Влияние белковой и кальцийсодержащей кормовых добавок на рост и развитие сверчка Gryllus assimilis

УДК 638.44, 631.95

Влияние белковой и кальцийсодержащей кормовых добавок на рост и развитие сверчка Gryllus assimilis

Преображенская Е. В.

Мечтаева Е. В.

Рябухин Д. С., кандидат химических наук

Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок – филиал ФГБНУ «Федеральный научный центр пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН

191014, Россия, г. Санкт-Петербург, Литейный пр-т, д. 55

E-mail: mechtaeva.lisa@gmail.com

Целью данной работы было изучение влияния добавления в корм для банановых сверчков (Gryllus assimilis) источника кальция (яичной скорлупы), а также источника белка (муки из куколок чёрной львинки (Hermetia illucens)) на рост и развитие насекомого. Из-за роста численности населения планеты перед человечеством стоит вопрос о поиске альтернативных источников продуктов питания, обладающих высокой питательной ценностью, безопасных и экологичных. Возможным решением этой проблемы может стать использование насекомых. Некоторые виды насекомых, в том числе банановый сверчок, благодаря своему составу и способности к быстрому набору биомассы используются для кормления сельскохозяйственных животных, а также в пищу человеку. Состав и скорость производства биомассы зависят от рациона насекомого. Для сравнения метаболизма насекомых на различных стадиях развития для экспериментов использовались сверчки одно- и двухмесячного возраста. В качестве белковой добавки к корму использовалась мука из куколок чёрной львинки, в качестве кальцийсодержащей — перемолотая яичная скорлупа. В данном исследовании средняя масса сверчков в конце эксперимента увеличилась как при добавлении в корм источника кальция (яичной скорлупы), так и при добавлении высокобелковой добавки (куколок). Это говорит о возможности получения более крупных особей при добавлении в корм рассматриваемых добавок. Также показано, что изученные добавки положительно влияли на выживаемость и ускоряли превращение личинок во взрослых особей. Следовательно, рассматриваемые добавки способны повышать эффективность кормов, способствовать увеличению получаемой биомассы насекомых, а также ускорять производство банановых сверчков.

Ключевые слова: Gryllus assimilis, кормовая добавка, Hermetia illucens, альтернативный белок.

По мере увеличения численности населения в мире растут и потребности человечества в продуктах питания, особенно в животном белке. Сложность этой ситуации связана с тем, что количество площадей, пригодных для пахотных и пастбищных угодий, ограничено и, более того, сокращается (Govorushko, 2019). Помимо больших пространств, необходимых для содержания сельскохозяйственных животных, требуются также обширные поля для выращивания кормов.

Насекомые, в свою очередь, являются хорошим источником белка, минералов, витаминов и энергии (Araújo et al., 2018, Mlcek et al., 2014). Некоторые насекомые (например, сверчки, кузнечики, мучные черви и термиты) богаты железом, цинком, кальцием, медью, фосфором, магнием и марганцем. Съедобные насекомые содержат каротин, витамины В1, В2, В6, С, D, Е и К (Ojha et al., 2021). Прямокрылые и жёсткокрылые насекомые богаты фолиевой кислотой. Съедобные насекомые имеют более высокое содержание белка в пересчёте на сухой вес (35–60%) (Araújo et al., 2018), чем другие продукты животного и растительного происхождения, такие как говядина, курица, рыба, соевые бобы и кукуруза (Araújo et al., 2018; Govorushko, 2019). Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что насекомые могут использоваться как для замены животного белка в рационе питания человека, так и в качестве корма для сельскохозяйственных животных (Barroso et al., 2014; Gere et al., 2019; Hanan et al., 2022). Кроме того, насекомые являются естественным источником пищи для птиц и различных видов рыб, поэтому могут использоваться в качестве кормов в птицеводстве и аквакультуре даже в непереработанном виде (Alfiko et al., 2022; Govorushko, 2019).

