Toepasbaarheid van Hermetia illucens in veevoeders voor

Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen
Academiejaar 2014–2015
Toepasbaarheid van Hermetia illucens in veevoeders
voor éénmagigen
Joachim Vrancx
Promotor: Prof. dr. ir. Patrick De Clercq
Promotor: Prof. dr. ir. Stefaan De Smet
Tutor: ir. Thomas Spranghers
Scriptie voorgedragen tot het behalen van de graad van
Master of Science in de bio-ingenieurswetenschappen: landbouwkunde
”De auteurs en promotors geven de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar
te stellen en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder
de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting
uitdrukkelijk de bron te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze scriptie.”
”The authors and supervisors give the permission to use this thesis for consultation and
to copy parts of it for personal use. Every other use is subject to the copyright laws, more
specifically the source must be extensively specified when using from this thesis.”
Gent, 5 juni 2015
De promotor,
Prof. dr. ir. Patrick De Clercq
De tutor,
ir. Thomas Spranghers
De Promotor,
Prof. dr. ir. Stefaan De Smet
De auteur,
Joachim Vrancx,
Woord vooraf
Dit is een masterproef geschreven door Joachim Vrancx. Deze masterproef werd geschreven in
LATEX. In dit woord vooraf wens ik volgende mensen te bedanken:
ˆ Eerst en vooral wil ik mijn promoters prof. dr. ir. Stefaan De Smet en prof. dr. ir. Patrick
De Clercq bedanken. Dankzij jullie kreeg ik de kans om een heel jaar te werken rond het
interessante, innovatieve concept: ”Insecten in landbouwvoeders”. Langs deze weg wil ik me
verontschuldigen ten opzichte van prof. dr. ir. Patrick De Clercq. Het spijt mij dat ik weinig
heb verteld over de biologie van de zwarte wapenvlieg en dat ik u op uw honger heb laten
zitten. Ik wil jullie ook bedanken voor het nalezen en verbeteren van mijn thesis. Bovendien
heb ik ook enorm veel opgestoken in de persoonlijke gesprekken met prof. dr. ir. Stefaan De
Smet.
ˆ Het belangrijkste dankwoord gaat uit naar mijn tutor ir. Thomas Spranghers. Vanaf onze
eerste ontmoeting sprak je met zeer veel passie over je insecten en toen ik nog geen literatuur
had doorgenomen, had ik toch al het gevoel dat ik de zwarte wapenvlieg kende. Het was een
zeer aangename samenwerking. We hebben leuke momenten gehad in het labo en ook enkele
mindere. Vooral bij de mindere momenten, wanneer onze vetzakskes - de zwarte wapenvlieg
- niet deden wat ze moesten doen, was ik opgelucht dat ik er niet alleen voor stond. Ik wil
je ook hartelijk bedanken voor het nalezen en verbeteren van mijn thesis én voor de nieuwe
inzichten die je me af en toe gaf. En hierbij wil ik je nog veel succes wensen met je doctoraat.
ˆ De Universiteit Gent wil ik vooral bedanken voor de kans die geboden wordt om je als student
te ontwikkelen naar een persoon die capabel is om mee te functioneren in een onderzoeksomgeving.
ˆ Hierbij wil ik ook een dankwoord richten naar de mensen in Melle die Thomas en mij geholpen
hebben met het labowerk. In het bijzonder wil ik Anneke Ovyn bedanken voor het geduld
dat jij telkens weer aan de dag bracht. Je zorgde voor een aangename werksfeer, je legde
alles telkens zeer fijn uit en mijn foutjes werden met de lach vergeten. Bovendien wil ik
je samen met Sabine Coolsaet bedanken voor de vele namiddagen uitplaten. Tijdens dit
monnikenwerk heb ik veel bewondering voor jullie gekregen. Dr. ir. Joris Michiels, het was
telkens zeer aangenaam dat u zoveel interesse had naar ons werk met de insecten en dank u
voor de feedback rond de voedersamenstelling.
ˆ Tenslotte wil ik mijn familie in de bloemetjes zetten, in het bijzonder mijn ouders, Ronald
en Jana. Ik heb een zwaar jaar achter de rug, waarbij ik meermaals laat thuis kwam van het
labo en meermaals alleen maar bezig was met schrijven. Zonder jullie steun was het me niet
gelukt.
Joachim Vrancx
Gent, 5 juni 2015
Samenvatting
De import van soja voor de dierlijke productie is niet duurzaam. Een potentiële oplossing is
het gebruik van insecten in het voeder van onze landbouwhuisdieren. De focus van deze thesis ligt
in de toepassingsmogelijkheid van de zwarte wapenvlieg (Hermetia illucens) als eiwitbron voor de
veevoeding van éénmagigen. Zo wordt er vooral gekeken naar het nutritionele potentieel van de
insecten. De zwarte wapenvlieg bevat een eiwitgehalte rond 40% op droge stof basis. Daarnaast
bevat de zwarte wapenvlieg ook een hoog vet- en asgehalte. Hier wordt tot nu toe weinig aandacht
aan besteed. Daarom ligt de nadruk van het onderzoek binnen deze thesis op het vet en het as van
de zwarte wapenvlieg.
Een belangrijk deel in de litereatuurstudie is de vergelijking van de variërende samenstelling van de
larven en de prepoppen met andere eiwitrijke voedersamenstellingen. Bovendien is er een voedersamenstelling berekend om na te gaan wat een potentiële implementatiehoeveelheid is in voeders.
Hieruit blijkt dat de zwarte wapenvlieg de fractie aan sojabonen in een voeder voor pas gespeende
biggen kan vervangen, als de marktprijs van de zwarte wapenvlieg in de toekomst daalt.
Uit de mineraalbepaling blijkt dat het calciumgehalte van de zwarte wapenvlieg afhankelijk is van
het substraat waarop de larven worden gekweekt. De prepoppen gekeekt op koolhydraatrijk restaurant afval bevatten slechts 0,12g op 100g gedroogd insect. Maar het calciumgehalte kan oplopen
tot 5,70g op 100g gedroogd insect, als de larven gekweekt worden op substraten die rijk zijn aan
calcium. Het calciumgehalte heeft bovendien een groot effect op het zuurbindend vermogen van de
larven en prepoppen. Het zuurbindend vermogen tot pH=3,0 van larven en prepoppen gekweekt
op kippenvoer bedraagt respectievelijk 3533mEq/kg en 3662mEq/kg. Prepoppen gekweekt op het
restaurent afval hebben een zuurbindend vermogen tot pH=3,0 van slechts 779mEq/kg. Dit komt
overeen met het zuurbindend vermogen van volvette sojabonen (823mEq/kg).
Vervolgens blijkt er een verschil te zijn tussen de beschikbaarheid van het vet van de larven en
het vet van de prepoppen. Bij de prepoppen is er geen verschil tussen een soxhletextractie met
en zonder hydrolyse. Bij de larven wordt er relatief ongeveer 20% minder vet geëxtraheerd zonder
hydrolyse dan met hydrolyse.
Uit de vetzuuranalyse blijkt dat het vetzuur laurinezuur (C12:0) kan oplopen tot 50% in het vet
van de zwarte wapenvlieg. Op droge stof basis betekend dit dat de gedroogde insecten voor 18%
uit laurinezuur bestaan. Laurinezuur behoort tot de middellange keten vetzuren die anti-bacteriële
eigenschappen bevatten. Bij in vitro incubaties bij pH = 5, die het lumen van het spijsverteringsstelsel van biggen simuleren, blijkt dat het vet van de zwarte wapenvlieg een anti-microbiële werking
heeft op D-streptococcen en in mindere mate op Lactobacillus. Bij de prepoppen is er reeds een
significante daling van het aantal D-streptococcen en Lactobacillus bij een concentratie van 0,29g
C12:0 per 100ml medium, bij de larven is dit pas bij een concentratie van 0,6g C12:0 per 100ml
medium. Het reducerend effect is dus groter bij het vet van de prepoppen dan bij het vet van
de larven. Uiteindelijk bleek dat bij de prepoppen een deel van de anti-microbiële werking toe te
schrijven was aan monolaurine, de monoglyceride van laurinezuur. Het gehalte aan monolaurine
was bij de prepoppen 10 keer zo groot dan bij de larven.
Nutritioneel gezien bied de zwarte wapenvlieg potentieel om gebruikt te worden als voedermiddel
bij eenmagigen. De kans bestaat zelfs dat ze een meerwaarde kunnen bieden als groeipromotor bij
pas-gespeende biggen.
3
Inhoudsopgave
1 Inleiding
11
2 Literatuurstudie
2.1 Biologie van Hermetia illucens . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Hermetia illucens als ingrediënt in voeder . . . . . . . .
2.2.1 De chemische samenstelling van voedermiddelen
2.2.2 De aminozuurcompositie van voedermiddelen . .
2.2.3 De mineraalinhoud van voedermiddelen . . . . .
2.2.4 De vetzuurcompositie van voedermiddelen . . . .
2.2.5 De energie- en eiwitwaarden van voedermiddelen:
system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.6 Zuurbindend vermogen . . . . . . . . . . . . . .
2.2.7 Toepassing van Hermetia illucens bij varkens . .
2.2.8 Toepassing van Hermetia illucens bij kippen . .
2.3 Hermetia illucens als bron van lipiden . . . . . . . . . .
2.3.1 Vetmetabolisme bij insecten . . . . . . . . . . . .
2.3.2 Vetzuursamenstelling van Hermetia illucens . . .
2.3.3 Laurinezuur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.4 Toepassen van MCFA in voeder . . . . . . . . . .
2.3.5 Anti-microbiele werking van andere componenten
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
The Dutch feed
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
. . . . . . . . .
in insecten . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
evaluation
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
3 Materiaal en methoden
3.1 Kweek en oogst van Hermetia illucens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Proef 1: Voedersamenstelling voor biggen met Hermetia illucens . . . . . . . . . .
3.3 Proef 2: Mineraalbepaling van prepoppen gekweekt op 4 verschillende substraten. .
3.4 Proef 3: Zuurbindend vermogen van larven en prepoppen van Hermetia illucens. .
3.5 Proef 4: Verschil in vetgehalte tussen larven, prepoppen en poppen . . . . . . . . .
3.6 Proef 5: Vetzuurbepaling bij larven en prepoppen van Hermetia illucens . . . . . .
3.7 Proef 6: Hermetia illucens gebruiken als anti-microbiële component in voeders voor
éénmagigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.7.1 Preliminaire onderzoek met de volledige insecten (n=1) . . . . . . . . . . .
3.7.2 Onderzoek met het vet van het insect (n=3) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.8 Proef 7: Verschil in vetfracties tussen larven en prepoppen . . . . . . . . . . . . . .
4 Resultaten en bespreking
4.1 Proef 1: Voedersamenstelling voor biggen met Hermetia illucens . . . . . . . . . .
4.2 Proef 2: Mineraalbepaling van prepoppen gekweekt op 4 verschillende substraten .
4.3 Proef 3: Zuurbindend vermogen van larven en prepoppen van Hermetia illucens .
4.4 Proef 4: Verschil in vetgehalte tussen larven, prepoppen en poppen . . . . . . . . .
4.5 Proef 5: Vetzuurbepaling bij larven en prepoppen van Hermetia illucens . . . . . .
4.6 Proef 6: Hermetia illucens gebruiken als anti-microbiële component in voeders voor
biggen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6.1 Preliminaire onderzoek met de volledige insecten (n=1) . . . . . . . . . . .
4.6.2 Onderzoek met het vet van het insect (n=3) . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.7 Proef 7: Verschil in vetfracties tussen larven en prepoppen . . . . . . . . . . . . . .
4
.
.
.
.
.
.
12
12
13
14
16
16
17
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
17
19
20
20
21
21
22
26
26
28
.
.
.
.
.
.
29
29
30
31
32
32
34
.
.
.
.
35
36
37
38
.
.
.
.
.
39
39
42
44
45
46
.
.
.
.
49
49
54
58
5 Besluit
62
6 Ideeën voor verder onderzoek
63
7 Referenties
64
5
Lijst met afkortingen
GFT
DS
BSF
KH
SID
Nev
ME
ABC
FA
DAG
TAG
LTP
AKH
PA
FATP
nLP
PUFA
L
PP
SFA
MUFA
EPA
DHA
RM
VO
MCFA
HIV
CAD
HDL
PWC
SCFA
MCTAG
AMP
DM
PWD
TLC
KV
RA
UFA
CFU
Groente-, fruit- en tuinafval
Droge stof
Black Soldier Fly of zwarte wapenvlieg
Koolhydraten
Standardised ileal digestibility of gestandaardiseerde ileale verteerbaarheid
Netto energiewaarde voor varkens
Metaboliseerbare energie
Acid binding capacity of zuurbindend vermogen
Vrije vetzuren
Diacylglycerolen
Triacylglycerolen
Lipid transfer particle
Adipo-kinetic hormone
Fosfatidinezuur
Vetzuur transportprotëine
Ontluikend lipopforin
Poly-Unsaturated Fatty Acids of poly-onverzadigde vetzuren
Larven
Prepoppen
Onverzadigde vetzuren
Mono-onverzadigde vetzuren
Eicosapentaeenzuur
Docosahexaeenzuur
Rundermest
Viscerale organen van vissen
Middellange keten vetzuren
Human immunodeficiency virus
Coronaire hartziekte
High-density-lipoproteı̈ne
Post-weaning colibacillosis of speendiarree
korte keten vetzuren
Glyceriden van middellange keten vetzuren
Anti-microbiële peptiden
Dry matter of droge stof
Post-weaning diarrhoea of speendiarree
Dunne laag chromatografie
Kippenvoer
Restaurant afval
Onverzadigde vetzuren
Kolonievormende eenheden
6
Lijst van figuren
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Links: Evolutie van de wereldwijde vleesproductie van 1961 tot en met 2010 uitgedrukt in miljoen ton [1]. Rechts: De verwachte stijging voor de wereldwijde vleesconsumpie in kg per capita [2]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Adult van Hermetia illucens [3]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ontwikkeling van Hermetia illucens (vlnr.): eitjes in gestapelde kartonnen strips,
larven in substraat (compost), prepoppen die uit het vochtig substraat migreren,
een pop [3, 4]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Een algemeen overzicht van de vetopslag bij insecten. FA: vrij vetzuur, PA: fosfatidinezuur, DAG: diacylglycerol, TAG: triacylglycerol, FATP: vetzuur transportproteı̈ne, LTP: lipid transfer particle, nLp: ontluikend lipophorin [5] . . . . . . . . .
Structuurformule van laurinezuur (boven) en monolaurine (onder) [6]. Monolaurine
is de monoacylglycerol van laurinezuur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Links: kweekemmer. Rechts: klimaatkast. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zeef . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Links: moffeloven. Rechts: lyofilisator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Soxhlet-apparaat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Op het zicht is er een verschil in vet bij kamertemperatuur: er is en verschil in kleur,
het vet van de larven (L) is vloeibaar bij kamertemperatuur en het vet van prepoppen
is vast bij kamertemperatuur (PP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Een ringplaat. Per ring wordt er een verschillende concentratie van de verdunningsvloeistof geplaat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
De 4 selectiebodems: Rogosa en RCA (boven; vlnr) en EMB en S&B (onder; vlnr) .
Calciumgehaltes van prepoppen gekweekt op verschillende substraten. De rode lijn
stelt de maximum randvoorwaarde voor van 0,65% calcium [7]. . . . . . . . . . . . .
Fracties aan verzadigde en onverzadigde vetzuren. SFA staat voor verzadigde vetzuren en UFA staat voor onverzadigde vetzuren. L staat voor larven, PP voor
prepoppen en P voor poppen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deelfracties van de onverzadigde vetzuren. MUFA staat voor mono-onverzadigde
vetzuren en PUFA staat voor poly-onverzadigde vetzuren. L staat voor larven, PP
voor prepoppen en P voor poppen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vetzuurprofielen van de zwarte wapenvlieg (BSF) gekweekt op kippenvoer en vetrijke
voedermiddelen: vismeel (vismeel 66), sojaolie, mengvet en palmolie [8]. SFA staat
voor verzadigde vetzuren, MUFA staat voor mono-onverzadigde vetzuren en PUFA
staat voor poly-onverzadigde vetzuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op de pH voor
(boven) en na (onder) de incubatie bij pH = 5,0 (n=3). . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op het totaal
aantal anaëroben bij pH = 5,0 (n=3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op het totaal
aantal coliformen bij pH = 5,0 (n=3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op D-streptococcen
(enterococcen) bij pH = 5,0 (n=3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op Lactobacillus
bij pH = 5,0 (n=3). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
De verdeling van het totaal vetgehalte onder de verschillende vetfracties bij de larven.
7
11
12
13
22
26
29
29
30
33
34
35
36
43
47
48
49
54
55
56
56
57
59
23
24
25
De verdeling van het totaal vetgehalte onder de verschillende vetfracties bij de prepoppen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
De verdeling van laurinezuur onder de verschillende vetfracties bij de larven. . . . . . 60
De verdeling van laurinezuur onder de verschillende vetfracties bij de prepoppen. . . 60
8
Lijst van tabellen
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Chemische compositie volgens de weende analyse van de zwarte wapenvlieg (BSF) en
eiwitrijke voedermiddelen: sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen verhit) en vismeel (vismeel 66). Bij BSF1 en BSF2 zijn de droge stof waarden
van verse insecten, bij BSF3 van gedroogde insecten. Droge stof (DS) is uitgedrukt
in g/100g insect en de andere parameters zijn uitgedrukt in g/100g DS. KH staat
voor koolhydraten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
De aminozuursamenstelling van de zwarte wapenvlieg (BSF) en eiwitrijke voedermiddelen: sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen verhit) en
vismeel (vismeel 66). Alles is uitgedrukt in g/100g eiwit. . . . . . . . . . . . . . . . . 16
De mineraalsamenstelling van de zwarte wapenvlieg (BSF) en eiwitrijke voedermiddelen: sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen verhit) en vismeel
(vismeel 66). Alles is uitgedrukt in g/kgDS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
De Standardised Ileal Digestability-waarden van de zwarte wapenvlieg (BSF) en eiwitrijke voedermiddelen: sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen verhit) en vismeel (vismeel 66). Alles is uitgedrukt in g/kgDS. . . . . . . . . . . 18
De netto energiewaarde voor varkens (Nev) en de marktprijs van de zwarte wapenvlieg (BSF) en eiwitrijke voedermiddelen: sojaschroot (sojaschroot 49), volvette
sojabonen (sojabonen verhit) en vismeel (vismeel 66). . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Het zuurbindendvermogen - uitgedrukt in mEq/kg - van enkele voedermiddelen [9].
pH1 is de initiële pH, ABC-4 is zuurbindendvermogen tot pH=4,0 en ABC-3 is het
zuurbindend vermogen tot pH=3,0. Tussen haakjes staat de standaarddeviatie. . . . 19
Verschillende vetzuurprofielen van de zwarte wapenvlieg, Hermetia illucens, afhankelijk van oogststadium (L=larve, PP=prepop) en substraat waarop ze gekweekt
zijn. Alle waarden zijn uitgedrukt als gewichtspercentage van de totale vetfractie.
SFA staat voor verzadigde vetzuren, MUFA staat voor mono-onverzadigde vetzuren
en PUFA staat voor poly-onverzadigde vetzuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Verschillende vetzuurprofielen van de zwarte wapenvlieg, Hermetia illucens, gevoed
met substraten met wisselende verhoudingen van rundermest(RM) en viscerale organen van vissen(VO). Alle waarden zijn uitgedrukt als gewichtspercentage van de
totale vetfractie. SFA staat voor verzadigde vetzuren, MUFA staat voor monoonverzadigde vetzuren en PUFA staat voor poly-onverzadigde vetzuren. . . . . . . . 25
De voornaamste matrixwaarden van gedroogde zwarte wapenvlieg larven volgens
Kyntäjä et al. (2014) voor de berekening van de voedersamenstelling voor pasgespeende biggen [10]. SID staat voor Standardised Ileal Digestability . . . . . . . . 31
Schematische weergave van PROEF 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
De samenstelling van een conventioneel voeder voor pas-gespeende biggen. De minimumen maximumrandvoorwaarden worden ook vermeld. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
De nutriëntsamenstelling van een conventioneel voeder voor pas-gespeende biggen.
De minimum- en maximumrandvoorwaarden worden ook vermeld. Dv. V staat
voor darmverteerbaarheid bij varkens en komt overeen met de Standardised Ileal
Digestability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
De samenstelling van een voeder voor pas-gespeende biggen inclusief de zwarte wapenvlieg (BSF). De minimum- en maximumrandvoorwaarden worden ook vermeld. . 41
9
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
De nutriëntsamenstelling van een voeder voor pas-gespeende biggen inclusief de
zwarte wapenvlieg. De minimum- en maximumrandvoorwaarden worden ook vermeld. Dv. V staat voor darmverteerbaarheid bij varkens en komt overeen met de
Standardised Ileal Digestability. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
De gehaltes van mineralen en sporenelementen voor prepoppen gekweekt op 4 verschillende substraten. Alles is uitgedrukt in g/100g gedroogd insect. . . . . . . . . .
Het zuurbindend vermogen van gedroogd meel van larven en prepoppen gekweekt
op kippenvoer (KV) en prepoppen gekweekt op restaurant afval (RA). pH1 is de
initiële pH, ABC-4 en ABC-3 staan respectievelijk voor het zuurbindend vermogen
(mEq/kg) tot pH = 4, 0 en pH = 3, 0. Tussen haakjes staat de standaarddeviatie. .
Het vetgehalte (zonder hydrolyse) van de verschillende stadia van de zwarte wapenvlieg.
Het vetgehalte (met hydrolyse) van de verschillende stadia van de zwarte wapenvlieg.
