pdf35

Ribogospod. nauka Ukr., 2023; 4(66): 114-140
DOI: https://doi.org/10.61976/fsu2023.04.114
UDC [639.3.043.13:636.087.74]:639.371.52

Обґрунтування та перспективи використання комах як джерела білка у кормах для риб (огляд)

О. В. Дерень, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Інститут рибного господарства НААН, м. Київ
М. О. Федоренко, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. , Державна установа «Методично-технологічний центр з аквакультури», м. Київ

Мета.Аналіз перспектив та досвіду використання у аквакультурі комах як альтернативного джерела тваринного білка. Науково-практичне обґрунтування введення до складу рибних кормів львинки чорної (Hermetia illucens). Оцінка ефективності використання білка комах у вирішенні питань сталого розвитку аквакультури.

Результати. Охарактеризовано світові ресурси та тенденції використання білка тваринного походження у кормовиробництві. Проведено аналіз біологічних та функціональних характеристик, а також якості та безпечності тваринного білка.

Розглянуто білок комах як нетрадиційний кормовий компонент для аквакультури України. Зазначено, що використання білка комах в годівлі різних видів риб вимагає особливих підходів, відповідно до біологічних потреб організму та стадії онтогенезу. Також ефективність використання білка комах в рибних кормах залежить від методичних підходів його введення, кількості використання, а також кормового компонента, який заміщують у базовому раціоні.

На прикладі результатів наукових досліджень із введення львинки чорної (Hermetia illucens) до складу рибних кормів визначено перспективні напрями та способи використання даного виду комах. Зазначено позитивний вплив експериментальної годівлі на продуктивні показники, конверсію корму, якість та безпечність вирощуваної рибної продукції.

Детально проаналізовано лімітувальні чинники нарощення виробництва білка комах відповідно до технологічних параметрів та біологічних характеристик.

Зазначено, що промислове виробництво комах може стати вирішенням проблеми перероблення промислових і органічних відходів в результаті їхнього використання для живлення. Окреслено доцільність та перспективи використання білка комах в умовах аквакультури України.

Авторами проаналізовано сучасні джерела фахової наукової літератури щодо вивчення стану і перспектив використання традиційних та нетрадиційних джерел тваринного білка в кормах для риб. На прикладі львинки чорної охарактеризовано ефективність використання білка комах в аквакультурі, його біологічні характеристики і технологічні параметри виробництва.

Практична значимість. Проведений огляд літературних джерел характеризує сучасні підходи та перспективи оптимізування ведення аквакультури та може бути використаним фахівцями галузі рибництва для наукових досліджень та практичних експериментальних розробок.

Ключові слова: тваринний білок, білок комах, львинка чорна (Hermetia illucens), корми для риб, нетрадиційні кормові компоненти, тенологічні параметри, біологічні характеристики, аквакультура.