При этом состав насекомых может варьироваться в зависимости от вида, стадии развития насекомого, среды обитания и рациона (Barroso et al., 2014; Gere et al., 2019). Так, прямокрылые (кузнечики, саранча и сверчки), чешуекрылые (гусеницы), таракановые, термиты и жёсткокрылые (жуки, личинки) имеют среднее содержание жира 13,41, 27,66, 29,90, 32,74 и 33,40% от сухой массы насекомого соответственно (Ojha et al., 2021). Кроме этого, исследования показали, что содержание белка в кузнечиках, которых кормили отрубями, богатыми незаменимыми жирными кислотами, было вдвое больше по сравнению с кузнечиками, питавшимися кукурузой (Govorushko, 2019). Другим примером является работа Kulma et al. (2021), в которой показано, что добавление моркови в рацион сверчка Gryllus assimilis приводило к увеличению содержания α- и β-каротина, а также к изменению жирнокислотного состава.

Разведение насекомых имеет ряд важных преимуществ по сравнению с традиционными способами получения продуктов питания (Govorushko, 2019): 1) требует значительно меньших площадей; 2) расход воды существенно ниже; 3) получаемая продукция может использоваться как в качестве пищи для людей, так и в качестве кормов для скота, в птицеводстве и аквакультуре; 4) насекомые обладают высокой питательной ценностью; 5) дешевле традиционного сельского хозяйства: требуется меньшее количество ресурсов, в качестве кормов для насекомых можно использовать отходы, более высокий коэффициента конверсии корма, более простая организация фермы (не требуется большого количества высококвалифицированного персонала, легко организовать, легко транспортировать продукт) и др.; 6) оказывает существенно меньше негативного влияния на экологию (Mlcek et al., 2014), например, насекомых можно использовать для переработки отходов животноводства, снижая нагрузку сельского хозяйства на экологию (Wang et al., 2021).

Наиболее часто выращиваемые и употребляемые в пищу насекомые: сверчки (Acheta domesticus, Gryllodes sigillatus, Gryllus assimilis, G. bimaculatus и G. Locorojo); большая восковая моль (Galleria mellonella); кузнечик (Ruspolia differens); перелётная саранча (Locusta migratoria); личинки мучных хрущаков (Tenebrio molitor, Zophobas atratus и Alphitobius diaperinus); комнатная муха (Musca domestica); чёрная львинка (Hermetia illucens) (Cortes Ortiz, 2016).

Сверчки (целиком или в виде муки) в основном ценятся на рынке съедобных насекомых за высокое содержание белка, обладающего высоким качеством и эффективностью (Inje et al., 2018), кроме этого, их липидная фракция имеет высокую питательную ценность, содержит антиоксиданты и омега-3 жирные кислоты (Tzompa-Sosa et al., 2021; 2021а; Cortes Ortiz, 2016).

Авторы Machado и Thys (2019) рассматривают возможность использования муки из сверчков Gryllus assimilis в качестве альтернативного источника белка для приготовления безглютенового хлеба. Согласно полученным данным, мука из сверчков обладает высокой водо- и маслоудерживающей способностью и соответствующими микробиологическими характеристиками для потребления человеком. Использование порошка из сверчка Gryllus assimilis позволяет получить безглютеновый хлеб с приемлемыми технологическими свойствами и высоким содержанием белка. В работе Santiago et al. (2021) описывается возможность использование белка Gryllus assimilis в качестве желирующего агента в пищевой промышленности.

Miech et al. (2017) проводили замену белковой составляющей (рыбной муки) в составе кормов для свиней на муку из сверчков Teleogryllus testaceus (целых насекомых и насекомых с предварительно удалёнными ногами). Содержание белка в кормах с добавлением сверчковой муки и в контрольном корме (с рыбной мукой) было одинаковым, при этом сверчковой муки требовалось несколько меньше, чем рыбной. Результаты показали, что свиньи, питающиеся кормами с добавлением сверчковой муки, набирали вес в 2–3 раза быстрее и по истечение 25 дней эксперимента имели массу в 1,5 раза больше.

Boontiam et al. (2022) показали, что замена рыбной и соевой муки на муку из сверчков Gryllus bimaculatus в корме для свиней не приводит к ухудшению показателей роста и состояния здоровья поросят, а кроме этого, способствует улучшению ряда показателей, среди которых морфология кишечника, сывороточный иммуноглобулин, рост Lactobacillus spp. и др.

Wang et al. (2005) исследовали возможность использования муки сверчков Gryllus testaceus walker в качестве белковой добавки в кормах для домашней птицы. Бройлеров кормили смесями с содержанием муки сверчков до 15% сухого веса и равным количеством белка. Согласно полученным данным, замена в корме рыбной и соевой муки на муку из сверчков не повлияла на рост бройлеров и потребление кормов.