De vetzuurprofielen van de verschillende stadia van de zwarte wapenvlieg. Alles is
uitgedrukt in g/100g vet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op 4 verschillende groepen
van bacteriën bij pH = 3,0 (n=1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op de pH voor en na de
incubatie bij een gewenste pH = 3,0 (n=1). De zwarte horizontale lijn stelt pH =
3,0 voor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op de pH voor en na de
incubatie bij een gewenste pH = 6,5 (n=1). De zwarte horizontale lijn stelt pH =
6,5 voor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op 4 verschillende groepen
van bacteriën bij pH = 6,5 (n=1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op de pH voor en na de
incubatie bij een gewenste pH = 5,0 (n=1). De zwarte horizontale lijn stelt pH =
5,0 voor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op 4 verschillende groepen
van bacteriën bij pH = 5,0 (n=1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10
42
43
44
45
45
47
50
51
51
52
53
53
1
Inleiding
De wereldwijde productie en consumptie van vlees is de laatste decennia continu gestegen. Tijdens
het eerste decennium van de 21ste eeuw is de wereldwijde productie met 20% toegenomen (zie
figuur 1). Voor de toekomst verwacht men dat de wereldwijde consumptie van vlees zal blijven
toenemen. Tegen 2030 verwacht men dat de wereldwijde consumptie per capita ten opzichte van
het jaar 2000 met 40% zal toenemen (zie figuur 1).
Figuur 1: Links: Evolutie van de wereldwijde vleesproductie van 1961 tot en met 2010 uitgedrukt
in miljoen ton [1]. Rechts: De verwachte stijging voor de wereldwijde vleesconsumpie in kg per
capita [2].
Een probleem is dat de dierlijke productie gebaseerd is op weinig duurzame systemen. Zo is de
productie in Europa sterk afhankelijk van de import van soja afkomstig uit Zuid-Amerika. Soja is
namelijk de voornaamste bron aan eiwit in hedendaagse veevoeders. Daarom is er tegenwoordig de
zoektocht naar alternatieve eiwitbronnen. Een potentiële oplossing is het gebruik van insecten in
het voeder van onze landbouwhuisdieren.
De focus van deze thesis ligt in de toepassingsmogelijkheid van de zwarte wapenvlieg (Hermetia illucens) als ingrediënt voor de veevoeding van éénmagigen. Zo wordt er vooral gekeken naar
het nutritionele potentieel van de insecten. Insecten worden vooral gezien als een eiwitbron. Zo
bevat de zwarte wapenvlieg een eiwitgehalte rond 40% op droge stof basis. Daarnaast bevat de
zwarte wapenvlieg ook een hoog vetgehalte. Hier wordt tot nu toe weinig aandacht aan besteed.
Daarom ligt de nadruk van het onderzoek binnen deze thesis op het vet van de zwarte wapenvlieg
en de eventuele voordelen dat dit vet met zich meebrengt bij toepassing in diervoeders.
De literatuurstudie kan worden onderverdeeld in 3 secties. De eerste sectie introduceert de zwarte
wapenvlieg. Er wordt vooral ingegaan op de biologische ontwikkeling van het insect. Sectie 2 probeert inzicht te bieden in de nutritionele eigenschappen door de zwarte wapenvlieg te vergelijken
met andere eiwitbronnen. Tenslotte wordt in een derde sectie in gegaan op het vet van de insecten.
Bij de verzameling van verschillende vetzuurprofielen van de zwarte wapenvlieg is aan het licht gekomen dat laurinezuur een opvallend grote fractie uitmaakt van het vetgehalte. Laurinezuur speelt
een rol als anti-microbiële component, waardoor het gezien kan worden als een groeipromotor door het effect op het microbioom in de darm - bij het spenen van biggen.
11
2
Literatuurstudie
2.1
Biologie van Hermetia illucens
De volledige wetenschappelijke naam is Hermetia illucens Linnaeus en de taxonomische indeling is
als volgt [11]:
ˆ Rijk: Animalia (Dieren)
ˆ Stam: Arthropoda (Geleedpotigen)
ˆ Klasse: Insecta (Insecten)
ˆ Orde: Diptera (Tweevleugeligen)
ˆ Onderorde: Brachycera (Vliegen)
ˆ Familie: Stratiomyidae (Wapenvliegen)
De zwarte wapenvlieg, die behoort tot de orde van de Diptera, is een vliegensoort uit de familie
van de Stratiomyidae [11]. De adulten van de soorten die behoren tot deze familie hebben vaak
een metaalkleurig uiterlijk en lijken op andere vliegende insecten, zoals bijen en wespen. De adult
van de zwarte wapenvlieg heeft een wespvormig uiterlijk en is zwart met een blauwe schijn. Een
typerend kenmerk is dat elke poot naar het einde toe een witte verkleuring vertoont (figuur 2) [3].
Figuur 2: Adult van Hermetia illucens [3].
De zwarte wapenvlieg komt oorspronkelijk van het Noord-Amerikaanse continent. Ze komt overvloedig voor in het zuid-oosten van de Verenigde Staten tussen de late lente en de vroege herfst [12].
Paring is namelijk gerelateerd met hogere lichtintensiteit en ovipositie vereist hoge temperatuur en
vochtigheid. Het uitkomen van de eitjes, de ontwikkeling van de larven en het verpoppen verloopt
optimaal bij 27 ‰ en 70% relatieve vochtigheid [13, 14].
De adulten gaan paren 2 dagen na ontluiken uit de poppen en de ovipositie vindt 2 dagen later plaats
[13]. Adulten leggen eitjes in spleten en kieren in de buurt van potentiële voedingsbronnen van de
larven. Voor de kweek van de zwarte wapenvlieg gebruikt men hiervoor gestapelde kartonnen strips
(figuur 3). Een vrouwelijke zwarte wapenvlieg legt rond de 500 eitjes. Uit de eitjes komen larven
na ongeveer 4 dagen [3]. De larven doorlopen zes stadia en deze ontwikkeling neemt ongeveer 14
dagen in beslag [15]. De larven van de zwarte wapenvlieg zijn onverzadigbare eters en voeden zich
voornamelijk op ontbindend materiaal zoals mest, kadavers, compost en ander organisch afval. De
12
adulten voeden zich niet en overleven op de vetten opgeslagen tijdens het larvale stadium [16]. De
larven hebben een lichte geelbruine kleur en worden tot 27mm in lengte en 6mm in breedte (figuur
3). Het laatste, en dus het zesde, larvaal stadium gaan de larven verkleuren naar donkerbruin. Net
voor het verpoppen gaan de larven migreren naar een droge en beschutte plaats (figuur 3). Daarom
worden de larven van het zesde larvaal stadium ook soms prepoppen genoemd in de literatuur. Het
exoskelet wordt donkerder en droger en de pop ontwikkelt zich binnenin (figuur 3). De verpopping
duurt ongeveer twee weken [3, 15].
Figuur 3: Ontwikkeling van Hermetia illucens (vlnr.): eitjes in gestapelde kartonnen strips, larven
in substraat (compost), prepoppen die uit het vochtig substraat migreren, een pop [3, 4].
2.2
Hermetia illucens als ingrediënt in voeder
Insecten hebben een groot potentieel als voeder. Er zijn een aantal artikels verschenen die de voederwaarde en nutriëntcompositie van insecten weergeven. In het algemeen zijn ze een goede bron
aan eiwit, vet, energie, vitaminen en mineralen [17]. Daarnaast zijn er nog tal van andere redenen
die het gebruik van insecten kunnen verantwoorden. De groei en de reproductie van insecten is
eenvoudig en vereist weinig input [18]. Ze hebben een lage ruimtelijke behoefte, ze worden nu al
aanvaard als voeder voor kippen, vissen, amfibiën en reptielen en bovendien kunnen de insecten
geproduceerd worden op organische afvalstromen zonder het opwekken van walging en ethische
bezwaren [17].
13
Sinds de jaren 1990 is er meer en meer onderzoek naar het kweken van Hermetia illucens. Dit
onderzoek ging hierbij de nadruk leggen op twee concepten en deze combineren. Enerzijds het
reduceren van organische afvalstromen en anderzijds het converteren van een afvalstroom in een
eiwit- en vetrijke biomassa die gebruikt kan worden voor allerhande toepassingen, zoals implementatie in dierenvoeder en productie van biodiesel en chitine [18].
De zwarte wapenvlieg kan worden gekweekt op organische afvalstromen, bijvoorbeeld op koeienmest, visafval, varkensmest, kippenmest, voedselafval ... [19, 20, 21, 22, 23]. De zwarte wapenvlieg
kan gebruikt worden om de mest van legkippen met meer dan 50% te reduceren, wat een enorme
kostreductie met zich meebrengt [24]. Voor GFT zijn er zelfs reductiewaarden van 65–75% geobserveerd door Diener et al. (2011) en in gesloten runderstallen zijn er reducties aan beschikbaar
fosfor tot 61–70% en van stikstof tot 30–50% geobserveerd door Newton et al. (2008) [18].
Verder kan Hermetia illucens gebruikt worden als natuurlijke vijand van andere vliegensoorten. De
zwarte wapenvlieg larven zijn een concurrent van de huisvlieg maden(Musca domestica), omdat ze
de mest meer vloeibaar maken en dus minder geschikt voor de huisvliegmaden. Ook veronderstelt
men dat hun aanwezigheid remmend werkt op de ovipositie van huisvliegen. Zo reduceren ze de
huisvliegpopulaties in varkens- en kippenmest met 94–100% [24]. Dit kan dus een hulp zijn om
de huisvliegpopulaties onder controle te houden en de gezondheid van dier en mens te verbeteren,
omdat de huisvlieg een belangrijke vector is van ziektes. Hermetia illucens is geen ziekte vector,
omdat de eitjes niet direct gelegd worden op dood organisch materiaal en de volwassen vlieg niet
eet, waardoor ze minder in contact komen met onhygiënische substraten [18].
Daarnaast lijken de larven de microflora van de mest te modificeren en hebben zo het potentieel
om schadelijke bacteriën, zoals Escherichia coli 0157:H7 en Salmonella enterica, te reduceren [22].
Zo wordt verondersteld dat de larven natuurlijke antibiotica bevatten [18].
Tenslote toont de literatuurstudie van Veldkamp et al. (2012) aan dat het technisch mogelijk moet
zijn om insecten op grote schaal te produceren en om ze te gebruiken als een duurzame alternatieve eiwitbron in varkens en kippenvoeders, vooral wanneer ze gekweekt worden op substraten van
biologisch afvalstromen. De belangrijkste knelpunten zijn echter de wetgeving en de tijd die nog
nodig is voor schaalvergroting van de insectenproductie en de daaruit volgende kostprijsverlaging.
Momenteel zijn de insecten nog duur door handarbeid in het productieproces en verwarmingskosten
voor de optimale temperatuur [4].
Het is cruciaal om betrouwbare matrixwaarden van voedermiddelen ter beschikking te hebben
als uitvalsbasis voor een correcte voedersamenstelling. Een uitgebalanceerd voeder is belangrijk
in verschillende ontwikkelingfasen van de dieren om hoge productieresultaten te bekomen. Alsook
om een goede gezondheid van de dieren te bekomen. De voederkost in de varkenshouderij en de
pluimveehouderij is ongeveer 60 tot 70% van de totale productiekosten. Dus ook om economisch
redenen is er een duidelijke behoefte aan nauwkeurige voedingswaarden [10].
2.2.1
De chemische samenstelling van voedermiddelen
Wat opvalt is dat insecten vooral worden gezien als een duurzame eiwitbron, door de stijgende
kost van conventionele voederbestanddelen, zoals soja en vismeel, en de milieuproblematiek dat het
massale gebruik van deze voederbestanddelen met zich mee brengt [25]. Bovendien verwacht men
dat de beschikbaarheid in de toekomst van deze eiwitbronnen zal gelimiteerd zijn. Het kweken van
insecten kan hierbij een deel van de oplossing vormen [18]. Vaak is het vetgehalte van insecten
ook hoog. Indien te hoog bestaat de mogelijkheid om het vet te extraheren en te gebruiken voor
allerhande toepassingen, zoals bijvoorbeeld biodiesel productie [18].
14
Tabel 1: Chemische compositie volgens de weende analyse van de zwarte wapenvlieg (BSF) en
eiwitrijke voedermiddelen: sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen verhit) en
vismeel (vismeel 66). Bij BSF1 en BSF2 zijn de droge stof waarden van verse insecten, bij BSF3
van gedroogde insecten. Droge stof (DS) is uitgedrukt in g/100g insect en de andere parameters
zijn uitgedrukt in g/100g DS. KH staat voor koolhydraten.
Nutriënt
Droge stof
Ruw eiwit
Ruw vet
Ruwe as
Ruwe celstof
Overige KH
BSF1 [18]
35-45
42,1
26,0
20,6
7,0
-
BSF2 [26]
38,8
45,1
36,1
9,0
9,8
-
BSF3 [10]
87,5
48,2
39,6
4,0
11,2
-
Sojaschroot [8]
87,7
55,5
1,8
7,4
5,0
30,3
Sojabonen [27]
88,3
40,3
21,4
5,9
6,0
26,4
Vismeel [8]
91,65
72,0
10,2
17,8
0,2
0
Zoals de meeste eetbare insecten zijn ook de larven van de zwarte wapenvlieg een potentieel hoogwaardige voedercomponent, omdat ze rijk zijn aan eiwit en vet. Op droge stof basis bevatten ze
40 − 44% ruw eiwit. Het eiwitgehalte is vrij constant.
Zoals reeds vermeld is het gehalte aan vet zeer variabel en afhankelijk van het type substraat. Op
droge stof basis zijn de meest relevente waarden in de literatuur : 15 − 25% voor larven gevoed
met kippenmest [28], 28% voor larven gevoed met varkensmest [16], 35% voor larven gevoed met
rundveemest [29] en 42 − 49% voor larven gevoed met een olierijk substraat [30]. Dus samengevat
kunnen ze op droge stof tussen 15% tot 49% vet bevatten met een gemiddelde van 26%, bepaald
via ether extractie [18].
De droge stof inhoud van verse larven is vrij hoog, namelijk tussen 35% en 45%. Hierdoor is het
gemakkelijker en minder duur om ze te drogen dan sommige andere verse bijproducten [18].
Het asgehalte is eveneens sterk variabel en kan zelfs oplopen tot 28%DS [18]. Opvallend is wel dat
de som van het ruw vet en het ruwe as steeds rond de 45g/100gDS ligt (tabel 1).
De ruwe celstof is vrij constant en ligt op droge stof basis rond de 10%. Het exoskelet van de meeste
insecten is opgebouwd uit eiwit en chitine. Bij de zwarte wapenvlieg is dit niet anders. De chitine
is waarschijnlijk verantwoordelijk voor het grootste aandeel van de ruwe celstof [26].
Om een betere kijk te krijgen op de betekenis van deze matrixwaarden staan in tabel 1 de matrixwaarden van enkele voedermiddelen, namelijk sojaschroot, volvette sojabonen en vismeel.
De gedroogde insecten (BSF3 ) hebben een droge stof gehalte dat in de buurt ligt van de andere
voedermiddelen. Het eiwitgehalte van de zwarte wapenvlieg is vergelijkbaar met de volvette sojabonen. Het gehalte ruw vet van de zwarte wapenvlieg is wel veel hoger in vergelijking met de andere
eiwitbronnen. Bij de implementatie in voeders zal er met het vet zeker rekening moeten gehouden
worden, zodat het vetgehalte van het voeder niet te hoog is. Het asgehalte van BSF is variabel. Met
een asgehalte van 17, 8g/100gDS is vismeel een voedermiddelen dat al moeilijk te implementeren
is in een voeder voor biggen. Dus als men de zwarte wapenvlieg zou willen implementeren, moet
men de larven kweken op substraten die resulteren in een laag asgehalte. BSF2 en BSF3 tonen dat
dit zeker mogelijk is. De ruwe celstof is ook hoog in vergelijking met de andere eiwitbronnen.
15
2.2.2
De aminozuurcompositie van voedermiddelen
In het algemeen hebben insecten - in het bijzonder deze die behoren tot de Diptera - een zeer
vergelijkbaar aminozuurprofiel met vismeel, met de uitzondering van histidine, threonine en lysine
[31]. De larven van de zwarte wapenvlieg zijn echter wel bijzonder rijk aan lysine in vergelijking
met andere insecten, namelijk 6 − 7% van het ruw eiwit gehalte [18].
En als we kijken naar tabel 2, zien we ook dat voor histidine en threonine de gehaltes voor vismeel
en de zwarte wapenvlieg vergelijkbaar zijn. Het gehalte aan lysine en cysteı̈ne + methionine liggen
voor de zwarte wapenvlieg lager in vergelijking met vismeel en het gehalte aan valine ligt hoger.
Daarnaast als we de aminozuurprofielen van de zwart wapenvlieg vergelijken met soja, ligt het
gehalte voor methionine+cysteı̈ne en arginine lager bij de zwartewapenvlieg en het gehalte van
valine iets hoger (tabel 2).
Meestal hebben insecten een adequaat aminozuurprofiel. De meest limiterende aminozuren zijn
methionine, lysine, histidine en tryptofaan [25, 18]. Als gedroogde insecten als primaire eiwitbron
geı̈mplementeerd worden in voeders voor ratten, dan zijn de eerste limiterende aminozuren de
zwavelhoudende aminozuren methionine en cysteı̈ne. Bij groeiende kippen zijn de eerste limiterende
aminozuren methionine en arginine [26].
Zwarte wapenvlieg larvenmeel is bruikbaar als voedermiddel in het voeder van groeiende varkens,
vooral omwille van de aminozuur-, vet- en Ca-inhoud. De relatieve deficiëntie aan methionine +
cysteı̈ne en threonine vraagt om een toevoeging van deze aminozuren om een gebalanceerd voeder
te bekomen [29].
Tabel 2: De aminozuursamenstelling van de zwarte wapenvlieg (BSF) en eiwitrijke voedermiddelen:
sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen verhit) en vismeel (vismeel 66). Alles
is uitgedrukt in g/100g eiwit.
Nutriënt
Lysine
Methionine
Cysteı̈ne
Threonine
Valine
Tryptofaan
Arginine
Histidine
Isoleucine
Leucine
Phenylalanine
2.2.3
BSF1 [18]
6,6
2,1
0,1
3,7
8,2
0,5
5,6
3,0
5,1
7,9
5,2
BSF2 [26]
6,8
1,9
0,6
3,9
7,4
1,7
7,0
3,4
4,4
6,9
4,3
BSF3 [10]
4,9
1,8
0,5
3,7
6,0
4,5
2,7
4,2
6,8
3,8
Sojaschroot [8]
6,3
1,5
1,5
4,0
4,9
1,3
7,6
2,7
7,0
8,0
5,2
Sojabonen [27]
6,2
1,4
1,5
3,9
4,8
1,3
7,5
2,6
6,9
8,0
5,0
Vismeel [8]
7,7
2,8
0,9
4,3
5,0
1,1
5,8
2,7
4,4
7,4
3,9
De mineraalinhoud van voedermiddelen
Het asgehalte in het meel van de larven is ook hoog en heeft daarom speciale aandacht nodig [29].
De meeste insecten hebben een zeer laag calciumgehalte. In het geval dat insecten gebruikt zouden
worden in voeders van groeiende dieren en legkippen, zou er zeker nood zijn aan Ca-supplementatie
in deze voeders [18]. Echter vormt de zwarte wapenvlieg een uitzondering op deze regel. Het calci-
16
umgehalte en het fosforgehalte van de zwarte wapenvlieg is relatief hoog. Zoals in tabel 3 bedraagt
het calciumgehalte namelijk op droge stof basis 50 − 80g/kg en het fosforgehalte 6 − 15g/kg [18].
BSF2 en BSF3 hebben een lager calciumgehalte, de reden hiervoor wordt besproken in sectie 4.2.
Zoals reeds vermeld bestaat het exoskelet van de meeste insecten hoofdzakelijk uit eiwitten en
chitine. Hoewel sommige insecten, waaronder de larven van de zwarte soldatenvlieg, een gemineraliseerd exoskelet hebben. Pas-ontpopte adulten van de zwarte soldatenvlieg bevatten zeer weinig
calcium, namelijk 0.3g/kg insect. Het hoge gehalte aan calcium van de larven/poppen blijft achter
in de behuizing van de pop [26]. Dus de mineralen in het exoskelet bestaan dus voornamelijk uit
calcium en dit verklaart het hoge calciumgehalte. Volgens Dierenfeld et al. heeft dit een invloed
op de calcium verteerbaarheid. Bij toediening aan Leptodactylus fallax, een kikker uit de familie
fluitkikkers (Leptodactylidae), bedroeg de calcium verteerbaarheid van de larven van de zwarte
wapenvlieg in hun geheel slechts 44%. Terwijl bij larven die eerst worden geplet en gemalen de
calcium verteerbaarheid 88% bedroeg [32].
In tegenstelling tot plantaardige fosfor, is het fosfor uit de zwarte wapenvlieg waarschijnlijk gemakkelijk beschikbaar. Voor de poppen van Musca autumnalis, de herfstvlieg, werd reeds aangetoond
dat de fosfor zeer beschikbaar is. De verteerbaarheid bedroeg tussen de 92 − 100% wanneer ze
gebruikt werden als voedersupplement bij kippen [33].
Tabel 3: De mineraalsamenstelling van de zwarte wapenvlieg (BSF) en eiwitrijke voedermiddelen:
sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen verhit) en vismeel (vismeel 66). Alles
is uitgedrukt in g/kgDS.
Nutriënt
Ca
P
Na
K
Cl
Mg
Na+K-Cl
2.2.4
BSF1 [18]
75,6
9,0
1,3
6,9
3,9
-
BSF2 [26]
24,1
9,2
2,3
11,7
3,0
4,5
-
BSF3 [10]
6,3
5,6
1,3
7,1
2,3
-
Sojaschroot [8]
3,3
7,8
0,3
24,5
0,5
3,2
55,0
Sojabonen [27]
2,6
6,1
0,1
19,9
0,1
3,7
-
Vismeel [8]
38,2
25,6
11,5
10,9
18,6
2,5
23,34
De vetzuurcompositie van voedermiddelen
De vetzuursamenstelling van de meeste insecten is heel verschillend van vismeel dat rijk is aan
omega-3 vetzuren. Insecten hebben, over het algemeen, een hoger aandeel aan omega-6 en monoonverzadigde vetzuren [31].
Het vetzuurgehalte van de zwarte wapenvlieg wordt verder besproken bij de resultaten, meerbepaald
sectie 4.5.
