Введение. По данным Министерства жилищно-коммунального хозяйства Ставропольского края, ежегодно каждый житель региона выбрасывает около 415 кг отходов, примерно 40 % из которых пищевые, что составляет 166 кг в год на человека. Население Ставрополя составляет 550 тысяч человек, исходя из этих данных, ежегодно выбрасывается более 90 000 т пищевых отходов, а в день около 250 т. Такая большая масса пищевых отходов города краевого уровня создает экологическую проблему [1].
Существуют несколько путей решения проблемы переработки и утилизации биоотходов, одним из которых является биологический. В последнее время получила актуальность тематика использования популяции мухи черной львинки (от лат. Hermetia illucens). Одна кладка мухи в процессе своего развития (20 суток) перерабатывает от 5 до 10 кг пищевых отходов с выходом массы живых личинок 2–4 кг. Предпочтение мухе черной львинки оказано благодаря быстрому росту и высокой плотности заселения в ограниченном пространстве на пищевом субстрате. В результате биоконверсии отходов получается два продукта: биогумус для удобрения сельскохозяйственных угодий, что вписывается в концепцию органического производства, и высокобелковая, высокоэнергетическая биомасса личинок, используемая в кормлении сельскохозяйственных животных.
Биомассу личинок можно рассматривать как альтернативный, безопасный источник белка не только для животных, но и человека. Белковое сырье – один из самых дорогих компонентов рациона. Высокая цена на высокобелковое сырье (рыбная, мясная мука, соевый жмых и шрот) обусловлена хорошей усвояемостью питательных веществ, поэтому поиск альтернативных источников всегда был и будет актуальным.
Данный тезис находит подтверждение своей актуальности в Распоряжении № 2761-Р от 10.10.2023 Правительства РФ, оно вносит корректировки в перечень сельскохозяйственной продукции, производство, первичную и последующую (промышленную) переработку которой осуществляют сельскохозяйственные товаропроизводители, а также научные организации, образовательные организации высшего образования в процессе своей научной, научно-технической и (или) образовательной деятельности. Речь в документе идет конкретно о продукции из мухи черная львинка.
В настоящее время существуют проекты комплекса по переработке пищевых отходов, основную работу в котором будут выполнять личинки мухи черной львинки. Комбинат может состоять из нескольких цехов производства: приемка и сортировка отходов, размещение их в контейнеры (заселение личинки мухи с последующей переработкой отходов); изолированный инсектарий, в котором муха совокупляется и откладывает яйца; переработка пищевых отходов с контаминацией яйцами и последующим вылуплением личинки (20-дневный цикл) [2].
Цель исследования – определение питательной ценности мухи черной львинки на всех стадиях ее цикла развития, а также прогнозирование эффективности скармливания продуктов переработки мухи перепелам ячного направления продуктивности, за счет расчета рационов с включением наиболее ценного по питательности сырья.
Задачи: исследование питательности опытного материала; разработка схемы опыта; расчет рационов согласно схемы опытов с помощью программного обеспечения «КормОптима».
Материал и методы. Все исследования проводились в научной лаборатории «Корма и обмен веществ» ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ.
На первом этапе проведены анализы по определению питательности мухи на разных стадиях ее развития – от личинки до подмора. Определение показателей качества проводилось в соответствии с утвержденными методами.
Составляя схему опыта для групп перепелов яичного направления продуктивности, к основному рациону добавили по 1 и 5 % личинки и 1 и 5 % предкуколки, сформировав тем самым 5 групп перепелов, включая контрольную группу (табл. 1). Рационы контрольной и опытных групп перепелов возрастом 55 суток были рассчитаны в соответствии с нормой по ГОСТ 28460-2014. Отобраны перепела яичного направления продуктивности методом пар-аналогов по 35 голов в группе. Содержание клеточное в условиях вивария ФГБОУ ВО Ставропольский ГАУ.
Результаты и их обсуждение. Проведя анализы в научной лаборатории «Корма и обмен веществ», мы определили питательность личинки, предкуколки, подмора и кокона (табл. 2).