Кроме этого, изучалось использование сверчков Gryllus bimaculatus и Gryllus assimilis в качестве источника белка в кормах для некоторых рыб (Alfaro et al., 2019; Jeong et al., 2021). Результаты показали, что такая кормовая добавка не приводит к значимому ухудшению показателей роста или увеличению смертности рыб, а также может способствовать возрастанию антиоксидантной ферментативной активности.

Жир насекомых, в том числе сверчков, по своему составу представляет собой среднее между растительными и животными жирами: содержит в высокой концентрации С16:0 и ненасыщенные С18 жирные кислоты, а также имеет в своём составе омега-3 жирные кислоты. Жир сверчков, в том числе Gryllus assimilis, жидкий при комнатной температуре, содержит фитостеролы, которые являются биологически активными соединениями (снижают всасывание холестерина в кишечнике), используется в качестве пищевых добавок и для получения олеогелей из масел, он также богат лецитином, который широко применяется в пищевой, косметической промышленности и фармацевтике в качестве антиоксиданта и эмульгатора (Tzompa-Sosa et al., 2021; 2021а; Cortes Ortiz, 2016).

Сверчки Gryllus assimilis содержат 55,5–65,5% белка, 11,8–27,8% жиров, 8–8,6% углеводов, зольность сверчков составляет порядка 3–4,8% (все значения указаны в пересчёте на сухой вес насекомого) (Alfiko et al., 2022; Araújo et al., 2018; Barroso et al., 2014; Matos et al., 2022; Tzompa-Sosa et al., 2021; 2021а; Cortes Ortiz, 2016). Концентрация некоторых минералов (в том числе Са и Fe) в сверчках сопоставима или выше, чем в мясе сельскохозяйственных животных (Araújo et al., 2018). Сверчки Gryllus assimilis содержат большое количество витамина В12: по разным данным 2,88–38,1 мг на 100 г сухого веса (Schmidt et al., 2019).

На основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что сверчок Gryllus assimilis может использоваться как эффективная кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и перспективный альтернативный источник белка для человека.

Одним из преимуществ выращивания насекомых, по сравнению с традиционными способами получения продуктов питания, как указывалось выше, является возможность кормления отходами. Однако такие корма имеют низкую питательную ценность и, как следствие, низкую эффективность, кроме того, они могут содержать минимальные количества витаминов и минералов (Spykman et al., 2021). Повысить питательную ценность кормов можно с помощью специальных добавок. Например, в работе Reifer et al. (2018) показано, что самцы сверчков Gryllus assimilis развивались значительно быстрее и становились крупнее, когда их выращивали на диете, богатой белком, однако среднее ежедневное время, затрачиваемое ими на передачу сигналов самкам, было значительно выше, когда они выращивались на диете, богатой углеводами. Согласно данным Starčević et al. (2017), высокое содержание олеиновой кислоты и мононенасыщенных жирных кислот в корме сверчков оказывает сильное положительное влияние на их выживаемость, а соотношение полиненасыщенных/мононенасыщенных жирных кислот, наоборот, имеет отрицательную корреляцию с выживаемостью сверчков. Anderson (2000) показал, что повышение концентрации кальция в кормах большого мучного хрущака (Tenebrio molitor) и домашнего сверчка (Acheta domesticus) приводит к повышению содержания Са в самих насекомых. Кальций является одним из основных минеральных компонентов тела человека и многих животных, и его достаточное потребление с пищей необходимо для правильного функционирования организма (Adámková et al., 2014).

Поскольку насекомые сами по себе широко изучаются как возможные кормовые добавки, интересно исследовать возможность повышения питательной ценности корма для насекомых за счёт добавления муки из другого насекомого, более дешёвого в уходе, но, возможно, обладающего меньшей питательной ценностью или худшими вкусовыми характеристиками. В качестве такого насекомого можно рассматривать чёрную львинку (Hermetia illucens). Чёрная львинка имеет более короткий жизненный цикл по сравнению со сверчком, используется в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и широко исследуется как насекомое, способное перерабатывать сельскохозяйственные отходы (навоз), превращая их в белки, жиры и углеводы (Gamero-Barraza et al., 2022). Согласно данным Liu et al. (2017), наибольшее содержание белка в насекомом наблюдается на ранних стадиях развития личинки — 54–56% для одно-шестидневных личинок. Однако в этом возрасте они имеют крайне малые размеры, поэтому использование таких личинок нецелесообразно. В дальнейшем максимальное содержание белка достигается в стадии куколки — 44–46%, при этом содержание жиров и зольность минимальны: 7–8 и 3% соответственно.