2.2.5
De energie- en eiwitwaarden van voedermiddelen: The Dutch feed evaluation system
Soile Kyntäjä et al. (2014) hebben een samenvatting gemaakt van de meest gebruikte voedingswaarden voor enkele potentieel nieuwe voedermiddelen, waaronder ook de larven van de zwarte
wapenvlieg. Het gaat over larven die gekweekt zijn op een koolhydraatrijk substraat. Dit is een
17
zeer interessante verzameling aan matrix waarden, omdat het een volledige analyse is op 1 batch
insecten. Het is ook de enige bron die waarden van de (Standardised Ileal Digestability) voor de
aminozuren (tabel 4) en energiewaarden (tabel 5) heeft bepaald voor de zwarte wapenvlieg. Bovendien zijn de matrix waarden van de gekweekte insecten op zich ook interessant. De waarden
voor ruw vet zijn aan de hoge kant, waardoor het asgehalte met 4% op droge stof basis aan de lage
kant is. Het calciumgehalte is hierdoor ook zeer laag, wat goed is voor de potentiële implementatie
in voeders voor biggen [10].
Tabel 4: De Standardised Ileal Digestability-waarden van de zwarte wapenvlieg (BSF) en eiwitrijke
voedermiddelen: sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen verhit) en vismeel
(vismeel 66). Alles is uitgedrukt in g/kgDS.
Nutriënt
SID Lysine
SID Methionine
SID Cysteı̈ne
SID Threonine
SID Valine
BSF3 [10]
21,1
7,9
1,7
15,8
26,0
Sojaschroot [8]
31,1
5,0
6,8
22,2
23,4
Sojabonen [27]
21,5
4,8
4,5
12,2
-
Vismeel [8]
49,0
17,8
4,4
26,6
31,6
De Standardised Ileal Digestability-waarden van de meeste aminozuren bij de zwarte wapenvlieg
is zeer vergelijkbaar met deze van de volvette sojabonen. Enkel voor Cysteı̈ne is de waarde 3 keer
zo laag (tabel 4). De netto energiewaarde voor varkens (Nev) is beduidend hoger dan voor andere
eiwitbronnen (tabel 5). Dit komt hoofdzakelijk door het hoge vetgehalte.
Finke et al. maakten hierbij de kanttekening dat de NRC requirements gebaseerd zijn op een
droge stof waarvan de energie-inhoud tussen de 3800 en 4100 kcal ME/kg voeder liggen. Met een
energie-inhoud van 5,139kcal ME/kg droge stof voor de larven van de zwarte wapenvlieg is er een
aanpassing nodig door hun hoge energie-inhoud [26].
Toch kunnen vetrijke soorten, zoals tebowormen en larven van de zwarte wapenvlieg, gebruikt
worden als deel van een gemengd voeder of als hoofdcomponent van een dieet. Bij insectivoren,
zoals amfibieën en reptielen, worden vetrijke insecten gebruikt met als primaire doel een nutritionele
energieboost te geven aan verzwakte dieren [26].
Ten slotte is de marktprijs van de gedroogde larven van de zwarte wapenvlieg nog beduidend hoger
dan de andere eiwitbronnen (tabel 5). Dit vormt momenteel nog een barrière voor de toepassing
van de insecten in voeders. In de toekomst verwacht men echter wel dat de prijs van de insecten
zal dalen [4] en de prijs van soja en vismeel zal stijgen [25].
Tabel 5: De netto energiewaarde voor varkens (Nev) en de marktprijs van de zwarte wapenvlieg
(BSF) en eiwitrijke voedermiddelen: sojaschroot (sojaschroot 49), volvette sojabonen (sojabonen
verhit) en vismeel (vismeel 66).
Nutriënt
Nev
Prijs
eenheid
MJ/kg DM
euro/100kg
BSF3
17,9 [10]
1000 [34]
Sojaschroot [8]
9,37
405
18
Sojabonen [27]
13,47
451
Vismeel [8]
9,92
422
2.2.6
Zuurbindend vermogen
Bij biggen begint de eiwitvertering in de maag. De maagmucosa secreert pepsinogeen. De zure
omgeving in de maag zorgt voor de omzetting van pepsinogeen tot pepsine en dus voor de activering
van het enzym. Deze conversie gebeurt vlot bij pH 2,0 en traag bij een pH hoger dan 5,0. Pepsine
is bovendien het meest reactief in een zure omgeving en de activiteit daalt snel bij een pH hoger
dan 3,5 [35]. Bij de zogende big is de zuursecretie laag en de voornaamste bron voor een lage pH
is de bacteriële fermentatie van lactose. Hierbij wordt lactose – uit de zeugenmelk – omgezet in
melkzuur. Een hoog gehalte aan melkzuur in de maag heeft de neiging om de zoutzuursecretie
te inhiberen. Inname van vaste voeding reduceert het gehalte aan melkzuur in de maag, maar
de consumptie van bijvoorbeeld creep feed - vaste voeding voor biggen die zogen bij de zeug, als
voorbereiding op het spenen - is te laag om de zoutzuur secretie voldoende te initialiseren [36]. In
de praktijk is bij spenen een lage sectretie van zoutzuur een gevolg. Bovendien wordt er bij spenen
gevoederd met voeders met een laag melkzuur gehalte en is er consumptie van grotere maaltijden
met onregelmatige intervallen. Dit alles samen resulteert in een verhoogde pH, vaak boven pH 5,0.
Dit kan zelfs te hoog blijven voor meerdere dagen [35]. Een hogere pH resulteert in een gereduceerde vertering en de onverteerde fractie zal dan in de dikke darm fermenteren en kan leiden tot
diarree. Een hogere pH heeft ook tot gevolg dat er meer pathogenen kunnen overleven. Waardoor
de opportuniteit groter is dat het spijsverteringsstelsel wordt gekoloniseerd en infecties ontstaan
[37]. Naast de toevoeging van organische zuren aan starter feeds van biggen is het gebruik van
voeders met een laag zuurbindend vermogen een gangbare praktijk [9]. Het zuurbindend vermogen
staat voor het vermogen van individuele voedermiddelen of samengestelde voeders om voedingszuur
te neutraliseren. Een hoog zuurbindend vermogen van het voeder bevordert dus extra de stijging
van de pH in de maag [37].
Het zuurbindend vermogen is letterlijk de hoeveelheid zuur in milliequivalenten (meq) nodig om de
pH van 1kg van een sample te doen dalen tot pH4 (ABC-4) of tot pH3 (ABC-3). Granen, zoals
maı̈s, bevatten een laag zuurbindend vermogen (tabel 6). Eiwitrijke voedermiddelen, zoals soja en
vismeel, gaan ongeveer 4 keer zoveel zuur neutraliseren dan maı̈s (tabel 6). Dus hoe meer eiwit er
aanwezig is, hoe groter het zuurbindend vermogen is. Hetzelfde verband kan gelegd worden voor
het asgehalte. Als we onderling sojabonen, soja schroot en vismeel met elkaar vergelijken, zien we
dat sojabonen het laagste asgehalte (tabel 6) hebben en ook het laagste zuurbindend vermogen en
dat vismeel voor beide parameters de hoogste waarde heeft. Bovendien heeft een mineralenmix een
zuurbindendvermogen dat 5 keer groter is dan het zuurbindendvermogen van een eiwitbron (tabel
6) [9].
Tabel 6: Het zuurbindendvermogen - uitgedrukt in mEq/kg - van enkele voedermiddelen [9]. pH1 is
de initiële pH, ABC-4 is zuurbindendvermogen tot pH=4,0 en ABC-3 is het zuurbindend vermogen
tot pH=3,0. Tussen haakjes staat de standaarddeviatie.
Maı̈s
Sojabonen
Soja schroot
Vismeel
Dicalciumfosfaat
Mineralen mix
pH1
6, 7
6, 9
7, 1
6, 7
7, 6
5, 2
(0, 24)
(0, 28)
(0, 06)
(0, 37)
(0, 19)
(0.03)
ABC-4
111
(36)
480
(43)
642
(51)
738
(219)
3098 (1028)
4292 (1009)
19
ABC-3
254
(53)
823
(62)
1068
(74)
1457
(334)
5666 (1852)
6302 (1054)
2.2.7
Toepassing van Hermetia illucens bij varkens
Er zijn tot nu toe slechts enkele wetenschappelijke studies die het gebruik van insecten als alternatief voeder voor varkens onderzoeken. Enkel Newton et al. (1977) hebben de voederwaarde en
smakelijkheid van gedroogde larven van de zwarte wapenvlieg onderzocht. Hierbij werden in het
voeder het sojaschroot volledig vervangen door larvenmeel.
De schijnbare verteerbaarheid van de droge stof voor de varkens die gevoed werden met larvenmeel
lag beduidend lager dan voor de varkens die gevoed werden met het conventionele voeder met de
soja. Wel positief is dat wanneer de varkens de optie kregen om te kiezen tussen de twee voeders,
er geen voorkeur was voor het conventionele voeder zonder het larvenmeel. Spijtig genoeg werd de
groeisnelheid van de varkens niet onderzocht [25].
Opnieuw in een studie van Newton et al. (2005) werd larvenmeel van de gedroogde zwarte wapenvlieg ook al gevoederd aan vroeg-gespeende biggen als vervanging van gedroogd plasma. Het
gedroogd plasma werd in drie fases afgebouwd in het voeder van de jonge biggen. In fase 1 bevatte
het voeder 5% gedroogd plasma, in fase 2 was dit 2,5% en in fase 3 was dit 0%. Voor de proef werd
0, 50, of 100% van het gedroogd plasma vervangen door de zwarte wapenvlieg, al dan niet met de
supplementatie van de gebrekkige aminozuren.
Zonder de aminozuursupplementatie gaf het 50% vervangingsvoeder iets betere prestaties gedurende fase 1, namelijk 4% hoger lichaamsgewicht en 9% betere voederefficiëntie. Maar bij het 100%
vervangingsvoeder was er nooit een betere prestatie van de biggen dan bij het controlevoeder, ook
niet met aminozuursupplementatie. Integendeel was er een algemene prestatievermindering van 3
tot 13%. Er mag echter niet vergeten worden dat gedroogd plasma een hoogwaardig eiwitprofiel
heeft en zelfs als groeipromotor wordt gebruikt.
Newton et al. (2005) besloten hieruit dat extra manipulaties nodig zijn, zoals bijvoorbeeld de
cuticula verwijderen, om de larven van de zwarte wapenvlieg geschikt te maken als voeder voor
vroeg-gespeende biggen [16, 18].
2.2.8
Toepassing van Hermetia illucens bij kippen
Als een component van het dieet kunnen de larven van de zwarte wapenvlieg een positief effect
hebben op de groei van vleeskippen. Newton et al. (2005) toonden aan dat kuikens die gevoederd
zijn met een dieet met gedroogde zwarte wapenvlieg larven ter vervanging van de sojafractie de exacte hoeveelheid is niet vermeld - een groeisnelheid hebben van 96% (deze waarde was zelf
statistisch niet significant) in vergelijking met de kuikens die gevoederd worden met het sojavoeder.
Maar de kuikens hebben slechts 93% geconsumeerd in vergelijking met deze van het sojavoer.
Hieruit kunnen we veronderstellen dat er een lagere, en dus betere, voederconversie bekomen wordt
met het voeder dat het larvenmeel bevat [16, 18].
20
2.3
2.3.1
Hermetia illucens als bron van lipiden
Vetmetabolisme bij insecten
Lipiden worden voornamelijk opgeslagen in het vetlichaam, een orgaan dat uniek is bij insecten.
Het vetlichaam is een relatief groot orgaan, bestaande uit heterogeen en los weefsel. Het zit meestal
verspreid in het insect onder het integument of meer specifiek rond het spijsverteringskanaal en de
voorplantingsorganen [38]. De basis cel van het vetlichaam is de trofocyt. Deze is verantwoordelijk
voor verschillende metabole functies. Ze staat voornamelijk in voor de opslag van vetten, eiwitten en glycogeen en is tevens verantwoordelijk voor het metabolisme van deze vetten, eiwitten en
koolhydraten. Daarnaast zijn er nog twee minder voorkomende cellen. De urocyt is gespecialiceerd
in productie, opslag en excretie van urinezuur. De mycetocyt bevat micro-organismen levend in
de vacuolen in permanente symbiose met de insecten. Daarnaast staat het vetlichaam ook in voor
synthese van complexe moleculen - zoals pigmenten, hemoglobine ... en detoxificatie van onder
andere pesticiden [38, 39, 40]. De voornaamste functie is opslag van reservemateriaal, daarom is
het vetlichaam vaak sterk ontwikkeld bij de larven van holometabole insecten. Tijdens het voedend
larvaal stadium worden de energiereserves geaccumuleerd. Dit vormt dan een belangrijke reserve,
die zowel gebruikt wordt tijdens de metamorfose, als voor de jonge adulten [38]. Bij de zwarte
wapenvlieg vormt dit zelfs tijdens de gehele adulte fase de enige energiebron. De adulten voeden
zich niet en betrouwen op de vetreserves opgeslagen tijdens het larvaal stadium [3, 18].
De vertering van lipiden door insecten gebeurt als volgt. Het middendarmepitheel produceert
lipasen en fosfolipasen. Dit zijn verteringsenzymen die in het lumen zorgen voor de hydrolyse van
lipiden tot monoacylglycerolen en vrije vetzuren (FA). Deze worden vervolgens door het epitheel
geabsorbeerd, men veronderstelt dat dit zowel passief, als actief gebeurt. Passief transport van geladen moleculen, de vrije vetzuren, door een apolaire barrière, het membraan van de epitheelcellen,
is niet evident. Daarom is men er sterk van overtuigd dat er een vetzuurtransporter betrokken is
bij de absorptie van vrije vetzuren [5]. In de epitheelcellen van de middendarm is er synthese van
diacylglycerolen (DAG), triacylglycerolen (TAG) en fosfolipiden. De geabsorbeerde vrije vetzuren
en monoacylglycerolen worden via de phosphatidic acid pathway voornamelijk omgezet tot DAG.
Het is onder deze vorm dat de lipiden worden geëxporteerd naar de hemolymfe. Dit mechanisme
onderhoudt een lage intracellulaire concentratie en verzekert een snelle absorptie vanuit het lumen.
De diacylglycerolen worden ook deels omgezet tot TAG als energiereserve voor de epitheelcellen
[41]. Via de hemolymfe wordt DAG naar het vetlichaam getransporteerd (figuur 4). Het vetlichaam
produceert lipophorin, een lipoproteı̈ne dat gezien kan worden als een herbruikbare shuttle tijdens
het vettransport. Lipophorin bindt via een lipophorin receptor aan de epitheelcel en via een lipid
transfer particle (LTP) wordt de DAG geëxporteerd uit de cel. Vervolgens begeeft het lipophorinDAG complex zich naar het vetlichaam. Daar bindt het complex op een lipophorin receptor van
de adipocyt, om opnieuw via de tussenkomst van een LTP getransporteerd te worden doorheen het
membraan. In de adipocyt wordt vet tenslotte opgeslagen onder de vorm van TAG. Mobilisatie uit
het vetlichaam gebeurt via een vergelijkbaar principe [5].
Voor de mobilisatie van energiereserves uit het vetlichaam is het adipo-kinetic hormone (AKH)
essentieel. De meest toegewezen functie aan deze familie van peptiden is namelijk hun stimulatie
van het vetlichaam om triacylglycerol en glycogeen om te zetten in respectievelijk diacylglycerol en
trehalose, om vervolgens naar de hemolymfe te kunnen worden overgebracht [38]. De lipiden worden
vooral gemobiliseerd voor energieproductie. Deze energieproductie gebeurt enerzijds rechtstreeks,
via de beta-oxidatie pathway en anderzijds onrechtstreeks, via de synthese van trehalose. Trehalose
21
Figuur 4: Een algemeen overzicht van de vetopslag bij insecten. FA: vrij vetzuur, PA: fosfatidinezuur, DAG: diacylglycerol, TAG: triacylglycerol, FATP: vetzuur transportproteı̈ne, LTP: lipid
transfer particle, nLp: ontluikend lipophorin [5]
kan op zijn beurt beschouwd worden als een soort van shuttle om energie van het vetlichaam naar
andere weefels te transporteren [38]. Vet is de belangrijkste energiereserve. Lipiden zijn namelijk
de grootste component van het vetlichaam, ze representeren meer dan 50% van de droge massa van
het vetlichaam. Bovendien komt 90% van deze vetopslag in het vetlichaam voor onder de vorm van
triacylglycerolen [38].
Bepaalde insecten hebben nood aan bepaalde poly-onverzadigde vetzuren (PUFA’s) in de voeding.
Zowel linolzuur, als linoleenzuur kunnen voldoen aan deze nutritionele nood. Deficiënties kunnen
leiden tot het falen van de metamorfose tot adult. De behoefte aan essentiële vetzuren verschilt
onderling tussen soorten. Tekorten resulteren in problemen bij bijvoorbeeld de Lepidoptera en de
Hymenoptera, maar er zijn nog geen indicaties dat er essentiële PUFA’s zijn voor de verscheidene
soorten van de Diptera, de muggen buiten beschouwing genomen [5]. Dus tot nu toe zijn er nog
geen indicaties dat de zwarte wapenvlieg nood heeft aan bepaalde vetzuren in het dieet.
2.3.2
Vetzuursamenstelling van Hermetia illucens
De vetzuursamenstelling van insecten is zeer variabel. Dit komt omdat ze afhankelijk is van verscheidende factoren, zoals soort, stadium en substraat. Om toch een beeld te krijgen van de
vetzuursamenstelling van de zwarte wapenvlieg, werd gezocht naar verschillende vermeldingen in
de literatuur. Het resultaat staat in tabellen 7 en 8 [42, 23, 19, 20, 21].
In tabel 7 is te zien dat zelfs binnen de soort van de zwarte wapenvlieg er heel wat variatie is
naargelang stadium en substraat. Laurinezuur, palmitinezuur en oliezuur vertegenwoordigen echter steeds de 3 grootste fracties. Laurinezuur varieert tussen 23,4% en 49,3%. Dit zijn heel hoge
fracties en er zit ook veel variatie op. De gehaltes aan palmitinezuur (10,5-19,8%) en aan oliezuur
(11,8-27,1%) zijn lager. Voor deze vetzuren is het interessant om te bepalen of ze ofwel specifiek
22
Tabel 7: Verschillende vetzuurprofielen van de zwarte wapenvlieg, Hermetia illucens, afhankelijk
van oogststadium (L=larve, PP=prepop) en substraat waarop ze gekweekt zijn. Alle waarden zijn
uitgedrukt als gewichtspercentage van de totale vetfractie. SFA staat voor verzadigde vetzuren,
MUFA staat voor mono-onverzadigde vetzuren en PUFA staat voor poly-onverzadigde vetzuren.
Bron
Dieet
[42]
rundermest
Stadium
C10:0
C12:0
C14:0
C14:1
C15:0
C16:0
C16:1
C18:0
C18:1
C18:2
C18:3
C18:4
C19:1
C20:4
C20:5
C22:1
C22:5
C22:6
SFA
MUFA
PUFA
Som
L
3, 10
35, 60
[23]
restaurant
afval
L
1, 80
23, 40
7, 60
1, 00
14, 80
3, 80
3, 60
23, 60
2, 10
18, 20
9, 40
5, 10
27, 10
7, 50
1, 40
3, 30
[20]
varkensmest
[21]
rundermest
PP
PP
[21]
rundermest
+ visafval
PP
49, 34
6, 83
23, 60
5, 10
37, 10
6, 30
10, 48
3, 45
2, 78
11, 81
3, 68
0, 08
19, 80
6, 30
6, 50
22, 70
6, 80
17, 30
7, 60
2, 00
18, 80
5, 90
0, 50
0, 50
0, 10
3, 50
55
29
6, 9
90, 90
0, 35
1, 70
62, 7
26, 4
12, 45
99, 50
3, 70
1, 40
58, 1
37, 8
2, 1
98, 00
48, 5
43, 5
7, 5
99, 50
69, 43
15, 26
3, 76
88, 45
worden geaccumuleerd uit het substraat, ofwel worden gesynthetiseerd door het insect zelf. Ideaal
zou zijn om het vetzuurprofiel van de substraten te kunnnen vergelijken met de vetzuurprofielen van
de erop gekweekte insecten. De vetzuurprofielen van de substraten zijn echter niet vermeld in de
geciteerde artikels. Bovendien is het zeer moeilijk om vetzuurprofielen van runder- of varkensmest
te vinden in de literatuur. Enerzijds door de grote variatie zou er kunnen gesuggereerd worden dat
er accumulatie is van de vetzuren die meest aanwezig zijn in het gebruikte substraat. Anderzijds
zou de grote variatie kunnen verklaard worden door endogene synthese die enkel plaatsvindt onder gunstige omstandigheden. Deze gunstige omstandigheden kunnen een bepaalde temperatuur,
bepaalde nutriënten in het substraat, energie-inhoud van het substraat ... zijn. Palmitinezuur en
oliezuur zijn vetzuren die van nature meer voorkomen in dierlijke en plantaardige oliën en vetten.
Voor laurinezuur is dit minder het geval.
De prepoppen gekweekt op varkensmest bevatten bijna 50% laurinezuur. Het varkensmest bevat
23
uiteraard zeer weinig vet. Het vetzuurprofiel van het eventuele vet is niet gekend, maar in mest
ontwikkelen veel micro-organismen, dit is waarschijnlijk de voornaamste bron aan vetzuren in de
mest. Ook al is deze massa aan vetten van de micro-organismen laag ten opzichte van de totale
massa aan mest. Het microbieel vet gaat hoogstwaarschijnlijk de voornaamste bijdrage aan vetzuren leveren in de mest. Het vetzuurprofiel van micro-organismen bedraagt nooit meer dan 1%
laurinezuur - vaak is er zelfs geen laurinezuur detecteerbaar - op vet basis [43]. Dus hoogstwaarschijnlijk bevat de varkensmest zeer weinig laurinezuur. Hierdoor kan er gesuggereerd worden dat
er een vetmetabolisme, meerbepaald de synthese van laurinezuur, plaatsvindt in het insect. En dat
palmitinezuur en oliezuur eerder worden geaccumuleerd vanuit het substraat dan dat ze worden
gesynthetiseerd door het insect.
Het gehalte aan onverzadigde vetzuren op de totale vetfractie van de zwarte wapenvlieg bedraagt
tussen 19% en 51% (figuur 7). Dit is laag als je dit vergelijkt met andere insecten. De maden van de
huisvlieg, de meelworm en de huiskrekel hebben een gehalte tussen 60% en 70% [18]. Deze onverzadigde vetzuren zijn voornamelijk mono-onverzadigde vetzuren (15,3-43,5% van de totale vetfractie)
en slechts een kleine fractie zijn poly-onverzadigde vetzuren (2,1-12,5% van de totale vetfractie).
