Перспективи використання у годівлі свиней борошна з личинок комахи чорна львинка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Перспективи використання у годівлі свиней борошна з личинок комахи чорна львинка

Разанова Олена Петрівна

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Вінницький національний аграрний університет, м. Вінниця, Україна

Безносюк Анатолій Миколайович

аспірант

Вінницький національний аграрний університет, м. Вінниця, Україна

У статті узагальнено відомості зарубіжних і вітчизняних досліджень з використання борошна з комах як інгредієнт у раціоні кормів для вирощування тварин і птиці, відзначаючи його харчову цінність та перспективи використання. Білковий концентрат, отриманий із різних комах, таких як чорна львинка, борошняні черв'яки, підмор бджіл та інші, виготовляється у вигляді борошна. Склад поживних речовин у такому борошні різниться в залежності від виду комахи, субстрату, на якому їх вирощують, та методів виробництва. Личинка мухи володіє унікальною здатністю до поглинання різних біологічних відходів, таких як органічні залишки та продукти переробки. Ця характеристика робить процес вирощування мухи екологічно чистою альтернативою, при цьому значно зменшуючи викиди парникових газів та аміаку. Метою дослідження було проведення аналізу існуючих досліджень та перспективи використання білкового корму з комах у свинарстві. Борошно з комах є джерелом білка, амінокислот (лізину, метіоніну) і мінералів (кальцію, фосфору, цинку), маючи високу засвоюваність, що робить його цінним компонентом кормів для тваринництва. Використання цього борошна в раціоні тварин і птиці позитивно впливає на мікробіоту кишківника і покращує біохімічні показники крові тварин, сприяє покращенню продуктивності росту та якості м'яса, а також зниженню собівартості виробництва та впливу промисловості на навколишнє середовище. Борошно з личинок мухи чорна львинка багате на незамінні амінокислоти (16,08%), зокрема, на лейцин (3,53%), валін (3,41%) та лізин (3,37%). Олія з личинок Hermetia illucens містить лауринову, лінолеву, пальмітинову, олеїнову і міристинову кислоти. Борошно і жир із комахи чорна львинка є перспективною альтернативою для часткової заміни традиційних високобілкових інгредієнтів у раціонах свиней без негативного впливу на темпи росту, якість свинини та здоров'я тварин. Згодовування поросятам борошна з комах чорна львина змінює імунний статус і морфологію кишківника, підвищує засвоюваність білків і перетравність сухої речовини, збільшує середньодобові прирости тварин та має економічну ефективність виробництва продукції на одиницю приросту, а також покращує показники забою і якість свинини.

Ключові слова: комахи, годівля, свині, птиця, тварини, інтенсивність росту, білок, жир, поживність, якість, продуктивність

Razanova O. P., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Vinnytsia National Agrarian University, Vinnytsia, Ukraine

Beznosyuk A. M., post graduate student, Vinnytsia National Agrarian University, Vinnytsia, Ukraine

Prospects for use in pig feeding flour from black lion insect larvae

The article summarizes the information of foreign and domestic research on the use of insect flour as an ingredient in the diet of fodder for growing animals and poultry, noting its nutritional value and prospects for use. Protein concentrate obtained from various insects, such as black lionfish, mealworms, midge bees and others, is made in the form of flour. The composition of nutrients in such flour varies depending on the type of insect, the substrate on which they are grown, and the production methods. The fly larva has a unique ability to absorb various biological wastes, such as organic residues and processing products. This feature makes the fly farming process an environmentally friendly alternative, while significantly reducing greenhouse gas and ammonia emissions. The purpose of the study was to analyze existing research and prospects for the use of protein feed from insects in pig farming. Insect meal is a source of protein, amino acids (lysine, methionine) and minerals (calcium, phosphorus, zinc), having high digestibility, which makes it a valuable component of feed for livestock. The use of this flour in the diet of animals and poultry has a positive effect on the intestinal microbiota and improves the biochemical parameters of the blood of animals, contributes to the improvement of growth productivity and meat quality, as well as to the reduction of production costs and the impact of industry on the environment. Black lionfly larvae meal is rich in essential amino acids (16.08%), in particular, leucine (3.53%), valine (3.41%) and lysine (3.37%). Oil from the larvae of Hermetia illucens contains lauric, linoleic, palmitic, oleic and myristic acids. Meal and fat from the black lionfish insect is a promising alternative for partial replacement of traditional high-protein ingredients in pig diets without negative effects on growth rates, pork quality and animal health. Feeding piglets meal from black lion insects changes the immune status and intestinal morphology, increases protein digestibility and digestibility of dry matter, increases average daily gains of animals and has economic efficiency of production per unit of gain, and also improves slaughter performance and pork quality.

