Innovatív fehérjeforrások

A klasszikus fehérjetakarmány-összetevők, mint például a szójadara globális kínálatának szűkülésével az alternatív és/vagy az innovatív lehetőségek kerülnek előtérbe. Új „fehérjekorszak” veszi kezdetét, amikor a cél olyan fenntartható takarmányfehérjék létrehozása, amelyek előállítása mindinkább elválik a szántóföldi növénytermesztéstől. A Feed Navigator által 2018 tavaszán 
a hollandiai Amszterdamban szervezett Feed Protein Vision konferencia, valamint az RBI és a RELX Group digitális szakmai folyóirata, az All About Feed a közelmúltban részletesen foglalkozott 
az alternatív fehérjeforrásokra épülő takarmányozás témakörével. Jelen cikk az említett platformokon bemutatott ismeretanyagokat foglalja röviden össze.

Rovarok a takarmányban

A rovarfehérjék ígéretesnek bizonyulnak az állati takarmányozásban, jóllehet egyelőre csak a hobbiállat-takarmányokban és az akvakultúrában használatosak. A törekvések abba az irányba tartanak, hogy 2019-ben akár a baromfi- és a sertéságazatban is engedélyezze az Európai Bizottság ezen takarmány-alapanyagok használatát. Lars-Henrik Heckmann (Danish Technological Institute) előadása alapján a takarmányipari alapanyagként potenciálisan számításba vehető fajok a penészevő gabonabogár (Alphitobius diaperinus), a közönséges lisztbogár (Tenebrio molitor), a fekete katonalégy (Her­­­metia illucens) és a közönséges há­­zilégy (Musca domestica). 
E fajok lárváinak feldolgozása során (szárítás, darálás) keletkező takarmány-összetevő 40-60 százalék nyersfehérjét és 10-30 százalék nyerszsírt tartalmaz. A rovarok nemcsak fe­­hér­­jepótlásra alkalmasak, etetésükkel felerősödik az állatok immunrendszere, ezáltal csökkenthető az antibiotikumok használata. A Journal of Insects as Food and Feed című folyóirat három fő komponensre mutat rá: A kitin gátolja az Escherichia coli és a Salmonella kórokozók növekedését a bélrendszerben. Emellett brojlercsirkékkel folytatott kísérletekben 
a húsminőség javulását, tojótyúkoknál az immunválasz fokozódását és jobb betegség-ellenállást tapasztaltak. A laurinsav vírusellenes és antibakteriális aktivitást mutat, elősegíti a Lactobacillusok növekedését, amelyek hatásosnak bizonyultak a ser­­tések D-streptococcus-fer­tőzése ellen. Az an­­ti­­­­mikrobiális peptidek a sertésekben és a brojlercsirkékben 
a táp­­anyagok emészthetőségének és a növekedési teljesítménynek a javulását okozták, pozitívan befolyásolták a bélegészséget, ezáltal az immunrendszer működését fokozták. Az elválasztott sertések hasmenéses megbetegedéseinek számát is csökkentették, míg a brojlercsirkékben az antibiotikumok helyettesítését szolgálták.

Az AgriProtein Technologies brit vállalat elsősorban élelmiszer-hulladék felhasználásával állít elő értékes takarmányt, amelynek alapanyaga a fekete katonalégy lárvája. A termelési folyamat a rovarok petéinek/lárváinak termelésbe állításával kezdődik, amelyek két–nyolc hét elteltével válnak feldolgozásra alkalmassá. A szárított és zsírtalanított rovarlárvákból készült, esszenciális aminosavakban gazdag, könnyű emészthetőségű termékük a MagMeal™. A teljes lárvaállomány 5-10 százaléka lesz 
a következő termelési szakasz „tenyészállománya”. Leon Marchal (ForFarmers) szerint ugyanakkor a rovarokat kommunális, illetve éttermi hulladék helyett haszonállattakarmány-minőségű anyagokon ajánlott tartani, hiszen a felhasználásukkal előállított állati termékek emberi fogyasztásra kerülnek. Figyelemmel kell lenni a rovarok táplálékának nehézfém- és mikotoxin-tartalmára, valamint a növényvédőszer-maradványokra is, mivel ezek felhalmozódhatnak a rovarok szervezetében.

A rovarfehérje gyártásának fenntarthatósága az erőfor­­rás-hatékony termelésben is rejlik: az ökológiai láb­­­nyo-ma jóval kisebb, mint például a szójatermesztésé. Az iparág fő kihívását a termelési méret bővítése, a jogi akadályok (EU-s jogszabályok, például élelmiszer-biztonság) és 
a fogyasztók attitűdje jelenti.