12,5% poly-onverzadige vetzuren is een zeldzaam resultaat. Het is een resultaat bekomen door de
larven een maand te voederen met rundermest en vervolgens een maand te voederen met een substraat bestaande uit 50% rundermest en 50% visafval [21]. Visafval bevat veel poly-onverzadigde
vetzuren.
St-Hilaire et al. (2007) onderzochten of het mogelijk is om vismeel en visolie, volledig of deels,
te vervangen door insecten die rijk zouden zijn aan poly-onverzadigde omega-3 vetzuren, zoals eicosapentaeenzuur (EPA) en docosahexaeenzuur (DHA). De resultaten van hun onderzoek kan je
terugvinden in tabel 8. Hieruit blijkt dat de vetzuurprofielen van de larven sterk afhankelijk is
van het vetzuurprofiel van de substraten waarop ze gekweekt zijn. De lipiden van de larven gekweekt op puur rundermest bevatten 21% laurinezuur, 16% palmitinezuur, 32% oliezuur en slechts
0,22% omega-3 vetzuren, terwijl dit voor de larven gekweekt op 50% rundermest en 50% visafval
respectievelijk 42,5%, 11%, 12% and 3,1% bedraagt. De vetfractie is ook toegenomen van 21%
naar 30%DS [18]. Dit demonstreert inderdaad dat de larven vetzuren, zoals α-linoleenzuur, EPA
en DHA kunnen opnemen uit een substraat rijk aan deze stoffen [21]. Maar dit toont ook aan dat
wanneer het substraat rijk is aan viscerale organen, er een sterke aanrijking is aan laurinezuur.
Laurinezuur neemt toe van 21% bij puur rundermest naar 42,5% bij een 50/50 verhouding van
rundermest en viscerale organen. Hier zou kunnen gesuggereerd worden dat de aanwezigheid van
langere keten vetzuren in het substraat een gunstige factor is voor de synthese van laurinezuur in
het insect. Dit is mischien wel deels het geval, maar viscerale organen bevatten ook laurinezuur,
zeker in hogere gehaltes dan rundermest. Dus een deel van het laurinezuur, dat extra aanwezig is
bij de 50/50 verhouding van rundermest en viscerale organen, is gewoon geaccumuleerd vanuit het
vet van de viscerale organen.
Bovendien is het mogelijk om hetzelfde niveau aan omega-3 vetzuren te bereiken door een kleine
hoeveelheid visafval in hun dieet te supplementeren kort voor de vervelling tot prepop. In de laatste
kolom van tabel 8 staat het resultaat van een additie van 22% visafval 24uur voor de vervelling tot
prepop. Dit is voldoende voor een substantiele aanrijking aan PUFA’s (8.5%), voornamelijk DHA
en EPA [19], maar onvoldoende voor de aanrijking aan laurinezuur (15%).
Dit laatste is een mooi voorbeeld van gut loading. Dit is een techniek die frequent gebruikt wordt
om de nutritionele waarde van insecten voor insectivoren te verhogen. Meer bepaald om specifieke nutritionele deficiënties te voorkomen bij insectivoren in gevangenschap, zoals reptielen en
amfibieën, die afhankelijk zijn van maar 1 of 2 soorten insecten als voeder. Typische deficienties
24
Tabel 8: Verschillende vetzuurprofielen van de zwarte wapenvlieg, Hermetia illucens, gevoed met
substraten met wisselende verhoudingen van rundermest(RM) en viscerale organen van vissen(VO).
Alle waarden zijn uitgedrukt als gewichtspercentage van de totale vetfractie. SFA staat voor
verzadigde vetzuren, MUFA staat voor mono-onverzadigde vetzuren en PUFA staat voor polyonverzadigde vetzuren.
Bron
Dieet
[19]
100% RM
PP
[19]
90% RM
+10% VO
PP
[19]
75%RM
+25%VO
PP
[19]
50%RM
+50%VO
PP
[19]
laatst 24u
22%VO
PP
Stadium
C10:0
C12:0
C14:0
C14:1
C15:0
C16:0
C16:1
C18:0
C18:1
C18:2
C18:3
C18:4
C19:1
C20:4
C20:5
C22:1
C22:5
C22:6
SFA
MUFA
PUFA
Som
20, 92
2, 85
34, 10
6, 46
41, 00
6, 67
42, 57
6, 91
14, 72
4, 51
16, 05
14, 30
12, 08
11, 14
16, 50
5, 68
32, 11
4, 51
0, 19
2, 35
16, 52
3, 96
0, 74
1, 64
13, 96
3, 22
0, 71
1, 29
12, 28
3, 57
0, 74
6, 22
27, 00
3, 89
0, 86
0, 04
0, 03
0, 20
1, 76
0, 18
1, 63
0, 20
1, 66
0, 19
1, 43
0, 006
45, 5
32, 11
4, 776
82, 386
0, 10
0, 41
57, 21
16, 52
7, 17
80, 90
0, 11
0, 43
61, 39
13, 96
6, 28
81, 63
0, 14
0, 59
61, 91
12, 28
6, 9
81, 09
0, 53
1, 66
41, 95
27
8, 56
77, 51
die hierdoor verholpen worden zijn Ca-, vitamine A en vitamine D tekorten. Deze techniek wordt
toegepast door de insecten te voeden met een nutriëntrijk dieet. Hierdoor is het gastro-intestinaal
kanaal van het insect nog gevuld met dit nutriëntijk dieet [44].
Zo wordt er in het geval van St-Hilaire et al. (2007) nog een hoeveelheid omega-3 gedetecteerd
die eigenlijk niet tot het vet van het insect behoort, maar gewoon van het substaat in het lumen
van het spijsverteringstelsel is. Het is dus mogelijk om het vetgehalte en het vetzuurprofiel van de
vliegen te manipuleren om een significante verrijking te bekomen aan laurinezuur en/of omega-3
vetzuren door hen visafval te voeden en op deze manier vetzuren te recycleren uit een afvalstroom
[17].
25
2.3.3
Laurinezuur
Laurinezuur is een verzadigd vetzuur en met een lengte van 12 koolstofatomen behoort het nog net
tot de middellange keten vetzuren (MCFA) (figuur 5). Van nature komt het veel voor in kokosolie,
Figuur 5: Structuurformule van laurinezuur (boven) en monolaurine (onder) [6]. Monolaurine is de
monoacylglycerol van laurinezuur.
palmpitolie en in moedermelk, waar het een rol zou spelen in de voorziening van antimicrobiële en
antivirale componenten in de beginfase van het kind [45, 46]. Monolaurine is een mono-glyceride van
laurinezuur. Monolaurine is gekend omwille van zijn sterke antimicrobiële en antivirale activiteit.
Het is effectief tegen opportunistische infecties van een grote groep Gram-positieve bacteriën, maar
ook tegen Helicobacter pylori, Hemophilus influenzae, Staphylococcus aureus ... Daarnaast heeft het
ook antifungale en virucidale effecten, het is zelfs effectief in het reduceren van HIV [46, 47]. Nu is de
vraag of de inname van laurinezuur kan leiden tot significante endogene productie van monolaurine.
Er zijn geen duidelijke gegevens over de hoeveelheid monolaurine die gevormd wordt uit laurinezuur
in het menselijk lichaam, maar er zijn wel duidelijke aanwijzingen dat er gevormd wordt. Zo
is laurinezuur, onder de vorm van een vetzuur, de belangrijkste antivirale en antibacteriële stof
aangetroffen in de moedermelk. Laurinezuur gaat zelf ook virussen en bacteriën inactiveren en
doden, maar is wel vele malen minder biologisch actief dan monolaurine. Echter heeft het relatief
gesproken een grotere antivirale en antibacteriële activiteit dan andere middellange keten vetzuren
zoals caprylzuur (C8), caprinezuur (C10) en myristinezuur (C14) [46].
Bij de mens heeft laurinezuur waarschijnlijk een gunstig effect op het risico van coronaire hartziekte
(CAD). De ratio van totale cholesterol op HDL-cholesterol is een van de meest specifieke indicatoren
voor CAD. Hoe groter de ratio, hoe groter de kans op hartfalen op latere leeftijd. Laurinezuur
verhoogt het gehalte aan totale cholesterol, maar het grootste effect heeft het op de HDL-cholesterol
fractie. Met als gevolg dat oliën rijk aan laurinezuur de ratio aan totaal op HDL-cholesterol doen
dalen [45, 48]. De supplementatie van laurinezuur heeft dus verscheidene positieve effecten.
2.3.4
Toepassen van MCFA in voeder
Het spenen van biggen is een cruciale fase in de varkenshouderij. Hierbij worden de biggen op
een leeftijd van 3 à 4 weken weggenomen bij de zeug en samengebracht in een nieuwe stal bij andere biggen uit andere tomen. Voor de biggen is dit een zeer stressvolle periode. Deze bestaat
uit stress door het dieet, namelijk het eerste contact met droge voeding en het verdwijnen van
de moedermelk. Er is ook fysiologische stress door de scheiding van de moeder en het in contact
komen met een nieuwe omgeving. Bovendien zijn ze nog onvolwassen qua gedrag, functioneren van
het spijsverteringsstelsel en hun immuunsysteem. Deze stress leidt tot het primaire effect van het
spenen: namelijk een reductie in de voederinname, tijdelijke ondervoeding en daarmee gepaarde
26
groeivertraging.
Deze reductie leidt secundair tot een mindere werking van het spijsverteringsstelsel. Secundaire
effecten zijn onder andere een vermindering van de darm integriteit, villus atrofie en een reductie
van de productie van de cryptcellen.
Tertiair is er vervolgens een verhoogde kans op microbiële invasie met verscheidene gastro-intestinale
aandoeningen tot gevolg. Typisch is het voorkomen van post-weaning colibacillosis (PWC) of speendiarree die veroorzaakt wordt door verschillende serotypes van enterotoxigene E. coli [7].
Vroeger werd vooral dit tertiaire effect van het spenen bestreden door het gebruik van antibiotica. Maar door het besef dat bacteriën resistentie ontwikkelen bij het massale gebruik van antibiotica, is het gebruik van antibiotica als groeipromotor in voeder verboden in de EU [49, 7].
Sindsdien zijn er een numeriek aantal alternatieven voorgesteld. De voornaamste alternatieven zijn
Zn en Cu, enzymen, probiotica, prebiotica, organische zuren. De korte-keten vetzuren (SCFA) de
middellange-keten vetzuren (MCFA) zijn de organische zuren met het meeste potentieel. Zn en Cu
worden vandaag de dag nog steeds het meest gebruikt in het veld, omdat ze momenteel de meest
effectieve substituut zijn voor antibiotica. Ze zijn echter meer en meer omstreden, door een te grote
restfractie van deze zware metalen die terecht komt in de mest. Hierdoor wil men in de toekomst
het gebruik van deze stoffen beperken [7].
Het meest veelbelovende bij het spenen van biggen zijn de SCFA en de MCFA, alhoewel de resultaten niet altijd even consistent zijn. Bij jongen van konijnen is de maag en dunne darm tijdens
de zoogperiode nagenoeg steriel, dit komt doordat triglyceriden opgebouwd uit middellange-keten
vetzuren (MCTAG) door enzymen (pepsine- en zuur resistente lipasen) afkomstig van de maagwand getransformeerd worden in een antimicrobiële factor. MCTAG zijn triacylglycerolen waarvan
de vetzuren 6 tot 12 koolstofatomen bevatten [49]. Volgens Dierick et al. is de groeipromotie bij
biggen gerelateerd aan en proportioneel met de inhibitie van de totale bacteriële lading in de maag
en de dunne darm [49].
Het gebruik van organische zuren heeft voornamelijk een verzurende werking. Enerzijds gaat de
intracellulaire pH dalen, wat een antibacterieel effect heeft. Anderzijds gaat de pH in de maag en
de dunne darm dalen, waardoor de bacteriële invasie van het epitheel van het spijsverteringstelsel
gereduceerd wordt. Door de pH daling in de maag gaat eveneens de ontvouwing uit de quaternaire
structuur van de eiwitten en de trypsine activiteit stijgen. Dit heeft een verbetering van de eiwitvertering tot gevolg. Onderzoek in de EU wijst uit dat concentraties van 1,6% mierenzuur of 2,5%
MCFA veelbelovende resultaten leveren [7].
MCFA worden direct getransporteerd via de poortader naar de lever, waardoor ze een snel beschikbare energiebron zijn. Bij een te grote toediening kort na de geboorte bij biggen kunnen ze
echter ketogeen en narcotisch zijn. Ze zijn een sterke stimulus voor de productie van cholecystokinine (CCK) en andere verteringshormonen. Deze hebben een uitgesproken verzadigend effect en
kunnen interfereren met de maaglediging en voeropname. Een verminderde voeropname kan ook
het resultaat zijn van de slechte smaak die ontstaat door een hoog gehalde aan vrije MCFA. Hierdoor is het best dat er een in situ generatie is van vrije vetzuren en dat in het voeder eerder MCTAG
worden gesupplementeerd [49]. De periode van spenen is dus een zeer gevoelige periode voor biggen.
Een studie van Hanczakowska et al. toonde aan dat het toevoegen van een mengsel van SCFA en
caprinezuur (C10), een MCFA, de prestaties van jonge biggen significant verbetert. De biggen die
caprinezuur kregen, hadden de hoogste toename in gewicht. Biggen die MCFA kregen, verteerden
eiwitten en vezels beter. Door de toevoeging van MCFA waren er geen grote verschillen op het
27
vlak van de darmmicrobioom en de villi van het mucosaal epitheel waren het hoogst bij de biggen
die caprinezuur ontvingen [50]. Een andere studie toonde aan dat het voederen van triglyceriden
van MCFA’s voor het spenen van biggen betere groei, door een grotere concentratie van MCFA’s
in het bloedplasma als energiebron, en een grotere hoogte van de villi in de twaalfvingerige darm,
jejunum en ileum induceerde [51]. Bij vleeskippen resulteerde de supplementatie van slechts 0.3%
MCFA in een lager gehalte aan buikvet en een hogere borstopbrengst, echter wel zonder dat er een
significant verschil was in het totale lichaamsgewicht [48]. Bij oudere hoogproducerende legkippen
was er een aanzienlijk effect op de eischaalkwaliteit door de additie van 0.25% MCFA [52].
Er zijn tegenwoordig ook al veel studies die aantonen dat MCFA’s in de voeding, van zowel dier als
mens, de vetopslag onderdrukken door een verhoogde thermogenese en vetverbranding. Bovendien
zijn een aantal rapporten verschenen die suggereren dat ze voor het behoud van insulinegevoeligheid
zorgen bij dier en mens [53, 48].
2.3.5
Anti-microbiele werking van andere componenten in insecten
Hedendaags zijn er meer dan 200 anti-microbiële peptiden (AMP) geı̈dentificeerd in insecten. Deze
peptiden kunnen geclassificeerd worden in 5 grote groepen, namelijk: cecropines, defensines, prolinerijke peptiden, glycine-rijke peptiden en de lyzozymen. Insecten hebben geen adaptief immuunsysteem zoals de vertebraten, maar enkel een aangeboren immuniteit. De AMP spelen een belangrijke
rol in humorale afweerreacties tegen pathogenen. De immuniteit wordt geı̈nitialiseerd door vreemde
macromoleculen in extracellulaire vloeistoffen. Ze worden gesynthetiseerd in het vetlichaam en worden vervolgens gesecreteerd in de hemolymfe [54].
Cecropines worden enkel teruggevonden in de orde van de Diptera en de Lepidoptera. Defensines
komen wijdverspreid voor in de klasse van de insecten, dus ook bij de Diptera. Drosocin is het
prototype van de proline-rijke peptiden en is reeds geëxtraheerd uit Hymenoptera, Lepidoptera,
Hemiptera en Diptera. Daarnaast zijn er ook glycine-rijke peptiden teruggevonden bij de Diptera.
De kans is dus reëel dat de zwarte wapenvlieg enkele van deze AMP zal synthetiseren [54, 55].
Echter worden deze peptiden vooral gesynthetiseerd als reactie op infecterende pathogenen en
bovendien degraderen deze peptiden zeer snel in andere biologische vloeistoffen dan hemolymfe.
De halfwaarde tijd van cecropine B geı̈njecteerd in aardappel is slechts 3 min en in een tomaat is
dit met 7 minuten niet veel langer [55]. De kans dat de anti-microbiële peptiden van de zwarte
wapenvlieg een effect gaan hebben op het microbioom in het lumen van het spijsverteringstelsel
van éénmagigen is eerder klein.
28
3
Materiaal en methoden
De kweek van de zwarte wapenvlieg heeft plaatsgevonden op de faculteit Bio-ingenieurswetenschappen
in blok A in het laboratorium voor Agrozoölogie van de vakgroep Gewasbescherming. De chemische analyses werden uitgevoerd in het laboratorium voor Diervoeding en Kwaliteit van Dierlijke
Producten van de vakgroep Dierlijke productie te Melle.
3.1
Kweek en oogst van Hermetia illucens
Voor de gedetailleerde beschrijving van de opkweek kan de studie van Schildermans (2015) geraadpleegd worden [56]. Hier volgt een korte beschrijving. De larven werden gekweekt in emmers met
substraat. De emmers zijn voorzien van deksels met een centrale opening - voor de luchttoevoer die afgedekt is met een net (figuur 6). Dit voorkomt dat de larven en vooral de prepoppen naar
buiten kunnen kruipen. Het substraat bestond uit 33% gemalen kippenvoer - van het merk Aveve
Legkorrel TOTAL 77 - en 67% water. De emmers werden in een klimaatkast (figuur 6) geplaatst
bij 27 ‰, een luchtvochtigheid van 60 − 70% en constante duisternis.
Figuur 6: Links: kweekemmer. Rechts: klimaatkast.
Larven en prepoppen werden geoogst door het substraat te zeven (figuur 7) en vervolgens de larven
één voor één te verzamelen. Zowel larven als prepoppen werden geoogst uit emmers waarin 30 tot
70% van de larven zich in het prepop stadium bevond. Een deel van de geoogste prepoppen werden
in potgrond geplaatst en 9 dagen later als pop geoogst. Na het verzamelen werden de insecten in
de vriezer bij −20 ‰ geplaatst om af te doden en te bewaren.
Figuur 7: Zeef
29
Voor het drogen zijn er 2 methodes gebruikt. Enerzijds zijn er insecten met de oven gedroogd
(figuur 8). Hiervoor werden de larven, de prepoppen en de poppen voor 4 uur gedroogd in een
moffeloven - van het type CWF 1200 van het merk Carbolite - bij 103 ‰. Anderzijds zijn er insecten
gevriesdroogd met een Edwards lyofilisator Super Modulyo Pirani 501 (figuur 8). Het vriesdrogen
nam enkele dagen in beslag. Na het drogen zijn de insecten vermalen: eerst handmatig met mortier
en stamper, vervolgens met een mixer. Tenslotte werden de stalen vacuümverpakt en bewaard in
de vriezer bij −20 ‰.
Figuur 8: Links: moffeloven. Rechts: lyofilisator.
3.2
Proef 1: Voedersamenstelling voor biggen met Hermetia illucens
We willen graag weten wat, naar huidige maatstaven, een potentieel aandeel is voor de toepassing
van de zwarte wapenvlieg in veevoeders. Er is geprobeerd een realistisch voeder voor België samen
te stellen voor biggen om vervolgens na te gaan in welke mate larven of prepoppen van de zwarte
wapenvlieg kunnen geı̈mplementeerd worden in dit voeder. De berekening is gebasseerd op praktische oefeningen uit de cursus Animal Nutrition [7] en op advies van Dr. ir. Joris Michiels.
De rantsoenberekening is uitgevoerd met de lineair-programmeringssoftware BESTMIX Voederformulering aangeboden door AdifoSoftware.
In tabel 9 staan de belangrijkste nutriënten voor de zwarte wapenvlieg die meegegeven zijn met
de software. BESTMIX werkt met eenheden uitgedrukt op as is basis en niet op droge stof basis.
Daarom kunnen de waarden in tabel 9 verschillen met de waarden in tabellen uit sectie 2.2. De
meeste waarden komen uit het artikel van Soile Kyntäjä et al. (2014). Het is een volledige analyse
op 1 batch larven, het is ook de enige bron die SID-waarden (Standardised Ileal Digestability) voor
de aminozuren en energiewaarden heeft bepaald voor de zwarte wapenvlieg en bovendien zijn de
matrix waarden van de gekweekte larven op zich ook interessant, omwille van een laag as- en calciumgahalte [10]. Deze bron bevat echter geen waarden voor het vetzuurprofiel. Hiervoor werd het
resultaat van het vetzuurprofiel van de larven gekweekt op kippenvoer gebruikt (tabel 19 uit sectie
4.5).
Na+K-Cl werd berekend met het gehalte aan Na, K en Cl aan de hand van de volgende formule
30
Tabel 9: De voornaamste matrixwaarden van gedroogde zwarte wapenvlieg larven volgens Kyntäjä
et al. (2014) voor de berekening van de voedersamenstelling voor pas-gespeende biggen [10]. SID
staat voor Standardised Ileal Digestability
Nutriënt
Droge stof
Ruw eiwit
Ruw vet
Ruwe as
Ruwe celstof
Suikers+zetmeel
Ca
P
Na
K
Cl
Mg
Na + K - Cl
Lysine
Methionine
Cysteı̈ne
Tryptofaan
Threonine
Eenheid
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
meq/kg
%
%
%
%
%
Waarde
86,50
41,69
34,25
3,46
9,69
0,69
0,54
0,48
0,11
0,61
0,15
0,20
164,94
2,04
0,75
0,21
1,54
Nutriënt
Met + Cys
SID Lysine
SID Methionine
SID Cysteı̈ne
SID Tryptofaan
SID Threonine
SID Met + Cys
<C10:0
C12:0
C14:0
C16:0
C16:1
C18:0
C18:1
C18:2
C18:3
Nev
Prijs
Eenheid
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
MJ/kg
euro/100kg
Waarde
0,96
1,83
0,68
0,15
1,37
0,83
0,49
16,75
2,61
3,36
0,95
0,55
2,98
4,16
0,26
15,48
1000
[7]:
N a + K − Cl[meq/kg] = N a[g/kg] ∗
3.3
1000meq/eq
1000meq/eq
1000meq/eq
+ K[g/kg] ∗
− Cl[g/kg] ∗
23g/eq
39g/eq
35, 5g/eq
Proef 2: Mineraalbepaling van prepoppen gekweekt op 4 verschillende substraten.