Key words: insects, feeding, pigs, poultry, animals, growth intensity, protein, fat, nutrition, quality, productivity.

Вступ

Тваринництво вносить значний внесок в економіку країни, що є важливою підтримкою для багатьох людей, особливо в сільських районах. Цей сектор відіграє ключову роль у забезпеченні засобів до існування, зокрема шляхом надання людям доступу до необхідних продуктів. Споживання продуктів тваринництва, таких як м'ясо та яйця, є невід'ємною частиною їхнього раціону і визначається як важливий спосіб забезпечення організму тваринним білком. годівля білковий корм свинарство

В Україні за період з 2022 до 2023 року спостерігалося зростання споживання м'ясних продуктів, зокрема свинини, яловичини та м'яса птиці на душу населення, з 54,1 кг у 2022 році до 54,7 кг у 2023 році. Проте, варто відзначити, що споживання свинини скоротилося з 20,3 кг у 2022 році до 19,8 кг у 2023 році. Прогнозується, що до 2050 року в Україні спостерігатиметься ще більше зростання споживання продуктів тваринництва, на 60-70%. Цей зростаючий попит буде вимагати значних ресурсів, особливо у кормах, через обмежену доступність природних ресурсів, постійні кліматичні зміни та конкуренцію з енергетичними та харчовими секторами (Makkar et al., 2014). Вартість традиційних кормових білкових ресурсів, таких як соєве та рибне борошно, надто висока, і прогнозується, що буде зростати, тому існує ймовірність обмеження можливостей збільшення сільськогосподарських угідь, а також зменшення світових рибних ресурсів. Це може вплинути на стратегії виробництва та споживання продуктів тваринництва, вимагаючи від галузі пошуку більш стійких і ефективних рішень у використанні ресурсів. У цьому контексті вирощування комах може стати частиною вирішення проблеми.

Забезпечення збалансованої годівлі є ключовим для ефективного росту, розвитку та високої продуктивності тварин і птиці. Для досягнення цих цілей необхідно, щоб складові корму вирізнялися високим вмістом білка, оптимальним амінокислотним профілем, легкою засвоюваністю та привабливими смаковими характеристиками. Використання комах як джерела високоякісного білка та жиру з унікальними властивостями у годівлі сільськогосподарських тварин є перспективним напрямком, який може призвести до численних позитивних результатів у сільському господарстві та екології. Це зменшить залежність від імпортних білкових джерел для виробництва кормів, що економічно вигідно і забезпечуватиме стабільність виробництва.

Дані Продовольчої та сільськогосподарської організації ООН вказують на те, що головною метою тваринництва є забезпечення уникнення надмірного тиску на екосистеми, біорізноманіття, земельні та лісові ресурси, а також забезпечення високої якості води. Українські виробники продукції тваринництва приділяють особливу увагу цьому підходу, фокусуючись на зменшенні впливу галузі на навколишнє середовище. Вони вдосконалюють використання ресурсів та ефективно керують викидами, сприяючи збереженню клімату. Значну роль у впливі тваринництва на навколишнє середовище відіграє забезпечення джерел кормового протеїну для тварин. З огляду на зростання попиту на білки тваринного походження, проблема нерівноваги між пропозицією та попитом на кормовий білок продовжує збільшуватися. Це підкреслює необхідність пошуку сталіших та більш екологічно ефективних рішень у виробництві та використанні ресурсів.

Ще багато сільськогосподарських підприємств з обмеженістю бюджету стикаються з необхідністю утримуватися від використання високовартісних кормів, таких як рибне та кров'яне борошно, різні шроти і макуха. Використання таких кормів, з низьким вмістом білка, спричиняє незбалансованість раціону тварин, що, в свою чергу, може вести до фінансових втрат для підприємств. Для вирішення цієї проблеми важливим є пошук альтернативних джерел білка. Це може включати дослідження та впровадження нових технологій для виробництва доступних та ефективних кормових добавок з мінімальними витратами. Такий підхід не тільки допоможе забезпечити більш збалансований раціон для тварин, але й дозволить сільськогосподарським підприємствам зменшити фінансові витрати на корми, зберігаючи при цьому ефективність виробництва.