ЛІТЕРАТУРА

  1. Tacon A. G. J. Trends in global aquaculture and aquafeed production: 2000–2017 // Rev. Fish. Sci. Aquacult. 2020. Vol. 28. Р. 43—56. https://doi.org/10.1080/23308249.2019.1649634.
  2. Edwards P. Aquaculture environment interactions: past, present and likely future trends // Aquaculture. 2015. Vol. 447. Р. 2—14. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2015.02.001.
  3. The state of world fisheries and aquaculture: Opportunities and challenges. Rome : Food and Agriculture Organization United Nations, 2014. Р. 40—41 URL : http://www.fao.org/3/a-i3720e.pdf (accessed : 30.11.2023).
  4. Global adoption of novel aquaculture feeds could substantially reduce forage fish demand by 2030 / Cottrell R. S. et al. // Nature Food. 2020. Vol. 1 (5). Р. 301—308. https://doi.org/10.1038/s43016-020-0078-x.
  5. Feeding aquaculture in an era of finite resources / Naylor R. L. et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. Vol. 106 (36). Р. 15103—15110. https://doi.org/10.1073/pnas.0905235106.
  6. Tacon Albert G. J., Metian Marc. Global overview on the use of fish meal and fish oil in industrially compounded aquafeeds: Trends and future prospects // Aquaculture. 2008. Vol. 285 (1–4). Р. 146—158. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2008.08.015.
  7. Oliva-Teles A., Enes P., Peres H. 8 – Replacing fishmeal and fish oil in industrial aquafeeds for carnivorous fish // Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition, Feed and Feeding Practices in Aquaculture, Woodhead Publishing, 2015. Р. 203—233. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100506-4.00008-8.
  8. Rana K. J., Siriwardena S., Hasan M. R. Impact of rising feed ingredient prices on aquafeeds and aquaculture production (No. 541). Rome : Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2009. 63 p.
  9. Aquaculture nutrition. Realisment Aquaculture, achievements, constraints, perspectives / Castell J. D. et al. Belgium : European Aquaculture Soc., 1986. Р. 251—308.
  10. Van Huis A. Potential of insects as food and feed in assuring food security // Annual review of entomology. 2013. Vol. 58. 563—583. https://doi.org/10.1146/annurev-ento-120811-153704.
  11. Oonincx D. G., De Boer I. J. Environmental impact of the production of mealworms as a protein source for humans–a life cycle assessment // PloS One. 2012. Vol. 7 (12). Р. 51145. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0051145.
  12. Review: Recent advances in insect-based feeds: from animal farming to the acceptance of consumers and stakeholders / G. Sogari et al. // Animal. 2023. Vol. 17 (2). Р. 100904. https://doi.org/10.1016/j.animal.2023.100904.
  13. Insects as a sustainable feed ingredient in pig and poultry diets: a feasibility study = Insecten als duurzame diervoedergrondstof in varkens-en pluimveevoeders: een haalbaarheidsstudie (No. 638) / Veldkamp T. et al. Wageningen : UR Livestock Research, 2012. 62 р.
  14. The future is crawling: Evaluating the potential of insects for food and feed security / Giovanni Sogari et al. // Current Research in Food Science. 2023. Vol. 6. Р. 100504. https://doi.org/10.1016/j.crfs.2023.100504.
  15. European Commission. Commission Regulation (EU) 2017/893 of 24 May 2017 amending Annexes I and IV to Regulation (EC) No 999/2001 of the European Parliament and of the Council and Annexes X, XIV and XV to Commission Regulation (EU) No 142/2011 as regards the provisions on processed animal protein // Off. J. Eur. Union. 2017. Vol. 138. Р. 92—116.
  16. Glencross B. D., Booth M., Allan G. L. A feed is only as good as its ingredients – A review of ingredient evaluation strategies for aquaculture feeds // Aquaculture Nutrition. 2007. Vol. 13 (1). Р. 17—34. https://doi.org/10.1111/j.1365-2095.2007.00450.x.
  17. Feeds for the aquaculture sector: Current situation and alternative sources / Gasco L. et al. Berlin, Germany : Springer International Publishing, 2018. Р. 1—28. https://doi.org/10.1007/978-3-319-77941-6_1.
  18. Bukkens S. G. F. The nutritional value of edible insects // Ecology of Food and Nutrition. 1997. Vol. 36. Р. 287—319. https://doi.org/10.1080/03670244.1997.9991521.
  19. Rumpold B. A., Schlüter O. K. Potential and challenges of insects as an innovative source for food and feed production // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2013. Vol. 17. Р. 1—11. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2012.11.005.
  20. The potential of various insect species for use as food for fish / Barroso F. G. et al. // Aquaculture. 2014. Vol. 422–423. Р. 193—201. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2013.12.024.
  21. Minerals in edible insects: A review of content and potential for sustainable sourcing / Mingxing Lu et al. // Food Science and Human Wellness. 2024. Vol. 13 (1). Р. 65—74. https://doi.org/10.26599/FSHW.2022.9250005.
