این لارو خشک شده ی لارو زنده ی مگس سرباز سیاه است و حداقل ۴۳% پروتئین و ۲۷% چربی در خود دارد. آیا از نظر علمی غذای خوبی برای حیوانات است.

بله، لارو خشک مگس سرباز سیاه در سال ۲۰۱۷ مجوز خوراک دام و طیور و آبزیان را در اروپا بدست آورده و در ۲۰۲۲ اجازه ی خوراک انسانی را در اروپا دریافت کرده است

مگس سرباز سیاه

مقدمات، چرخه ی زندگی، تغذیه، بازیافت، مولد سازی، پرورش

مگس سرباز سیاه (BSF)، Hermetia illucens Linnaeus، یک Stratiomyidae بزرگ است.این مگس (اندازه 13 تا 20 میلی متر) در سرتاسر جهان یافت می شود، اما اعتقاد بر این است که منشا آن در قاره آمریکا بوده است. اغلب در مناطق گرمسیری و معتدل در سراسر جهان یافت می شود. اگرچه در درجه اول با این مناطق سازگار است، اما می تواند دمای شدید را تحمل کند، مگر در زمان تخم گذاری. آنها به طور کلی یک حشره مفید و غیر آفت در نظر گرفته می شوند. مگس بالغ آن اجزای دهان، نیش، یا اندام های گوارشی ندارد. بنابراین در طول عمر کوتاه آن گاز نمی گیرند و نیش نمی زنند و تغذیه نمی کنند. آنها فقط در زمان لارو بودن تغذیه می کنند و بنابراین با انتقال بیماری ارتباطی ندارند. لاروهای BSF (BSFL) خورندگان حریص طیف وسیعی از ضایعات آلی هستند که مواد مغذی را تجزیه کرده و به خاک برمی‌گردانند. علاوه بر این، BSFL یک منبع پروتئین جایگزین برای آبزی پروری، غذای حیوانات خانگی، خوراک دام و حتی تغذیه انسان است.

۱. معرفی

رشد سریع جمعیت انسانی جهان و شهرنشینی منجر به افزایش تقاضا برای تولید مواد غذایی و مدیریت پسماندهای آلی شده است. از آنجایی که نیاز به مواد غذایی مغذی همچنان در حال افزایش است، اطمینان از امنیت غذایی فعلی و آینده، کاهش تولید زباله و ترویج کشاورزی پایدار که شامل استفاده مجدد از پسماند و ارزش گذاری ضایعات می شود، حیاتی است. استفاده از مگس سرباز سیاه (BSF)، Hermetia illucens L. ، یک فناوری سبز در حال ظهور، نشان دهنده پتانسیل عظیمی در مدیریت زباله است. لارو مگس سرباز سیاه می تواند به طور قابل توجهی طیف گسترده ای از ضایعات را کاهش دهد و به طور همزمان خوراک و روغن با ارزش حیوان یا انسان را با ترکیب مواد مغذی بالا ارائه دهد.