De chemische analyses van deze proef werden uitgevoerd in het laboratorium voor Agrochemie van
de vakgroep Levensmiddelenwetenschappen en Technologie van de Hogeschool Gent.
De bedoeling van de analyse was een beeld krijgen van de variabiliteit op de mineraalsamenstelling
van de zwarte wapenvlieg. Hiervoor werden de larven gekweekt op een reeks voeders die qua samenstelling veel variatie vertonen. De prepoppen werden gekweekt op 4 verschillende substraten,
namelijk:
ˆ kippenvoer van het merk Aveve Legkorrel TOTAL 77
ˆ digestaat van plantaardige afvalstoffen uit de conservenindustrie
ˆ GFT met een grote fractie groentenafval
ˆ restaurant afval afkomstig van de resto op de Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen: het
bestond voornamelijk uit koolhydraatrijk materiaal, zoals gekookte aardappelen en pasta
31
De analyse gebeurde in duplicaat, dus per substraat werden er 2 stalen genomen van de prepoppen
en de substraten. Hier werden enkel prepoppen geanalyseerd.
Er werd gebruik gemaakt van de methode voor de chemische bepalingen op droge compost en
substraten. De stalen worden hierbij verast bij 500 ‰ in een moffeloven. De mineralen in het as
worden vervolgens opgelost met salpeterzuur. Ten slotte worden B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na,
P, S en Zn bepaald met een ICP-atoomemissie spectrometer.
3.4
Proef 3: Zuurbindend vermogen van larven en prepoppen van
Hermetia illucens.
De zwarte wapenvlieg kan veel eiwit bevatten en een hoog asgehalte hebben, zie secties 2.2.1 en
2.2.3. Dus waarschijnlijk zullen de larven en de prepoppen een hoog zuurbindend vermogen hebben.
Uit de literatuur is gebleken dat vooral het asgehalte variabel is (zie sectie 2.2.1), wat hoofdzakelijke te wijten is aan verschillende calciumgehaltes (zie resultaten proef 2, meerbepaald sectie 3.3).
Daarom werden prepoppen uit proef 2 met een hoog calciumgehalte (gekweekt op kippenvoer) en
een laag calciumgehalte (gekweekt op restaurant afval) met elkaar vergeleken. Het verschil tussen
de larven en de prepoppen, beide gekweekt op kippenvoer, werd ook geanalyseerd. We veronderstellen dat er een groter verschil zal zijn op het zuurbindend vermogen door het verschillend
calciumgehalte van de prepoppen, dan tussen de twee verschillende stadia.
De procedure van Lawlor et al.(2005) werd gebruikt om het zuurbindend vermogen te bepalen
[9]. Dus een monster van 0, 5g werd gesuspendeerd in 50ml gedestilleerd water en continu geroerd
met een magnetische roerder. In variabele hoeveelheden - afhankelijk van het type stof en de fase
van titratie - werd 0, 1N zoutzuur toegevoegd tot eerst pH4 en vervolgens pH3 werd bereikt. Alle
pH’s, inclusief de initiële pH, werden geregistreerd bij evenwicht met een draagbare pH-meter, van
het merk WTW, die tot op 3 decimalen na de komma meet.
Er werden ook maı̈smeel en sojaschroot meegenomen, om te vergelijken met de waarden van Lawlor
et al. (2005) en na te gaan of de methode correct werd uitgevoerd [9]. Deze twee voedermiddelen
waren beschikbaar in het laboratorium te Melle en werden gekozen om zowel een voedermiddel met
een laag zuurbindend vermogen, als een voedermiddel met een hoog zuurbindend vermogen mee te
nemen. Elk staal werd in drievoud geanalyseerd, behalve de prepoppen, gekweekt op kippenvoer,
werden in dubbel geanalyseerd, aangezien deze bepaling veel tijd in beslag nam.
3.5
Proef 4: Verschil in vetgehalte tussen larven, prepoppen en
poppen
Enerzijds verwachten we dat er tussen de verschillende stadia (larven, prepoppen en poppen) van
de zwarte wapenvlieg een verschil is in de hoeveelheid vet aanwezig in het insect. De prepoppen
zijn het stadium na de larven en zijn dus nog maar net gestopt met zich te voeden. Het popstadium
is een niet voedend stadium. Dus we veronderstellen dat de prepoppen reeds meer reservemateriaal
hebben opgebouwd dan de larven en dat de poppen reeds een deel van het reservemateriaal hebben
verbruikt. Anderzijds zijn in sommige voedermiddelen de vetten gedeeltelijk gebonden aan andere
componenten. Dus veronderstelden we dat de beschikbaarheid van het vet, het al dan niet gebonden zijn aan andere componenten, kan verschillen tussen de verschillende stadia van het insect door
fysiologische veranderingen.
32
Voor de bepaling van het vetgehalte wordt gebruik gemaakt van het Weende protocol. De procedure om het ruw vet te bepalen bestaat hier uit twee stappen.
Ten eerste kan men al het vet beschikbaar maken via hydrolyse. Hiervoor wordt er aan het sample 3M zoutzuur toegevoegd. Vervolgens wordt de inhoud gekookt waarbij tegelijkertijd gebruik
gemaakt wordt van koelingselementen. Na afkoelen wordt de inhoud gefilterd en gespoeld met
gedestilleerd water tot pH 5 werd bereikt over een natte filter en trechter, zodat het sample en
vooral het vet kwantitatief wordt opgevangen op het filtreerpapier.
Ten tweede gaat men het vet extraheren door gebruik te maken van het soxhlet-apparaat (figuur 9). Het vet wordt geëxtraheerd met diethylether. Het percentage ruw vet wordt tenslotte
gravimetrisch bepaald.
Figuur 9: Soxhlet-apparaat
De proef bevatte 6 stalen, elk in duplicaat geanalyseerd. Er zijn twee stalen genomen van de larven.
Op het eerste sample is er eerst hydrolyse uitgevoerd en vervolgens extractie. Op het tweede is er
direct een extractie uitgevoerd. Hetzelfde is toegepast voor de prepoppen en de poppen (tabel 10).
Tabel 10: Schematische weergave van PROEF 4.
Sample
1
2
3
4
5
6
Stadium
L
L
PP
PP
P
P
Hydrolyse
Ja
Nee
Ja
Nee
Ja
Nee
33
Herhalingen
2
2
2
2
2
2
3.6
Proef 5: Vetzuurbepaling bij larven en prepoppen van Hermetia illucens
Door de extractie van het vet van de larven en de prepoppen simultaan naast elkaar uit te voeren,
is aan het licht gekomen dat er op het zicht een verschil is tussen de twee vetfracties. Er is een
verschillende kleur waarneembaar (figuur 10). Tevens is er een verschil in stollingstemperatuur.
Het vet van de prepoppen stolt sneller bij afkoelen en is vast bij kamertemperatuur terwijl dat van
de larven vloeibaar is (figuur 10). Dus de stollingstemperatuur van het vet van de prepoppen is
hoger.
Figuur 10: Op het zicht is er een verschil in vet bij kamertemperatuur: er is en verschil in kleur,
het vet van de larven (L) is vloeibaar bij kamertemperatuur en het vet van prepoppen is vast bij
kamertemperatuur (PP).
De eerste veronderstelling was dat het vetzuurprofiel van de larven verschillend is van de prepoppen. We verwachtten enerzijds meer verzadigd vet bij de prepoppen dan bij de larven. Anderzijds
verwachtten we meer korte keten vetzuren bij de larven.
De vetzuurprofielen van de larven en de prepoppen werden bepaald op een analoge manier als
de procedure beschreven door Dierick et al. (2002) [49]. Dus er werd een volledige vetzuuranalyse
uitgevoerd. Dit levert een kwantificatie op van C10:0 tot C24:1. Hiervoor werd C19:0 als interne
standaard gebruikt.
Telkens werd er gebruik gemaakt van een automatische gaschromatograaf (Shimadzu) met een vlamionisatiedetector (FID) op exact dezelfde methode als beschreven staat bij Dierick et al. (2002).
Er werd een kwantitatieve capillaire kolom (RSL-500 Bio-Rad) met de volgende afmetingen gebruikt: 30m x 0,25 mm x 0,0002 mm. Er werd een scheidingsprogramma ingesteld waarbij de
temperatuur steeg van 60 ‰ naar 180 ‰ aan een snelheid van 10 ‰/min en de temperatuur vervolgens constant bleef voor 12minuten bij 180 ‰. De injector- en detectortemperaturen waren 240 ‰
[49].
Voor de vetzuurbepalingen werden de insecten gevriesdroogd, om vervluchtiging van de vetzuren tegen te gaan. Voor de vetzuuranalyse werden de volledige insecten gebruikt. Voor de larven
en de prepoppen werden beide vetzuurbepalingen in drievoud uitgevoerd.
34
3.7
Proef 6: Hermetia illucens gebruiken als anti-microbiële component in voeders voor éénmagigen
Spenen leidt tot verschillende vormen van stress bij biggen. Dit geeft aanleiding tot een hogere
gevoeligheid voor infecties ter hoogte van het epithelium in het spijsverteringskanaal. Een gekende
aandoening is speendiarree of Post-Weaning Diarrhoea (PWD). Uit de vetzuuranalyse is gebleken
dat de zwarte wapenvlieg op droge stof basis tot 18% laurinezuur (C12:0) kan hebben. Laurinezuur
behoort nog net tot de middellange keten vetzuren die antibacteriële eigenschappen bevatten. Zo
heeft laurinezuur een reducerend effect op gram-positieve bateriën, zoals bijvoorbeeld de Streptococcen (zie sectie 2.3.3). Misschien bevat de zwarte wapenvlieg ook nog andere anti-microbiële
componenten, zoals peptiden ... (zie sectie 2.3.5).
De anti-microbiële activiteit in het spijsverteringstelsel werd geanalyseerd door gebruik te maken van de in vitro incubaties die beschreven zijn door Dierick et al. (2002) [49].
De incubaties werden uitgevoerd bij een drogestof gehalte van 10%, dit wil zeggen dat er per incubatie kolfje 1, 5g substraat, 13, 5ml buffer en 1, 5ml flora toegevoegd werd. Het substraat bestond
uit een synthetisch voeder, gedroogd meel van de drie stadia van de zwarte wapenvlieg en alphacel
als inert materiaal. Het synthetisch voeder werd samengesteld met: zetmeel van maı̈s, dextrose,
caseı̈ne, sojaolie, pectine, alphacel, mucine, mineralen, een sporenmix en ijzersulfaat. Het substraat
voor de dunne darm was nagenoeg identiek, er werden enkel galzouten toegevoegd.
Per dag werd er 1 incubatie uitgevoerd. Aangezien het inoculum niet langer dan een dag kan bewaard worden, moest er elke ochtend verse dunne darm inhoud verzameld worden. Na centrifuge
werd het supernatant gebruikt als flora.
Als buffers werden een glycinebuffer van pH 3,0 en fosfaatbuffers gebruikt van pH 5,0 en pH 6,5.
De incubaties werden uitgevoerd in een waterbad bij een temperatuur van 37 ‰ : voor zowel de
maag, als voor de dunne darm werd een incubatietijd van 4uur genomen.
De bacterial counts werden uitgevoerd door gebruik te maken van de ringplaattechniek van Van
Der Heyde en Henderickx (1963) [57]. Elke incubatie werd in het dubbel uitgeplaat, eenmaal links
en eenmaal rechts van de zwarte streep (figuur 11).
Figuur 11: Een ringplaat. Per ring wordt er een verschillende concentratie van de verdunningsvloeistof geplaat.
35
Er werden 4 selectiebodems (figuur 12) gebruikt:
ˆ Rogosa agar om Lactobacillus te bepalen,
ˆ Reinforced Clostridial Agar om het totale aantal anaëroben te bepalen,
ˆ Eosin Methylene Blue agar om het totale aantal coli’s te bepalen en
ˆ Slanetz & Bartley agar om D-streptococcen (enterococcen) te bepalen.
De 4 bodems zijn afkomstig van Thermo Scientific (Oxoid).
Figuur 12: De 4 selectiebodems: Rogosa en RCA (boven; vlnr) en EMB en S&B (onder; vlnr)
3.7.1
Preliminaire onderzoek met de volledige insecten (n=1)
We veronderstelden dat de implementatie van de volledige, gedroogde zwarte wapenvlieg in het
voeder de bacteriële lading in het lumen van het spijsverteringstelsel van biggen kan reduceren. In
totaal zijn er 3 preliminaire experimenten uitgevoerd, telkens zonder herhalingen in de tijd.
Voor de eerste twee proeven werden er - naast een blanco - 4 concentraties meegenomen, namelijk
0,3g, 0,6g, 1,5g en 3g BSF per 100ml medium. Deze concentraties komen overeen met respectievelijk
1%, 2%, 5% en 10% zwarte wapenvlieg in een voeder. Dit zijn enigszins realistische concentraties
dat er vandaag de dag zwarte wapenvlieg zou kunnen worden geı̈mplementeerd in voeders. Voor
de omzetting van de in vitro concentratie naar het gehalte in een voeder wordt er vermenigvuldigd
met een factor 10
3 . De gedachte achter deze factor is de volgende. Als er een onverteerbare merker
in het voeder wordt gestopd dan zal naargelang de vertering verdergaat, de concentratie van deze
merker in de digesta op droge stof basis stijgen. Bijvoorbeeld als de concentratie van een onverteerbare merker in de digesta van het ileum wordt gemeten, dan is deze concentratie ongeveer 3 maal
hoger dan in het voeder (dus een aanrijking met factor 3). Dus als de actieve stof niet verdwijnt
door absorptie of afbraak, dan zal de concentratie stijgen. Nu is het droge stof gehalte in voeder
ongeveer 90% en in de digesta in het ileum (en in de incubatievaatjes) ongeveer 9%. Dus is er een
verdunning met een factor van ongeveer 10.
Voor deze twee proeven werden telkens de larven, de prepoppen en de poppen meegenomen in de
veronderstelling dat de verschillende stadia een verschillend effect zouden hebben. We nemen in de
eerste proeven de poppen mee. In het geval dat de poppen een significante sterkere anti-microbiële
werking zouden hebben in vergelijking met de twee andere stadia. Dan zou dit een reden zijn om
toch de meerkost voor het kweken van poppen in overweging te nemen.
36
Voor de larven hebben we stalen zonder lipase en stalen met lipase meegenomen. Dit was om te
onderzoeken of de vetzuren aanwezig zijn onder de vorm van vrije vetzuren of eerder onder de
gebonden vorm als glyceriden. Indien het effect groter is bij de larven met lipase, dan zullen er
veel vetzuren gebonden voorkomen als glyceriden en moeten de vetzuren eerst beschikbaar worden
gemaakt. Indien er amper verschil is tussen beide, dan moeten er in de volgende proeven geen
stalen meer met lipase meegenomen worden. Het lipase was een microbieel lipase, zoals beschreven
in Dierick et al. (2002), omdat uit hun werk is gebleken dat dit enzym in vitro de beste werking
had [49].
De eerste proef werd uitgevoerd bij een pH = 3,0. In de tweede proef werd er een fosfaatbuffer
gebruikt van pH 6,5. pH 3,0 stelt de pH voor van een goed functionerende maag en pH 6,5 stelt
de gemiddelde pH voor in het lumen van de dunne darm.
Voor de derde proef werd er gewerkt met hogere concentraties. De laagste concentratie vertoonde
zelden anti-microbiële werking. daarom werd deze vervangen door een concentratie van 4,5g BSF
per 100ml medium. De poppen resulteerden niet in een significante betere werking dan de twee
andere stadia. Door de meerkost is het onrealistisch om deze nog mee te nemen in de volgende
proeven. Bij pH 6,5 leek de toevoeging van lipase aan de larven een gunstig effect te hebben bij
het totaal aantal coliformen. Daarom werd er vanaf nu ook bij de prepoppen gebruik gemaakt
van lipase. Om te weten wat de precieze werking is van het laurinezuur, werd er ook vrij C12:0
meegenomen als positieve controle. De dosissen van het vrij C12:0 stemden overeen met het gehalte
van C12:0 in de prepoppen (33% ruw vet en 58% C12:0 op vet basis). Ten slotte werd er besloten
om te werken bij een pH van 5,0. Dit is enerzijds de pH in de maag van jonge biggen, waar de
zuursecretie onvoldoende is, en anderzijds de pH in de duodenum wanneer de maag aan het ledigen
is.
3.7.2
Onderzoek met het vet van het insect (n=3)
Uiteindelijk werd enkel gebruik gemaakt van de vetfractie van de zwarte wapenvlieg, omdat het volledige gedroogde insecten meel een te grote invloed heeft op de pH. De resultaten met de volledige
insecten zijn dus niet helemaal betrouwbaar, omdat de pH ook een invloed heeft op het microbioom
in het spijsverteringsstelsel.
Vetextracten van larven en prepoppen, met en zonder lipase, werden geı̈ncubeerd samen met vrij
C12:0. De dosissen van het vrij C12:0 stemden opnieuw overeen met het gehalte van C12:0 in de
prepoppen. Het vet werd geëxtraheerd met diethylether in het soxhlet-apparaat. Bij de larven
werd hydrolyse uitgevoerd en bij de prepoppen niet. Bovendien bevatten de larven op vet basis
40% laurinezuur en de prepoppen 58%. Hierdoor bevatten de incubaties met larven minder C12:0
dan de incubaties met prepoppen en het zuiver laurinezuur. Deze proef werd driemaal herhaald in
de tijd.
Aangezien enkel deze laatste proef - waar gebruik werd gemaakt van het vet van de insecten meerdere malen herhaald werd in de tijd, werd er enkel hier statistiek toegepast. De statistische
verwerking van de data gebeurde met het programma SPSS 22.0. Het ingestelde significantieniveau
bedroeg bij elk van de testen 0,05.
Om de gemiddelden te vergelijken werd er gebruik gemaakt van general linear models met twee
vaste factoren, namelijk behandeling en concentratie. Preliminair werd er telkens een general linear model uitgevoerd waarbij de interactieterm werd meegenomen. De interactieterm was echter
nooit significant (p¿0.05). Aangezien de concentratie aan C12:0 verschilde tussen de larven en de
prepoppen, werd de dataset gesplitst in twee groepen. De ene dataset bevatte twee behandelingen,
37
de larven met lipase en de larven zonder lipase. De andere dataset bevatte de prepoppen, met
en zonder lipase, en het zuivere laurinezuur. Telkens werden 5 concentraties genomen, aangezien
de blanco werd meegenomen als 0g per 100ml medium. Om vervolgens de behandelingen met de
larven te vergelijken met de bahandelingen met de prepoppen, werd er gebruik gemaakt van een
enkelvoudige variantie analyse (One-way ANOVA) waarbij de concentratie aan laurinezuur nagenoeg gelijk is. Bij de larven werd de concentratie van 0,60g per 100ml medium genomen om te
vergelijken met de concentratie van 0,58g per 100ml medium bij de prepoppen. Bij de resultaten
wordt er gesproken over ’het concentratie-interval van 0,58-0,60g per 100ml medium’.
3.8
Proef 7: Verschil in vetfracties tussen larven en prepoppen
Op basis van de verschillen in anti-microbiële werking (zie resultaten proef 6, meerbepaald sectie
4.6) veronderstelden we dat er een verschil is tussen de vetfracties van de larven en prepoppen.
De verschillende vetfracties zijn de triacylglycerolen, de vrije vetzuren, de diacylglycerolen, de
monoacylglycerolen en de polaire lipiden.
Bij de larven is er nooit een significant verschil tussen de behandelingen met en zonder lipase. Dit
kan verklaard worden als een groot deel van het vet van de larven beschikbaar is onder de vorm
van vrije vetzuren. Bij de prepoppen is er bij D-streptococcen wel een significant verschil tussen
de behandelingen met en zonder lipase. Dus misschien komen de vetzuren bij de prepoppen meer
gebonden voor onder de vorm van glyceriden.
De gebruikte methode was TLC of dunne laag chromatografie. Deze procedure is beschreven door
Demeyer et al. (1978) [58]. De stalen werden in triplicaat geanalyseerd.
38
4
4.1
Resultaten en bespreking
Proef 1: Voedersamenstelling voor biggen met Hermetia illucens
In tabel 11 staan de voedermiddelen voor de samenstelling van een voeder voor pas-gespeende biggen en de randvoorwaarden (minima en maxima) die meegegeven zijn aan deze voedermiddelen.
Hier is de zwarte wapenvlieg nog geen potentieel voedermiddel.
De nutritionele randvoorwaarden die meegegeven zijn aan het voeder, staan in tabel 12. Aangezien
de zwarte wapenvlieg een eiwitbron is, zijn vooral de aminozuurgehaltes belangrijk. De minimale
behoefte aan darmverteerbaar lysine bij varkens werd bepaald volgens de energiewaarde van het
voeder. De behoeftes voor de andere aminozuren werden vervolgens bepaald volgens de fractie aan
darmverteerbaar lysine (CVB 2013).
Tabel 11: De samenstelling van een conventioneel voeder voor pas-gespeende biggen. De minimumen maximumrandvoorwaarden worden ook vermeld.
Ingrediënt
Gerst
Tarwe (58)
Maı̈s
Tarweglutenfeed (Cerestar)
Suikerbietpulp
Melasse (bieten)
Aardappeleiwit (Protastar)
Geëxtrueerd lijnzaad
Sojaconcentraat (55)
Sojabonen (getoost)
Mengvet
Soja olie
Caseı̈ne-weipoeder (zuur)
Lactose
DL-Methionine
L-Lysine (HCl)
L-Threonine
L-Tryptofaan
L-Valine
Melkzuur
Voederkrijt
Monocalciumfosfaat
Keukenzout
Natriumbicarbonaat
Vitabig-30
Minimum (%)
33
15
5
3
1,5
Maximum (%)
35
22
10
5
2
2
2
2
7
2
4,8
2,5
0,6
0,8
0,5
0,5
Hoeveelheid (%)
34,4
22,0
5,0
3,0
2,0
2,0
2,0
0,1
7,0
7,0
0
3,00
3,94
2,50
0,32
1,08
1,14
0,06
0
0,60
0,55
1,14
0
0,70
0,50
De granen - namelijk gerst, tarwe en maı̈s - zijn de voornaamste energiebronnen. Bij gerst en tarwe
39
zijn de randvoorwaarden meegegeven naargelang de beschikbaarheid op de Belgische markt. Aan
maı̈s werd een maximum randvoorwaarde meegegeven, omdat bij te hoge gehaltes aan maı̈s de
biggen last kunnen krijgen van diarree. Andere bronnen aan suiker en zetmeel zijn suikerbietpulp
en melasse. Beide mogen echter niet te veel toegevoegd worden om dezelfde reden als bij maı̈s.