  22. Davidowitz Goggy. Habitat-centric versus species-centric approaches to edible insects for food and feed // Current Opinion in Insect Science. 2021. Vol. 48. P. 37—43. https://doi.org/10.1016/j.cois.2021.09.006.
  23. Insects as a feed ingredient for fish culture: Status and trends / Yuzer Alfiko et al. // Aquaculture and Fisheries. 2022. Vol. 7 (2). P. 166—178. https://doi.org/10.1016/j.aaf.2021.10.004.
  24. Gasco Laura, Biancarosa Irene, Liland Nina S, From waste to feed: A review of recent knowledge on insects as producers of protein and fat for animal feeds // Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry. 2020. Vol. 23. P. 67—79. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2020.03.003.
  25. Review on the use of insects in the diet of farmed fish: Past and future / Henry M. et al. // Animal Feed Science and Technology. 2015. Vol. 203. P. 1—22. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2015.03.001.
  26. State-of-the-art on use of insects as animal feed / Makkar H. P. et al. // Animal feed science and technology. 2014. Vol. 197. P. 1—33. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2014.07.008.
  27. Heuzé V., Tran G. Locust meal, locusts, grasshoppers and crickets. A programme by INRA, CIRAD, AFZ and FAO. 2013. URL : feedipedia.org (accessed : 30.11.2023).
  28. Fish, meat and bone, poultry by-products and silkworm meals as attractive in diets for Nile tilapia (Oreochromis niloticus) fingerlings / Boscolo W. R. et al. // Revista brasileira de zootecnia. 2001. Vol. 30. Р. 1397—1402. https://doi.org/10.1590/S1516-35982001000600002.
  29. Achionye-Nzeh C. G., Ngwudo O. S. Growth response of Clarias anguillaris fingerlings fed larvae of Musca domestica and soyabean diet in the laboratory // Bioscience Research Journal. 2021. Vol. 15 (3). Р. 221—223.
  30. Utilization of fermented silkworm pupae silage in feed for carps / Rangacharyulu P. V. et al. // Bioresource technology. 2003. Vol. 86 (1). Р. 29—32. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(02)00113-X.
  31. Use of soybean, bovine brain and maggot as sources of dietary protein in larval Heterobranchus longifilis (Valenciennes, 1840) / Ossey Y. B. et al. // J. Anim. Plant Sci. 2012. Vol. 5 (1). Р. 2099—2108.
  32. Protein concentrates for animal feedstuff derived from fly-massproduction: hermetia-meal as an alternative to fishmeal / Stamer A. et al. // Deutscher Tropentag : Book of Abstracts. Witzenhausen, 2007. 1 р.
  33. Recent advances in the utilization of insects as an ingredient in aquafeeds: A review / Sahya Maulu et al. // Animal Nutrition. 2022. Vol. 11. P. 334—349. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2022.07.013.
  34. Preliminary evaluation of the nutritive value of the variegated grasshopper (Zonocerus variegatus L.) for African catfish Clarias gariepinus (Burchell, 1822) fingerlings / Alegbeleye W. O. et al. // Aquaculture Research. 2012. Vol. 43 (3). Р. 412—420. https://doi.org/10.1111/j.1365-2109.2011.02844.x.
  35. Potential of mealworm (Tenebrio molitor) as an alternative protein source in practical diets for African catfish, Clarias gariepinus / Ng W. K. et al. // Aquaculture Research. 2001. Vol. 32. Р. 273—280. https://doi.org/10.1046/j.1355-557x.2001.00024.x.
  36. Reshaping gut bacterial communities after dietary Tenebrio molitor larvae meal supplementation in three fish species / Efthimia Antonopoulou et al. // Aquaculture. 2019. Vol. 503. P. 628—635. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2018.12.013.
  37. Substitution of fishmeal by Tenebrio molitor meal in the diet of Dicentrarchus labrax juveniles / Gasco L. et al. // Insects to Feed the World : 1st International conference. Wageningen, 2014. Р. 70.
  38. Use of Tenebrio molitor larvae meal in diets for Gilthead seabream Sparus aurata juveniles / Piccolo G. et al. // Insects to Feed the World : 1st International conference. Wageningen, 2014. Р. 68—68.
  39. Fly prepupae as a feedstuff for rainbow trout, Oncorhynchus mykiss / St‐Hilaire S. et al. // Journal of the world aquaculture society. 2007. Vol. 38(1). Р. 59—67. https://doi.org/10.1111/j.1749-7345.2006.00073.x.
  40. Sensory analysis of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss, fed enriched black soldier fly prepupae, Hermetia illucens / Sealey L. et al. // Journal of the World Aquaculture Society. 2011. Vol. 42 (1). Р. 34—45. https://doi.org/10.1111/j.1749-7345.2010.00441.x.
  41. Effects of graded dietary inclusion level of full-fat Hermetia illucens prepupae meal in practical diets for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) / Cardinaletti G. et al. // Animals. 2019. Vol. 9 (5). Р. 251. https://doi.org/10.3390/ani9050251.
  42. Insect meal inclusion as a novel feed ingredient in soy-based diets improves performance of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) / Md. Sakhawat Hossain et al. // Aquaculture. 2021. Vol. 544. Р. 737096. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.737096.