На сьогодні серед доступних джерел рослинного білка для тварин і птиці використовують соєвий, соняшниковий та ріпаковий шроти і макуха, бобові та різні зернові субпродукти. Проте, амінокислотний склад рослинних білків поступається білкам тваринного походження. Рибне борошно через надмірний вилов риби стало дуже обмеженим ресурсом, що позначилося на зростанні ціни на даний білковий корм. Комбікормова промисловість потребує нових джерел високозасвоюваного протеїну з бажаним амінокислотним складом, щоб замінити інші білкові джерела тваринного походження, особливо рибне борошно.

Розведення комах виявляє значний потенціал у виробництві білкових кормів, і промисловість, яка базується на використанні комах, стрімко розширюється в багатьох країнах світу. Хоча науковцями проводилися деякі дослідження з використання комах, їх личинок як компонентів у раціонах тварин, проте, але ця сфера є ще на стадії розвитку, тому потрібно проводити більше досліджень та впроваджень для ширшого застосування у тваринництві. Ряд дослідників висвітлюють важливі аспекти дослідження використання комах та їхніх личинок в якості альтернативних джерел білка та інших поживних речовин у кормах для тварин (Мет- лицька та ін., 2017). Отримані результати, зокрема про високий вміст сирого протеїну та ліпідів, свідчать про потенціал цих продуктів для використання у раціонах птиці, свиней, риб і жуйних тварин. Окрім того, важливо враховувати дефіцит метіоніну, лізину та кальцію у деяких кормах комах та їхнє вплив на ріст та продуктивність тварин. Доповнення раціону цими необхідними складовими може вирішити дефіцит білку та покращити якість кормів (Makkar et al., 2014; Jozefiak et al., 2016; Tran et al., 2015).

На сьогоднішній день головною основою світового ринку комах є муха чорної львинки (Hermetia illucens) та борошнисті черв'яки. Але для того, щоб комахи складали значну частину раціонів тварин, виробництво та переробка їх повинні проводитися у великих обсягах і бути доступними протягом усього року. Наразі розведення комах проводиться на обмежених площах, і існує потреба у створенні економічно ефективних та оптимі- зованих установок для масового вирощування комах. Це відповідно вимагає створення виробничих систем, які забезпечують постійне та ефективне виробництво комах на великій площі. Крім того, важливо визначити оптимальні субстрати для вирощування комах і забезпечити високу якість отриманих продуктів. Вирішення цих завдань дозволить використовувати комахи як ефективне джерело білка у кормах для тварин та покращити якість і доступність цього ресурсу (Galpcki et al., 2021).

За даними учених личинки мухи чорна львинка залежно від стадії розвитку і субстрату містять корисні органічні сполуки, які мають комерційну та промислову цінність: 35-45% білка, 25-40% жиру, 34,8% ліпідів, 7,0% сирої клітковини, 7,9% вологи, 14,6% золи, 5,0% кальцію, 1,5% фосфору, 5-9% хітину (Alvarez, 2012; Diener et al., 2009; Tschirner and Simon, 2015 Liu та ін., 2017). Значення засвоюваності амінокислот білка комах вражає високими показниками - 91-95%. Амінокислотний склад білка личинки характеризується широким спектром амінокислот і відносно високим вмістом лізину. Важливо відзначити, що засвоюваний лізин у борошні з личинок чорна львинка прирівнюється до соєвого, кров'яного та рибного борошна (Crosbie et al., 2020 ).

Значний інтерес представляє меланін комах, який є потужним природним антиоксидантом (Wang et al., 2011). Наявність меланіну в кормах сприяє їх тривалому збереженню, частково функціонує як ентеросор- бент, нормалізує склад кишкової мікрофлори, ефективно виводить токсини з харчового тракту (Meredith P. and Sarna, 2006). Разанова та Чудак (2018) у годівлі м'ясних перепелів використовували борошно підмору бджіл, який містить меланін-хітозановий комплекс. Застосування добавки з комах прискорює ріст і розвиток птиці, підвищує їх збереженість, забезпечивши організм найважливішими харчовими елементами, оскільки личинки мухи містять повноцінні білки та збалансоване співвідношення мінеральних речовин (van Huis et al., 2013).

Личинки комах представляють собою відмінне джерело енергії в порівнянні із злаками і бобовими культурами. Крім того, до складу комах входять ліпіди, які мають вигідний профіль жирних кислот (Siemianowska et al., 2013). Додатково до високої харчової цінності відноситься також й те, що вони володіють важливими характеристиками, такими як антиоксиданти та імуномодуля- тори, що робить їх потенційним сировинним матеріалом для створення нових лікарських засобів.