Целью данной работы было изучение влияния добавления в корм для сверчков Gryllus assimilis источника кальция (яичной скорлупы), а также источника белка (муки из куколок чёрной львинки) на рост и развитие насекомого.

Методика исследований. Насекомые. Сверчки для исследования и куколки чёрной львинки для приготовления корма были взяты из маточного поголовья бананового сверчка (Gryllus assimilis) и чёрной львинки (Hermetia illucens) лаборатории структурной переработки биоресурсов ВНИИ пищевых добавок. Для сравнения метаболизма насекомых на различных стадиях развития для экспериментов использовались сверчки одно- и двухмесячного возраста. До эксперимента сверчки питались пшеничными отрубями и морковью, личинки чёрной львинки питались куриным комбикормом.

Эксперимент. В рамках данного исследования было проведено две группы вариантов опыта с нимфами сверчка Gryllus assimilis разных возрастов.

В первой группе вариантов опыта (А, В, С) использовались сверчки возрастом 1 месяц. Для каждого варианта было отобрано по 20 особей. Насекомых помещали в пластиковые контейнеры объёмом 2 л, снабжённые поилками и укрытиями (картонными домиками). Корм состоял из сухой и влажной части. В качестве влажной части использовалась морковь, которую выдавали сверчкам в количестве 0,5–4 г два раза в неделю (количество моркови увеличивалось по мере роста насекомых). В качестве сухой части корма использовалась смесь пшеничных отрубей, яичной скорлупы и перемолотых куколок чёрной львинки в соотношениях, указанных в табл. 1. В начале эксперимента в каждый контейнер помещали по 7 г сухого корма, далее корм добавляли по мере потребления.

Во второй группе вариантов опыта (D, E, F, G) использовались сверчки возрастом 2 месяца. Для каждого варианта было отобрано по 50 особей. Насекомых помещали в пластиковые контейнеры объёмом 5 л, снабжённые поилками и укрытиями (картонными домиками). Корм состоял из сухой и влажной части. В качестве влажной части использовалась морковь, которую выдавали сверчкам в количестве 5 г два раза в неделю. В качестве сухой части корма использовалась смесь пшеничных отрубей, яичной скорлупы и перемолотых куколок чёрной львинки в соотношениях, указанных в табл. 1. В начале эксперимента в каждый контейнер помещали по 30 г сухого корма, далее корм добавляли по мере потребления.

1. Состав кормов

Вариант опыта	Состав корма, %
Вариант опыта	отруби	скорлупа	куколки
Опыт с одномесячными нимфами
А	100	–	–
В	50	50	–
С	33,3	33,3	33,4
Опыт с двухмесячными нимфами
D	100	–	–
E	50	50	–
F	41,7	41,7	16,6
G	33,3	33,3	33,4

Насекомые выдерживались при температуре 26±2°С, относительной влажности 55±5% и продолжительности светового дня 16 ч в течение 2 месяцев. По завершении эксперимента насекомые вынимались из контейнера, пересчитывались и взвешивались на аналитических весах (Госметр, Россия), кроме этого, определяли их пол и стадию развития (особь считалась взрослой при наличии крыльев). При анализе экспериментальных данных оценивали среднее значение и доверительный интервал по t-критерию Стьюдента при уровне значимости α = 0,05.

Приготовление корма. Для приготовления корма использовались пшеничные отруби с пищевой ценностью (на 100 г продукта): белков — 16,0 г; жиров — 4,0 г; углеводов — 65,0г. Куколки чёрной львинки, использованные в качестве белковой добавки к корму, высушивались при 105°С в течение 20 ч в конвекционном сушильном шкафу (Memmert, Германия) и перетирались в ступке до порошкообразного состояния. Яичную скорлупу также перетирали до порошкообразного состояния.

Результаты исследований. Первая группа вариантов опыта: А, В, С.

Результаты первой группы вариантов опыта (A, B, C) с одномесячными личинками сверчка Gryllus assimilis представлены на рис. 1 и в табл. 2.