Tenslotte worden caseı̈ne-weipoeder en lactose toegevoegd om de overgang van zeugenmelk met
veel lactose naar een vast voeder met weinig lactose op te vangen.
Tarweglutenfeed is een bijproduct van de zetmeelindustie. Het bevat iets meer eiwit en iets minder
suiker en zetmeel dan tarwe. Het wordt expliciet toegevoegd in voeders (minimumrandvoorwaarde
is vereist) omdat het goedkoper is dan de andere graanproducten. Aardappeleiwit is een hoogwaardige eiwitbron. Dit wordt beperkt ingewerkt in voeders, omwille van de hoge prijs. De belangrijkste eiwitbronnen in voeders voor biggen zijn getooste sojabonen en sojaconcentraat. Het zijn deze
voedermiddelen die eventueel vervangen kunnen worden door larven of prepoppen van de zwarte
wapenvlieg. Daarom werden er bij deze voedermiddelen geen minima aan de software meegegeven.
Enkel werd er bij het sojaconcentraat een maximumrandvoorwaarde meegegeven, omdat er anders
alleen maar sojaconcentraat zou toegevoegd worden aan het voeder.
Soja olie en mengvet worden gebruikt als vetstoffen. Er worden 5 zuivere aminozuren - methionine, lysine, threonine, tryptofaan en valine - meegenomen om eventuele tekorten aan te vullen.
Melkzuur wordt toegevoegd als groeipromotor om het microbioom in de darm van de biggen te
ondersteunen. Vitabig-30 is een supplement aan vitaminen en spore-elementen. De overige voedermiddelen worden toegevoegd om de eventuele tekorten aan mineralen op te vangen.
Tabel 12: De nutriëntsamenstelling van een conventioneel voeder voor pas-gespeende biggen. De
minimum- en maximumrandvoorwaarden worden ook vermeld. Dv. V staat voor darmverteerbaarheid bij varkens en komt overeen met de Standardised Ileal Digestability.
Nutriënt
Ruw eiwit (%)
Ruw vet (%)
Lactose (%)
Suikers + zet (%)
Ruwe as (%)
Ruwe celstof (%)
Calcium (%)
Fosfor (%)
Fosfor verteerbaarheid (varken) (%)
Zout (%)
Na+K-Cl (meq/kg)
C18:2 (%)
C18:3 (%)
Dv. Lysine V (%)
Dv. Methionine V (%)
Dv. Meth+Cys V (%)
Dv. Tryptofaan V (%)
Dv. Threonine V (%)
NEv (MJ/kg)
Minimum (%)
17,3
5
5
40
3,5
0,62
Maximum (%)
17,5
6
50
6
4,5
0,65
0,6
0,35
16
2,8
0,4
1,1
0,54
0,66
0,22
0,7
9,83
40
0,75
20
Hoeveelheid (%)
17,3
5,78
5
43,67
5,52
3,61
0,65
0,6
0,35
0,75
16
2,8
0,4
1,55
0,54
0,75
0,22
1,59
10,11
Vervolgens werd er nagegaan welke hoeveelheid aan zwarte wapenvlieg er zou geı̈mplementeerd
worden in het voeder, wanneer de zwarte wapenvlieg als voedermiddel wordt toegevoegd aan de
software. Bij de huidige omstandigheden wordt er geen zwarte wapenvlieg toegevoegd aan het
voeder voor de gespeende biggen. De voornaamste reden hievoor is dat de prijs van de zwarte
wapenvlieg - 1000 euro/100kg - veel hoger is dan de de prijs voor de andere eiwitbronnen (400-500
euro/100kg).
Echter wanneer de prijs van de zwarte wapenvlieg zou dalen tot 900 euro/100kg dan bevat het
voeder plots 7,1% zwarte wapenvlieg (figuur 13).
Tabel 13: De samenstelling van een voeder voor pas-gespeende biggen inclusief de zwarte wapenvlieg
(BSF). De minimum- en maximumrandvoorwaarden worden ook vermeld.
Ingrediënt
BSF
Gerst
Tarwe (58)
Maı̈s
Tarweglutenfeed (Cerestar)
Suikerbietpulp
Melasse (bieten)
Aardappeleiwit (Protastar)
Geëxtrueerd lijnzaad
Sojaconcentraat (55)
Sojabonen (getoost)
Mengvet
Soja olie
Caseı̈ne-weipoeder (zuur)
Lactose
DL-Methionine
L-Lysine (HCl)
L-Threonine
L-Tryptofaan
L-Valine
Melkzuur
Voederkrijt
Monocalciumfosfaat
Keukenzout
Natriumbicarbonaat
Vitabig-30
Minimum (%)
Maximum (%)
33
15
5
3
35
22
10
5
2
2
2
2
7
1,5
2
4,8
2,5
0,6
0,8
0,5
0,5
Hoeveelheid (%)
7,1
34,8
22,0
5,0
3,0
2,0
2,0
2,0
0,2
7,0
0,4
0
3,64
3,94
2,50
0,30
1,07
0,20
0,09
0
0,60
0,49
1,14
0
0
0,50
Bijna de ganse fractie van de getooste sojabonen wordt vervangen door de zwarte wapenvlieg. De
voornaamste reden hiervoor is dat er aan het voeder zonder de zwarte wapenvlieg 1,14% L-threonine
(tabel 11) wordt toegevoegd en in het voeder met de zwarte wapenvlieg dit slechts 0,20% (tabel
13)bedraagt. En zuiver L-threonine is, net zoals alle zuivere aminozuren, zeer duur. Hierdoor
41
wordt het voeder met de zwarte wapenvlieg goedkoper, namelijk 408,41euro per 100kg voeder, in
vergelijking met het voeder met de sojabonen (410,51 euro/100kg).
Tabel 14: De nutriëntsamenstelling van een voeder voor pas-gespeende biggen inclusief de zwarte
wapenvlieg. De minimum- en maximumrandvoorwaarden worden ook vermeld. Dv. V staat voor
darmverteerbaarheid bij varkens en komt overeen met de Standardised Ileal Digestability.
Nutriënt
Ruw eiwit (%)
Ruw vet (%)
Lactose (%)
Suikers + zet (%)
Ruwe as (%)
Ruwe celstof (%)
Calcium (%)
Fosfor (%)
Fosforverteerbaarheid (varken) (%)
Zout (%)
Na+K-Cl (meq/kg)
C18:2 (%)
C18:3 (%)
Dv. Lysine V (%)
Dv. Methionine V (%)
Dv. Meth+Cys V (%)
Dv. Tryptofaan V (%)
Dv. Threonine V (%)
NEv (MJ/kg)
Minimum (%)
17,3
5
5
40
3,5
0,62
Maximum (%)
17,5
6
50
6
4,5
0,65
0,6
0,35
16
2,8
0,4
1,1
0,54
0,66
0,22
0,7
9,83
0,75
20
Hoeveelheid (%)
17,3
7,66
5
43,12
4,92
3,98
0,65
0,6
0,35
0,75
19,34
2,8
0,4
1,55
0,54
0,73
0,22
0,7
10,61
Tenslotte moet er nog vermeld worden dat het voeder met de zwarte wapenvlieg een hoog vetgehalte
heeft, namelijk 7,66% (figuur 14). Dit is enkel mogelijk omdat er geen maximum randvoorwaarde
voor ruw vet werd geı̈mplementeerd. Bovendien werd er gekozen voor insecten met een laag calciumgehalte. Dit is belangrijk, omdat anders de insecten door de software niet geı̈mplementeerd
zouden worden in het voeder.
4.2
Proef 2: Mineraalbepaling van prepoppen gekweekt op 4 verschillende substraten
Nagenoeg alle mineralen zijn constant voor de prepoppen gekweekt op verschillende substraten
(tabel 15). Dus de hoeveelheid van de meeste mineralen wordt metabolisch geregeld in het insect.
Er is slechts 1 mineraal dat opvallend varieert, namelijk calcium.
De accumulatie van calcium is afhankelijk van de hoeveelheid calcium beschikbaar in het substraat.
De larven beschikken over een gemineraliseerd exoskelet, zoals reeds vermeld in sectie 2.2.3. Het
calcium wordt dus waarschijnlijk ingebouwd in het exoskelet. Is er veel calcium aanwezig in het
42
Tabel 15: De gehaltes van mineralen en sporenelementen voor prepoppen gekweekt op 4 verschillende substraten. Alles is uitgedrukt in g/100g gedroogd insect.
Substraat
Ca
P
Mg
K
Na
S
B
Mn
Cu
Fe
Zn
kippenvoer
2, 80
0, 50
0, 27
0, 62
0, 07
0, 02
< 0, 01
0, 02
< 0, 01
0, 03
0, 02
digestaat
5, 70
0, 42
0, 30
0, 64
0, 08
0, 03
< 0, 01
0, 04
< 0, 01
0, 03
0.01
groentenafval
2, 62
0, 40
0, 24
0, 58
0, 06
0, 02
< 0, 01
0, 02
< 0, 01
0, 01
0, 01
restaurant afval
0, 12
0, 41
0, 21
0, 60
0, 07
0, 01
< 0, 01
< 0, 01
< 0, 01
0, 01
0, 01
substraat, zoals in het digestaat (1,56g op 100g), dan bevat het exoskelet van de larve tot 5,70g calcium op 100g gedroogd insect. Is er weinig calcium aanwezig, zoals in het restaurant afval (0,14g op
100g), dan wordt er amper calcium ingebouwd in het skelet (slechts 0,12g op 100g gedroogd insect).
Insecten hebben vaak een zeer laag calcium gehalte, waardoor Makkar et al. met reden aanhalen dat dit een probleem kan vormen bij voeders voor groeiende dieren en legkippen [18]. Het
calciumgehalte van de zwarte wapenvlieg daarentegen is hoog genoeg. Er is zeker geen nood aan
supplementatie van calcium. Integendeel, met een calciumgehalte van boven de 2% kan het moeilijk
worden om de zwarte wapenvlieg te implementeren in een voeder voor jonge biggen. Zoals in proef
1, sectie 4.1, wordt er voor de voedersamenstelling voor biggen vaak een maximum randvoorwaarde
ingesteld van 0,65% calcium [7]. Dit probleem kan echter omzeild worden door larven en prepoppen
te gebruiken die gekweekt zijn op een substraat zoals restaurant afval (figuur 13).
Figuur 13: Calciumgehaltes van prepoppen gekweekt op verschillende substraten. De rode lijn stelt
de maximum randvoorwaarde voor van 0,65% calcium [7].
43
4.3
Proef 3: Zuurbindend vermogen van larven en prepoppen van
Hermetia illucens
Als we de waarden in tabel 16 vergelijken met de waarden verzameld door Lawlor et al. (zie tabel
6 in sectie 2.2.6), dan kunnen we besluiten dat de bekomen resultaten van zowel maı̈s, als het
sojaschroot overeenkomen met de literatuur. Bijvoorbeeld het zuurbindend vermogen tot pH=3,0
van maı̈s en sojaschroot zijn volgens Lawlor et al. respectievelijk 254mEq/kg en 1068mEq/kg.
Voor maı̈s komt dit perfect overeen. Voor het sojaschrot bekomen we een resultaat dat iets lager
ligt dan de waarde van Lawlor et al., maar het verschil is beperkt. Eerst en vooral kunnen we dus
stellen dat de methode correct is uitgevoerd.
Tabel 16: Het zuurbindend vermogen van gedroogd meel van larven en prepoppen gekweekt op
kippenvoer (KV) en prepoppen gekweekt op restaurant afval (RA). pH1 is de initiële pH, ABC4 en ABC-3 staan respectievelijk voor het zuurbindend vermogen (mEq/kg) tot pH = 4, 0 en
pH = 3, 0. Tussen haakjes staat de standaarddeviatie.
Maı̈s
Sojaschroot 44
Larven KV
Prepoppen KV
Prepoppen RA
pH1
6, 69
6, 96
7, 66
6, 22
6, 16
(0, 01)
(0, 08)
(0, 10)
(0, 05)
(0, 04)
ABC-4
73
(1)
530
(15)
3030
(29)
3316 (120)
391
(2)
ABC-3
249
(4)
924
(6)
3533
(51)
3662 (233)
779
(27)
Het zuurbindend vermogen van de larven en de prepoppen gekweekt op kippenvoer is hoog. Geen
enkele eiwitbron heeft een zuurbindend vermogen dat in de buurt komt van de larven en de prepoppen. Vismeel heeft het grootste zuurbindend vermogen van de conventionele eiwitbronnen en
neutraliseert slechts 1457mEq/kg (tabel 6). De gedroogde prepoppen gekweekt op kippenvoer
hebben maar liefst een zuurbindend vermogen dat meer dan dubbel zo groot is. De larven en
prepoppen gekweekt op kippenvoer hebben een zuurbindend vermogen dat in de grootteorde ligt
van voedermiddelen die een hoog gehalte aan mineralen hebben, zoals dicalciumfosfaat (ABC-3
= 5666mEq/kg).
Het hoog zuurbindend vermogen van de larven en prepoppen is dus waarschijnlijk afkomstig van het
hoog calciumgehalte dat de larven en prepoppen gekweekt op kippenvoer hebben. De prepoppen
gekweekt op het restaurant afval hebben slechts een calciumgehalte van 0,12%. Deze prepoppen
hebben inderdaad een zuurbindend vermogen tot pH=3,0 van slechts 779mEq/kg. En beschikken zo
over een zuurbindend vermogen dat overeenkomt met volvette sojabonen (ABC-3 = 823mEq/kg).
Voor de jonge biggen is het zuurbindend vermogen van voeder best niet te hoog, aangezien deze nog
niet beschikken over een voldoende ontwikkelde zuursecretie in de maag (sectie 2.2.6). Dus opnieuw
wordt er best voor de voedersamenstelling van biggen gebruik gemaakt van larven en prepoppen
die gekweekt zijn op een substraat zoals restaurant afval.
44
4.4
Proef 4: Verschil in vetgehalte tussen larven, prepoppen en
poppen
In tabel 17 staan de resultaten van de vetextracties zonder hydrolyse. De vetgehaltes liggen in de
range aan vetgehaltes die beschreven staan in de literatuur (sectie 2.2.1).
De gebruikte poppen ontwikkelden zich uit prepoppen, die geoogst werden op hetzelfde moment
als de gebruikte larven en prepoppen. Deze poppen zitten al 9 dagen verder in hun ontwikkeling.
Tijdens deze verpopping ondergaan de insecten een metamorfose tot vlieg. Tijdens deze metamorfose verbruiken ze energie die opgeslagen is in het vetlichaam [40]. Tijdens dit stadium gaan ze zich
niet voeden. Hierdoor is het vetgehalte van de poppen lager dan het vetgehalte van de prepoppen.
Met 27, 12% vet op droge stof basis, beschikken de larven over het laagste vetgehalte op droge
stof basis. De prepoppen, die op hetzelfde moment geoogst zijn, bevatten 33, 05% op droge stof
basis. Dus de prepoppen bevatten op droge stof basis 6% meer vet dan de larven.
Een eerste verklaring kan gezocht worden in het feit dat de prepoppen reeds verder zitten in hun
ontwikkeling. Enerzijds is er een verschil in leeftijd: de larven die het eerst waren uitgekomen,
zullen waarschijnlijk sneller ontwikkelen tot prepop. Dus het verschil in vetgehalte kan te verklaren
zijn in een verschil in tijd dat de insecten reeds hadden om zich te voeden met het substraat. Anderzijds gaan de larven die het meeste reservemateriaal hebben opgeslaan en dus het meest energierijk
substraat hebben geconsumeerd, het snelst gaan verpoppen en dus eerst gaan ontwikkelen naar het
prepop-stadium. We veronderstellen hierbij dat het substraat niet perfect homogeen is.
Tabel 17: Het vetgehalte (zonder hydrolyse) van de verschillende stadia van de zwarte wapenvlieg.
Stadium
Larven
Prepoppen
Poppen
DS
(g/100g insect)
34, 1
40, 6
39, 4
Hydrolyse
Nee
Nee
Nee
vetgehalte
(g/100g DS)
27, 12
33, 05
28, 38
vetgehalte
(g/100g insect)
9, 25
13, 42
11, 18
Beide verklaringen zijn echter onvoldoende om een relatief verschil van ongeveer 20% te verklaren.
Dit bracht ons op het idee om een vetextractie met hydrolyse uit te voeren. Het resultaat staat in
tabel 18.
Tabel 18: Het vetgehalte (met hydrolyse) van de verschillende stadia van de zwarte wapenvlieg.
Stadium
Larven
Prepoppen
Poppen
DS
(g/100g insect)
34, 1
40, 6
39, 4
Hydrolyse
Ja
Ja
Ja
vetgehalte
(g/100g DS)
32, 80
31, 14
27, 57
vetgehalte
(g/100g insect)
11, 18
12, 64
10, 86
De prepoppen bevatten met en zonder hydrolyse respectievelijk 31, 14% en 33, 05% op droge stof
basis. De poppen bevatten respectievelijk 27, 57 en 28, 38 op droge stof basis. Dus bij de prepoppen
en de poppen wordt er met hydrolyse 1-2% minder vet op droge stof basis geëxtraheerd dan zonder
45
hydrolyse. De verklaring hiervoor is dat er tijdens de procedure van hydrolyse een fractie van het
vet verloren gaat. Meerbepaald bij het overbrengen van het staal van de maatbeker naar de filter
blijft er een fractie vet plakken aan het glaswerk. Dus de waarden van het vet in tabel 18 zijn
onderschattingen.
Desondanks de onderschatting werd er voor de larven meer vet geëxtraheerd met hydrolyse, namelijk 32, 80% op droge stof basis. Dit ligt sterk in de buurt van de 33, 05% op droge stof basis van
de prepoppen zonder hydrolyse. Er kan besloten worden dat de larven en de prepoppen nagenoeg
evenveel vet hebben. Bij de prepoppen is het vet volledig beschikbaar en bij de larven is ongeveer
20% van het vet enkel beschikbaar na hydrolyse.
Wang et al. (2010) deden onderzoek bij Bombyx en Drosophila over inductie van lipolyse in het
vetlichaam bij vervellen en verpoppen. Het geslacht Drosophila behoort net als de zwarte wapenvlieg tot de onderorde van de Brachycera (vliegen). Ze konden aantonen dat een bepaald hormoon,
namelijk 20-hydroxyecdysone, de larven in het laatste larvaal stadium aanzet tot het reduceren van
voedselconsumptie. Deze reductie leidt secundair tot verhongering en de initiatie van lipolyse in
het vetlichaam. Hetzelfde hormoon initieert migratiegedrag bij bepaalde insecten.
Enerzijds kan dit fenomeen een verklaring zijn voor het verschil in beschikbaarheid van het vet
tussen larven en prepoppen van de zwarte wapenvlieg. Een bepaald hormoon zal de prepoppen
aanzetten om te stoppen met de consumptie van substraat en een migratiegedrag induceren op zoek
naar een plek om te verpoppen. Hierdoor start de lipolyse in het vetlichaam. Dus het metabolisme
van de zwarte wapenvlieg gaat bij de larven eerder anabool zijn en bij de prepoppen katabool
worden. Dus misschien is hierdoor het vet van de prepoppen beter beschikbaar bij de prepoppen.
4.5
Proef 5: Vetzuurbepaling bij larven en prepoppen van Hermetia illucens
De vetzuurprofielen van de larven, de prepoppen en de poppen zijn weergegeven in tabel 19. Deze
resultaten voor de larven en de prepoppen komen in het algemeen overeen met gegevens uit de
literatuur, zoals weergegeven in tabellen 7 en 8 uit sectie 2.3.2. Laurinezuur en palmitinezuur behoren weer tot de 3 meest voorkomende vetzuren. Oliezuur is hier echter slechts het vierde meest
aanwezige vetzuur. Met 12,5% op vet basis is linolzuur hier de tweede grootste fractie.
De larven en de prepoppen bevatten respectievelijk 50,4% en 54,1% laurinezuur op vet basis. Dus
de helft van het vet van larven en prepoppen van de zwarte wapenvlieg gekweekt op kippenvoer
bestaat uit laurinezuur.
We zoeken tevens een logische verklaring voor het verschil in stollingstemperatuur van het vet.
Het vet van de larven blijft langer vloeibaar bij kamertemperatuur dan het vet van de prepoppen.
De eerste veronderstelling is dat er verschil is tussen de vetfracties op basis van verzadiging. De
prepoppen zouden meer verzadigd vet moeten bevatten dan de larven.
46
Tabel 19: De vetzuurprofielen van de verschillende stadia van de zwarte wapenvlieg. Alles is
uitgedrukt in g/100g vet.
Stadium
C10:0
C12:0
C13:0
C14:0
C14:1
C16:0
C16:1
C17:0
C18:0
C18:1 c9
C18:1 c11
C18:2 n-6
C18:3 n-3
C18:4 n-3
som
Larven
1,5
50,4
0,1
7,9
0,3
10,1
2,9
0,1
1,7
9,0
0,5
12,5
0,8
0,5
98,2
Prepoppen
1,4
54,1
0,1
7,8
0,2
9,5
2,5
0,1
1,3
8,0
0,3
12,5
0,8
0,2
98,7
Poppen
1,5
62,1
0,1
7,5
0,2
7,8
1,6
0,1
0,9
5,9
0,1
10,0
0,6
0,2
98,7
.
In figuur 14 is te zien dat de prepoppen inderdaad meer verzadigd vet bevatten. Het verschil is wel
zeer klein. De larven bevatten slechts 2,5% minder verzadigd vet.
Figuur 14: Fracties aan verzadigde en onverzadigde vetzuren. SFA staat voor verzadigde vetzuren
en UFA staat voor onverzadigde vetzuren. L staat voor larven, PP voor prepoppen en P voor
poppen.
De onverzadigde vetzuren kunnen verder worden opgesplitst in mono-onverzadigde (MUFA) en
poly-onverzadigde vetzuren (PUFA). De poly-onverzadigde vetzuren kunnen op hun beurt worden
opgesplitst in omega 3- en omega 6-vetzuren, respectievelijk afgekort als n-3 PUFA en n-6 PUFA.
