Станет ли мука из насекомых предпочтительной альтернативой соевой муке в аквакормах? Соответствует ли аминокислотный профиль муки из насекомых профилю рыбной муки?

По данным ФАО (2018), в мире насчитывается около 600 видов животных в аквакультуре, с объемом производства более 100 миллионов тонн. Мировой объем продукции аквакультуры составляет около 170 миллиардов долларов США, что соответствует примерно 45% мирового производства рыбы; по прогнозам, к 2030 году это производство вырастет на 62%. Рыба содержит 16-20% белка по сравнению с 12% его содержания в яйцах, 3,5%  в молоке и 6-8% в рисе и пшенице. Рыба очень питательна и является отличным источником незаменимых минералов, витаминов и аминокислот. В настоящее время около 31% от общего объема поставок животного белка в Азиатском регионе приходится на рыбный белок.

Кормление рыбы рыбой

Однако, по мнению Фултона (2016), аквакультура, по-видимому, не является устойчивой и экологически чистой формой ведения сельского хозяйства, поскольку она зависит от крупномасштабного дикого рыболовства для производства рыбной муки и рыбьего жира. Высказывались опасения, что эта тенденция может иметь катастрофические последствия для экосистемы. Скармливание рыбы рыбе неэффективно и расточительно. Для производства 1 кг выращенной рыбы требуется более 6 кг дикой рыбы (Schipp, 2008; Edwards et al., 2004). Это особенно касается культуры плотоядных видов рыб.

Будущий спрос на рыбную муку, как ожидается, резко возрастет по мере увеличения производства аквакультуры. Все чаще в гранулированном рационе питания у некоторых видов рыб, таких как сом, содержится рыбная мука. Согласно предоставленной информации, 40 видов плавниковых рыб и ракообразных составляют так называемую морскую “мусорную рыбу»(неправильное название), используемую во Вьетнаме в качестве кормового или аквакормового ингредиента (Edwards et al., 2004). Такой подход к использованию диких уловов ставит под угрозу сохранение морских ресурсов и устойчивость в отрасли рыболовства. Обе эти проблемы освещаются большинством международных и национальных учреждений.

На пути к устойчивости ресурсов

Растущий спрос на рыбную муку, рыбий жир и другие источники морского белка для производства аквакормов в настоящее время является ключевой проблемой (FAO, 2011). Нехватка рыбной муки и рыбьего жира приводит к постепенному росту цен. На этом фоне исследователи ищут альтернативные решения для смягчения последствий экологических проблем и снижения затрат в сельском хозяйстве. Эти два аспекта устойчивости отрасли не могут оцениваться отдельно, а скорее должны рассматриваться в совокупности. С точки зрения устойчивости, в настоящее время крайне важно сократить использование рыбной муки и рыбьего жира в аквакультуре и использовать альтернативные источники(Gasco, et al., 2018).

До сих пор основным источником белка в кормах для рыб является рыбная мука, благодаря его высокому содержанию в ней, а также хорошему профилю незаменимых аминокислот, вкусовым качествам и усвояемости, отсутствию антипитательных факторов (ANFs) и легкой доступности. Поэтому на проводимых ранее выступлениях с докладами (Daniel, 2018) не рекомендовали заменять рыбную муку в рационе аквакультур. С другой стороны, несколько исследователей показали, что растительные ингредиенты могут быть использованы для замены рыбной муки в рационе, если животное не показало никаких различий в общих показателях при кормлении кормами, содержащими растительные ингредиенты.

Проблемы с растительной пищей

Однако существует ряд проблем связанных с использованием растительной пищи для замены рыбной муки, что потребует проведения дополнительных исследований. Растительные белковые концентраты, приготовленные из соевого, кукурузного или пшеничного глютена, стоят дороже по сравнению с рыбной мукой. В соевой муке содержится только 48% сырого протеина, что значительно ниже, чем в рыбной муке. Белки из масличных культур, как правило, содержат больше антипитательных факторов, которые оказывают неблагоприятное воздействие на рыб. Антипитательные вещества в растительных белках включают фитиновую кислоту, глюкозинолаты, сапонины, таннины, растворимые некрахмальные полисахариды и госсипол.

Фосфор в фитиновой кислоте не усваивается рыбой и проходит через желудочно-кишечный тракт. Фитиновая кислота также связывает двухвалентные катионы при определенных условиях, делая их неусваиваемыми для рыбы. Таким образом, рыба может испытывать дефицит необходимых минералов, в особенности цинка, если уровень фитиновой кислоты в кормах высок, а сам рацион не обогащен цинком. Фитиновая кислота присутствует во всех растительных белковых компонентах.

