Акриды и возможность их применения в составе кормов и продуктов питания

Согласно прогнозам, в 2050 году спрос на продукты питания примерно у 10 миллиардов человек вырастет на 50% по сравнению с 2012 годом. В настоящее время более 820 миллионов человек недоедают, два миллиарда страдают от дефицита питательных микроэлементов и два миллиарда страдают избыточным весом или

ожирением. Несбалансированное питание увеличивает число случаев ожирения, связанного с питанием, и неинфекционных заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца, инсульт и диабет. Обычные источники питания становятся все более экологически неустойчивыми, так как они оказывают огромное давление на земельные и водные ресурсы и вносят большой

вклад в выбросы парниковых газов. С другой стороны, на корм для животных приходится 60–80% затрат на выращивание свиней и птиц. Стоимость белковых ингредиентов (например, рыбной и соевой муки) увеличивается из-за их конкурентного использования их в качестве пищи для людей, поэтому крайне необходимы альтернативные источники пищевых продуктов и белковых кормовых добавок [1, 2].

Благоприятные климатические условия, включая глобальное потепление и деятельность человека, являются основными причинами скопления саранчи. За прошедший год 14% всех площадей сельскохозяйственных угодий Юга России были заселены личинками саранчи, из которых преобладает такой вид как Мароккская саранча. В качестве обычной практики борьбы с саранчой применялось массовое распыление с воздуха инсектицидов широкого спектра действия, которые, к сожалению, отрицательно влияют на здоровье человека и окружающую среду [3, 4]. Другие устойчивые стратегии борьбы с саранчой включают биопестициды, мониторинг, регуляторы роста насекомых, географическую привязку с использованием глобальных систем позиционирования. Однако большинство из них либо все еще находятся в стадии разработки, либо недоступны на рынке.

Во всем мире известен 21 вид саранчи, из которых 10 (мигрирующие, пустынные, красные, коричневые, сахелианские, Бомбей, австралийская чума, итальянская, сибирская и южноамериканская саранча) потреблялись или скармливались животным в 65 странах [5]. У мигрирующей саранчи есть два подвида: азиатская мигрирующая саранча и африканская мигрирующая саранча.

Рисунок 1. Ареал распространения саранчи

Figure 1. Locust distribution area

На юге России наиболее распространенными являются азиатская перелетная саранча, итальянский прус и мароккская саранча.

По данным многолетних наблюдений марок-кская саранча на юге России появилась впервые в 2011 году. Заселение произошло с сопредельных территорий соседствующих регионов. За период с 2011 по 2020 годы мароккская саранча охватила территорию 7-ми районов региона. Ареал распространения расширился в северо-западном направлении протяженностью более 450 км. По многолетним наблюдениям массовые вспышки азиатской саранчи и итальянского пруса отмечались с периодичностью в 1968, 1975, 1992–1994, 2000–2003, 2009–2012 годы, а по архивным источникам – в 20-x годах прошлого столетия [6].

Материалы и методы

Объектами исследования служили умерщвленные особи мароккской саранчи. Материал исследований был собран на юге России на территории республики Калмыкия совместно с учеными Калмыцкого государственного университета.

Умерщвленные акриды были измельчены для проведения дальнейших исследований – определения массовой доли сырого протеина, сухого вещества, сырого жира, сырой клетчатки в сыром веществе, сырой золы, определение аминокислотного состава и минеральных веществ. Последний показатель был определен в лаборатории ООО «Микронутриенты», все остальные показатели – в лаборатории ФГБНУ «Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции». В каждую из лабораторий было отправлено 4 экспериментальных образца муки из умерщвленных акридов для определения в каждом из них всех показателей, упомянутых выше [7]. В результатах исследований представлены значения показателей всех 4 экспериментальных образцов.

Все исследования были проведены по стандартным общепринятым методикам: массовая доля сырого протеина – по ГОСТ 32044.1–2012 по методу Кьельдаля; массовая доля сухого вещества – по ГОСТ 31640–2012 путем высушивания навески испытуемой пробы с последующим количественным определение сухого вещества; массовая доля сырого жира – по ГОСТ 13496.15– 2016 методом извлечения сырого жира из навески диэтиловым эфиром в аппарате Сокслета, удаления растворителя и взвешивания обезжиренного остатка; массовая доля сырой клетчатки в сыром веществе – по ГОСТ 31675–2012 методом, основанном на последовательной обработке навески исследуемой пробы растворами кислоты и щелочи, озолении и последующем количественном определении органического остатка гравиметрическим методом; массовая доля сырой золы – по ГОСТ 26226–95 методом определения массы остатка после сжигания и последующего прокаливания пробы; аминокислотный состав – методом капиллярного электрофореза на системе «Капель-105М»; минеральные вещества – методом масс-спектрометрией с индуктивносвязанной плазмой (МС-ИСП), атомно-эмиссионной спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП) [8–12].

