Lieferanten für die Lebensmittelindustrie stehen unter zunehmender Kontrolle, um dem wachsenden Verbraucherinteresse und der Nachfrage nach Nachhaltigkeit gerecht zu werden und gleichzeitig die Umweltbelastung zu begrenzen. Vor diesem Hintergrund muss sich auch die Heimtiernahrungsindustrie mit denselben Problemen befassen – und die Verwendung von insektenbasierter Heimtiernahrung und Proteinen wurde als mögliche Methode hervorgehoben, um dies zu erreichen.
Insektenproteine haben das Potenzial, eine Kreislaufwirtschaft mit der menschlichen Nahrungskette zu unterstützen, da gezüchtete Insekten mit organischen Abfallstoffen aus der menschlichen Nahrungskette gezüchtet werden können. Diese Möglichkeit der Wiederaufbereitung von Abfallstoffen nutzt die Ressourcen in höherem Maße und reduziert ihr Abfallvolumen2. Eine symbiotische Beziehung zwischen der menschlichen Nahrungsmittelproduktion und der Insektenzucht wird als entscheidender Vorteil und als Methode zum Erreichen einer nachhaltigeren Lieferkette angesehen.
Durch die Nutzung der „vertikalen Landwirtschaft“ ist der Bedarf an großen Mengen an Qualitätsland für die Insektenaufzucht deutlich geringer als für die traditionelle Proteinproduktion und daher nicht geografisch beschränkt. Trotz ihrer Fähigkeit, Abfallstoffe in der Produktion zu verwenden, ist der Energieverbrauch eine Quelle der Umweltbelastung für die Insektenproduktion und -verarbeitung. Trotzdem wird die kumulierte Umweltbelastung durch die Aufzucht von Insektenprotein als geringer eingeschätzt als bei traditionellen Tierhaltungssystemen.
Derzeit hat die Zulassung in Großbritannien und Europa zu einer starken Aufnahme der Verwendung von Insekten in der Fischfutterindustrie und einem erhöhten Interesse an der Verwendung in Futtermitteln für gezüchtete Arten geführt3. In der Heimtiernahrungsindustrie sind gemäß der Verordnung Nr. 2017/893 nur sieben Insektenarten zur Verwendung zugelassen4. Alle Arten haben eine hohe Futterverwertungsrate, was eine hohe Fluktuationsrate vom Schlüpfen bis zur Verarbeitung ermöglicht und somit eine konsistente Lieferkette gewährleistet. Ernährungsphysiologisch unterscheiden sich diese Arten im Aminosäureprofil (Tabelle 15) und Verdaulichkeit (Tabelle 25) und heben das vielfältige Potenzial für die Verwendung als Proteinquellen hervor.
Tabelle 1. Ungefähre Zusammensetzung (Prozentsatz der Trockenmasse), unverzichtbare Aminosäurezusammensetzung (Prozentsatz der CP) und Aminosäure (AA)-Score von Insekten- und Referenzsubstraten.
CP, Rohprotein; BSFI und BSFp, Larven und Puppen der Schwarzen Soldatenfliege; HC, Heimchen; YMW, gelber Mehlwurm; LMW, kleiner Mehlwurm; PMM, Geflügelfleischmehl; FM, Fischmehl; SBM, Sojabohnenmehl; tlAA, gesamte unentbehrliche Aminosäuren.
†Berechnet wie in Kerr et al. (2013) mit minimalen Anforderungen an das Wachstum von Kätzchen und Welpen6 als Referenzwerte.
Schwarze Soldatenfliegenlarven (Hermetia illucens):
Die Schwarze Soldatenfliege und ihre Larven (BSFL) wurden als Arten von besonderem Interesse für eine insektenbasierte Ernährung identifiziert. Die Fettsäurespiegel in BSFL sind hoch, hauptsächlich in gesättigten Fetten, aufgrund der hohen Laurinsäurespiegel. Laufende Forschung hat gezeigt, dass es möglich ist, das Futtersubstrat von BSFL zu manipulieren, um ein gewünschtes Ernährungs- und Analyseprofil zu ergeben. Ewaldet al. (2020)7 fanden mit BSFL gefüttertes, auf Muscheln basierendes Substrat, das einen hohen Gehalt an Eicosapentaensäure (EPA) und Docosapentaensäure (DHA) aufwies und im Laufe der Zeit ein verändertes Fettsäureprofil (FA) aufwies.