Глюкозинолаты присутствуют в продуктах из рапса (канолы) и нарушают функцию щитовидной железы у рыб. Сапонины содержатся в соевой муке и снижают потребление корма. Госсипол – это компонент хлопковой муки, который, как известно, вызывает репродуктивные проблемы у скота и рыбы, включая снижение роста. Некрахмальные полисахариды не являются токсинами, но плохо усваиваются рыбой и могут препятствовать усвоению белков и липидов. Установили, что рыбы, которых кормят растительной белковой пищей, получают сниженное количество некоторых витаминов, таких как рибофлавин, ниацин, пантотеновая кислота и витамин В12 (Hertrampf and Piedad-Pascual, 2000). Витамин В очень важен для правильного обмена веществ животных. Примерно 75% фосфора в растительных кормах содержится в виде фитат-фосфорного комплекса, который обладает низкой усвояемостью в рыбе, не продуцирующей фермент фитазу.

Основной альтернативой рыбной муке является соевая мука, которая уже широко используется в кормах для рыб. Однако производство сои подвергалось критике за создание высокой конкуренции в землепользовании и значительное ухудшение состояния окружающей среды (включая вымирание эндемичных видов), вырубку лесов, использование пестицидов и гербицидов (Fearnside, 2001). Соя содержит несколько антипитательных факторов, которые вызывают воспаление пищеварительного тракта у рыб. Она имеет низкую вкусовую ценность и содержит мало богатых серой аминокислот (метионин и цистеин). Только некоторые антипитательные факторы, имеющие питательное значение, могут быть разрушены или инактивированы надлежащей термической обработкой (например, ингибитор трипсина) (Hardy, 2010; Yasothai, 2016).

Мука из насекомых

Результаты научных исследований показывают, что насекомые представляют собой полноценный заменитель рыбной муки, рыбьего жира и обычных протеиновых кормовых смесей (Henry et al., 2015). В целом, аминокислотный профиль муки из насекомых более сопоставим с рыбной мукой, чем с растительными кормами. Поэтому насекомые стали бы предпочтительной альтернативой, например, соевой муке (Barroso et al., 2014; Tran et al., 2015). Теоретически, необходимо добавить те аминокислоты, которые не содержатся в насекомых, чтобы удовлетворить потребности конкретных сельскохозяйственных видов. Профили сырого белка (CP) для многих видов насекомых показывают сходство с рыбной мукой (>50% или даже выше, например куколки шелкопряда содержат 75,5% сухого вещества) по сравнению с 45% сырого белка в соевой муке (SBM). Аминокислотный профиль насекомых аналогичен рыбной муке, за исключением гистидина, треонина и лизина. У двукрылых насекомых белковый профиль схож с профилем рыбной муки. (Таблица 1). В соевой муке также низкое содержание лизина и иногда не хватает аминокислот триптофана и треонина. Однако насекомые содержат большое количество незаменимых аминокислот (Bukkens, 1997).

Таблица 1. Сравнительный профиль незаменимых аминокислот (г/100 г общих незаменимых аминокислот) муки из насекомых и обычных кормов из соевой муки и рыбной муки

Насекомые		Профиль незаменимых аминокислот
		Арг	Цис	Гис	Иле	Лей	Лиз	Мет	Фен	Тре	Три	Тир	Вал	Итого
BSF	Стадия личинки	5.2	ND	3.6	4.4	7.2	6.5	1.9	4.0	3.3	1.22	ND	6.7	44.0
	Начальная стадия куколки	5.1	ND	3.7	4.5	6.8	5.7	1.7	3.9	3.9	ND	ND	6.1	41.4
HF	Стадия личинки	4.9	0.7	2.8	3.2	5.7	6.9	2.2	5.0	3.3	3.2	5.1	4.4	47.5
	Стадия куколки	4.7	0.4	2.4	3.5	5.3	5.5	2.1	4.4	3.2	ND	5.2	4.2	40.9
MW	Стадия личинки	5.8	5.8	3.6	6.7	10.7	6.4	2.1	5.4	5.1	1.6	7.8	4.2	69.0
GH	мука	5.6	1.1	3.0	4.0	5.8	4.7	2.3	3.4	3.5	0.8	7.8	8.2	41.5
SW	Начальная стадия куколки	4.69	0.52	2.79	4.33	6.5	6.6	2.12	5.17	4.48	ND	3.3	4.0	48.8
	Основная стадия куколки	6.31	0.97	3.28	4.73	7.04	7.52	3.88	5.58	5.58	1.70	6.32	5.3	58.84
FM		6.2	0.8	2.4	4.2	7.2	7.5	2.7	3.9	4.1	1.0	6.55	5.7	48
SBM		2.90	0.74	1.02	2.07	7.72	2.62	0.52	2.12	1.66	0.65	3.11	4.9	27.73