Рис. 1. Количество насекомых в первой группе экспериментов

Согласно полученным данным, добавление муки из куколок чёрной львинки в кормовой субстрат банановых сверчков привело к ускорению превращения личинок в имаго: в эксперименте С наблюдалось наибольшее количество половозрелых особей (рис. 1). Возможность сокращения времени развития личинки за счёт улучшения качества рациона питания описана в литературе (Bakaaki et al., 2022; Bava et al., 2019; Spykman et al., 2021). Кроме этого, использование кормовых субстратов с различной питательной ценностью (Bava et al., 2019), а также введение добавок в корма с низкой питательной ценностью (Bakaaki et al., 2022) приводило к увеличению средней массы насекомых. В данном исследовании средняя масса сверчков в конце эксперимента увеличилась как при добавлении в корм источника кальция (яичной скорлупы), так и при добавлении высокобелковой добавки (куколок) (табл. 2). Это говорит о возможности получения более крупных особей при добавлении в корм рассматриваемых добавок. Согласно данным Loranger и Bertram (2016) для сверчков Gryllus assimilis, более крупные самки могут откладывать больше яиц.

Также в ходе экспериментов было замечено, что корм В (состоящий из пшеничных отрубей и яичной скорлупы) потреблялся насекомыми быстрее, чем корма А и С.

Таким образом, первая группа экспериментов показала, что добавление яичной скорлупы и куколок чёрной львинки в кормовой субстрат одномесячных сверчков Gryllus assimilis повышало эффективность производства биомассы насекомых, а также сокращало время, необходимое насекомому для превращения в имаго, тем самым ускоряло производство насекомых.

2. Средняя масса насекомых в первой группе экспериментов

Эксперимент	A	B	C
Средняя масса, г	0,52±0,06	0,61±0,07	0,82±0,09

Необходимо отметить, что в ходе описанных экспериментов наблюдалась достаточно высокая смертность насекомых. Однако, по всей видимости, это связано не с составом рациона питания (так как в эксперименте А использовался корм, на котором успешно выращивается маточное поголовье сверчков), а с неблагоприятными условиями выращивания, в частности — с недостаточным объёмом контейнера, в котором содержались насекомые. Это могло спровоцировать учащение случаев каннибализма: согласно Simpson et al. (2006) ограничение мобильности сверчков приводит к росту каннибализма.

Вторая группа вариантов опыта: D, E, F, G. Результаты второй группы вариантов опыта (D, E, F, G) с двухмесячными личинками сверчка Gryllus assimilis представлены на рис. 2 и в табл. 3.

3. Средняя масса и выживаемость насекомых во второй группе вариантов опыта

Эксперимент	Средняя масса, г			Выживаемость, %
Эксперимент	самки	самцы	общая	Выживаемость, %
D	0,80±0,06	0,67±0,04	0,72±0,05	80
E	0,75±0,11	0,66±0,06	0,72±0,09	84
F	0,64±0,09	0,59±0,05	0,60±0,07	92
G	0,75±0,04	0,74±0,05	0,74±0,05	86

По завершении эксперимента все особи перешли в стадию имаго. Введение кальцийсодержащей и белковой добавки в корм сверчков привело к небольшому повышению выживаемости насекомых (табл. 3, рис. 2). Увеличение объёма контейнера, в котором содержались сверчки, по сравнению с первой группой экспериментов также привело к существенному увеличению выживаемости. Наименьшая смертность наблюдалась в экспериментах F и G (с добавлением куколок чёрной львинки). Это может быть также связано со снижением случаев каннибализма среди сверчков вследствие повышения питательной ценности доступного корма. По данным Simpson et al. (2006), увеличение содержания белка в рационе сверчков приводит к сокращению каннибализма.