Het resultaat van deze opsplitsing is zichtbaar in figuur 15.
Het vet van de larven en de prepoppen gekweekt op kippenvoer kunnen we als volgt opdelen. Voor
47
50% bestaat het uit laurinezuur. Voor 25% uit andere onverzadigde vetzuren, voornamelijk palmitinezuur en myristinezuur. Voor 12% bestaat het uit mono-onverzadigde vetzuren en voor 12 % uit
omega 6-vetzuren. Slechts 1% van het vet bestaat uit omega 3-vetzuren.
Linolzuur is echter wel het enige omega 6-vetzuur. Bovendien is dit enkel in deze grote hoeveelheden aanwezig als de larven gekweekt zijn op kippenvoer. In tabellen 7 en 8 uit sectie 2.3.2 valt er
af te lezen dat het vetzuurprofiel in het algemeen - over verschillende substraten heen - eerder voor
6% uit omega 6-vetzuren bestaat en voor 18% uit mono-onverzadigde vetzuren.
Figuur 15: Deelfracties van de onverzadigde vetzuren. MUFA staat voor mono-onverzadigde vetzuren en PUFA staat voor poly-onverzadigde vetzuren. L staat voor larven, PP voor prepoppen
en P voor poppen.
Er is hierboven geprobeerd om een algemeen vetzuurprofiel te schetsen voor de zwarte wapenvlieg.
In figuur 16 staan de vetzuurprofielen van andere vetbronnen die gebruikt worden in veevoeders
naast het profiel van de prepoppen gekweekt op kippenvoer.
Het vetzuurprofiel van de zwarte wapenvlieg is uniek. Geen enkele van de andere vetbronnen bevat
zo een groot aandeel verzadigde vetzuren. Wat vooral uniek is, is dat tweederde van het verzadigd
vet bestaat uit laurinezuur. Daarnaast is het gehalte aan mono-onverzadigde vetzuren laag in vergelijking met andere vetzuurprofielen. Het gehalte van 12% aan omega 6-vetzuren is te vergelijken
met andere vetbronnen zoals mengvet en palmolie. Enkel sojaolie, dat 52,4% omega 6 vetzuren
bevat, is een uitschieter op dit vlak. Net zoals mengvet en palmolie is de zwarte wapenvlieg geen
bron aan omega 3-vetzuren. Hiervoor gebruik je best sojaolie of vismeel.
Tenslotte is ook telkens het vetzuurprofiel van de poppen weergegeven. Ik heb tot nu toe de poppen in deze sectie nog nooit besproken, omdat de poppen hoogstwaarschijnlijk niet gebruikt gaan
worden als voedermiddelen. De voornaamste reden hiervoor is dat de productiekosten voor de poppen hoger zijn dan voor de larven en de prepoppen, aangezien de ontwikkeling tot pop een week
extra duurt. Bovendien verbruikt de zwarte wapenvlieg reservemateriaal tijdens het verpoppen,
waardoor er nutriënten verloren gaan.
In figuur 15 valt echter wel op dat het gehalte aan onverzadigd vet bij de poppen lager is dan
bij de jongere stadia. De onverzadigde vetzuren hebben langere koolstofketens dan de verzadigde
vetzuren. In tabel 19 zien we inderdaad dat de vetzuren met korte koolstofketens vrij constant
zijn over de verschillende stadia. Tot en met myristinezuur (C14:0) is er amper een dalende trend
zichtbaar over de verschillende stadia van de zwarte wapenvlieg. Laurinezuur neemt zelfs toe over
48
Figuur 16: Vetzuurprofielen van de zwarte wapenvlieg (BSF) gekweekt op kippenvoer en vetrijke
voedermiddelen: vismeel (vismeel 66), sojaolie, mengvet en palmolie [8]. SFA staat voor verzadigde
vetzuren, MUFA staat voor mono-onverzadigde vetzuren en PUFA staat voor poly-onverzadigde
vetzuren.
de verschillende stadia. De poppen bevatten relatief meer laurinezuur dan de prepoppen. De droge
stof gehaltes van beide stadia zijn nagenoeg gelijk (tabel 18). Er worden geen vetzuren opgenomen
door de pop, maar desondanks is het laurinezuurgehalte toegenomen tijdens het verpoppen. Bij de
vetzuren met langere koolstofketens is er wel een dalende trend over de verschillende stadia. Neem
bijvoorbeeld oliezuur (C18:1 cis-9), de larven bevatten het hoogste gehalte aan oliezuur (namelijk
9,0%), de poppen bevatten het laagste gehalte (namelijk 5,9%) en het gehalte van de prepoppen
ligt tussen beide (namelijk 8,0%).
Tijdens het prepopstadium gaat de zwarte wapenvlieg over van een anabool naar een katabool
metabolisme - zie sectie 4.4 - en tijdens het popstadium vertrouwt de zwarte wapenvlieg volledig op het reservemateriaal . Dus binnen het metabolisme van de zwarte wapenvlieg is er voor
energieproductie uit vetzuren een voorkeur voor vetzuren met relatief langere koolstofketens.
4.6
4.6.1
Proef 6: Hermetia illucens gebruiken als anti-microbiële component in voeders voor biggen
Preliminaire onderzoek met de volledige insecten (n=1)
.
Proef 6.1
De resultaten van het experiment zijn weergegeven in tabel 20. Bij de soorten van Lactobacillus (grafiek a) is er nagenoeg geen effect - noch een toename, noch een afname van het aantal
kolonievormende eenheden - voor de verschillende concentraties van de 4 behandelingen.
Bij het totaal aantal anaëroben zijn de plaat van de larven bij 0,3g per 100ml medium en de plaat
van de prepoppen bij 0,6g per 100ml medium mislukt. Daarom zijn er voor deze stalen geen resultaten weergegeven in grafiek b. Voor het totaal aantal anaëroben is er nagenoeg altijd sprake van
een stijging van het aantal kolonievormende eenheden bij alle concentraties die verschillen van de
blanco (0g per 100ml medium).
49
Tabel 20: Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op 4 verschillende groepen van
bacteriën bij pH = 3,0 (n=1).
a. Lactobacillus
b. Het totaal aantal anaëroben
c. Het totaal aantal coliformen
d. D-streptococcen (enterococcen)
Bij het totaal aantal coliformen is het verhaal dubbelzinnig (grafiek c). Enerzijds zijn er in heel
wat gevallen minder dan 2 log CFU/ml gedetecteerd. Dit is het geval voor de laagste concentratie
van de larven, voor de twee laagste concentraties van de larven plus lipase, voor de tweede hoogste
concentratie van de prepoppen en voor alle concentraties van de poppen. Anderzijds is er over de
verschillende behandelingen heen bij stijgende concentraties van de zwarte wapenvlieg een toename
van het aantal kolonievormende eenheden voor het totaal aantal coli’s.
Bij de D-streptococcen is er enkel een toename, van ongeveer 1 log-eenheid, voor de hoogste concentratie, namelijk 3g per 100ml medium, van de larven met en zonder lipase ten opzichte van
de blanco. De implementatie van de poppen en de prepoppen lijkt geen effect te hebben op de
D-streptococcen.
Bij pH=3 is het zure milieu normaal gezien genoeg om microbiële groei te onderdrukken en de
kans op bacteriële infecties voldoende te reduceren. Echter blijkt uit tabel 21 dat de implementatie
van de zwarte wapenvlieg een effect heeft op de pH. Voor de incubatie is er bij de larven, met en
zonder lipase, een lichte stijging, van de laagste concentratie naar de hoogste concentratie, van 0,25
eenheden van de pH. Maar na de incubatie is het pH-effect nog veel duidelijker. Bij de implementatie van 1,5g zwarte wapenvlieg bedraagt de pH voor alle behandelingen bijna 4 en bij de hoogste
concentratie van 3g per 100ml medium loopt de pH bijna op tot 5.
Dus bij pH=3,0 gaat de implementatie van de volledige gedroogde insecten eerder zorgen voor een
toename van de bacteriële lading, doordat het pH-effect groter is dan het reducerend effect van het
laurinezuur.
50
Tabel 21: Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op de pH voor en na de incubatie
bij een gewenste pH = 3,0 (n=1). De zwarte horizontale lijn stelt pH = 3,0 voor.
Voor de incubatie
Na de incubatie
Proef 6.2
Het enige verschil met de eerste proef is dat er nu gewerkt wordt met een pH van 6,5. In de
eerste proef zorgde het pH-effect voor een ongewenst resultaat. In tabel 22 staan de resultaten van
de pH’s voor en na de incubaties. Voor de incubatie is er geen effect zichtbaar van de stijgende
concentratie van de zwarte wapenvlieg op de pH. Na de incubaties is de pH bij elke concentratie
gedaald onafhankelijk van de behandeling. De pH daalde omgekeerd evenredig met de concentratie
van de zwarte wapenvlieg. Bij de blanco is de pH gedaald van ongeveer 6,3 voor de incubatie tot
ongeveer 5,5 na de incubatie en bij de hoogste concentratie is de pH gedaald van 6,3 naar 5,9.
Dit is een gewenst resultaat. Bij de blanco is er geen inhibitie van het microbioom en dus gaat
de fermentatie in de incubatievaatjes van onder andere koolhydraten niet geremd worden. Deze
fermentatie resulteert in de productie van vluchtige korte-keten vetzuren, namelijk azijnzuur, propionzuur en boterzuur. Deze fermentatieproducten resulteren in een verzuring van de omgeving.
Bij de hoogste concentratie is de pH het minst gedaald, aangezien de microbiële groei hier het meest
geremd wordt.
Tabel 22: Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op de pH voor en na de incubatie
bij een gewenste pH = 6,5 (n=1). De zwarte horizontale lijn stelt pH = 6,5 voor.
Voor de incubatie
Na de incubatie
In tabel 23 staan de resultaten van de tweede proef. Voor Lactobacillus is er nagenoeg geen reductie van het aantal kolonievormende eenheden, dus ook bij pH=6,5 heeft de zwarte wapenvlieg geen
reducerend effect op de groei van Lactobacillus.
51
Voor het totaal aantal anaëroben zien we dezelfde trend. Noch de verschillende concentraties, noch
de verschillende behandelingen hebben een reducerend effect op het aantal kolonievormende eenheden.
Voor het totaal aantal coli’s zien we een dalende trend van het aantal kolonievormende eenheden bij
stijgende concentraties van de zwarte wapenvlieg. Het effect is het grootst bij de larven plus lipase.
In vergelijking met de blanco is er een reductie van nagenoeg 2 log-eenheden bij een concentratie
van 3g zwarte wapenvlieg per 100ml medium. Bij de poppen zien we nauwelijks een effect. Bij de
larven en de prepoppen is er wel een reducerend effect. In vergelijking met de blanco is de reductie
ongeveer 1 log-eenheid bij de hoogste concentratie.
Bij de D-streptococcen is er opnieuw een dalende trend van het aantal kolonievormende eenheden
bij stijgende concentraties. De daling is veel minder bij de larven, met en zonder lipase, dan bij
de prepoppen en de poppen. Bij de poppen en de prepoppen is er in vergelijking met de blanco
een reductie van ongeveer 1 log-eenheid bij de hoogste concentratie van 3g zwarte wapenvlieg per
100ml medium.
Tabel 23: Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op 4 verschillende groepen van
bacteriën bij pH = 6,5 (n=1).
Lactobacillus
Het totaal aantal anaëroben
Het totaal aantal coliformen
D-streptococcen (enterococcen)
Proef 6.3
Bij pH = 5,0 is er weer een pH-effect door de implementatie van de larven en prepoppen van
de zwarte wapenvlieg (tabel 24). De resultaten in tabel 25 zijn niet betrouwbaar, omdat de microbiële groei ook afhankelijk is van de pH. Voor het zuivere C12:0 is er geen effect op de pH.
Zoals vermeld in de literatuur heeft de zuivere C12:0 het grootste effect op de D-Streptococcen.
Het reducerend effect van de larven en de prepoppen, met en zonder lipase, is steeds minder in
52
Tabel 24: Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op de pH voor en na de incubatie
bij een gewenste pH = 5,0 (n=1). De zwarte horizontale lijn stelt pH = 5,0 voor.
Voor de incubatie
Na de incubatie
vergelijking met het zuiver C12:0. Dit komt uiteraard deels door het pH-effect.
Tabel 25: Effect van de implementatie van de zwarte wapenvlieg op 4 verschillende groepen van
bacteriën bij pH = 5,0 (n=1).
Lactobacillus
Het totale aantal anaëroben
Het totale aantal coliformen
D-streptococcen (enterococcen)
53
4.6.2
Onderzoek met het vet van het insect (n=3)
Uiteindelijke werd er gewerkt met het vet van de larven en de prepoppen. In deze proeven was er
geen sprake van een pH-effect (figuur 17).
Figuur 17: Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op de pH voor (boven)
en na (onder) de incubatie bij pH = 5,0 (n=3).
De resultaten wat betreft effecten op het microbioom zijn hier toe te schrijven aan de anti-microbiële
werking van het vet, meer bepaald het laurinezuur. Per bacteriegroep wordt er nu een afzonderlijke
figuur gegeven. De gemiddelde waarden van de log10 kolonievormende eenheden per ml zijn weergegeven op de y-as . De verschillende behandelingen zijn op de x-as uitgedrukt als de concentratie
aan C12:0 die de behandelingen respectievelijk bevatten. Figuur 18 illustreert het effect op het
totaal aantal anaëroben.
Statistisch gezien is er bij de anaëroben geen significant verschil (p = 0, 752) tussen de larven met
lipase en de larven zonder lipase over alle concentraties heen. Eveneens zijn er geen significante
verschillen (p = 0, 860) tussen de prepoppen zonder lipase, de prepoppen met lipase en het zuivere
laurinezuur. Bij het concentratie-interval van 0,58-0,60g per 100ml medium zijn er geen significante
verschillen (p = 0, 994) tussen de vijf verschillende behandelingen.
54
Figuur 18: Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op het totaal aantal
anaëroben bij pH = 5,0 (n=3).
Zowel voor de twee behandelingen met larven (p = 0, 998), als voor de drie behandelingen met de
prepoppen en het zuiver laurinezuur (p = 0, 952) zijn er geen significante verschillen tussen de 4
verschillende concentraties ten opzichte van de blanco.
Dus voor het totaal aantal anaëroben hebben alle behandelingen geen reducerend effect op het aantal kolonievormende eenheden als de concentratie aan laurinezuur lager is dan 1g per 100ml medium.
Figuur 19 illustreert dat ook voor het totaal aantal coliformen alle behandelingen geen reducerend effect hebben op het aantal kolonievormende eenheden als de concentraties aan laurinezuur
lager zijn dan 1g per 100ml medium. Statistisch gezien zijn er inderdaad totaal geen significante
verschillen.
Voor de coliformen en de anaëroben zijn er geen significante effecten, maar figuur 20 illustreert dat
dit voor de D-streptococcen (enterococcen) wel het geval kan zijn. Er is geen significant verschil
(p = 0, 390) tussen de larven met lipase en de larven zonder lipase over alle concentraties heen.
Statistisch gezien is er bij de D-streptococcen voor de eerste keer sprake van significante verschillen
(p = 0, 002) binnen de groep van de prepoppen, met en zonder lipase, en het zuiver laurinezuur.
De behandeling met de prepoppen bij de D-streptococcen bevat significant meer kolonievormende
eenheden dan de behandeling met de prepoppen plus lipase en het zuiver laurinezuur over alle
concentraties heen. Dus door de toevoeging van het lipase komt de werking van het laurinezuur
beter tot uiting. Het is vooral interessant dat er geen significant verschil (p = 0, 861) is tussen de
prepoppen plus lipase en het zuiver laurinezuur. Het effect van beide behandelingen is nagenoeg
gelijk.
Bij het concentratie-interval van 0,58-0,60g per 100ml medium zijn er significante verschillen (p =
0, 001) tussen de vijf verschillende behandelingen. Bij deze concentratie is het aantal D-streptococcen
bij de behandeling met laurinezuur significant lager dan de behandelingen met de larven zonder
lipase (p = 0, 002), larven met lipase (p = 0, 002) en de prepoppen zonder lipase (p = 0, 013).
Bij deze concentratie is het aantal D-streptococcen bij de behandeling met prepoppen met lipase
55
Figuur 19: Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op het totaal aantal
coliformen bij pH = 5,0 (n=3).
Figuur 20: Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op D-streptococcen
(enterococcen) bij pH = 5,0 (n=3).
significant lager dan de behandelingen met de larven zonder lipase (p = 0, 012) en larven met lipase
(p = 0, 013). Daarnaast zijn er bij dit concentratie-interval geen andere significante verschillen.
Binnen de groep van de larven, met en zonder lipase, zijn er bij de D-streptococcen significante
verschillen (p = 0, 018) tussen de verschillende concentraties over de behandelingen heen. Echter
is enkel bij de hoogste concentratie, namelijk 0,6g C12:0 per 100ml medium, het anti-microbieel
effect significant sterker dan bij de blanco. De hoogste concentraties resulteren in een bacteriële
56
lading die gemiddeld 0, 43log10 CF U/ml lager is dan de blanco. Binnen de groep van de prepoppen, met en zonder lipase, en het zuiver laurinezuur zijn er over de behandelingen heen eveneens
significante verschillen (p = 0, 000) tussen de verschillende concentraties. Hier zijn de 3 hoogste concentraties, namelijk 0,29g, 0,58g en 0,87g C12:0 per 100ml medium, significant lager ten
opzichte van de blanco. Bij 0,29g per 100ml medium is de bacteriële lading gemiddeld gedaald
met 0, 92log10 CF U/ml in vergelijking met de blanco. Bij de implementatie van 0,58g per 100ml
medium is de daling gemiddeld 1, 62log10 CF U/ml in vergelijking met de blanco. Bij de hoogste
concentratie is de bacteriële lading zelfs gemiddeld gedaald met 2, 17log10 CF U/ml in vergelijking
met de blanco. Bij de prepoppen is er reeds een significante daling van het aantal D-streptococcen
bij een concentratie van 0,29g C12:0 per 100ml medium, bij de larven is dit pas bij een concentratie
van 0,6g C12:0 per 100ml medium.
Voor Lactobacillus zijn er eveneens effecten zichtbaar door de implementatie van het vet van de
zwarte wapenvlieg (figuur 21). Het reducerend effect is echter wel kleiner dan bij de D-streptococcen
(enterococcen).
Figuur 21: Effect van de implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg op Lactobacillus bij
pH = 5,0 (n=3).
Bij Lactobacillus is er geen significant verschil (p = 0, 767) tussen de larven met lipase en de larven
zonder lipase over alle concentraties heen. Statistisch gezien zijn er nu ook net geen significante
verschillen (p = 0, 077) tussen de behandelingen binnen de groep van de prepoppen, met en zonder
lipase, en het zuiver laurinezuur.
Bij het concentratie-interval van 0,58-0,60g per 100ml medium zijn er significante verschillen (p =
0, 020) tussen de vijf verschillende behandelingen. Bij deze concentratie is bij Lactobacillus het
effect bij de behandeling met laurinezuur significant hoger dan bij de behandeling met de larven
zonder lipase (p = 0, 034) en larven met lipase (p = 0, 025). Daarnaast zijn er bij dit concentratieinterval geen andere significante verschillen. Dus er is geen significant verschil tussen de larven en
de prepoppen.
Binnen de groep van de larven, met en zonder lipase, zijn er significante verschillen (p = 0, 045)
57
tussen de verschillende concentraties over de behandelingen heen. Echter is enkel de hoogste concentratie, namelijk 0,6g C12:0 per 100ml medium, significant verschillend met de blanco. De hoogste
concentratie resulteert in een bacteriële lading die gemiddeld 0, 67log10 CF U/ml lager is dan de
blanco. Binnen de groep van de prepoppen, met en zonder lipase, en het zuiver laurinezuur zijn
er over de behandelingen heen eveneens significante verschillen (p = 0, 000) tussen de verschillende
concentraties. Opnieuw zijn de 3 hoogste concentraties, namelijk 0,29g, 0,58g en 0.87g C12:0 per
100ml medium, significant verschillend ten opzichte van de blanco. Bij 0,29g per 100ml medium is
de bacteriële lading gemiddeld gedaald met 0, 99log10 CF U/ml in vergelijking met de blanco. Bij
de implementatie van 0,58g per 100ml medium is de daling gemiddeld 1, 32log10 CF U/ml in vergelijking met de blanco. Bij de hoogste concentratie is de bacteriële lading zelfs gemiddeld gedaald
met 1, 64log10 CF U/ml in vergelijking met de blanco. Dus opnieuw is er bij de prepoppen reeds
een significante daling van Lactobacillus bij een concentratie van 0,29g C12:0 per 100ml medium,
bij de larven is dit pas bij een concentratie van 0,6g C12:0 per 100ml medium.
Geen enkele behandeling heeft een reducerend effect op de coliformen en de anaëroben. De implementatie van het vet van de zwarte wapenvlieg heeft wel een inhiberend effect op de groei van
D-streptococcen (enterococcen) en Lactobacillus.
Dat de groei van D-streptococcen wordt gereduceerd is een positieve zaak. Vooral omdat er volgens de literatuur meer gefocust wordt op onderzoek naar componenten die de groei van coliformen inhiberen, aangezien deze groep bacteriën het meest wordt gecorreleerd met ziektes bij onze
landbouwhuisdieren. Zo wordt Post-Weaning Diarrhoea (PWD) veroorzaakt door een stam van
Escherichia coli.
Dat Lactobacillus wordt geı̈nhibeerd is minder interessant. Lactobacillus behoort bij de goede bacteriën die de werking van het spijsverteringstelsel onderhouden. Echter is het reducerend effect bij
Lactobacillus kleiner dan bij de D-streptococcen.
Het effect van de larven zonder lipase en het effect met lipase is nooit significant verschillend. Dit
kan er op wijzen dat het grootste deel van het laurinezuur voorkomt als vrije vetzuren en dus actieve
vorm. Bij Lactobacillus en D-streptococcen was er wel een significant verschil tussen de prepoppen
met lipase en de prepoppen zonder lipase. Hier wordt het vet actiever door de toevoeging van het
lipase. Dit kan te verklaren zijn doordat er bij de prepoppen meer laurinezuur gebonden is onder
de vorm van glyceriden. Ten slotte is het verschil tussen de prepoppen en de larven vrij frappant. Hiervoor kan niet meteen een verklaring worden gevonden als alleen laurinezuur de actieve
component zou zijn.