۲. چرخه ی زندگی

مگس سرباز سیاه در چرخه زندگی خود پنج مرحله اصلی را پشت سر می گذارد: مراحل تخم، لارو، پیش شفیرگی، شفیرگی و بالغ ^[ 1 ] . طولانی ترین مرحله از چرخه زندگی آن در مراحل لارو و شفیره سپری می شود، در حالی که مراحل تخم و بلوغ نسبتا کوتاه است. ماده ها بین ۵۰۰ تا ۹۰۰ تخم می گذارند ^[ 2 ]. به طور متوسط، تخم ها در چهار روز از تخم بیرون می آیند و با فصل، منطقه و دما متفاوت هستند. در فاز لاروی شش سن وجود دارد و اندازه لاروها بین ۱.۸ تا ۲۰ میلی متر است و لاروهای ۲۰ میلی متری به عنوان لارو بالغ نامیده می شوند. لاروهای بیرون آمده از تخم‌ها بلافاصله با انواع مختلف مواد آلی، از جمله کود حیوانی، میوه‌ها و سبزیجات در حال پوسیدگی و ضایعات غذایی شروع به تغذیه می‌کنند و میزان مصرف پس از سن ۳ به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد ^{[ 3 ]}. هنگامی که لاروها به سن ششم می رسند، تحت ملانیزاسیون قرار می گیرند و در نتیجه رنگی تیره‌تر از کوتیکول ایجاد می شود تا به شفیره تبدیل شود. در این مرحله حشره دستگاه گوارش خود را خالی می کند و تغذیه را متوقف می کند. سپس شفیره‌ها از منبع غذایی خود به شکاف‌های خشک مهاجرت می‌کنند تا طی 7 تا 10 روز به شفیره تبدیل شوند. مرحله شفیرگی، که طی آن لاروها حداقل به مدت 8 روز حرکت نمی کنند و غذا نمی خورند، با ظهور بالغ پایان می یابد ^[ 1 ] . مگس بالغ از چیزی جز آب تغذیه نمی کند و به چربی ذخیره شده در مرحله لاروی خود متکی است. به محصولات زراعی آسیب نمی رساند، محیط زیست را آلوده نمی کند، بیماری ها را گسترش نمی دهد، به خانه ها یا رستوران ها حمله نمی کند، بلکه زندگی می کند از راه دور از انسان، بالغ می شود و عمدتاً در مناطق سایه دار بالغ می شود ^[ 3 ]. مگس در عرض ۵ تا ۸ روز جفت گیری می کند و تخم می گذارد. مدت کوتاهی پس از تخمگذاری، ماده می میرد ^[ 1 ] .

۳. از زباله تا کود زیستی

مدیریت پسماند جامد، به ویژه پسماندهای آلی، یکی از مبرم‌ترین و جدی‌ترین مسائل زیست‌محیطی است که شهرهای کشورهای با درآمد کم و متوسط با آن مواجه هستند ^[ 4 ]^[ 5 ] . شدت این مشکل در آینده به افزایش روندهای صنعتی شدن سریع، شهرنشینی و رشد جمعیت ادامه خواهد داد ^[ 6 ]^[ 4 ] . تقاضا برای توسعه روش های کارآمد و پایدار سیستم مدیریت پسماند یک چالش دلهره آور باقی مانده است.

روش‌های متداول کمپوست‌سازی مستلزم زمین‌های بزرگ و مدت زمان تجزیه طولانی است و در عین حال درآمدهای حاشیه‌ای ایجاد می‌کند. تولید بیوگاز از ضایعات یک منبع انرژی زیستی پایدار است، اما چندین معایب نیز دارد ^{[ 7 ]}. تجزیه باکتری‌های بی‌هوازی گازهای گلخانه‌ای مانند متان (CH ₄ )، دی اکسید کربن (CO ₂ ) و اکسید نیتروژن (N ₂ O) مرتبط با گرم شدن کره زمین را تولید می‌کند. انتشار متان روده‌ای از کود دامی مسئول ۱۴.۵ درصد از کل CH₄ و N₂O در سراسر جهان است ^[ 7 ]^{[ 8 ]}. معایب دیگر عبارتند از نرخ بارگذاری پایین، فرآیند کند و هزینه بالای هاضم ^[ 7 ] . ورمی کمپوست (استفاده از کرم‌های خاکی) برای تجزیه مواد آلی نیز دارای محدودیت‌های متعددی است، مانند آلودگی به مگس میوه و پشه، نگهداری بالا (نیازمند نظارت ثابت دما و رطوبت)، و سطح پاتوژن بالا در مقایسه با کمپوست سنتی ^[ 9 ]^[ 10 ] . بیشتر ضایعات (به ویژه کود حیوانی) قبل از ورمی کمپوست نیاز به پیش کمپوست (تا 2 هفته) دارند ^[ 11 ] .