  43. When a turbot catches a fly: Evaluation of a pre-pupae meal of the Black Soldier Fly (Hermetia illucens) as fish meal substitute – Growth performance and chitin degradation in juvenile turbot (Psetta maxima) / Kroeckel S. et al. // Aquaculture. 2012. Vol. 364. Р. 345—352. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2012.08.041.
  44. Dietary protein, lipid and insect meal on growth, plasma biochemistry and hepatic immune expression of lake whitefish (Coregonus clupeaformis) / Yubing Chen et al. // Fish and Shellfish Immunology Reports. 2023. Vol. 5. Р. 100111. https://doi.org/10.1016/j.fsirep.2023.100111.
  45. Preliminary assessment of black soldier fly (Hermetia illucens) larval meal in the diet of African catfish (Clarias gariepinus): Impact on growth, body index, and hematological parameters / Adeoye A. A. et al. // Journal of the World Aquaculture Society. 2020. Vol. 51 (4). Р. 1024—1033. https://doi.org/10.1111/jwas.12691.
  46. Lock E. J., Arsiwalla T., Waagbø R. Insect meal: A promising source of nutrients in the diet of Atlantic salmon (Salmo salar) // Insects to Feed the World : 1st International conference : proceed. Wageningen, 2014. Р. 14—17.
  47. Black soldier fly larvae (Hermetia illucens) meal is a viable protein source for Atlantic salmon (Salmo salar) during a large-scale controlled field trial under commercial-like conditions / Linn Haug Eide et al. // Aquaculture. 2024. Vol. 579. Р. 740194. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.740194.
  48. Black soldier fly (Hermetia illucens) pre-pupae meal as a fish meal replacement in diets for European seabass (Dicentrarchus labrax) / Rui Magalhães et al. // Aquaculture. 2017. Vol. 476. Р. 79—85. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2017.04.021.
  49. Effects of black soldier fly (Hermetia illucens L.) larvae meal on growth performance, organs-somatic indices, body composition, and hemato-biochemical variables of European sea bass, Dicentrarchus labrax / Mohsen Abdel-Tawwab et al. // Aquaculture. 2020. Vol. 522. Р. 735136. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2020.735136.
  50. Balanced replacement of fish meal with Hermetia illucens meal allows efficient hepatic nutrient metabolism and increases fillet lipid quality in gilthead sea bream (Sparus aurata) / Anedda Roberto et al. // Aquaculture. 2023. Vol. 576. Р. 739862. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.739862.
  51. Insect-based aquafeeds modulate the fatty acid profile of zebrafish: A comparison on the different life stages / Truzzi C. et al. // Animal Feed Science and Technology. 2023. Vol. 305. Р. 115761. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2023.115761.
  52. Characterisation of the intestinal microbial communities of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fed with Hermetia illucens (black soldier fly) partially defatted larva meal as partial dietary protein source / Bruni Leonardo et al. // Aquaculture. 2018. Vol. 487. Р. 56—63. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2018.01.006.
  53. Evaluation of the suitability of a partially defatted black soldier fly (Hermetia illucens L.) larvae meal as ingredient for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss Walbaum) diets / Renna M. et al. // J Animal Sci Biotechnol. 2017. Vol. 8. Р. 57. https://doi.org/10.1186/s40104-017-0191-3.
  54. Defatted black soldier fly (Hermetia illucens) in pikeperch (Sander lucioperca) diets: Effects on growth performance, nutrient digestibility, fillet quality, economic and environmental sustainability / Stejskal Vlastimil et al. // Animal Nutrition. 2023. Vol. 12. Р. 7—19. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2022.06.022.
  55. Bondari K., Sheppard D. C. Soldier fly larvae as feed in commercial fish production // Aquaculture. 1981. Vol. 24. Р. 103—109. https://doi.org/10.1016/0044-8486(81)90047-8.
  56. Effect of housefly larvae (Musca domestica) meal on the carcass and sensory qualities of the Mud catfish (Clarias gariepinus) / Aniebo A. O. et al. // Advances in food and energy security. 2011. Vol. 1 (5). Р. 24—28.
  57. Insect (black soldier fly larvae) oil as a potential substitute for fish or soy oil in the fish meal-based diet of juvenile rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) / Femi J. Fawole et al. // Animal Nutrition. 2021. Vol. 7 (4). Р. 1360—1370. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2021.07.008.
  58. Bioconversion and performance of Black Soldier Fly (Hermetia illucens) in the recovery of nutrients from expired fish feeds / Rodrigues Daniela P. et al. // Waste Management. 2022. Vol. 141. Р. 183—193. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2022.01.035.
  59. Use of black soldier fly (Hermetia illucens L.) larvae meal in aquafeeds for a sustainable aquaculture industry: A review of past and future needs / Kannan Mohan et al. // Aquaculture. 2022. Vol. 553. Р. 738095. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2022.738095.