Знищення відходів за допомогою личинок мухи чорна львинка представляє унікальний метод утилізації, оскільки дозволяє уникнути обов'язкового механічного подрібнення органічних залишків. Личинки мухи ефективно подрібнюють органічні відходи в процесі свого харчування та перетравлення. Після переробки личинками мухи відходів вони перетворюються на високоцінне та екологічно чисте добриво для рослин (зоогумус). Такий підхід сприяє ефективному використанню ресурсів та покращує екологічні характеристики утилізації органічних відходів. Для того, щоб забезпечити економічно ефективне виробництво білка з комах потрібно, щоб її цикл розмноження був коротким. Муха чорна львинка здатна впродовж року розвиватися у чистій культурі у замкнутому просторі штучних умов і це дозволяє використовувати її у біотехнологічних цілях. Можливість утримання деяких видів комах у культурі у штучних умовах визначається як важливий чинник. Такий підхід відкриває широкі перспективи для використання комах як нових промислових продуцентів. Утримання комах у контрольованих умовах дозволяє отримувати детальну інформацію про їхню фізіологію, біохімію та генетичні характеристики, що важливо для подальших досліджень та виробництва. Крім того, цей підхід дозволяє контролювати процеси біоконверсії субстратів, на яких розвиваються комахи. Це важливо для ефективного використання їх біомаси у виробництві кормів, ветеринарії та фармакології. Спеціально утримувані культури комах також дозволяють експериментувати з оптимізацією умов утримання для отримання максимального виходу цінних продуктів з біомаси комах (Tran et al., 2015).

Українські вчені розробили схему для підприємства з переробки відходів, яка включає чотири ключові етапи: отримання личинок першого віку: на цьому етапі проводиться вирощування та отримання личинок першого віку, які є ключовим елементом для ефективної переробки відходів; підготовка відходів: відходи піддаються попередній обробці та підготовці для оптимального використання личинками наступного етапу; переробка відходів личинками: на цьому етапі відбувається активний процес переробки відходів за допомогою личинок, які ефективно розкладають матеріали та знижують їх об'єм; отримання гумусу та личинок: завершальний етап передбачає отримання якісного гумусу та додаткового вирощування личинок для подальшого використання чи продажу. Ця схема не лише спрощує процес переробки відходів, але й сприяє виробництву корисних продуктів, таких як гумус, та підтримує екологічно сталий підхід до управління відходами (Молчанова та ін., 2021). За результатами досліджень продемонстрована важливість врахування впливу типу поживного середовища на темпи розвитку личинок (Пахуча, 2023). Здійснені дослідження щодо впливу температури на біологічні показники мухи чорна львинка свідчать про можливість вирощування H. illucens в штучних умовах на території України за умови врахування оптимальних параметрів для даного виду (Маркіна та ін., 2021). Автори наголошують, що температуру потрібно використовувати як ключовий фактор для оптимізації біоматеріалу. Встановлено, що існує взаємозв'язок між температурою утримання та масою личинок та лялечок і за низьких температур спостерігається значне зменшення їхньої маси. Підтримання температури від +7 °С позитивно впливає на швидкість переходу передлялечки на наступну стадію розвитку та загальну життєздатність комах.

Результати досліджень свідчать, що найкращі показники життєздатності, харчової активності та приросту біомаси личинок чорна львинка спостерігалися у випадку, коли вигодовування личинок здійснювалося за участю органічних відходів рослинного походження (залишки овочів). Також варіант з вигодовуванням на відходах тваринного походження (залишки їжі) відзначився високими показниками приросту біомаси личинок. Важливою перевагою цього методу біодеструкції є швидкий приріст біомаси личинок чорної львинки, який залежить від типу харчового субстрату (Демчинська та Демчинська, 2022).

Бачинська (2023) рекомендує розробити відповідні стандарти і правила для виробництва та використання комах у складі кормів для тварин. Ці стандарти мають охоплювати вимоги до безпеки харчових продуктів, систему контролю якості, правила маркування та сертифікації продуктів, отриманих із комах. Lalander et al. (2013) наголошують на важливості обробки біомаси личинок перед їхнім використанням у виробництві кормів для тварин, що зменшить вологу в біомасі личинок і сприятиме кращому зберіганню та підвищуватиме безпечність виробленого корму для тварин. Diener et al. (2015) рекомендують для забезпечення безпечності продукту та здоров'я тварин проводити моніторинг концентрації важких металів у личинках комах, що буде використовуватися у виробництві білкового борошна, та обмежувати використання деяких відходів для годівлі личинок з надмірним вмістом шкідливих речовин.

Метою дослідження було проведення аналізу існуючих досліджень та перспективи використання білкового корму з комах у свинарстві.