یکی دیگر از روش‌های تصفیه زباله‌های زیستی که در سال‌های اخیر به دلیل سادگی فنی و کارآمدی آن شهرت فزاینده‌ای پیدا کرده است، استفاده از لارو مگس سرباز سیاه است. لاروهای BSF تبدیل زیستی انواع مختلف ضایعات از جمله کود حیوانی ^[ 12 ] ، ضایعات مواد غذایی، ضایعات بازار و سایر فضولات را به زیست توده لارو حشرات و کمپوست ارگانیک ^[ 13 ] امکان پذیر می‌کنند . لاروها می‌توانند در طیف وسیعی از مواد آلی در حال پوسیدگی به دلیل قطعات دهان جویدنی بزرگ و قدرتمند، میکروبیوتای غنی روده، سیستم ایمنی قوی و فعالیت آنزیمی بالا، رشد کنند که به آنها اجازه می‌دهد تا مولکول‌هایی مانند نشاسته، پروتئین‌ها و چربی‌ها را متابولیزه کنند ^{[ 14 ]}. لاروها مواد زائد آلی را سریعتر از کرم‌های مورد استفاده در ورمی کمپوست تبدیل می‌کنند ^[ 13 ] . هر لارو می تواند تا 200 میلی‌گرم ضایعات غذایی در روز مصرف کند. همچنین می‌تواند برخی از مواد سمی را از کمپوست انباشته حذف کند ^[ 15 ] . علاوه بر این، کود دامی تیمار شده با لاروهای BSF انتشار گازهای گلخانه‌ای را ۴۷ برابر کمتر از کمپوست‌سازی بادکنکی نشان داد ^[ 16 ] .

۴. از زباله گرفته تا خوراک دام و روغن

لارو مگس سرباز سیاه (BSFL) تبدیل کننده زباله های آلی به زیست توده خوراکی - پروتئین ها، لیپیدها، پپتیدها، اسیدهای آمینه، کیتین ، ویتامین ها و پلیپیدها هستند. پروتئین‌ها و اسیدهای آمینه برای تولید خوراک دام، جایگزین پودر ماهی و مواد غذایی با قابلیت هضم بالا [ 3 ] استفاده شده است، که ارزش غذایی آنها به طور قابل توجهی بر اساس نوع بسترهایی که لاروها تغذیه می شوند، متفاوت است ^[ 17 ] . بسترهای غنی از پروتئین و روغن برای تجمع پروتئین و روغن در BSF مساعدتر هستند. محتوای پروتئین بین 30-40٪ و روغن 28-35٪ است ^[ 3 ]. بنابراین، این حشرات منابع پروتئینی جایگزین را در هزینه های فزاینده بالای خوراک های تجاری ارائه می دهند.

همچنین نشان داده شده است که لاروهای چربی‌دار BSF جایگزین‌های وعده‌ای برای پودر ماهی هستند ^[ 18 ] . چربی زدایی حشرات را می توان با فشار مکانیکی لاروهای یخ زده خرد شده برای امکان نشت چربی درون سلولی یا استخراج با استفاده از اتر نفتی به دست آورد ^[ 19 ] . فرآیند چربی‌زدایی منجر به وعده‌های غذایی با مقادیر پروتئین بزرگ‌تر (9/56 درصد) نسبت به لارو کامل (غیر چربی) می‌شود که با کنجاله سویا قابل مقایسه است ^[ 20 ] . کنسانتره پروتئین حشرات را می‌توان به عنوان یک ماده غذایی برای حیوانات استفاده کرد در حالی که روغن‌ها برای تغذیه حیوانات، صنایع شیمیایی و تولید بیودیزل ^[ 19 ] نیز بسیار کارآمد هستند.

