріст біомаси личинок, причому найбільша кінцева маса спостерігалася у личинок, які отримували MX і AO, що містили високий вміст білків і ліпідів. Ці результати узгоджуються з попередніми дослідженнями, які показали, що раціони з високим вмістом поживних речовин сприяють росту личинок і накопиченню біомаси. На противагу цьому, рослинні раціони, такі як KW та AW, призвели до значно нижчої ваги личинок, ймовірно, через нижчу щільність поживних речовин та вищий вміст вологи, що могло знизити доступність та засвоюваність поживних речовин.
Висновки
Це дослідження підкреслює трансформаційний потенціал личинок Hermetia illucens у перетворенні органічних відходів у високоцінні продукти для аквакормів. Ефективно перетворюючи різноманітні потоки відходів на багату поживними речовинами біомасу, BSFL сприяє сталому управлінню відходами, одночасно виробляючи кормові інгредієнти або добавки з виразними поживними та функціональними властивостями. Окрім того, що шрот BSFL слугує джерелом білка, його слід розглядати як функціональну кормову добавку, що містить біологічно активні сполуки, такі як поліфеноли, які можуть підтримувати антиоксидацію, імунну функцію та здоров’я кишківника у видів аквакультури. Зі значенням TPC в межах 5,8-7,4 мг GAE на 100 грамів, BSFLM може покращити якість корму та здоров’я риб, а не слугувати прямою заміною традиційних білків, що підвищує його цінність як стійкого функціонального інгредієнта у рецептурах аквакормів.