Рис. 2. Количество насекомых во второй группе экспериментов

В ходе экспериментов было изучено влияние состава корма на среднюю массу насекомых (табл. 3). Согласно полученным данным, введение в корм 41,7% яичной скорлупы и 16,6% перемолотых куколок чёрной львинки (эксперимент F) приводило к снижению средней массы как самок, так и самцов сверчка Gryllus assimilis. Однако при сокращении содержания скорлупы в корме до 33,3% и увеличении содержания муки из куколок чёрной львинки до 33,4% (эксперимент G) средняя масса насекомых в конце эксперимента увеличивалась и становилась примерно равной средней массе насекомых в контрольном опыте (D). Интересно, что при этом средняя масса самцов увеличивалась, что согласуется с данными Reifer et al. (2018). Если принять во внимание небольшое увеличение выживаемости насекомых, то можно говорить об увеличении общей получаемой биомассы насекомых. Кроме этого, следует отметить, что кормление насекомых кормами с большей питательной ценностью приводило к увеличению качества получаемого продукта: увеличению содержания белков и жиров в насекомых, снижению влагосодержания (Bava et al., 2019; Spykman et al., 2021). Следовательно, даже при сохранении общего количества получаемой биомассы её питательная ценность может быть выше.

Таким образом, в результате второй группы опытов показано, что кормление двухмесячных личинок сверчка Gryllus assimilis кормами, содержащими яичную скорлупу и муку из куколок чёрной львинки, не оказывало негативного влияние на рост и развитие насекомых и потенциально может способствовать получению более качественного продукта (требуются дальнейшие исследования влияния рассматриваемых добавок на состав насекомых).

Заключение. Исходя из полученных в ходе исследования данных, можно сделать следующие выводы: 1. добавление яичной скорлупы и муки из куколок чёрной львинки в кормовой субстрат одномесячных сверчков Gryllus assimilis ускоряло переход насекомых в стадию имаго, а также приводило к увеличению средней массы получаемых насекомых; 2. добавление яичной скорлупы и муки из куколок чёрной львинки в кормовой субстрат двухмесячных сверчков Gryllus assimilis приводило к небольшому увеличению выживаемости насекомых, средняя масса сверчков при этом оставалась приблизительно постоянной.

Следовательно, рассматриваемые добавки способны повышать эффективность кормов (за счёт увеличения средней массы насекомых), увеличивать получаемую биомассу насекомых (за счёт повышения выживаемости насекомых), а значит, ускорять производство сверчков Gryllus assimilis (за счёт ускорения перехода насекомых в стадию имаго).

Исследование выполнено на средства, выделенные в рамках госзадания № FGUS-2022-0018.

Литература

1. Calcium in edible insects and its use in human nutrition / A. Adámková, L. Kouřimská, M. Borkovcová, J. Mlček, M. Bednářová // Potravinarstvo. — 2014. — Vol. 8 (1). — P.233–238.

2. The Cricket (Gryllus assimilis) as an Alternative Food Versus Commercial Concentrate for Tilapia (Oreochromis sp.) in the Nursery Stage / A. O. Alfaro, W. L. Núñez, J. Marcia, I. M. Fernández // Journal of Agricultural Science. — 2019. — Vol. 11 (6). — P.97–104.

3. Insects as a feed ingredient for fish culture: Status and trends / Y. Alfiko, D. Xie, R. T. Astuti, J. Wong, L. Wang // Aquaculture and Fisheries. — 2022. — Vol. 7 (2). — P.166–178.

4. Anderson S. J. Increasing calcium levels in cultured insects / S. J. Anderson // Zoobiology. — 2000. — Vol. 19 (1). — P.1–9.

5. Nutritional composition of insects Gryllus assimilis and Zophobas morio: potential foods harvested in Brazil / R. R. S. Araújo, T. A. R. d. S. Benfica, V. P. Ferraz, E. M. Santos // Journal of Food Composition and Analysis. — 2018. — Vol. 76. — P.22–26.

6. Growth performance of the black soldier fly (Hermetia illucens) larvae (Linnaeus, 1758) fed on honeybee propolis-treated wheat bran / N. Bakaaki, M. Aanyu, H. Onen, D. Opio, F. Sengendo, M. Chemurot // Journal of Insects as Food and Feed. — 2022. — P.1–8.

7. The potential of various insect species for use as food for fish / F. G. Barroso, C. de Haro, M. Sánchez-Muros, E. Venegas, A. Martínez-Sánchez, C. Pérez-Bañón // Aquaculture. — 2014. — Vol. 422–423. — P.193–201.

8. Rearing of Hermetia Illucens on Different Organic By-Products: Influence on Growth, Waste Reduction, and Environmental Impact / L. Bava, C. Jucker, G. Gislon, D. Lupi, S. Savoldelli, M. Zucali, S. Colombini // Animals. — 2019. — Vol. 9 (6). — P.289.

