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FEEDS | Farine di insEtti allevati su scarti agricoli pEr la proDuzione mangimiStica

FEASR - PSR 2014/2020 PS-GO 2017
     

 

PSR - FEASR 2014-2020 Regione Toscana -  Sostegno per l’attuazione dei Piani Strategici e la costituzione e gestione dei Gruppi Operativi (GO) del Partenariato Europeo per l’Innovazione in materia di produttività e sostenibilità dell’agricoltura (PEI - AGRI) - PS-GO 2017

Responsabile scientifico

Giuliana Parisi

Abstract

Il progetto prevede la messa a punto dell’allevamento di insetti su scarti agricoli e il trasferimento dell’innovazione ad aziende agricole toscane. Potrebbe essere i) creata una opportunità di reddito per il comparto agricolo, che potrebbe penetrare nel nuovo mercato derivante dall’apertura all’uso di farine di insetto nell’alimentazione animale; ii) sviluppato un nuovo settore produttivo; iii) creato un nuovo indotto (fornitura di attrezzature, formazione di tecnici con appropriate competenze).

Risultati attesi

Produzione di farine proteiche per mangimi a partire da scarti aziendali; redazione di manuali operativi su allevamento di insetti e loro trasformazione in farine e mangimi; messa a punto e validazione di una strategia alimentare che ne preveda l’utilizzo in acquacoltura, avicoltura e nei pet; trasferimento dell’innovazione alle aziende del territorio; messa a punto del processo di produzione di compost di qualità; gestione igienico-sanitaria dell’allevamento degli insetti.

Risultati conseguiti

Valutazione della qualità degli insetti allevati su diversi substrati

È stata valutata la possibilità di impiegare un prodotto di scarto per l’allevamento di T. molitor, uno degli insetti noti come biotrasformatori. Nell’ottica di un’economia circolare, quale substrato di allevamento è stato individuato un prodotto di scarto derivante dalla lavorazione dei cereali effettuata dalla Cooperativa L’Unitaria, partner del progetto, in quanto. T. molitor viene di solito allevato su substrati a base di crusca di diversi cereali. La specie, sebbene abbia dimostrato uno sviluppo piuttosto lento, è stata in grado di accrescersi su differenti tipi di substrati, anche di ridotta rilevanza economica, garantendo tuttavia la produzione di larve ad elevato valore nutritivo.

Metodo allevamento di Tenebrio molitor e tipi di dieta

Nei diversi esperimenti sono stati messi a confronto differenti substrati di alimentazione, con l’aggiunta o meno di un integratore, per un totale di 6 tipi di diete. In un primo gruppo (dieta semplice) le diete erano costituite dal substrato di base: 1) una dieta costituita da crusca (Cru); 2) una dieta costituita da un prodotto di scarto derivante dalla ventilazione dei cereali (SVe) 3) una dieta formata dal 50% di crusca e dal 50% del prodotto di scarto (CruSVe). In un secondo gruppo (dieta integrata) alle diete descritte in precedenza è stato aggiunto un integratore costituito da un vegetale fresco, individuato nella carota perché ricca di acqua e di sostanze minerali (potassio, fosforo, calcio, magnesio, selenio, ferro). Le diete sono state denominate con le stesse sigle aggiungendo il suffisso “Ca”.

La mortalità delle larve di T. molitor allevate sui diversi substrati non sembra dipendere dal tipo di dieta quanto piuttosto dalla granulometria del substrato; infatti, il numero degli individui morti raggiunge i livelli più elevati nelle prime fasi dello sviluppo in cui le larve neonate presentano maggiori difficoltà ad alimentarsi su substrati grossolani. La granulometria del substrato alimentare rappresenterebbe un aspetto in grado di influenzare la produttività degli allevamenti, che sarebbe opportuno approfondire in quanto limitatamente valutato in letteratura.