Mikrobiológiai eredetű fehérjék

A mikrobiológiai összetevők alkalmazását a takarmányokban 2009-ben engedélyezték az EU-jogszabályok, ami további lehetőséget nyit az új fehérjeforrások terén. Xingen Lei, az amerikai egyesült államokbeli Cornell Egyetem professzora az egysejt-fehérjének (Single Cell Protein, SCP) számító mikroalgákkal folytat takarmányozási kísérleteket. A mikroalga a bio­üzemanyag-gyártás harmadik generációs technológiáinak egyik alapanyaga, az így keletkező biomassza-melléktermék igen jó fehérjehelyettesítőnek bizonyul: például a sertéstakarmányokban 5–8 százalék, a brojlereknél 2–10 százalék és 
a tojóknál 2–15 százalék szójadara kiváltását teszi lehetővé. Emellett a mikroalgák etetésének jelentősége a végtermék ome­­­­ga-3-zsírsavtartalmának növekedésében és az omega-6 és az omega-3 arány kedvező irányú változásában rejlik.

Margareth Øverland, a Norvégiai Élettudományi Egyetem (NMBU) professzora szerint a haszonállat-takarmányok előállítása során egyre inkább a non-food alapanyagoknak kell előtérbe kerülniük. A kutatásainak egyik fókuszpontja a me­­­­­­­tánfelhasználó baktériumok (Methy­lo­­­coccus capsulatus) segítségével előállítható „bakteriális liszt”. Ez gyakorlatilag 
a földgázból fermentáció útján nyert fehérjetermék és a baktérium elölt sejtjeit tartalmazza. A végtermék összetételét 
70 százalék nyersfehérje-, 10 százalék nyerszsír-, 12 százalék szénhidrát- és 7 százalék nyershamutartalom jellemzi, aminosav-kompozíciója a hallisztéhez hasonló. Etetési kísérleteikben malacok, brojlercsirkék és lazacok takarmányadagjaiban a bakteriális liszttel sikeresen kiváltották a szójadarát, illetve a hallisztet. 
Az ipari méretű termelés kifejlesztése érdekében létrehoztak egy pilot üzemet az Egyesült Királyságban 2017-ben. Ezen 
a területen tevékenykedik a dán Unibio vállalat is, az általuk kifejlesztett U-Loop^® fermentorban a baktérium táplálékforrásaként szintén a földgázban lévő metán szolgál. Jelenleg 100 és 2000 literes kapacitású kísérleti üzemmel rendelkeznek, de az ipari volumenben történő gyártás kiépítése is folyamatban van. A fermentáció függőleges bioreaktorban zajlik, amelyben 
a mikrobiális fehérje több komponens hozzáadásával állítható elő. 
A metanotróf baktériumok növekedéséhez használt szubsztrát a metán, emellett oxigént, nitrogénforrásként pedig ammóniát táplálnak a rendszerbe. A baktériumkultúra továbbá vizet, foszfátot és ásványi anyagokat igényel. Néhány hónap elteltével a mikrobiális fehérje „betakaríthatóvá” válik. A terméket szeparátorral választják el a folyamat elején bejuttatott víztől, amelynek egy részét visszacirkuláltatják és újrahasznosítják. Ezután a baktériumfehérjét homogenizálják és hőkezelik.

U-Loop technológia                                      Forrás: www.unibio.dk

A bemutatott takarmányfehérje-források ígéretes innovatív és fenntartható ágazatnak bizonyulnak, alkalmazásukkal a takarmány-alapanyagok előállításának szántóterületi igénye csökkenthető. Azonban még számos nyitott kérdés vár megoldásra és további kutatásokra van szükség ahhoz, hogy a gyakorlatban is elterjedhessenek. Ilyenek például az egységes tartási-takarmányozási rendszer, a költséghatékony és ipari méretű termelés kidolgozása vagy az élelmiszer-biztonsági problémák feltárása.

Dr. Tikász Ildikó Edit
Reinberger Anikó
Agrárgazdasági Kutató Intézet

Források:
L. Gasco, M. Finke and A. van Huis: Can diets containing insects promote animal health? Journal of Insects as Food and Feed, 2018; 4(1): 1-4.
Feed Navigator: Feed Protein Vision. Netherlands, Amsterdam, 6-7 March 2018.
Emmy Koeleman: US$105 million raised by insect protein firm. All About Feed, 4 Jun 2018.
Emmy Koeleman: The future of feed might be microbial protein. All About Feed, 
23 Jul 2018.