Результаты и обсуждение

Содержание белка, жира и калорийности саранчи (таблица 1) сопоставимо или выше, чем в мясе (18–29%, 1–32% и 106–353 ккал/100 г. соответственно). Хотя уровни сырого протеина у саранчовых обычно высоки, присутствие хитина может ухудшить его растворимость, но ее можно повысить в 6 раз при щелочном уровне рН и за счет экстракции хитина для других целей [13, 14].

Таблица 1.

Химический состав саранчи

Locust chemical composition

Table 1.

Показатель | Indicator	Значение | Value
Массовая доля сырого протеина, % | Mass fraction of crude protein	65.51 ± 0.03
Массовая доля сухого вещества, % | Mass fraction of dry matter	92.53 ± 1.02
Массовая доля сырого жира, % | Mass fraction of crude fat	8.89 ± 0.76
Массовая доля сырой клетчатки в сухом веществе, % | Mass fraction of crude fiber in dry matter	11.95 ± 1.4
Массовая доля сырой золы, % | Mass fraction of crude ash	6.5 ± 0.3

Саранча содержит сравнимые или более высокие уровни кальция (таблица 2), чем баранина, говядина и свинина, которые содержат от 4 до 28 мг/100 г. Так же акриды содержат сопоставимый или более высокий уровень основных микроэлементов, железа и цинка, чем баранина, говядина и свинина – 1–6 и 2,4–12,5 мг / 100 г.

Минеральные вещества соответственно [15]. Количественное содержание цинка в перелетной саранче сопоставимо с содержанием в баранине, говядине и свинине; и содержание тяжелых металлов в саранче находятся в допустимых пределах, как и в других продуктах питания, таких как фрукты и овощи.

Таблица 2. составе саранчи, мкг / г

Table 2.

Mineral substances in the locust, mg / g

Элемент Element	Образец | Sample
	1	2	3	4
Al	88.56 ± 8.86	41.29 ± 4.13	106 ± 11	102 ± 10
As	0.13 ± 0.015	0.07 ± 0.01	0.18 ± 0.022	0.13 ± 0.015
B	7.53 ± 0.75	6.23 ± 0.62	6.49 ± 0.65	12.84 ± 1.28
Ca	2977 ± 298	2032 ± 203	1762 ± 176	3201 ± 320
Cd	0.21 ± 0.025	0.32 ± 0.038	0.22 ± 0.027	0.26 ± 0.031
Co	0.79 ± 0.094	0.26 ± 0.031	0.35 ± 0.042	0.4 ± 0.049
Cr	3.28 ± 0.33	1.14 ± 0.11	2.45 ± 0.24	2.06 ± 0.21
Cu	34.06 ± 3.41	36 ± 3.6	50.15 ± 5.01	47.14 ± 4.71
Fe	272 ± 27	137 ± 14	317 ± 32	309 ± 31
Hg	0.02 ± 0.003	0.01 ± 0.002	0.006 ± 0.0011	0.008 ± 0.0016
I	0.74 ± 0.089	0.96 ± 0.115	2.05 ± 0.21	0.73 ± 0.087
K	10395 ± 1039	9784 ± 978	9388 ± 939	14621 ± 1462
Li	0.25 ± 0.03	0.91 ± 0.109	0.41 ± 0.05	0.28 ± 0.034
Mg	1262 ± 126	1205 ± 121	1161 ± 116	1723 ± 172
Mn	38.07 ± 3.81	25.57 ± 2.56	15.93 ± 1.59	20.21 ± 2.02
Na	2341 ± 234	2530 ± 253	1756 ± 176	2469 ± 247
Ni	2.77 ± 0.28	0.87 ± 0.105	1.98 ± 0.2	1.51 ± 0.15
P	6675 ± 667	7164 ± 716	6332 ± 633	9603 ± 960
Pb	0.35 ± 0.042	0.2 ± 0.024	0.28 ± 0.034	0.31 ± 0.037
Se	0.42 ± 0.051	0.54 ± 0.065	0.4 ± 0.048	0.59 ± 0.071
Si	32.67 ± 3.27	28.89 ± 2.89	35.57 ± 3.56	36.9 ± 3.69
Sn	0.1 ± 0.015	0.05 ± 0.007	0.01 ± 0.002	0.05 ± 0.007
Sr	30.38 ± 3.04	22.92 ± 2.29	20.72 ± 2.07	32.65 ± 3.26
V	0.78 ± 0.094	0.45 ± 0.054	1.13 ± 0.11	0.87 ± 0.104
Zn	146 ± 15	114 ± 11	145 ± 15	169 ± 17