Obwohl einiges davon dem Wachstum und der Reifung zugeschrieben werden kann, zeigt es auch die Fähigkeit der BSFL, Nährstoffe aus dem Futtersubstrat in das Gewebe zu übertragen und anschließend zu speichern. Ähnliche Trends wurden in der Korrelation des Futtersubstrats mit den Gehalten an Rohasche, Faser- und Aminosäureprofilen gefunden, die in BSFL bei der Verarbeitung gefunden wurden8. Obwohl diese Manipulation den Formulierern erheblich zugute kommen könnte, um wünschenswerte Kriterien zu erreichen, unterstreicht sie auch die Notwendigkeit einer qualitativ hochwertigen Beschaffung, um die Produktkonsistenz aufrechtzuerhalten. Andernfalls könnte dies zu einem minderwertigen und inkonsistenten Endprodukt führen.
BSFL-Öl ist auch ein interessantes Gebiet in der Heimtiernahrungsproduktion. Als Nebenprodukt der Verarbeitung von BSFL für die Fischfutterindustrie ist diese Ressource leicht verfügbar, und die zusätzliche Verarbeitung unterstützt wiederum eine Kreislaufwirtschaft. Das Raffinieren von BSFL-Öl kann den Gehalt an vorhandenen gesättigten FS verringern, die Schmackhaftigkeit verbessern und Produktionseigenschaften wie die Viskosität verbessern 9. Das Vorhandensein hoher Gehalte an gesättigten Fettsäuren könnte jedoch bei der Aufnahme von Heimtierfutter von Vorteil sein. Laurinsäure wurde zuvor auf ihre antimikrobielle Wirkung auf grampositive Bakterien untersucht. Springhers et al. (2018)10 untersuchten die Auswirkungen der Aufnahme von BSFL auf die Ernährung von Absetzferkeln. Bei der Entwöhnung setzen Ernährungs- und Umweltstressoren die Darmmikrobiota einer erhöhten körperlichen Belastung aus, was das Risiko des Wachstums gramnegativer Bakterien erhöht. Wie angenommen wurde, zeigte sich, dass die Aufnahme von BSFL in die Studiendiäten eine gewünschte antimikrobielle Wirkung hatte. Die hohen Gehalte an Laurinsäure beeinträchtigten jedoch möglicherweise die Schmackhaftigkeit und führten zu einer verringerten Futteraufnahme bei hoher Einbeziehung. Weitere Untersuchungen zu optimalen Aufnahmemengen sind erforderlich, aber das Potenzial für die Aufnahme in die Ernährung von Welpen oder Kätzchen, um diesen Mehrwert zu nutzen, könnte von Interesse sein.
Gelber Mehlwurm (Tenebrio Molitor):
Wie bei der Schwarzen Soldatenfliege können Gelbe Mehlwürmer (YMW) je nach aufgezogenem Substrat ein unterschiedliches AA-Profil aufweisen. Von den für Heimtierfutter zugelassenen Arten weist der Gelbe Mehlwurm typischerweise einige der höchsten Fettgehalte auf (siehe Tabelle 1) – obwohl eine zusätzliche Entfettungsverarbeitung zu einem konsistenteren Rohmaterial beitragen kann, mit einem reduzierten Fettgehalt, falls die Formulierung erforderlich ist. Gelbe Mehlwürmer werden kommerziell für die Aufnahme in kommerzielles Fischfutter hergestellt und sind eine bevorzugte Art für Züchter, da ihre kurze Aufzuchtzeit einen hohen Umsatz ermöglicht.
Belfortiet al. (2015)11 verfütterten erfolgreich gelbe Mehlwürmer an kommerziell gehaltene Regenbogenforellen mit unterschiedlichen Einschlüssen. Ihre Studie fand keine nachteiligen Auswirkungen auf das Wachstum, die Akzeptanz der Ernährung oder die Verdaulichkeit. Gelber Mehlwurm hat einige der höchsten Ergebnisse bei der In-vitro-Verdaulichkeit (siehe Tabelle 25), mit Werten ähnlich oder höher als bei Referenzsubstraten wie Hühnermehl. Die Verwendung von Gelben Mehlwürmern in Fischfutter unterstreicht die ernährungsphysiologischen Ähnlichkeiten zu herkömmlich verwendeten Proteinquellen und das Potenzial, sie vollständig oder teilweise durch Insektenprotein zu ersetzen.
