Результаты экспериментальных исследований экструдирования кормов, содержащих зерно пшеницы и биомассу личинок черной львинки

Экспериментальные исследования выполнены в 2019 г. в Ростовской области. Экструдировали 3 варианта смеси измельченного зерна пшеницы и биомассы личинок черной львинки с содержанием животного сырья 10, 12,5 и 15 % по массе при различной температуре. Определяли содержание аминокислот в сырье и готовом экструдате. Установлено, что кормовая смесь из измельченного зерна и биомассы личинок черной львинки может быть успешно экструдирована при температуре 121-135 ºC. При увеличении температуры экструдирования в диапазоне 115-140 ºС содержание аминокислот в готовом экструдате снижается. Изменение содержания личинок насекомых в кормовой смеси не оказывает влияния на характер зависимости содержания аминокислот в экструдате от температуры экструдирования и протекание процесса. Установлено, что содержание аминокислот в экструдируемом корме при увеличении температуры уменьшается с возрастающей скоростью независимо от содержания биомассы насекомых. Определен рациональный диапазон температуры экструдирования кормовой смеси из зерна пшеницы и личинок насекомых – 121-127 ºC, обеспечивающий снижение содержания незаменимых аминокислот в экструдате не более чем на 30 %. Экструдированный корм, включающий 15% биомассы личинок насекомых, содержит 9,6±0,13 % аминокислот, в том числе 4,38±2,01 % незаменимых аминокислот. Экструдирование биомассы личинок насекомых в смеси с зерном зерновых культур является перспективным направлением совершенствования производства кормов для рыб и сельскохозяйственных животных.

корма, корм из насекомых, экструдат, личинки насекомых, протеин, аминокислоты

1. Kim S. W., Less J. F., Wang L., Yan T., Kiron V., Kaushik S. J., Lei X. G. Meeting global feed protein demand: challenge, opportunity, and strategy. Annual Review of Animal Biosciences. 2019;7(1):17.1-17.23. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-animal-030117-014838

2. Пономарев С., Федоровых Ю., Ширина Ю., Левина О., Куркембаева Б., Порфирьев А., Ушакова Н., Новиков С. Корма для ценных объектов аквакультуры: проблемы и решения. Комбикорма. 2019;4:57-58. DOI: https://doi.org/10.25741/2413-287X-2019-04-3-062

3. Ayadi F. Y., Rosentrater K. A., Muthukumarappan K. Alternative protein sources for aquaculture feeds. Journal of Aquaculture Feed Science and Nutrition. 2012;4(1):1-26. DOI: https://doi.org/10.3923/joafsnu.2012.1.26

4. Агеец В. Ю., Микаелян А. Р., Кошак Ж. В., Бабаян Б. Г., Дегтярик С. М. Современные тенденции в разработке эффективных комбикормов для рыб. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. 2019;57(3):315-331. DOI: https://doi.org/10.29235/1817-7204-2019-57-3-323-333

5. Протеины: новое в технологии производства и возможности использования. Комбикорма. 2017;10:59-62. URL: https://kombi-korma.ru/sites/default/files/2/10_17/10_2017_059-062.pdf

6. Van Huis A. Insects as food and feed, a new emerging agricultural sector: a review. Journal of Insects as Food and Feed. 2020;6(1):27-44. DOI: https://doi.org/10.3920/jiff2019.0017

7. Wang Y. S., Shelomi M. Review of black soldier fly (Hermetia illucens) as animal feed and human food. Foods. 2017;6(10):91. DOI: https://doi.org/10.3390/foods6100091

8. Ушакова Н. А., Бастраков А. И., Карагодин В. П., Павлов Д. С. Особенности биоконверсии органических отходов личинками мухи Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae, Linnaeus, 1758). Успехи современной биологии. 2018;138(2):172-182. DOI: https://doi.org/10.7868/S0042132418020060

9. Некрасов Р. В., Чабаев М. Г., Зеленченкова А. А., Бастраков А. И., Ушакова Н. А. Питательные свойства личинок Hermetia Illucens L. – нового кормового продукта для молодняка свиней (Sus Scrofa Domesticus Erxleben). Сельскохозяйственная биология. 2019;54(2):316-325. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.2.316rus

10. Ушакова Н. А., Бродский Е. С., Коваленко А. А., Бастраков А. И., Козлова А. А., Павлов Д. С. Особенности липидной фракции личинок чёрной львинки Hermetia illucens. Доклады Академии наук. 2016;468(4):462-462. DOI: https://doi.org/10.7868/S0869565216160258

11. Nekrasov R., Zelenchenkova A., Chabaev M., Ivanov G., Antonov A., Pastukhova N. PSIII-37 Dried Black Soldier Fly larvae as a dietary supplement to the diet of growing pigs. Journal of Animal Science. 2018;96(S.3),314-314. DOI: https://doi.org/10.1093/jas/sky404.691

12. Caligiani A., Marseglia A., Leni G, Baldassarre S., Maistrello L., Dossena A., Sforza S. Composition of black soldier fly prepupae and systematic approaches for extraction and fractionation of proteins, lipids and chitin. Food Research International. 2018;105:812-820. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.12.012