Таблица 1
Схема научно-хозяйственного опыта по расчету рационов
Scheme of scientific and economic experience in calculating rations
|
Группа |
Рацион |
|
1-я контрольная |
Основной рацион (ОР) |
|
2-я опытная |
ОР с содержанием личинки черной львинки 1 % |
|
3-я опытная |
ОР с содержанием личинки черной львинки 5 % |
|
4-я опытная |
ОР с содержанием предкуколки черной львинки 1 % |
|
5-я опытная |
ОР с содержанием предкуколки черной львинки 5 % |
Таблица 2
Питательность мухи черная львинка в разных стадиях развития, %
Nutritional value of the black lion cub fly at different stages of development, %
|
Показатель |
Личинка (частично обезжиренная) |
Предкуколка (частично обезжиренная) |
Подмор |
Кокон |
|
Цистин (Cys) |
0,23 |
0,20 |
0,47 |
0,18 |
|
Метионин (Met) |
1,21 |
1,30 |
1,17 |
0,52 |
|
Лейцин (Leu) |
2,73 |
3,00 |
3,86 |
4,50 |
|
Аспарагиновая кислота (Аsp) |
4,57 |
5,09 |
4,44 |
2,95 |
|
Аланин (Ala) |
2,96 |
2,93 |
3,19 |
3,01 |
|
Аргинин (Arg) |
2,18 |
2,46 |
2,49 |
1,54 |
|
Валин (Val) |
2,67 |
3,06 |
2,39 |
2,26 |
|
Глицин (Gly) |
2,45 |
3,03 |
2,12 |
3,16 |
|
Треонин (Тhr) |
1,83 |
2,11 |
1,67 |
1,27 |
|
Серин (Ser) |
1,76 |
2,06 |
1,96 |
1,80 |
|
Глютаминовая кислота (Glu) |
4,90 |
5,73 |
6,28 |
4,36 |
|
Гистидин (His) |
1,39 |
1,57 |
1,51 |
1,61 |
|
Изолейцин (Iie) |
1,60 |
1,68 |
3,16 |
4,86 |
|
Лизин (Lys) |
2,90 |
3,06 |
3,21 |
1,71 |
|
Пролин (Pro) |
2,37 |
2,91 |
2,30 |
1,96 |
|
Тирозин (Tyr) |
3,08 |
3,46 |
2,00 |
2,21 |
|
Фенилаланин (Phe) |
1,91 |
2,11 |
1,53 |
1,02 |
|
Общая влажность |
7,23 |
5,20 |
15,92 |
6,01 |
|
Сырой протеин |
41,50 |
46,44 |
47,37 |
47,03 |
|
Волокно (хитин) |
8,11 |
10,06 |
7,02 |
15,15 |
|
Сырой жир |
33,26 |
31,29 |
25,85 |
16,60 |
|
Сырая зола |
4,84 |
5,26 |
3,78 |
15,21 |
|
БЭВ |
5,06 |
1,75 |
0,06 |
0,00 |
|
Кальций |
0,89 |
0,97 |
0,61 |
4,03 |
|
Фосфор |
0,63 |
0,71 |
0,37 |
0,97 |
|
Обменная энергия, ккал/100 г |
421,60 |
414,00 |
371,18 |
301,01 |
За счет своей высокой питательности и большого коэффициента конверсии корма при низких затратах воды для роста черная львинка вполне может заменить и удешевить дорогое сырье в рационах сельскохозяйственных животных [3].
Получив данные и рассчитав обменную энергию, можно отметить, что черная львинка на стадии личинки и стадии предкуколки имеет большую питательность, чем подмор и кокон. Сырого жира в первых двух образцах больше в сравнении с подмором и коконом, даже при том условии, что личинка и предкуколка подвергаются частичному обезжириванию на водяной бане (которое предусмотрено технологией производства). Содержание жира в личинке может достигать 42 % в зависимости от условий содержания. Жир личинок ценится в домашней медицине, поэтому его получают с помощью водяной бани, этот метод позволяет извлечь всего лишь 5–10 % жира. Самым ценным продуктом является предкуколка, так как на данной стадии она не потребляет пищу, желудочно-кишечный тракт очищается от питательной массы. Сырого протеина личинка содержит меньше на 11,90–14,14 %, чем в других образцах, а сырого жира, наоборот, больше на 5,92–50,09 % в сравнении с другими продуктами. Хитин присутствует во всех исследуемых нами образцах, так как содержится во внешнем скелете черной львинки. Его содержание в образцах колеблется от 7,02 до 15,15 %. На основании проанализированной питательности было решено провести опыты на перепелах яичной продуктивности по разработанной нами схеме опыта для изучения ввода в рационы продукции и отходов при производстве личинок черная львинка.
Стоимость личинки, предкуколки, подмора и кокона экономическим подсчетом мы определили в 70 руб. за 1 кг, были учтены затраты на свет, тепло, воду, оплату труда обслуживающего персонала.
На основании питательности личинок и предкуколки рассчитали суточные рационы кормления взрослых перепелов яичного направления продуктивности программой «КормОптима», которые приведены в таблице 3.