  60. Edible insects: future prospects for food and feed security (No. 171) / Van Huis A. et al. Rome : Food and agriculture organization of the United Nations, 2013.
  61. Ramos‐Elorduy Julieta. Insects: A sustainable source of food? // Ecology of Food and Nutrition. 1997. Vol. 36 (2–4). Р. 247—276. https://doi.org/10.1080/03670244.1997.9991519.
  62. The black soldier fly, Hermetia illucens, as a manure management/resource recovery tool / Newton G. L. et al. // Symposium on the state of the science of Animal Manure and Waste Management : proceed. 2005. Vol. 1. Р. 57.
  63. Diener S., Zurbrügg C., Tockner K. Conversion of organic material by black soldier fly larvae: establishing optimal feeding rates // Waste Manag Res. 2009. Vol. 27 (6). Р. 603—610. https://doi.org/10.1177/0734242X09103838.
  64. Van der Spiegel M., Noordam M. Y., Van der Fels‐Klerx H. J. Safety of novel protein sources (insects, microalgae, seaweed, duckweed, and rapeseed) and legislative aspects for their application in food and feed production // Comprehensive reviews in food science and food safety. 2013. Vol. 12 (6). Р. 662—678. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12032.
  65. Evaluation of the influence of housefly maggot meal (magmeal) diets on catalase, glutathione S-transferase and glycogen concentration in the liver of Oreochromis niloticus fingerling / Ogunji J. O. et al. // Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology. 2007. Vol. 147 (4). Р. 942—947. https://doi.org/10.1016/j.cbpa.2007.02.028.
  66. Black soldier fly (Hermetia illucens) larvae-meal as an example for a new feed ingredients’ class in aquaculture diets / Stamer A. et al. // Organic World Congress : 4th ISOFAR Scientific Conference «Building Organic Bridges» : proceed. Istanbul, Turkey, 2014. 4 р.
  67. Insects: a potential source of protein and other nutrients for feed and food / Hawkey K. J. et al. // Annual review of animal biosciences 2021. Vol. 9. Р. 333—354. https://doi.org/10.1146/annurev-animal-021419-083930.
  68. Insect meals in fish nutrition / Nogales-Mérida S. et al. // Rev. Aquac. 2019. Vol. 11. Р. 1080—1103. https://doi.org/10.1111/raq.12281.
  69. Lock E. J., Biancarosa I., Gasco L. Insects as raw materials in compound feed for aquaculture // Edible insects in sustainable food systems. 2018. Р. 263—276. https://doi.org/10.1007/978-3-319-74011-9_16.
  70. Fish offal recycling by the black soldier fly produces a foodstuff high in omega‐3 fatty acids / St‐Hilaire S. et al. // Journal of the World Aquaculture Society. 2007. Vol. 38 (2). Р. 309—313. https://doi.org/10.1111/j.1749-7345.2007.00101.x.
  71. DeFoliart G. R. Insect fatty acids: similar to those of poultry and fish in their degree of unsaturation, but higher in the polyunsaturates // The Food Insects Newsletter 1991. Vol. 4 (1). Р. 1—4. https://doi.org/10.1016/0261-2194(92)90020-6.
  72. Effect of feeding with insect meal diet on the fatty acid compositions of sea bream (Sparus aurata), tench (Tinca tinca) and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fillets / Fabrikov Dmitri et al. // Aquaculture. 2021. Vol. 545. Р. 737170. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2021.737170.
  73. Finke M. D. Estimate of chitin in raw whole insects // Zoo Biology. 2007. Vol. 26. Р. 105—115. https://doi.org/10.1002/zoo.20123.
  74. Sánchez-Muros M. J., Barroso F. G., Manzano-Agugliaro F. Insect meal as renewable source of food for animal feeding: a review // Journal of Cleaner Production. 2014. Vol. 6. Р. 16—27. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2013.11.068.
  75. The potential of insects as alternative sources of chitin: An overview on the chemical method of extraction from various sources / Zainol Abidin N. A. et al. // International Journal of Molecular Sciences. 2020. Vol. 21 (14). Р. 4978. https://doi.org/10.3390/ijms21144978.
  76. Potential of shrimp waste meal and insect exuviae as sustainable sources of chitin for fish feeds / Simona Rimoldi et al. // Aquaculture. 2023. Vol. 567. Р. 739256. https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2023.739256.
  77. Microbiological aspects of processing and storage of edible insects / Klunder H. C. et al. // Food Control. 2012. Vol. 26 (2). Р. 628—631. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2012.02.013.
  78. Fasakin E. A., Balogun A. M., Ajayi O. O. Evaluation of full-fat and defatted maggot meals in the feeding of clariid catfish Clarias gariepinus fingerlings // Aquaculture Research. 2003. Vol. 34 (9). Р. 733—738. https://doi.org/10.1046/j.1365-2109.2003.00876.x.
  79. Sampathkumar Kaarunya, Hong Yu, Say Chye Joachim Loo. Valorisation of industrial food waste into sustainable aquaculture feeds // Future Foods. 2023. Vol. 7. Р. 100240. https://doi.org/10.1016/j.fufo.2023.100240.
Головна2023№ 4/2023 (66)2023_04-114_140-Deren