13. Тупольских Т. И., Яковлев Д. А., Рудой Д. В., Сердюк В. А. Биотехнология переработки органических отходов с получением белковых продуктов. Современная наука и инновации. 2019;1:148-153. DOI: https://doi.org/10.33236/2307-910X-2019-25-1-147-152

14. Makkar H. P. S., Tran G., Heuze V., Ankers P. State-of-the-art on use of insects as animal feed. Animal Feed Science and Technology. 2014;197:1-33. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2014.07.008

15. Schiavone A., Dabbou S., De Marco M., Cullere M., Biasato I., Biasibetti E., Capucchio M. T., Bergagna S., Dezzutto D., Mrnrguz M., Gai F., Dalle Zotte A., Gasco L. Black soldier fly larva fat inclusion in finisher broiler chicken diet as an alternative fat source. Animal. 2018;12(10):2032-2039. DOI: https://doi.org/10.1017/ s1751731117003743

16. Olsen R. L., Hasan M. R. A limited supply of fishmeal: Impact on future increases in global aquaculture production. Trends in Food Science & Technology. 2012;27(2):120-128. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2012.06.003

17. Irungu F. G., Mutungi C., Faraj A., Affognon H., Ekesi S., Nakimbugwe D., Fiaboe K. K. Optimization of extruder cooking conditions for the manufacture of fish feeds using response surface methodology. Journal of Food Process Engineering. 2018;42(2):e12980. DOI: https://doi.org/10.1111/jfpe.12980

18. Irungu F. G., Mutungi C. M., Faraj A. K., Affognon H., Kibet N., Tanga C., Ekesi S., Nakimbugwe D., Fiaboe K. K. M. Physico-chemical properties of extruded aquafeed pellets containing black soldier fly (Hermetia illucens) larvae and adult cricket (Acheta domesticus) meals. Journal of Insects as Food and Feed. 2018;4(1):19-30. DOI: https://doi.org/10.3920/jiff2017.0008

19. Irungu F. G., Mutungi C. M., Faraj A. K., Affognon H., Ekesi S., Nakimbugwe D., Fiaboe K. K. M. Proximate composition and in vitro protein digestibility of extruded aquafeeds containing Acheta domesticus and Hermetia illucens fractions. Journal of Insects as Food and Feed. 2018;4(4):275-284. DOI: https://doi.org/10.3920/jiff2017.0089

20. Alam M. S., Kaur J., Khaira H., Gupta K. Extrusion and Extruded Products: Changes in quality attributes as affected by extrusion process parameters: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2015;56(3):445-473. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2013.779568

21. Glencross B., Hawkins W., Evans D., Rutherford N., McCafferty P., Dods K., Hauler R. A comparison of the effect of diet extrusion or screw-press pelleting on the digestibility of grain protein products when fed to rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Aquaculture. 2011.312(1-4):154-161. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aquaculture.2010.12.025

22. Яковлев Д. А., Михайлова П. К., Вифлянцева Т. А., Рудой Д. В., Сердюк В. А. Разработка технологии разделения предкуколки мухи черной львинки на фракции. Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: Междунар. научн.-практ. конф. Ростов-на-Дону: ДГТУ-Принт, 2019. С. 118-122.

23. Мартинчик А. Н., Шариков А. Ю. Влияние экструзии на сохранность аминокислот и пищевую ценность белка. Вопросы питания. 2015;84(3):13-21. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2015-00018

24. De Oliveira F. C., Coimbra J. S. dos R., de Oliveira E. B., Zuniga A. D. G., Rojas E. E. G. Food proteinpolysaccharide conjugates obtained via the maillard reaction: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2014;56(7):1108-1125. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2012.755669

25. Singh S., Gamlath S., Wakeling L. Nutritional aspects of food extrusion: a review. International Journal of Food Science & Technology. 2007;42(8):916-929. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2006.01309.x

26. Alam M. R., Scampicchio M., Angeli S., Ferrentino G. Effect of hot melt extrusion on physical and functional properties of insect based extruded products. Journal of Food Engineering. 2019;259:44-51. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.04.021

27. Яковлев Д. А., Сердюк В. А., Михайлова П. К., Вифлянцева Т. А., Бабаджанян А. С., Тупольских Т. И. Разработка автономного инсектария для воспроизведения мухи черной львинки. Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: Междунар. научн.-практ. конф. Ростов-наДону: ДГТУ-Принт, 2019. С. 554-559.

28. Liu X., Chen X., Wang H., Yang Q., ur Rehman K., Li W., Cai M., Li Q., Mazza L., Zhang J., Yu Z., Zheng L. Dynamic changes of nutrient composition throughout the entire life cycle of black soldier fly. PLOS ONE. 2017;12(8):e0182601. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0182601

29. Desiderio C., Iavarone F., Rossetti D. V., Messana I., Castagnola M. Capillary electrophoresis-mass spectrometry for the analysis of amino acids. Journal of Separation Science. 2010;33(16):2385 -2393. DOI: https://doi.org/10.1002/jssc.201000171

30. Ottoboni M., Spranghers T., Pinotti L., Baldi A., De Jaeghere W., Eeckhout M. Inclusion of Hermetia Illucens larvae or prepupae in an experimental extruded feed: process optimisation and impact on in vitro digestibility. Italian Journal of Animal Science. 2017;17(2):418-427. DOI: https://doi.org/10.1080/1828051x.2017.1372698