۵. از زباله تا محصولات طبیعی ضد میکروبی

اطلاعات کمی در مورد محصولات طبیعی ضد میکروبی مگس سرباز سیاه وجود دارد. در سال‌های اخیر علاقه فزاینده‌ای به پتانسیل دارویی BSF مشاهده شده است. به غیر از کیتین و کیتوزان ^[ 21 ]^[ 22 ] ، این حشرات همچنین نشان داده‌اند که پپتیدهای ضد میکروبی (AMPs) با فعالیت‌های قوی علیه باکتری‌ها، قارچ‌ها، انگل‌ها و ویروس‌ها را تولید می‌کنند. تولید این AMPها توسط بارهای باکتریایی بالا (گرم مثبت یا گرم منفی) در رژیم غذایی القا می‌شود ^[ 3 ]^[ 23 ] . چنین طیف گسترده ای از پاسخ‌ها، یک منطقه ی غنی برای تحقیقات آینده است ^[ 24 ] .

در میان دسته‌هایی از AMPها که اخیراً از عصاره‌های لارو شناسایی شده‌اند، سکروپین‌ها و دفنسین‌ها هستند ^[ 25 ] . پپتید 1 شبه سکروپین (CLP1) نسبت به آنتی بیوتیک آمپی سیلین کارایی بهتری نسبت به باکتری های گرم منفی مانند اشریشیا کلی ، انتروباکتر آئروژنز و سودوموناس آئروژینوزا با حداقل غلظت مهاری (MIC) در محدوده 0.31-0.03 از خود نشان می‌دهد. -2.07 و 1.03-2.07 میکرومولار، به ترتیب ^[ 26 ] . پپتیدهای ضد میکروبی شبه دیفنسین، DLP3 و DPL4 فعالیت ضد باکتریایی در برابر باکتری‌های گرم مثبت، از جمله سویه‌های استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به دارو نشان می‌دهند.^[ 27 ]^[ 28 ] . علاوه بر این، لاروها میکرو فلور کود را اصلاح می‌کنند و به طور بالقوه پاتوژن‌های بیماری‌زا مانند E. coli و Salmonella enterica را که بر دام‌ها تأثیر می‌گذارند، کاهش می‌دهند ^[ 29 ] . روی هم رفته، مگس سرباز سیاه منبعی امیدوارکننده برای تحقیقات آنتی بیوتیکی است که بر اهمیت مطالعات بیشتر اکتشاف زیستی تاکید دارد.