9. Full-fat field cricket (Gryllus bimaculatus) as a substitute for fish meal and soybean meal for weaning piglets: effects on growth performance, intestinal health, and redox status / W. Boontiam, J. Hong, S. Kitipongpysan, S. Wattanachai // Journal of Animal Science. — 2022. — Vol. 100. — P.1–13.

10. Cortes Ortiz J. A. Insects as Sustainable Food Ingredients / J. A. Cortes Ortiz // Insect Mass Production Technologies. — 2016. — P.153–201.

11. Black soldier fly: Prospection of the inclusion of insect-based ingredients in extruded foods. / J. I. Gamero-Barraza, G. A. Pámanes-Carrasco, E. Delgado, H. Medrano-Roldán, D. Gallegos-Ibáñez, D. Reyes-Jáquez // Food Chemistry Advances. — 2022. — Vol. 1.

12. Gere A. Which insect species can best be proposed for human consumption? / A. Gere, D. Radványi, K. Héberger // Innovative Food Science & Emerging Technologies. — 2019. — Vol. 52. — P.358–367.

13. Govorushko S. Global status of insects as food and feed source: a review / S. Govorushko // Trends in Food Science & Technology. — 2019. — Vol. 91. — P.436–445.

14. The effects of field cricket (Gryllus bimaculatus) meal substitution on growth performance and feed utilization of hybrid red tilapia (Oreochromis spp.) / M. Y. Hanan, Md. A. Amatul-Samahah, M. Z. Jaapar, S. N. Mohamad // Applied Food Research. — 2022. — Vol. 2.

15. Protein quality of four indigenous edible insect species in Nigeria / O. F. Inje, A. H. Olufunmilayo, J. Al. Audu, S. A. Ndaman, E. E. Chidi // Food Science and Human Wellness. — 2018. — Vol. 7. — P.175–183.

16. Nutritional evaluation of cricket, Gryllus bimaculatus, meal as fish meal substitute for olive flounder, Paralichthys olivaceus, juveniles / S. Jeong, S. Khosravi, I. R. Mauliasari, B. Lee, S. You, S. Lee // J. World Aquac. Soc. — 2021. — P.1–22.

17. Effect of carrot supplementation on nutritional value of insects: a case study with Jamaican field cricket (Gryllus assimilis) / M. Kulma, D. Petříčková, M. Kurečka, Z. Kotíková, J. Táborský, T. Michlová, L. Kouřimská // Journal of Insects as Food and Feed. — 2021. — Vol. 8 (6). — P.621–629.

18. Dynamic changes of nutrient composition throughout the entire life cycle of black soldier fly / X. Liu, X. Chen, H. Wang, Q. Yang, K. ur Rehman, W. Li et al. // PLoS ONE. — 2017. — Vol. 12 (8).

19. Loranger M. J. The effect of sire dominance and aggression on fitness measures in a field cricket (Gryllus assimilis) / M. J. Loranger, S. M. Bertram // Animal Behaviour. — 2016. — Vol. 119. — P.135–142.

20. Machado C. d. R. Cricket powder (Gryllus assimilis) as a new alternative protein source for gluten-free breads / C. d. R. Machado, R. C. S. Thys // Innovative Food Science & Emerging Technologies. — 2019. — Vol. 56.

21. Production of black cricket protein hydrolysates with α-amylase, α-glucosidase and angiotensin I-converting enzyme inhibitory activities using a mixture of proteases / F. M. de Matos, J. T. J. G. de Lacerda, G. Zanetti, R. J. S. de Castro // Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. — 2022. — Vol. 39.

22. Apparent faecal digestibility and nitrogen retention in piglets fed whole and peeled Cambodian field cricket meal / P. Miech, J. E. Lindberg, Å. Berggren, T. Chhay, A. Jansson // Journal of Insects as Food and Feed. — 2017. — Vol. 3 (4). — P.279–287.

23. Comprehensive Look at the Possibilities of Edible Insects as Food in Europe: a review / J. Mlcek, O. Rop, M. Borkovcova, M. Bednarova // Pol. J. Food Nutr. Sci. — 2014. — Vol. 64 (3). — P.147–157.

24. Bioavailability of nutrients from edible insects / S. Ojha, A. E. Bekhit, T. Grune, O. K. Schluter // Current Opinion in Food Science. — 2021. — Vol. 41. — P.240–248.