Per quanto concerne l’accrescimento ponderale delle larve, questo risulta essere influenzato sia dal tipo di dieta che dall’aggiunta dell’integratore. Infatti, sia per le larve neonate sia per quelle più sviluppate il maggiore accrescimento in peso si ottiene con le diete contenenti la crusca fornita da sola o in miscela con lo scarto derivante dalla ventilazione dei cereali. Tuttavia, la maggiore influenza positiva si ha con l’aggiunta della matrice vegetale fresca delle carote, a prescindere dal tipo di substrato di base. Queste osservazioni confermano l’importanza dell’integrazione di materiale vegetale fresco e della costituzione di una miscela eterogena di substrato secco ed umida. In conclusione, l’utilizzazione del prodotto di scarto derivante dalla ventilazione dei cereali è in grado di sostenere l’allevamento delle larve di T. molitor e, in una prospettiva di economia circolare, gli scarti derivanti dalle diverse realtà produttive possono trovare una giusta collocazione in un sistema di collaborazione tra aziende.

In generale, per quanto riguarda l’effetto delle diete sulle larve, la presenza dell’integratore carota ha determinato in tutte le diete, e in particolare in quelle contenenti lo scarto di ventilazione, sia un incremento nel peso finale delle larve, sia nel contenuto di alcuni acidi grassi. Lo scarto di ventilazione esercita un effetto negativo a carico delle categorie di acidi grassi polinsaturi, PUFAn-3 e PUFAn-6; tuttavia, nessuno dei substrati testati ha permesso di ottenere larve con un contenuto di PUFAn-3 e PUFAn-6 idonei per l’utilizzo di T. molitor come fonte alimentare esclusiva per la composizione di mangimi. In conclusione, le prove condotte evidenziano che lo scarto di ventilazione derivante dalla filiera cerealicola è un prodotto che non può essere utilizzato come substrato esclusivo per l’allevamento di T. molitor ma deve essere opportunamente miscelato con prodotti più idonei, come la crusca o un’integrazione vegetale, permettendo di ottenere larve con caratteristiche soddisfacenti per l’impiego nell’alimentazione umana o nella produzione di mangimi.

Il tipo di alimentazione ricevuta dalle larve e poi dagli adulti influenza significativamente il processo di oogenesi in T. molitor. In modo particolare le femmine alimentate con dieta a base di crusca e carota hanno prodotto più uova e uova di dimensioni maggiori. L’importanza della dieta sul processo di oogenesi è fondamentale per ottimizzare l’allevamento di T. molitor, in quanto l’integrazione col vegetale fresco permette di ottenere un’ovideposizione precoce, un maggior numero di uova e uova meglio formate massimizzando così la produzione. Nel complesso, tali caratteristiche biologiche possono ripercuotersi positivamente sull’allevamento per le dirette conseguenze quali l’aumento della quota di larve da destinare alla trasformazione potendosi affidare a una dieta che garantisca precocità, numero sufficiente di uova e fertilità, rendendo così il processo più efficiente.

Conclusioni generali sull’effetto della tipologia di substrato nella crescita e nella riproduzione di Tenebrio molitor

• La mortalità delle larve di T. molitor nei primi stadi di sviluppo sembra direttamente correlata alla granulometria del substrato;
• Il substrato più idoneo alla crescita di T. molitor è risultato la crusca, da sola o in miscela con lo scarto derivante dalla ventilazione dei cereali
• L’aggiunta di carota migliora la crescita delle larve, il profilo in acidi grassi e favorisce l’oogenesi.

Valutazione delle farine di insetti (H. illucens e T. molitor) nell’alimentazione di pesci e avicoli

Questa azione è stata suddivisa in n. 4 prove sperimentali su n. 1 specie ittica (trota iridea), e n. 2 specie di avicoli (pollo e quaglia). Le prove, dettagliate di seguito, sono state così distinte:

a)            Prova di alimentazione con H. illucens su trota iridea

b)           Prova di alimentazione con H. illucens su pollo da carne

c)            Prova di alimentazione con T. molitor su quaglia da carne

d)           Prova di alimentazione con T. molitor su quaglia ovaiola.