Методи досліджень

Монографічний - для узагальнення літературних даних зарубіжних і вітчизняних авторів щодо забезпеченості сільськогосподарських тварин білковими кормами; порівняльні - для проведення порівняльної оцінки ефективності; абстрактно-логічний - для формування висновків щодо використання білкового корму з комах у тваринництві.

Результати

Борошно з комах є багатим джерелом протеїну, амінокислот (лізину, метіоніну) і мінералів 93 (кальцію, фосфору, цинку) з високою засвоюваністю, що робить його цінним кормовим інгредієнтом для птахівництва (табл. 1). Крім того, використання борошна з комах у кормах для тварин і птиці має потенціал для покращення продуктивності росту та якості м'яса птиці і може знизити собівартість виробництва та вплив промисловості на навколишнє середовище.

Борошно з личинок мухи чорна львинка багате на незамінні амінокислоти (16,08%) (табл. 2). Найбільша кількість із незамінних амінокислот припадає на лейцин (3,53%), валін (3,41%) та лізин (3,37%).

Значну популярність одержала муха чорна львинка (Hermetia illucens L.) за рахунок високоефективної біо- конверсії різних твердих органічних відходів, стічних вод та відходів від переробки риби та м'яса, фруктів, овочів, кухонних відходів (Sheppard et al., 2002; Fuso et al., 2021; Баркар В.П., Трібунцова, 2022), а також високої поживності личинок з можливістю переробки їх на борошно та жир та використання зазначених продуктів переробки у годівлі сільськогосподарських тварин і птиці та аквакуль- тури (Kroeckel et al., 2012; Stamer et al., 2014). Личинка мухи відрізняється здатністю до поглинання будь-яких біологічних відходів, таких як органічні залишки та продукти переробки, що робить процес екологічно чистою альтернативою, виробляючи при цьому набагато менше парникових газів та аміаку (Fitriana et al., 2022). У результаті в організмі личинки накопичується комплекс органічних речовин, вміст яких залежить від раціону годівлі.

Spranghers et al. (2016, 2017) проводили дослідження на відлучених поросятах віком 21 день з живою масою 6,18 кг за згодовування раціонів із заміною соєвого шроту борошном личинок чорної львинки (4 і 8%) і знежиреної добавки (5,4%). Ними не виявлено суттєвих відмінностей за середньодобовим приростом, споживанням кормів та засвоюваністю білків. Засвоюваність білків у поросят, яким згодовували 4 % борошна з комах, вища на 5,2 п.п. Також Nekrasov et al. (2018) вивчався вплив добавок з борошна личинок Hermetia illucens в раціонах кормів для відгодовування дорослих свиней. Зокрема, вивчався вплив малих дозувань (0,3%, 0,9%) борошна з личинок комах на ріст і розвиток помісних свиней. Результати дослідження показали збільшення середньодобового приросту тварин на 8,2 і 9,1%. Важливо відзначити, що результати дослідження Choi et al. (2019) свідчать про те, що включення 1%, 2% і 3% шроту H. Illucens на заміну соєвого шроту у раціонах свиней покращує середньодобовий приріст і перетравність сухої речовини та має економічну ефективність виробництва продукції на одиницю приросту.

Driemeyer H. (2016) стверджує, що відгодівля чистопорідних поросят порід велика біла і ландрас у віці від 10 до 28 днів раціоном, що містить у своєму складі 3,5% від загальної маси борошна з личинок чорної львинки, вирощених на кухонних відходах, є безпечним джерелом білка, яке можна використовувати для часткової заміни інших традиційних джерел у здатності підтримувати продуктивність поросят без побічних ефектів. Заміна рибного борошна (6 і 10%) на таку ж кількість борошна з личинок чорної львинки у раціоні відгодівельних свиней в період від 4 до 8 тижнів не мала істотного впливу на приріст живої маси та ефективність перетравності кормів (Wanasithchaiwat and Saesakul, 1989). Під час відгодівлі гібридних помісних свиней (велика біла і ландрас) масою 18,25 кг раціонами, в яких рибне борошно на 25, 50, 75 і 100% замінювали відповідною кількістю борошном з личинок Hermetia illucens, виявлено, що середньодобове споживання і коефіцієнт конверсії кормів, приріст живої маси не залежали від заміни рибного борошна (Chia et al., 2019). Заміна 20% соєвого шроту відповідною кількістю борошна з комах у раціоні свиней сприяла кращій засвоюваності сухої речовини, азоту, кальцію та фосфору (Newton et al., 1977).

Таблиця 1