25. Reifer M. L. How dietary protein and carbohydrate influence field cricket development, size and mate attraction signalling / M. L. Reifer, S. J. Harrison, S. M. Bertram // Animal Behaviour. — 2018. — Vol. 139. — P.137–146.

26. Santiago L. A. How does the thermal-aggregation behavior of black cricket protein isolate affect its foaming and gelling properties? / L. A. Santiago, O. M. Fadel, G. M. Tavares // Food Hydrocolloids. — 2021. — Vol. 110.

27. Determination of vitamin B12 in four edible insect species by immunoaffinity and ultra-high performance liquid chromatography / A. Schmidt, L. Call, L. Macheiner, H. K. Mayer // Food Chemistry. — 2019. — Vol. 281. — P.124–129.

28. Cannibal crickets on a forced march for protein and salt / S. J. Simpson, G. A. Sword, P. D. Lorch, I. D. Couzin // PNAS. — 2006. — Vol. 103 (11). — P.4152–4156.

29. A modular environmental and economic assessment applied to the production of Hermetia illucens larvae as a protein source for food and feed / R. Spykman, S. M. Hossaini, D. A. Peguero et al. // Int. J. Life Cycle Assess. — 2021. — Vol. 26. — P.1959–1976.

30. Influence of substitution of sunflower oil by different oils on the growth, survival rate and fatty acid composition of Jamaican field cricket (Gryllus assimilis) / K. Starčević, A. Gavrilović, Ž. Gottstein, T. Mašek // Animal Feed Science and Technology. — 2017. — Vol. 228. — P.66–71.

31. Lipidome of cricket species used as food / D. A. Tzompa-Sosa, K. Dewettinck, P. Provijn, J. F. Brouwers, B. de Meulenaer, D. G. A. B. Oonincx // Food Chemistry. — 2021. — Vol. 349.

32. Corrigendum to “Lipidome of cricket species used as food” [Food Chem. 349 (2021) 129077] / D. A. Tzompa-Sosa, K. Dewettinck, P. Provijn, J. F. Brouwers, B. de Meulenaer, D. G. A. B. Oonincx // Food Chemistry. — 2021. — Vol. 354.

33. Evaluation on Nutritional Value of Field Crickets as a Poultry Feedstuff / D. Wang, S. W. Zhai, C. X. Zhang, Y. Y. Bai, S. H. An, Y. N. Xu // Asian-Aust. J. Anim. Sci. — 2005. — Vol. 18 (5). — P.667–670.

34. Improvement of the composition and humification of different animal manures by black soldier fly bioconversion / Q. Wang, X. Ren, Y. Sun, J. Zhao, M. K. Awasthi, T. Liu, R. Li, Z. Zhang // Journal of Cleaner Production. — 2021. — Vol. 278.

The impact of protein and calcium feed additives on the growth of Jamaican field cricket (Gryllus assimilis)

Preobrazhenskaya E. V.

Mechtaeva E. V.

Ryabukhin D. S., PhD Chem. Sc.

The All-Russian Research Institute of Food Additives – branch of the Federal Research Center of Food Systems n. a. V. M. Gorbatov of the Russian Academy of Sciences

191014, Russia, St. Petersburg, Liteynyy prospect, 55

E-mail: mechtaeva.lisa@gmail.com

This investigation was aimed at testing the effect of calcium from egg shells and protein from powdered pupae of Hermetia illucens on the growth of Jamaican field cricket (Gryllus assimilis). As human population grows new environmentally friendly highly nutritious alternative food sources become a relevant issue. Using insects for food is a promising trend. Some species of insects such as Jamaican field cricket are used for feeds and food due to its nutritional value and rapid biomass gain. Biomass composition and production are greatly affected by insect diet. One- and two-month-old crickets were used in this experiment to analyze insect metabolism at different growth stages. A protein additive comprised powdered pupae of Hermetia illucens, the calcium one — ground egg shells. Cricket weight grew after both egg shell and pupae use which makes these additives effective for the production of larger insects. The additives positively affected cricket survival rate and accelerated the transformation of nymph into imago. Therefore, the additives were able to improve the efficiency of feeds, increase insect biomass and accelerate cricket production.

Keywords: Gryllus assimilis, feed additive, Hermetia illucens, alternative protein.

References