Prova di alimentazione con H. illucens su trota iridea

Le trote sono state alimentate per 27 settimane una o due volte al giorno, a seconda della taglia, con 2 diete isoproteiche (42 g/100 g sul tal quale), isolipidiche (24 g/100 g sul tal quale) e isoenergetiche (22 MJ/kg), in forma di pellettato estruso di dimensioni pari a 3 e 5 mm. Le diete testate sono state le seguenti:

-dieta CV: contenente fonti proteiche e lipidiche esclusivamente di origine vegetale (soprattutto concentrato proteico di soia, farina di soia, pisello intero)

-dieta HM: in cui il 60% della proteina della dieta CV è stata sostituita con farina sgrassata di prepupe di H. illucens.

Alla fine del periodo di allevamento, sono state effettuate analisi biometriche e merceologiche nonché quelle relative alle caratteristiche fisiche e chimiche dei filetti.

I risultati dei rilievi biometrici e delle caratteristiche fisiche dei filetti non hanno evidenziato differenze di rilievo tra i due gruppi di animali alimentati con la dieta CV o HM.

Anche per quanto riguarda le analisi chimiche, il profilo in acidi grassi e lo stato ossidativo dei filetti è stato possibile notare solo un incremento, peraltro atteso, del tenore in acido laurico nel muscolo delle trote alimentate con la farina di H. illucens, senza altre sostanziali differenze nel profilo degli acidi grassi.

Prova di alimentazione con H. illucens su pollo da carne

Gli animali (broiler ROSS 308/Aviagen) sono stati collocati in un pollaio sperimentale attrezzato secondo le norme vigenti in materia (temperatura, aerazione, organizzazione dei box, disponibilità di acqua e di spazi adeguati). Nello specifico si è trattato di una prova di alimentazione del pollo da carne con la dieta normalmente impiegata nelle aziende intensive (dieta controllo, CON). A partire dalla dieta controllo sono state formulate altre tre diete in cui la farina di estrazione di soia è stata sostituita al 100%, al 50% e al 15% con la farina di larve intere di Hermetia illucens non estratta per la componente oleosa.

Le migliori performance produttive si sono riscontrate nel gruppo H15. In particolare:

1. l’incremento di peso del gruppo H15 è risultato più elevato rispetto a CON.
2. l’ingestione alimentare del gruppo H15 è risultata più elevata rispetto a CON.
3. l’indice di conversione alimentare del gruppo H15 è risultato uguale a quello relativo al gruppo CON.

I risultati di questa prova hanno indicato che la farina di Hermetia non sgrassata è risultata essere una fonte proteica alternativa alla farina di estrazione di soia nell’alimentazione del broiler solo se utilizzata al 15%. La presenza di un elevato contenuto in grasso ha reso difficile il bilanciamento della formulazione., Inoltre, dal punto di vista nutrizionale, il profilo in acidi grassi non è salubre poiché il trasferimento alle carni di un elevato contenuto di acido laurico non è auspicabile in quanto trombogenico ed aterogenico. Si suggerisce, pertanto, l’estrazione della componente lipidica della farina di Hermetia che la renderà nutrizionalmente migliore e permetterà un suo uso più versatile nell’alimentazione del broiler.

Prova di alimentazione con T. molitor su quaglia da carne

Le attività hanno riguardato lo studio degli effetti derivanti dall’inclusione di farina di larve di Tenebrio molitor sulle prestazioni di crescita, le caratteristiche della carcassa e i parametri di qualità della carne di quaglia (Couturnix japonica) nell’ambito di una collaborazione con le Università di Sassari e Federico II di Napoli.