Таблица 3
Суточные рационы взрослых перепелов яичного направления продуктивности, %
Daily rations of adult quails of egg production, %
|
Сырье |
Группа 1 (контроль) |
Группа 2 (опыт) |
Группа 3 (опыт) |
Группа 4 (опыт) |
Группа 5 (опыт) |
|
Личинка ЧЛ |
− |
1 |
5 |
− |
− |
|
Предкуколка ЧЛ |
− |
− |
− |
1 |
5 |
|
Подмор ЧЛ |
− |
− |
− |
− |
− |
|
Кокон ЧЛ |
− |
− |
− |
− |
− |
|
Пшеница |
45,0 |
45,3 |
46,0 |
45,4 |
46,7 |
|
Шрот подсолнечный СП 36 % |
10,7 |
11,3 |
13,8 |
11,4 |
14,1 |
|
Шрот соевый СП 44 % |
26,9 |
25,4 |
19,5 |
25,2 |
18,4 |
|
Масло подсолнечное |
7,8 |
7,5 |
6,4 |
7,5 |
6,4 |
|
Монокальцийфосфат |
1,5 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,5 |
|
Известняковая мука |
6,6 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
|
Соль поваренная |
1,28 |
1,28 |
1,28 |
1,28 |
1,28 |
|
Монохлоргидрат лизина 98 % |
0,07 |
0,08 |
0,05 |
0,08 |
0,15 |
|
DL-Метионин 98,5 % |
0,15 |
0,14 |
0,07 |
0,14 |
0,07 |
|
Стоимость рациона, руб. за 1 т |
29 865 |
29 692 |
28 685 |
29 641 |
28 739 |
|
Показатели питательности в рационах |
|||||
|
Сырой протеин |
21,01 |
21,00 |
21,00 |
21,00 |
21,00 |
|
Сырой жир |
9,20 |
9,18 |
9,27 |
9,15 |
9,05 |
|
Сырая клетчатка |
5,00 |
4,99 |
5,01 |
5,00 |
4,98 |
|
Обменная энергия, ккал/100 г |
290 |
290 |
290 |
290 |
290 |
|
Метионин |
0,47 |
0,44 |
0,44 |
0,44 |
0,44 |
|
Лизин |
1,05 |
1,05 |
1,02 |
1,05 |
1,05 |
|
Метионин + цистин |
0,82 |
0,78 |
0,78 |
0,79 |
0,78 |
|
Триптофан |
0,28 |
0,26 |
0,25 |
0,20 |
0,25 |
|
Треонин |
0,75 |
0,76 |
0,76 |
0,67 |
0,76 |
|
Изолейцин |
0,86 |
0,86 |
0,86 |
0,79 |
0,87 |
|
Аргинин |
1,42 |
1,42 |
1,42 |
1,42 |
1,43 |
|
Лейцин |
1,48 |
1,57 |
1,57 |
1,50 |
1,59 |
|
Валин |
0,98 |
0,97 |
0,98 |
0,92 |
0,98 |
|
Гистидин |
0,52 |
0,52 |
0,52 |
0,48 |
0,53 |
|
Фенилаланин |
1,01 |
1,02 |
1,01 |
0,98 |
1,02 |
|
Фенилаланин + тирозин |
1,69 |
1,70 |
1,70 |
1,61 |
1,72 |
|
Глицин |
0,94 |
0,95 |
0,95 |
0,97 |
0,94 |
|
Кальций |
2,81 |
2,80 |
2,80 |
2,80 |
2,80 |
|
Фосфор |
0,80 |
0,80 |
0,80 |
0,79 |
0,79 |
|
Натрий |
0,50 |
0,49 |
0,51 |
0,51 |
0,50 |
В основной рацион входили пшеница, шрот соевый и подсолнечный, масло подсолнечное, соль поваренная, монокальцийфосфат, известняковая мука, монохлоргидрат лизина и DL-метионин [4].
Введение в рационы опытного сырья привело к небольшому уменьшению цены за счет снижения ввода шрота соевого и введения более дешевого шрота подсолнечного, из-за сырой клетчатки, так как в личинке и других опытных продуктах ее нет [5]. В личинке и предкуколке много жира, поэтому протеина в них всего 41,50 и 46,44 % соответственно, аминокислотный состав личинки соответствует аминокислотному профилю кормов животного происхождения, в особенности по высокому содержанию лимитирующих аминокислот: лизина, метионина, треонина. Одним из основных аспектов в кормлении являются незаменимые аминокислоты. Рационы с добавлением муки из насекомых хорошо балансируются по энергетическим и протеиновым показателями [6, 7].
При вводе 1 и 5 % личинок в рацион, его стоимость уменьшалась на 0,58 и 3,95 % соответственно в сравнении с контролем. При вводе предкуколки в рацион 1 и 5 % его стоимость уменьшалась на 0,75 и 3,77 % соответственно.
Заключение. Мука из личинок, предкуколки, подмора и кокона мухи черная львинка представляет собой высокобелковое и высокоэнергетическое сырье, выгодное для балансирования рационов птицы, так как имеет ценный белок и высокую обменную энергию, что помогает решить одну из основных мировых проблем – недостаток белка. При производстве данного сырья попутно решается несколько экологических проблем: первая – это загрязнение окружающей среды за счет вредных газов, образующихся при гниении; вторая – это снижение распространения вредителей в городских условиях, таких как грызуны и некоторые насекомые, которые могут распространять патогенные микроорганизмы и загрязнять своими продуктами жизнедеятельности городскую среду; очередная проблема – обеднение почвы также разрешится за счет внесения в нее получаемого биогумуса. В результате переработки более 90 000 т пищевых отходов в год в краевой столице получится около 20 000 т сухого биогумуса, что позволит поддерживать близлежащие посевные площади в хорошем состоянии, а также около 36 500 т живых личинок, или 7 300 т сухого ценного продукта.
В перспективе развития тематики использования различных стадий цикла развития мухи черной львинки нами планируется серия опытов с учетом и анализом влияния на живую массу птицы, конверсию корма, яйценоскость, оценку характера хода линьки, гистологию кишечника, время прохождения корма с момента потребления до момента выхода кала, пористость химуса с помощью методов микроскопии, усвоение питательных веществ.