В отличие от говядины, баранины и свинины со следами или отсутствием витаминов A, D и E, перелетная саранча содержит 0,8–2,4 мкг/кг витамина D 3 , примерно 0,6 мкг/г и 267,5 мкг/г витамина A и E, соответственно. Перелетная саранча также содержит 10–20 мкг/100 г. витамина В 12 , что в 5–10 раз превышает его уровни в говядине, беконе, баранине и свинине [16, 17].

Однако тиамин, рибофлавин, никотиновая кислота и витамин В 6 , которые обычно содержатся в говядине, баранине и свинине в составе саранчи не обнаружены.

Саранча содержит полиненасыщенные жирные кислоты (омега-3 и омега-6), которые необходимы для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. Из литературных источников известно, что в 100 г. саранчи содержится 66 мг холестерина, когда, например, в баранине содержится 62–81 мг/100 г. Более того, известно, что саранча богата фитостеринами, которые ухудшают абсорбцию холестерина, тем самым снижая его уровень в организме и обеспечивая защиту сердечно-сосудистой системы [18, 19].

Таблица 3. Аминокислотный состав саранчи, г/100 г. белка

Table 3.

Locust amino acid composition, g/100 g protein

Аминокислота | Amino acid	Значение Value
Аргинин | Arginine	1.233
Лизин | Lysine	1.948
Тирозин | Tyrosine	1.048
Фенилаланин | Phenylalanine	1.369
Гистидин | Histidine	0.584
Лейцин + изолейцин | Leucine + Isoleucine	4.412
Фенилаланин | Phenylalanine	1.369
Гистидин | Histidine	0.584
Лейцин + изолейцин | Leucine + Isoleucine	4.412
Метионин | Methionine	0.453
Валин | Valine	2.316
Пролин | Proline	2.479
Треонин | Threonine	1.35
Серин | Serine	1.337
Аланин | Alanin	4.029
Глицин | Glycine	2.318
Триптофан | Tryptophan	0.265

Хотя содержание лизина и метионина, которые высоки в зерновых и бобовых культурах, ниже у саранчовых, чем значения, рекомендованные ФАО ВОЗ, их количественное содержание выше, чем в говядине, баранине и свинине. Известно, что саранча содержит более низкие уровни лизина, но более высокие уровни метионина, чем соевый шрот – распространенный источник белка в кормах для животных (таблица 3).

Заключение

Саранча по питательности не уступает обычному мясу или даже богаче. Она содержит омега-3 и 6 жирные кислоты и другие стеролы, которые имеют решающее значение для предотвращения сердечно-сосудичтых заболеваний; а также имеет низкий уровень холестерина. Лимитирующие аминокислоты лизин и метионин у саранчи выше, чем в обычном мясе. Саранча богата кальцием, железом, цинком и витамином D 3 , В 12 , E и A и содержит безопасные уровни тяжелых металлов. В общеизвестных литературных источниках саранча была оценена как ингредиент кормов для рыб и свиней и принесла многообещающие результаты [20]. Проблемы безопасности при полезном использовании саранчи связаны с возможным наличием в составе акридов инсектицидов, аллергенов и микробных загрязнителей, но этого можно избежать. Во всем мире предпринимаются усилия по разработке политических рамок и правил, поддерживающих производство, использование и торговлю саранчой и другими съедобными насекомыми. Для использования саранчовых в производстве продуктов питания необходимо выращивать акридов в инкубационных условиях, обеспечивая все необходимые климатические параметры для их жизнедеятельности. Применяя такой вид сырья в продуктах питания необходимо осведомлять общественность об их питательной ценности, разработать нормативные акты и технологии для эффективной обработки саранчи.