منابع

G D P Da Silva; T Hesselberg; A Review of the Use of Black Soldier Fly Larvae, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae), to Compost Organic Waste in Tropical Regions. Neotropical Entomology 2019, 49, 151-162, 10.1007/s13744-019-00719-z.
Agus Dana Perma; Ucu Julita; Lulu Lusianti F; Ramadhani Eka Putra; Mating Success and Reproductive Behavior of Black Soldier Fly Hermetia illucens L. (Diptera, Stratiomyidae) in Tropics. Journal of Entomology 2020, 17, 117-127, 10.3923/je.2020.117.127.
Cuncheng Liu; Cunwen Wang; Huaiying Yao; Comprehensive Resource Utilization of Waste Using the Black Soldier Fly (Hermetia illucens (L.)) (Diptera: Stratiomyidae).. Animals 2019, 9, 349, 10.3390/ani9060349.
Eukene Bensig; Mary Flores; Fleurdeliz Maglangit; Mary Joyceflores; Assessment of the Water Quality of Buhisan, Bulacao and Lahug Rivers, Cebu, Philippines Using Fecal and Total Coliform as Indicators. Current World Environment 2014, 9, 570-576, 10.12944/cwe.9.3.03.
Fleurdeliz F Maglangit; Ritchelita P Galapate; Eukene O Bensig; Assessment of Nutrient and Sediment Loads in Buhisan, Bulacao and Lahug Rivers, Cebu, Philippines. International Journal of Sustainable Energy and Environmental Research 2016, 5, 8-13, 10.18488/journal.13/2016.5.1/13.1.8.13.
Anshika Singh; Kanchan Kumari; An inclusive approach for organic waste treatment and valorisation using Black Soldier Fly larvae: A review. Journal of Environmental Management 2019, 251, 109569, 10.1016/j.jenvman.2019.109569.
Marco A. El-Dakar; Remondah R. Ramzy; Martin Plath; Hong Ji; Evaluating the impact of bird manure vs. mammal manure on Hermetia illucens larvae. Journal of Cleaner Production 2021, 278, 123570, 10.1016/j.jclepro.2020.123570.
Antoni Sánchez; Adriana Artola; Xavier Font; Teresa Gea; Raquel Barrena; David Gabriel; Miguel Ángel Sánchez-Monedero; Asunción Roig; María Luz Cayuela; Claudio Mondini; et al. Greenhouse gas emissions from organic waste composting. Environmental Chemistry Letters 2015, 13, 223-238, 10.1007/s10311-015-0507-5.
Asoke Kumar Sannigrahi; Major Constraints in Popularising Vermicompost Technology in Eastern India. Modern Environmental Science and Engineering 2016, 2, 123-133, 10.15341/mese(2333-2581)/02.02.2016/008.
Patrick Byambas; Jean Luc Hornick; Didier Marlier; Frederic Francis; Murat Eyvaz; Vermiculture in animal farming: A review on the biological and nonbiological risks related to earthworms in animal feed. Cogent Environmental Science 2019, 5, 1591328, 10.1080/23311843.2019.1591328.
Sharma, Kavita; Garg, V.K.. Vermicomposting of Waste: A Zero-Waste Approach for Waste Management; Elsevier B.V.: Amsterdam, Netherlands, 2019; pp. 133-164.
Fen Zhou; Jeffery K. Tomberlin; Longyu Zheng; Ziniu Yu; Jibin Zhang; Developmental and waste reduction plasticity of three black soldier fly strains (Diptera: Stratiomyidae) raised on different livestock manures.. Journal of Medical Entomology 2013, 50, 1224-1230, 10.1603/ME13021.
S.N. Rindhe; Manish Kumar Chatli; R.V. Wagh; AmanPreet Kaur; Nitin Mehta; Pavan Kumar; O.P. Malav; Black Soldier Fly: A New Vista for Waste Management and Animal Feed. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences 2019, 8, 1329-1342, 10.20546/ijcmas.2019.801.142.
Cíntia Almeida; Patrícia Rijo; Catarina Rosado; Bioactive Compounds from Hermetia Illucens Larvae as Natural Ingredients for Cosmetic Application. Biomolecules 2020, 10, 976, 10.3390/biom10070976.
Francis K. Attiogbe; Nana Yaa K. Ayim; Joshua Martey; Effectiveness of black soldier fly larvae in composting mercury contaminated organic waste. Scientific African 2019, 6, e00205, 10.1016/j.sciaf.2019.e00205.
Adeline Mertenat; Stefan Diener; Christian Zurbrügg; Black Soldier Fly biowaste treatment – Assessment of global warming potential. Waste Management 2019, 84, 173-181, 10.1016/j.wasman.2018.11.040.