Centonovantadue quaglie maschio di 7 giorni sono state distribuite in 24 gabbie (6 uccelli per gabbia) e assegnate in modo casuale a uno dei 4 trattamenti alimentari. Il disegno sperimentale è stato pianificato al fine di confrontare le prestazioni di crescita e la qualità della carne delle quaglie alimentate con 4 diverse diete isoproteiche, isolipidiche e isoenergetiche in cui le proteine vegetali (come la farina di soia), contenute nella dieta di controllo (C) sono state parzialmente sostituite con una farina sgrassata di larve di Tenebrio molitor (5%, T5; 10%, T10; 20%, T20, corrispondenti ad un livello di inclusione della farina di insetti pari rispettivamente a 0, 1,65, 3,3, 6,6 g/100 g di mangime). A 42 giorni di età, tutte le quaglie sono state macellate. Gli organi interni sono stati rimossi e le carcasse ottenute sono state pesate e immediatamente congelate a -80 °C. Ventiquattro carcasse per ogni gruppo (96 carcasse in totale) sono state analizzate presso i laboratori della Sezione di Scienze Animali del DAGRI, dopo essere state scongelate durante la notte mantenendole a 4 °C, prima di analizzare i principali parametri fisici e chimici.

Il peso della carcassa pulita e del petto sinistro è diminuito linearmente all’aumentare della percentuale di inclusione. Non sono state osservate differenze significative per i valori di pH (sia per il petto che per la coscia) tra i gruppi alimentati con le diverse diete sperimentali. Al contrario, il WBSF del petto di quaglia è diminuito linearmente. In particolare, il petto crudo del trattamento T20 è risultato il più tenero. Nessun effetto della dieta è stato riscontrato sugli indici della luminosità (L*) e del rosso (a*) del petto e della coscia; tuttavia, un aumento lineare dei valori b* sia dei petti che delle cosce è stato rilevato nei gruppi T10 e T20. L’inclusione di TM nella dieta non ha influenzato la perdita di cottura. Né il contenuto di umidità né i lipidi totali della carne cruda sono stati significativamente influenzati dal trattamento alimentare.

L’inclusione di Tenebrio molitor nella dieta delle quaglie non ha influenzato il profilo complessivo degli acidi grassi, caratterizzato in modo evidente da C18:2n-6, C18:1n-9 e C16:0. Tuttavia, ha parzialmente influenzato lo stato ossidativo della carne cruda del petto

Prova di alimentazione con T. molitor su quaglia ovaiola

La prova è stata condotta nell’ambito di una collaborazione con le Università di Sassari e Federico II di Napoli.

Centoventi quaglie ovaiole sono state allevate in un’azienda commerciale fino a 12 settimane di vita, quando sono state accasate in gabbie metalliche zincate (100×50×25 cm di altezza) che ospitavano n. 5 uccelli ciascuna. In totale sono state predisposte n. 24 gabbie, casualmente attribuite a una delle quattro diete, per un totale di 30 uccelli per dieta. Nelle diete sperimentali la principale fonte proteica (soia) è stata sostituita parzialmente da livelli crescenti di farina di larve di Tenebrio molitor, ovvero in quantità pari al 5, 10 e 20% rispettivamente nelle diete T5, T10 e T20. L’alimentazione con le quattro diete è durata dalle 12 alle 20 settimane di vita delle quaglie, durante le quali sono state raccolte circa 382 uova, che sono state congelate e inviate presso i laboratori della Sezione di Scienze Animali del DAGRI per essere sottoposte alle analisi fisiche e chimiche e a una prova di cottura (a 100 °C, in appositi contenitori di silicone). Prima delle analisi, le uova sono state scongelate mantenendole a temperatura ambiente (circa 22 °C) per un tempo pari a 2 ore.

In relazione alle caratteristiche fisiche delle uova crude, l’incremento del livello della farina di larve di T. molitor ha aumentato la circonferenza delle uova; tuttavia, le uova del gruppo T5 avevano una circonferenza inferiore rispetto a quelle del gruppo CON. Il peso dell'albume ha mostrato una tendenza all'aumento lineare, sia quando espresso come valore assoluto che in percentuale, mentre il tuorlo ha avuto un aumento lineare del peso, ma la sua incidenza sull’uovo intero non è variata. Al contrario, il peso del guscio dell'uovo è diminuito linearmente quando espresso come percentuale dell'uovo intero. Sempre guardando alle caratteristiche fisiche, è stato rilevato un contrasto cubico significativo per il valore di pH, comunque conforme al pH dell’albume. Lo studio del colore del tuorlo delle uova fresche non ha rilevato differenze tra i gruppi, in coerenza con l’assenza di evidenti variazioni nello stato ossidativo delle uova.