4.7
Proef 7: Verschil in vetfracties tussen larven en prepoppen
Het vet van het gedroogde larvenmeel bestaat voor 66% uit vrije vetzuren en voor 27% uit triglyceriden (figuur 22). Dus het grootste deel van het vet is beschikbaar als vrije vetzuren bij de larven.
Bij de prepoppen is dit ook het geval. Het vet van het gedroogde prepoppenmeel bestaat voor 73%
uit vrije vetzuren en voor 15% uit triglyceriden (figuur 23). Dus bij de prepoppen is er 7% meer
vet beschikbaar als vrije vetzuren dan bij de larven.
Om besluiten te kunnen vormen over de anti-microbiële werking van het vet, moeten we eigenlijk
kijken onder welke vorm laurinezuur, de actieve component, aanwezig is in het vet. Echter brengt
het grote aandeel vrije vetzuren wel een nadeel met zich mee. Een groot aandeel aan middellangeketen vetzuren geeft een onaangename geur en smaak aan het vet én aan het meel van de zwarte
wapenvlieg. Dit kan er voor zorgen dat de biggen een afkerige houding krijgen ten opzichte van
het voeder met larvenmeel, met een verminderde voeropname tot gevolg, zoals reeds besproken in
sectie 2.3.4.
58
Figuur 22: De verdeling van het totaal vetgehalte onder de verschillende vetfracties bij de larven.
Figuur 23: De verdeling van het totaal vetgehalte onder de verschillende vetfracties bij de prepoppen.
Uit figuren 24 en 25 blijkt dat de verdeling van laurinezuur in de vetfractie te vergelijken is met
de verdeling van het totale vetgehalte. In het larvenmeel komt 28% van het laurinezuur voor als
triglyceriden en komt 68% voor als vrije vetzuren. Bij de prepoppen komt 14% van het laurinezuur
voor als triglyceriden en 75% als vrije vetzuren.
Dus bij de prepoppen is er opnieuw 7% meer laurinezuur beschikbaar als vrije vetzuren dan bij de
larven. Dit is het tegenovergestelde van wat er in de hypothese werd geschreven. Uit de resultaten
van proef 6 bleek dat lipase minder effectief was bij de larven dan bij de prepoppen. Nochtans is er
bij de larven meer vet aanwezig onder de vorm van triglyceriden. Anderzijds heeft de toevoeging
van lipase bij de incubaties zowel bij de larven, als bij de prepoppen weinig meerwaarde, aangezien er al veel C12:0 aanwezig is als vrije vetzuren. Dit verklaart wel waarom er geen significant
59
verschil is tussen de behandeling van de larven met lipase en de behandeling zonder lipase in proef
6. Waarom er bij de prepoppen bij de D-streptococcen wel een significant verschil is tussen de
behandelingen met en zonder lipase, kan op deze manier niet worden uitgelegd.
Dat het vet voorkomt onder de vorm van vrije vetzuren heeft als voordeel dat de anti-microbiële
werking direct actief is in de maag, onafhankelijk van de aanwezigheid van lipasen. Als het grootste
aandeel gebonden zou voorkomen als glyceriden, dan was de werking van het laurinezuur afhankelijk van de vetvertering door lipasen.
Figuur 24: De verdeling van laurinezuur onder de verschillende vetfracties bij de larven.
Figuur 25: De verdeling van laurinezuur onder de verschillende vetfracties bij de prepoppen.
Een opvallend verschil tussen de vetfracties van de larven en de prepoppen, is het gehalte aan monoglyceriden. De monoglyceride vorm van laurinezuur wordt momolaurine genoemd. Bij de larven
komt slechts 0,3% voor als monolaurine en bij de prepoppen is dit 2,8%. Dit is bijna een tienvoud.
Dit kan echter de verklaring zijn voor het verschil in anti-microbiële werking tussen beide stadia.
60
Zoals in sectie 2.3.3 staat vermeld, is monolaurine namelijk ook gekend omwille van zijn sterke antimicrobiële en antivirale activiteit. Het is zelfs tot 80 keer biologisch actiever dan laurinezuur [46].
Waarschijnlijk kan een deel van de sterkere anti-microbiële werking bij de prepoppen ten opzichte
van de larven verklaard worden door de grotere aanwezigheid van monolaurine bij de prepoppen
Bij de larven is het enkel het gehalte aan laurinezuur dat anti-microbieel werkt, waardoor de het
effect bij de prepoppen groter is dan bij de larven.
61
5
Besluit
De zwarte wapenvlieg converteert een grote verscheidenheid aan organische afvalstromen in hoogwaardige biomassa. De larven en prepoppen zijn namelijk rijk aan eiwit en vet. Omwille van het
hoog eiwitgehalte, is er al een paar decennia het idee om de zwarte wapenvlieg te gebruiken in
voeders voor landbouwhuisdieren.
De initiële bedoeling van de thesis is daarom nagaan in welke mate de zwarte wapenvlieg echt
kan gebruikt worden als voedermiddel bij éénmagigen. Hierbij werd de nadruk vooral gelegd op
de nutritionele eigenschappen van het insect. Voor de zwarte wapenvlieg zijn er drie belangrijke
fracties, namelijk het eiwitgehalte, het vetgehalte en het asgehalte.
Het eiwitgehalte is hoog en constant. Het ruw eiwit gehalte bedraagt 40 − 44% op droge stof
basis. Daarom wordt de zwarte wapenvlieg gezien als een potentiële eiwitbron, maar daarnaast
is een adequaat aminozuurprofiel eveneens belangrijk. Uit de literatuurstudie blijkt dat de zwarte
wapenvlieg een zeer vergelijkbaar aminozuurprofiel heeft met volvette sojabonen. Enkel het gehalte
aan methionine+cysteı̈ne is bij de zwarte wapenvlieg lager dan bij de voornaamste eiwitbronnen.
Bij het voederen aan ratten, kippen en varkens zijn het deze zwavelhoudende aminozuren die de
eerste limiterende aminozuren blijken te zijn.
Bij de voederbepaling voor vroeg-gespeende biggen blijkt inderdaad dat de zwarte wapenvlieg het
potentieel heeft om de volvette sojabonen te vervangen. Volvette sojabonen worden vooral gebruik
in het dieet van jonge biggen. Het lage gehalte aan zwavelhoudende aminozuren is dus geen probleem, als de zwarte wapenvlieg slechts een deel uitmaakt van de eiwitfractie van het voeder. In
onze berekening bedraagde het gehalte van de zwarte wapenvlieg 7% in het voeder.
Wanneer de samenstellingen van de zwarte wapenvlieg, die reeds in de literatuur beschreven staan,
vergeleken worden, valt op dat het as- en vetgehalte met elkaar in balans liggen. Bevat het insect
veel vet, dan is het asgehalte in verhouding lager en vice versa. De som van het ruw vet gehalte en
het ruwe as gehalte is steeds ongeveer 45% op droge stof basis.
Het asgehalte van de zwarte wapenvlieg varieert tussen 4 en 20% op droge stof basis. De mineraalbepaling heeft echter aangetoond dat calcium het enigste mineraal is dat sterkt varieert. Het
calciumgehalte in de zwarte wapenvlieg is afhankelijk van het substraat waarop de larven worden
gekweekt. Bevat het substraat weinig calcium, zoals op het koolhydraatrijke restaurant afval, dan
wordt er weinig calcium ingebouwd in het exoskelet. Hier mag echter niet uit het oog verloren
worden dat de insecten primair gebruikt worden om afvalstromen te reduceren. De selectie van het
type substraat kan dus niet te nauw worden afgesteld op het calciumgehalte.
Een hoog calciumgehalte is zeker geen probleem bij groeiende dieren en legkippen. Enkel bij jonge
biggen kan het een probleem vormen, omdat een hoog asgehalte zorgt voor een hoog zuurbindend
vermogen. Echter is het zuurbindend vermogen van de larven gekweekt op restaurant afval vergelijkbaar met dat van de volvette sojabonen. Dit is een bevestiging dat vooral de larven gekweekt
op koolhydraatrijk substraat potentieel bieden bij gespeende biggen.
Het vetgehalte van de zwarte wapenvlieg varieert tussen 15 en 40% op droge stof basis. Het
belangrijkste besluit dat we kunnen trekken is dat het vet voor ongeveer 50% bestaat uit laurinezuur. Op droge stof basis is dit ongeveer 18% laurinezuur. Laurinezuur behoort nog net tot de
middellange keten vetzuren die antibacteriële eigenschappen bevatten. In vitro hebben we kunnen
aantonen dat het vet van de zwarte wapenvlieg een reducerend effect heeft op de D-streptococcen
en in mindere mate op Lactobacillus in het lumen van het spijsverteringsstelsel van biggen. Het
62
effect bij de prepoppen was echter significant groter dan bij de larven. Uiteindelijk bleek dat bij
de prepoppen een deel van de anti-microbiële werking toe te schrijven was aan monolaurine. Het
gehalte aan monolaurine was bij de prepoppen 10 keer zo groot dan bij de larven.
Nutritioneel gezien bied de zwarte wapenvlieg potentieel om gebruikt te worden als voedermiddel bij eenmagigen. De kans bestaat zelfs dat ze een meerwaarde kunnen bieden als groeipromotor
bij pas-gespeende biggen.
6
Ideeën voor verder onderzoek
In deze studie werd er gebruik gemaakt van de in vitro techniek om de anti-microbiële werking
van de zwarte wapenvlieg voor biggen te bepalen. Dit is een simulatie van de werkelijkheid, dus
nu is het tijd om in vivo proeven uit te voeren. In deze studie is er reeds een voedersamenstelling
berekend voor pas-gespeende biggen. De belangrijkste aanbeveling hierbij was dat er best prepoppen of larven worden gebruikt die gekweekt zijn op een koolhydraatrijk substraat. Anders is
het calciumgehalte te hoog. Hopelijk resulteert dit toekomstig onderzoek in het feit dat de zwarte
wapenvlieg kan gebruikt worden als groeipromotor bij jonge biggen.
Aangezien het calcium wordt geaccumuleerd in het exoskelet van de zwarte wapenvlieg, is het
interessant om te onderzoeken of er een goedkope techniek bestaat of ontwikkeld kan worden om
het exoskelet van het insect te verwijderen. Het calciumgehalte is de voornaamste limiterende parameter voor het gebruik van de zwarte wapenvlieg in voeders van biggen.
Wanneer de larven van de zwarte wapenvlieg gekweekt worden op GFT of andere substraten,
bestaat de kans dat er chemische contaminaties, zoals pesticiden en zware metalen, worden opgenomen door de insecten. De kans bestaat dat deze chemische componenten accumuleren in het
insect. Dit moet verder onderzocht worden, want het is niet de bedoeling dat pesticiden en zwarte
metalen in grote hoeveelheden terecht komen in het voedsel van de mens.
63
7
Referenties
[1] Jesse Chang. Meat production and consumption continue to grow. Worldwatch Institute, 2011.
[2] http://www.unwater.org/water-cooperation-2013/water-cooperation/facts-and-figures/en/.
Mei 2015.
[3] Diclaro J.W. and Kaufman P.E. Black soldier fly Hermetia illucens Linnaeus (Insecta: Diptera:
Stratiomyidae). University of Florida: IFAS Extension, 2009.
[4] Veldkamp T., van Duinkerken G., van Huis A., Lakemond C., Ottevanger E., Bosch G., and
van Boekel M. Insects as a sustainable feed ingredient in pig and poultry diets – a feasibility
study. Wageningen UR Livestock Research Report, 638:1–48, 2012.
[5] Canavoso L., Jouni Z., Karnas K., Pennington J., and Wells M. Fat metabolism in insects.
Annual Review of Nutrition, 21:23–46, 2001.
[6] http://nl.wikipedia.org/wiki/laurinezuur. Januari 2015.
[7] Fievez V. Animal Nutrition: Cursusnota’s. Universiteit Gent, 2014-2015.
[8] http://www.adifo.be/nl/voederformulering. Februari 2015.
[9] Lawlor P.G., Lynch P.B., Caffrey P.J., O’Reilly J.J., and O’Connell M.K. Measurements of the
acid-binding capacity of ingredients used in pig diets. Irish Veterinary Journal, 58:447–452,
2005.
[10] Kyntäjä S., Partanen K., Siljander-Rasi H., and Jalava T. Tables of composition and nutritional values of organically produced feed materials for pigs and poultry. MTT REPORT,
164:1–37, 2014.
[11] http://www.itis.gov/. Mei 2015.
[12] Tomberlin J.K., Sheppard D.C., and Joyce J.A. Selected life history traits of black soldier flies
(Diptera: Stratiomyidae) reared on three artificial diets. Annals of the Entomological Society
of America, 95:379–386, 2002.
[13] Tomberlin J.K. and Sheppard D.C. Factors influencing mating and oviposition of black soldier
flies (Diptera: Stratiomyidae) in a colony. Journal of Entomological Science, 37:345–352, 2002.
[14] Holmes L.A., Vanlaerhoven S.L., and Tomberlin J.K. Relative humidity effects on the life
history of Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae). Environmental Entomology, 41:971–
978, 2012.
[15] Hall D.C., Gerhardt R.R. authors., Mullen G., and Durden L., editors. Flies (Diptera), chapter
Medical and Veterinary Entomology. Academic Press, 2002.
[16] Newton G., Sheppard D., Watson D., Burtle G., Dove C., Tomberlin J., and Thelen E. The
black soldier fly, Hermetia illucens, as a manure management/resource recovery tool. State of
the Science, Animal Manure and Waste Management, pages 5–7, 2005.
[17] Rumpold B. and Schlüter O. Potential and challenges of insects as an innovative source for
food and feed production. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 17:1–11, 2013.
64
[18] Makkar H., Tranb G., Heuzéb V., and Ankersa P. State-of-the-art on use of insects as animal
feed. Animal Feed Science and Technology, 197:1–33, 2014.
[19] St-Hilaire S., Cranfill K., McGuire M., Mosley E., Tomberlin J., Newton L., Sealey W.,
C. Sheppard, and Irving S. Fish offal recycling by the black soldier fly produces a foodstuff
high in omega-3 fatty acids. Journal of the World Aquaculture Society, 38:309–313, 2007.
[20] St-Hilaire S., C. Sheppard, Tomberlin J., Irving S., Newton L., McGuire M., Mosley E., Hardy
R., and Sealey W. Fly prepupae as a feedstuff for rainbow trout, Oncorhynchus mykiss. Journal
of the World Aquaculture Society, 38:59–67, 2007.
[21] Sealey W., Gaylord T., Barrows F., Tomberlin J., McGuire M., Ross C., and St-Hilaire S. Sensory analysis of rainbow trout, Oncorhynchus mykiss, fed enriched black soldier fly prepupae,
Hermetia illucens. Journal of the World Aquaculture Society, 41:34–45, 2011.
[22] Erickson M., Islam M., Sheppard C., Liao J., and Doyle M. Reduction of Escherichia coli
o157 : H7 and Salmonella enterica serovar enteritidis in chicken manure by larvae of the black
soldier fly. Journal of Food Protection, 67:685–690, 2004.
[23] Zheng L., Li Q., Zhang J., and Yu Z. Double the biodiesel yield: Rearing black soldier fly
larvae, Hermetia illucens, on solid residual fraction of restaurant waste after grease extraction
for biodiesel production. Renewable Energy, 41:75–79, 2012.
[24] Sheppard C., Newton L., Thompson S., and Savage S. A value added manure management
system using the black soldier fly. Bioresource Technology, 50:275–279, 1994.
[25] Sánchez-Muros M., Barroso F., and Manzano-Agugliaro F. Insect meal as renewable source of
food for animal feeding: a review. Journal of Cleaner Production, 65:16–27, 2014.
[26] Finke M.D. Complete nutrient content of four species of feeder insects. Zoo Biology, 32:27–36,
2013.
[27] Centraal Veevoederbureau (CVB). Veevoedertabel: gegevens over chemische samenstelling,
verteerbaarheid en voederwaarde van voedermiddelen. 1997.
[28] Arango Gutierrez G.P., Vergara Ruiz R.A., and Mejia Velez H. Compositional, microbiological
and protein digestibility analysis of larval meal of Hermetia illucens (Diptera:Stratiomyidae).
Revista Facultad Nacional de Agronomı́a, 57:2491–2499, 2004.
[29] Newton G., Booram C., Barker R., and Hale O. Dried Hermetia illucens larvae meal as a
supplement for swine. Journal of Animal Science, 44:395–400, 1977.
[30] Barry T., editor. Evaluation of the Economic, Social, and Biological Feasibility of Bioconverting Food Wastes With the BlackSoldier Fly (Hermetia illucens). UNT Digital Library,
2004.
[31] Barroso F., de Haro C., Sánchez-Muros M., Venegas E., Martı́nez-Sánchez A., and Pérez-Bañón
C. The potential of various insect species for use as food for fish. Aquaculture, 422–423:193–201,
2014.
[32] Dierenfeld E.S. and J.D. King. Digestibility and mineral availability of phoenix worms, Hermetia illucens, ingested by mountain chicken frogs, Leptodactylus fallax. Journal of Herpetollogical
Medical and Surgery, 18:100–105, 2008.
65
[33] Dashefsky H.S., Anderson D.L., Tobin E.N., and Peters T.M. Face fly pupae - potential feed
supplement for poultry. Environmental Entomology, 5:680–682, 1976.
[34] http://www.protix.eu/. April 2015.
[35] Kidder D.E. and Manners M.J. Digestion in the Pig. Bristol: Scientechnica, 1978.
[36] Cranwell P.D., Noakes D.E., and Hill K.J. Observations on the stomach content of the suckling
pig. Proceedings of the Nutrition Society, 27:26A, 1968.
[37] Bolduan G. The regulation of the intestinal flora in piglets and sows - a new feeding strategy.
Research and Practical Experience, 23:1–17, 1988.
[38] Arrese E. and Soulage J. Insect fat body: energy, metabolism, and regulation. Annual Review
of Entomology, 55:207–225, 2010.
[39] Dean R.L., Collins J.V., Locke M. authors., Kerkut G.A., and Gilbert L.I., editors. Comprehensive insect physiology, biochemistry and pharmacology, volume 3, chapter Structure of the
fat body. Pergamon press, 1 edition, 1985.
[40] De Clercq P. Toegepaste entomologie: Cursusnota’s: Anatomie en Fysiologie van de Insecten.
Universiteit Gent, 2014.
[41] Canavoso L. and Wells M. Metabolic pathways for diacylglycerol biosynthesis and release in
the midgut of larval Manduca sexta. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 30:1173–1180,
2000.
[42] Li Q., Zheng L., Qiu N., Cai H., Tomberlin J., and Yu Z. Bioconversion of dairy manure by
black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) for biodiesel and sugar production. Waste Management, 31:1316–1320, 2011.
[43] Zelles L. Phospfolipid fatty acid profiles in selected mempers of soil microbial communities.
Chemosphere, 35:275–294, 1997.
[44] Finke M.D. Gut loading to enhance the nutrient content of insects as food for reptiles: A
mathematical approach. Zoo Biology, 22:147–162, 2003.
[45] Mensink R., Zock P., Kester A., and Katan M. Effects of dietary fatty acids and carbohydrates
on the ratio of serum total to HDL cholesterol and on serum lipids and apolipoproteins: a metaanalysis of 60 controlled trials. The American Journal of Clinical Nutrition, 77:1146–1155,
2003.
[46] Lieberman S., Enig M., and Preuss H. A review of monolaurin and lauric acid - natural
virucidal and bactericidal agents. Alternative and Complementary Therapies, 914:740–2100,
2006.
[47] Schlievert P. and Peterson M. Glycerol monolaurate antibacterial activity in broth and biofilm
cultures. Plos One, 7:1–12, 2012.
[48] Shokrollahi B., Yavari Z., and Kordestani A. Effects of dietary medium-chain fatty acids on
performance, carcass characteristics, and some serum parameters of broiler chickens. British
Poultry Science, 55:662–667, 2014.
66
[49] Dierick N.A., Decuypere J.A., Molly K., Van Beekc E., and Vanderbeke E. The combined
use of triacylglycerols containing medium-chain fatty acids (MCFAs) and exogenous lipolytic
enzymes as an alternative for nutritional antibiotics in piglet nutrition I. in vitro screening
of the release of MCFAs from selected fat sources by selected exogenous lipolytic enzymes
under simulated pig gastric conditions and their effects on the gut flora of piglets. Livestock
Production Science, 75:129–142, 2002.
[50] Hanczakowska E., Szewczyk A., Swiatkiewicz M., and Okon K. Short- and medium-chain
fatty acids as a feed supplement for weaning and nursery pigs. Polish Journal of Veterinary
Sciences, 16:647–654, 2013.
[51] Chwen L., Foo H., Thanh N., and Choe D. Growth performance, plasma fatty acids, villous
height and crypt depth of preweaning piglets fed with medium chain triacylglycerol. AsianAustralasian Journal of Animal Sciences, 26:700–704, 2013.
[52] Swiatkiewicz S., Koreleski J., and Arczewska A. Laying performance and eggshell quality in
laying hens fed diets supplemented with prebiotics and organic acids. Czech Journal of Animal
Science, 7:294–306, 2010.
[53] Nagao K. and Yanagita T. Medium-chain fatty acids: Functional lipids for the prevention and
treatment of the metabolic syndrome. Pharmacological Research, 61:208–212, 2010.
[54] Li Y., Xiang Q., Zhang Q., Huang Y., and Su Z. Overview on the recent study of antimicrobial
peptides: Origins, functions, relative mechanisms and application. Peptides, 37:207–215, 2012.
[55] Otvos JR.L. Review: Antibacterial peptides isolated from insects. Journal of Peptide Science,
6:497–511, 2000.
[56] Schildermans K. Overwinteringsvermogen van de zwarte wapenvlieg, hermetia illucens. 2015.
[57] Henderickx H., Van Der Heyde en H. Zur vereinfachung der quantitativen und qualitativen
bestimmung der bakterien unter verwendung von ‘ringplatten’. Zentralblatt für Bakteriologie,
Mikrobiologie und Hygiene, 189:224–228, 1963.
[58] Demeyer D.I., Henderson C., and Prins R.A. Relative significance of exogenous and de novo
synthesized fatty acids in the formation of rumen microbial lipids in vitro. Applied and Environmental Microbiology, 35:24–31, 1978.
67