Tabelle 2. In-vitro-Verdaulichkeit (%) von Insekten- und Referenzsubstraten.
BSFI und BSFp, Larven und Puppen der schwarzen Soldatenfliege; HC, Heimchen; YMW, gelber Mehlwurm; LMW, kleiner Mehlwurm; PMM, Geflügelfleischmehl; FM, Fischmehl; SBM, Sojabohnenmehl.
Grillen (Heimchen (Acheta domesticus), Grillen (Gryllodes sigillatus) und Feldgrillen (Gryllus assimilis):
Die Aufzucht von Grillenarten ist ein etablierter Schwerpunkt für die Futtermärkte für exotische und Reptilien, wo sie oft ganz und lebend präsentiert werden. Trotz dieser Verwendung sind Nährwertinformationen und Details zu den Auswirkungen der Fütterung an Monogastrier begrenzt. Vorläufige Studien zeigen jedoch, dass Heimchen einen hohen Proteingehalt bei moderatem Fettgehalt haben (siehe Tabelle 1).
Kilburnet al. (2020)12 29 Beagles wurden über einen Zeitraum von 32 Tagen mit unterschiedlichen Einschlüssen von Grillenmehl gefüttert, um die Verdaulichkeit zu beurteilen. Die Ergebnisse zeigten, dass, obwohl die Fäkalienausscheidung linear zunahm – was darauf hindeutet, dass die Verdaulichkeit mit zunehmender Einbeziehung abnahm – die Gesamtverdaulichkeit aller Diäten unabhängig von der Einbeziehung von Grillen über 80 % blieb. Die Studie bestätigte, dass Grillenmahlzeiten als ebenso verdaulich angesehen werden können wie traditionell verwendetes Soja- oder Geflügelprotein, und dass die ernährungsphysiologischen Rohproteingehalte übereinstimmen.
Die Studie von Kilburn ist auch eine von vielen, die die einzigartige Rolle hervorhebt, die Chitin bei der Erhöhung des Fasergehalts spielen kann. Chitin kommt im Exoskelett von Insekten vor und fungiert bei Verzehr als Polysaccharid-Nahrungsfaser, ähnlich der Zellulose13. Lei et al. (2019) führten einen dreitägigen Fütterungsversuch an Beagles mit einer Ernährung durch, die einen geringen Anteil an Insektenprotein enthielt, und kamen zu dem Schluss, dass Chitin für eine Erhöhung der Verdaulichkeit verantwortlich sein könnte14. Mehrere Studien haben jedoch herausgefunden, dass hohe Einschlussmengen mit einer Verringerung der Verdaulichkeit korrelieren12 15. Weitere Forschung ist erforderlich, um festzustellen, welche Rolle Chitin bei der Aufnahme von Heimtiernahrung spielen könnte, mit besonderem Schwerpunkt auf Verdaulichkeit und Futteraufnahme. Es könnte sich jedoch lohnen, dies durch die Festlegung optimaler Aufnahmemengen abzumildern, da Chitin auch zusätzliche Vorteile für die Aufnahme in Heimtierfutter haben könnte. Es ist bekannt, dass Chitine eine Rolle bei der Immunantwort auf die Entzündungskontrolle von Krankheitserregern spielen und möglicherweise eine präbiotische Funktion haben. Islam und Yang (2017)16 fütterten Futter mit 0.4 % „gemahlenem Mehlwurmlarven-Probiotikum“ an Broilerküken und stellten eine erhöhte Futterverwertungsrate, eine verringerte Belastung durch pathogene Bakterien und erhöhte Immunglobulin (Ig) A- und IgG-Spiegel im Serum fest.
Biene oder nicht Biene?
Trotz der ernährungsphysiologischen Vorteile und eindeutigen Nachhaltigkeitsvorteile von insektenbasierten Futtermitteln ist die Verbraucherakzeptanz seiner Verwendung in Heimtiernahrung unterschiedlich. PROteinsekt fanden heraus, dass 70 % der befragten Personen es für akzeptabel hielten, Insektenprotein in das Futter von Nutztierarten zu integrieren17. 88 % der Umfrageteilnehmer betonten jedoch, dass Informationen über die Verwendung von Insekten fehlen.