Le uova di quaglia sono comunemente consumate bollite; quindi, sono state valutate le caratteristiche fisico-chimiche delle uova sode. I risultati hanno mostrato che la luminosità (L*) del tuorlo ha avuto valori più elevati nei gruppi T5 e T10. L'indice del rosso (a*) del tuorlo ha mostrato valori più bassi nei gruppi T5 e T20. Gli indici L*, a* e b* dell'albume hanno subito un effetto significativo da parte della dieta. Il contenuto in lipidi totali è aumentato con l'inclusione di Tenebrio molitor nelle diete, con i valori più alti ottenuti nelle uova delle quaglie dei gruppi T10 e T20.

Conclusioni generali sull’impiego di farine di insetti (H. illucens e T. molitor) nell’alimentazione di pesci e avicoli

Le conclusioni sono sinteticamente riassunte nella seguente tabella:

Prova	Caratteristiche
Hermetia trote	Morfometriche	ok
	Fisiche	ok
	Chimiche	ok
Hermetia pollo da carne
Tenebrio quaglia da carne	Peso carcassa	Massima inclusione suggerita: 1,65%
	Fisiche	ok
	Chimiche	ok
Tenebrio uova di quaglia	Fisiche	ok
	Chimiche	ok

Pubblicazioni relative al progetto

SECCI G., ADDEO N.F., PULIDO RODRIGUEZ L.F., BOVERA F., MONIELLO G., PARISI G. (2021). In vivo performances, ileal digestibility, and physico-chemical characterisation of raw and boiled eggs as affected by Tenebrio molitor larvae meal at low inclusion rate in laying quail (Coturnix japonica) diet. Poultry Science, 100:101487. https://doi.org/10.1016/j.psj.2021.101487.

SECCI G., DABBOU S., LIRA DE MEDEIROS A.C., ADDEO N.F., ATALLAH E., PARISI G., MONIELLO G., BOVERA F. (2022). Effect of dried larvae mealworms (Tenebrio molitor) on growth performance, carcass characteristics and meat quality parameters of Japanese quails (Coturnix japonica). Journal of the Science of Food and Agriculture 102:6578–6585. https://doi.org/10.1002/jsfa.12023.

SECCI G., BONCINELLI F., TUCCIARONE I., PARISI G. (2022). Non nuovi ma novel: Siamo veramente pronti per introdurre gli insetti nella nostra dieta e in quella dei nostri bambini? Georgofili INFO, 6 febbraio 2022. https://www.georgofili.info/contenuti/non-nuovi-ma-novel/17995.

SECCI G., BONCINELLI F., TUCCIARONE I., PARISI G. (2022). Insetti in tavola e a mensa: cosa ne pensano i genitori? Ecco la nuova ricerca sui novel food dell’Università di Firenze. Sottomesso alla rivista Mangimi e Alimenti, XIV(3):23-26.

I partner

• L’Unitaria Cooperativa Zoocerealicola
• Azienda agricola Marchini Silvia
• Centro di Ricerche Agro-Ambientali “E. Avanzi” – CiRAA
• DAGRI, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agrarie, Alimentari Ambientali e Forestali
• Nutrigene s.r.l., spin-off dell'Università di Udine
• IM.O.FOR. TOSCANA Soc. Coop.

Beneficiari

Imprenditori agricoli interessati ad investire in attività innovative; mangimisti del settore avicolo, acquacolturale e del pet food; giovani interessati alla formazione in nuovi settori dell’allevamento zootecnico (produzione di insetti); trasformatori della materia prima (insetti) in fonti proteiche con proprietà idonee alle esigenze dell’industria mangimistica; industrie dedite alla produzione delle attrezzature per l’allevamento di insetti e la loro trasformazione; formatori per agricoltori e tecnici.

Collegamenti

Link progetto: https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/find-connect/projects/farine-di-insetti-allevati-su-scarti-agricoli-la