Примечание: BSF= черная львинка, HF= комнатная муха, MW= хрущак мучной, GH= кузнечик, EW= земляной червь, SW= шелкопряд, FM= рыбная мука, SBM= соевая мука, ND= не определено; ссылки: Dawit M. Zegeye (2020), Пищевая оценка куколок и личинок насекомых и их использование в комбикормах в птицеводстве. Журнал «The Open Agriculture Journal»

Лизин и метионин обычно являются лимитирующими компонентами в сырье, предназначенном для питания рыб. Содержание лизина в различных продуктах питания насекомых значительно выше, чем в соевой муке. В пище насекомых уровень метионина, триптофана и глицина также значительно выше, чем в соевой муке. Согласно обзору (Jozefiak and Engberg; 2017), белки насекомых перспективный источник антимикробных пептидов и альтернатива антибиотикам.

Рыбная мука обогащена омега-3 полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) с высоким содержанием эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК) и докозагексаеновой кислоты (ДГК). ЭПК и ДГК в рационах для рыб способствуют их хорошему росту и также необходимы для иммунной системы. Эти кислоты практически отсутствуют в муке из насекомых, но в ней содержатся более высокие соотношения омега-6 ПНЖК и мононенасыщенных жиров. Соотношение альфа-линоленовой кислоты и линолевой кислоты в маслах насекомых не такое хорошее, как в рыбьем жире, но лучше, чем в растительных маслах. Примечательно, что жирнокислотный состав насекомых можно модифицировать, модулируя содержание кормового субстрата и, таким образом, потенциально может быть скорректирован, чтобы более точно соответствовать требованиям конкретного вида рыб (Makkar et al., 2014; Brunella et al., 2019).

Сочетание видов насекомых

Чтобы определить потенциал насекомых в качестве заменителя рыбной муки в аквакормах, исследовали 16 различных видов насекомых (Barroso et al., 2014). Пять из них изучили на разных стадиях развития. Изученные насекомые относились к отрядам жесткокрылых (4), двукрылых (7) и прямокрылых (5). Использование различных видов насекомых в комбинации может компенсировать недостаток определенных аминокислот у некоторых видов. Например, аминокислотные профили личинок черной львинки (Hermetia illucens) и комнатной мухи (Musca domestica) частично дополняют друг друга и вместе они гораздо ближе соответствуют профилю рыбной муки, чем по отдельности. В большинстве вариантов муки из насекомых не хватает кальция и фосфора. Поэтому их добавление в рацион также необходимо. Кроме того, возникло предположение, что хитин насекомых является антипитательным фактором, который препятствует поглощению питательных веществ рыбой. Это представит проблему, когда насекомых начнут использовать в кормах для рыб.

Законодательство ЕС

С 1 июля 2017 года законодательство Европейского союза определило семь видов насекомых, которые разрешены (постановление ЕС 2017/893) для аквакормов. К ним относятся: черная львинка (Hermetia illucens), комнатная муха (Musca domestica), личинка Большого мучного хрущака — желтый мучной червь (Tenebrio molitor), малый мучной червь или жук-подстилка (Alphitobius diaperinus), домашний сверчок (Acheta domesticus), тропический домашний сверчок или полосатый сверчок (Gryllodes sigillatus) и ямайский полевой сверчок (Gryllus assimilis). Выращивание насекомых не допускается на субстратах, содержащих кухонные или пищевые отходы, мясную или костную муку, жидкий навоз или фекалии.

В целом насекомые как кормовые компоненты в аквакультуре, заменяющие рыбную муку, получают все большее признание и обладают большим потенциалом благодаря своему высокому содержанию калорий и белка.

Такие компании, как Ynsect (Франция), Agriprotein (Сингапур), Hexafly (Ирландия), NextProtein (Франция) и Enterra (Канада), стремятся усовершенствовать муку из насекомых и расширить производство, чтобы регулировать стоимость корма для рыб. Развитие того, как и в какой степени этих насекомых станут использовать в аквакормах в течение следующих нескольких лет, представляет большой интерес.

——

Partha Biswas. Concept of a ‘fish meal equivalent’- could it be insect meal? Aqua Culture Asia Pacific. 2020