Da die Kultur der „Haustiereltern“ wächst, erfordert die Verwendung von Insekten bei Haustieren Transparenz und leicht verfügbare Informationen zu Aspekten wie Lieferkette, Ernährungsprofilen und aktuellen Forschungsergebnissen, um die Verbraucherakzeptanz zu verbessern3. Insbesondere die Futtermittelsicherheit wird von den Verbrauchern häufig als Problembereich angesprochen. Vorstudien von Vandeweyer et al. (2017)18 analysierten Chargen aus mehreren Aufzuchtsystemen und über zwei Insektenarten. Die Ergebnisse zeigten keine Anwesenheit von Salmonella, Listeria monocytogenes oder Escherichia coli. Das Fehlen solcher Krankheitserreger ist ein Schlüsselfaktor für die Zulassung von Inhaltsstoffen nach EU-Vorschriften.
Bisher wurden keine negativen Auswirkungen der Fütterung von insektenbasierten Diäten dokumentiert19. Daten aus kontrollierten Studien basieren jedoch häufig auf kleinen Stichprobenumfängen über kurze Fütterungszeiten. Weitere Fütterungsversuchsdaten zu Schmackhaftigkeit, Akzeptanz und Auswirkungen auf die Gesundheit sind erforderlich – sowohl für die Kurz- als auch für die Langzeitfütterung. Solche Daten sind von entscheidender Bedeutung, um weitere Einblicke in die optimale Einbeziehung und Verwendung von Insekten in der Tierfutterformulierung zu erhalten. Die Sicherstellung einer optimalen Ernährung mit evidenzbasierten Behauptungen wird die Akzeptanz dieses neuartigen Inhaltsstoffs durch den Besitzer unterstützen.
Referenzen
1. Swanson, KS, Carter, RA, Yount, TP, Aretz, J. & Buff, PR Ernährungsnachhaltigkeit von Heimtiernahrung. Erw. Nutr. 4, 141–150 (2013).
2. Acuff, HL, Dainton, AN, Dhakal, J., Kiprotich, S. & Aldrich, G. Nachhaltigkeit und Tiernahrung: Gibt es eine Rolle für Tierärzte? Tierarzt. Klin. Norden Am. – Kleine Animation. Praktizieren. 51, 563–581 (2021).
3. Insekten-Biomasse-Aufgabe & Finnische Gruppe. Die Insekten-Biomasse-Industrie für Tierfutter – der Fall für in Großbritannien ansässige und globale Unternehmen. http://fera.co.uk/media/wysiwyg/Final_Insect_Biomass_TF_Paper_Mar19.pdf (2019).
4. Die Europäische Union. Verordnung (EU) 2017/893 der Kommission zur Änderung der Anhänge I und IV der Verordnung (EG) Nr. 999/2001 des Europäischen Parlaments und des Rates und der Anhänge X, XIV und XV der Verordnung (EU) Nr. 142/2011 der Kommission im Hinblick auf die Bestimmungen zu verarbeiteten Tieren Pro. Amtsblatt der Europäischen Union 92–116 (Verordnung der Kommission, 2017).
5. Bosch, G., Zhang, S., Oonincx, DGAB & Hendriks, WH Proteinqualität von Insekten als potenzielle Zutaten für Hunde- und Katzenfutter. J. Nutr. Wissenschaft 3, 482982 (2014).
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8. Spranghers, T. et al. Ernährungszusammensetzung der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) Pepupae, die auf verschiedenen organischen Abfallsubstraten aufgezogen wurden. J. Sci. Lebensmittel landwirtschaftlich. 97, 2594–2600 (2017).
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19. Beynen, A. Insektenbasiertes Haustierfutter. Erstellen. Begleiter 40–41, (2018).
Emma Hunt
Ernährungsberaterin für Haustiere bei GA Pet Food Partners
Emma hat einen Bachelor-Abschluss in Verhalten und Wohlbefinden von Tieren und anschließend einen Master in Veterinär-Öffentlichkeitsgesundheit an der Universität Glasgow abgeschlossen. Danach arbeitete sie mehrere Jahre in der Agrar- und Lebensmittelindustrie und hielt ihre eigene Schafherde, bevor sie 2021 zu GA kam. Emma genießt es, zu trainieren und an Strongwoman-Wettkämpfen teilzunehmen oder Zeit mit ihrem geliebten Collie Lincoln zu verbringen.
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Artikel verfasst von Emma Hunt
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