Thomas Spranghers; Matteo Ottoboni; Cindy Klootwijk; Anneke Ovyn; Stefaan Deboosere; Bruno De Meulenaer; Joris Michiels; Mia Eeckhout; Patrick De Clercq; Stefaan De Smet; et al. Nutritional composition of black soldier fly (Hermetia illucens) prepupae reared on different organic waste substrates. Journal of the Science of Food and Agriculture 2016, 97, 2594-2600, 10.1002/jsfa.8081.
GuoXia Wang; Kai Peng; Junru Hu; Cangjin Yi; Xiaoying Chen; Haomin Wu; Yanhua Huang; Evaluation of defatted black soldier fly (Hermetia illucens L.) larvae meal as an alternative protein ingredient for juvenile Japanese seabass (Lateolabrax japonicus) diets. Aquaculture 2019, 507, 144-154, 10.1016/j.aquaculture.2019.04.023.
Achille Schiavone; Michele De Marco; Silvia Martínez; Sihem Dabbou; Manuela Renna; Josefa Madrid; Fuensanta Hernandez; Luca Rotolo; Pierluca Costa; Francesco Gai; et al. Nutritional value of a partially defatted and a highly defatted black soldier fly larvae (Hermetia illucens L.) meal for broiler chickens: apparent nutrient digestibility, apparent metabolizable energy and apparent ileal amino acid digestibility. Journal of Animal Science and Biotechnology 2017, 8, 1-9, 10.1186/s40104-017-0181-5.
Ronghua Lu; Yanna Chen; Weipeng Yu; Mengjun Lin; Guokun Yang; Chaobin Qin; Xiaolin Meng; Yanmin Zhang; Hong Ji; Guoxing Nie; et al. Defatted black soldier fly (Hermetia illucens) larvae meal can replace soybean meal in juvenile grass carp (Ctenopharyngodon idellus) diets. Aquaculture Reports 2020, 18, 100520, 10.1016/j.aqrep.2020.100520.
Adelya Khayrova; Sergey Lopatin; Valery Varlamov; Black Soldier Fly Hermetia illucens as a Novel Source of Chitin and Chitosan. International Journal of Sciences 2019, 8, 81-86, 10.18483/ijsci.2015.
Anuraga Jayanegara; Ratna P. Haryati; Ainun Nafisah; Pipih Suptijah; Muhammad Ridla; Erika B. Laconi; Derivatization of Chitin and Chitosan from Black Soldier Fly (Hermetia illucens) and Their Use as Feed Additives: An In vitro Study. Advances in Animal and Veterinary Sciences 2020, 8, 472-477, 10.17582/journal.aavs/2020/8.5.472.477.
L. Gasco; A. Józefiak; M. Henry; Beyond the protein concept: health aspects of using edible insects on animals. Journal of Insects as Food and Feed 2020, in press, 1-28, 10.3920/jiff2020.0077.
Fleurdeliz Maglangit; Yi Yu; Hai Deng; Bacterial pathogens: threat or treat (a review on bioactive natural products from bacterial pathogens). Natural Product Reports 2020, 10.1039/D0NP00061B, 1-40, 10.1039/d0np00061b.
Ariane Müller; Diana Wolf; Herwig O. Gutzeit; The black soldier fly, Hermetia illucens – a promising source for sustainable production of proteins, lipids and bioactive substances. Zeitschrift für Naturforschung C 2017, 72, 351-363, 10.1515/znc-2017-0030.
Soon-Ik Park; Sung Moon Yoe; A novel cecropin-like peptide from black soldier fly, Hermetia illucens : Isolation, structural and functional characterization. Entomological Research 2017, 47, 115-124, 10.1111/1748-5967.12226.
Soon-Ik Park; Jong-Wan Kim; Sung Moon Yoe; Purification and characterization of a novel antibacterial peptide from black soldier fly (Hermetia illucens) larvae. Developmental & Comparative Immunology 2015, 52, 98-106, 10.1016/j.dci.2015.04.018.
Soon-Ik Park; Sung Moon Yoe; Defensin-like peptide3 from black solder fly: Identification, characterization, and key amino acids for anti-Gram-negative bacteria. Entomological Research 2017, 47, 41-47, 10.1111/1748-5967.12214.
F A Auza; S Purwanti; J A Syamsu; A Natsir; Antibacterial activities of black soldier flies (Hermetia illucens. l) extract towards the growth of Salmonella typhimurium, E.coli and Pseudomonas aeruginosa. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 2020, 492, 012024, 10.1088/1755-1315/492/1/012024.