Insektenprotein gilt als künftige Alternative zu pflanzlichen Proteinträgern. Erste Erfahrungen zeigen, dass der Einsatz in der Schweinemast vergleichbare Leistungen bringt. Bei Geflügel zeigt sich Insektenprotein in allen wichtigen Parametern deutlich überlegen. Nichtsdestotrotz ist noch viel Forschungsbedarf nötig, beispielsweise auch hinsichtlich des Nährstoffbedarfs der Schwarzen Soldatenfliege. Insect protein is seen as a future alternative to plant-based protein sources. Initial experience shows that its use in pig fattening delivers comparable performance. In poultry, insect protein is clearly superior in all important parameters. Nevertheless, a great deal of research is still required, for example with regard to the nutritional requirements of the black soldier fly.
Author Autor
Dr. Arndt Schäfer
Produktmanager Schwein, Deutsche Vilomix Tierernährung GmbH, aschaefer@vilofoss.com
Ausgehend von der (groben) Annahme, dass etwa 30% der erzeugten Lebensmittel nicht ihrem Verwendungszweck zugeführt werden, bilden diese Nahrungsmittel ein großes Potenzial für alternative Veredelungsmöglichkeiten. Vor diesem Hintergrund wurde die Liste der landwirtschaftlichen Nutztiere um die Kategorie Nutzinsekten ergänzt. Diese Liste umfasst zurzeit acht Spezies, wobei die Schwarze Soldatenfliege (Hermetia illucens) die größte Bedeutung momentan hat.
Diese Nutzinsekten sind zur Produktion von verarbeitetem tierischem Protein (VTP) zugelassen, woraus sich bzgl. des Verfütterns bzw. des Einmischens in Futtermittel entsprechende Konsequenzen ergeben. So gelten die gleichen Rahmenbedingungen wie für VTP aus Geflügel, d.h. der Einsatz erfordert eine entsprechende Zulassung. Für Mischfutterhersteller, die sowohl Futtermittel für Wiederkäuer als auch Monogastrier herstellen, gilt auch bei Einsatz von Insektenmehlen die sogenannte „Nulltoleranz".
Die Einstufung der Insekten als landwirtschaftliche Nutztiere regelt zudem, dass eine Verfütterung von Speiseabfällen (mit tierischem Protein) nicht gestattet ist. Leider schließt wiederum diese Gesetzgebung den ursprünglichen Nutzgedanken aus. Aber hier werden zurzeit Lösungen gesucht.
Auch Nutzinsekten haben Bedarf an Protein und Stärke
Hinsichtlich des Nährstoffanspruchs der Schwarzen Soldatenfliege (BSF) liegen bisher noch relativ wenige Informationen vor. Erste Erfahrungen konnten in einem Vergleichsversuch an der TH Bingen gesammelt werden. Hier wurden Futter mit verschiedenen Zusammensetzungen und Nährstoffschwerpunkten geprüft, wobei als Referenz ein Broilerfutter diente (Übersicht 1).
Auf die Gewichtsentwicklung und den Proteingehalt der Larven bezogen (denn diese werden „geerntet" und verarbeitet), kann als Resümee gezogen werden, dass ein Futter, welches im weitesten Sinne einer Rezeptur für Zuchtschweine (ergänzt mit höheren, zu definierenden Methioningehalten) entspräche, die besten Ergebnisse zeigt (Abbildung 1).
So scheint es, dass durchaus sowohl ein Protein- als auch ein Stärkebedarf bei einer Rezepturgestaltung zu berücksichtigen sind. Weiterhin eröffnen sich auch Möglichkeiten für Futterzusatzstoffe bei der Fütterung von Nutzinsekten, da die BSF zum Beispiel, wie andere monogastrischen Nutztiere auch, keine körpereigenen NSP-spaltenden Enzyme produziert. In einem Versuch, in dem Futter ein NSP-Enzym zugelegt wurde, konnte bereits ein deutlich positiver Effekt auf die Futterverwertung (FVW) demonstriert werden (Übersicht 2).
In diesem Zusammenhang muss auch die „Basis" Futterverwertung erwähnt werden, die in diesem Versuch bei 1:3,5 lag. Hier wäre die BSF dem Mastgeflügel und Mastschweinen unterlegen. Mit Einsatz des NSP-Enzyms konnte neben der Verbesserung der FVW bemerkenswerterweise der Fettgehalt des Larvengewebes um 30 Prozent gesteigert werden, der Proteingehalt hingegen blieb weitgehend unverändert bei etwa 50%. Gerade die Steigerung des Fettgehaltes hätte nicht unerhebliche Bedeutung für die physiologische Wertigkeit der Insektenmehle, berücksichtigt man dessen Zusammensetzung (Übersicht 3+4).
Das Insektenprotein zeigt also anhand der Werte durchaus eine Qualität vergleichbar mit einem Sojaproteinkonzentrat, mit leichten Vorteilen bei der Aminosäure Valin.
Insektenfett bietet Vorteile gegenüber pflanzlichen Fetten
Wesentlich interessanter ist das Fettsäuremuster des Insektenfetts. Die Hälfte des Fetts setzt sich aus Laurinsäure zusammen, die physiologische Sonderfunktionen hat. So konnte 2023 in Ferkelversuchen in Dänemark, die in Kooperation mit der Produktionsfirma ENORM A/S und der DLG (Dansk Landbrugs Grovvarelskab) durchgeführt wurden, Vorteile gegenüber hochwertigen pflanzlichen Fetten (Lezithin/Palmfett) beobachtet werden. In diesem und in weiteren Versuchen konnten auch hinsichtlich der Akzeptanz und der Wertigkeit des Insektenmehls keine Unterschiede zu Blutplasma und Fischmehl in Prestartern und Aufzuchtfuttern festgestellt werden. In diesen Versuchen wurde ergänzend auch eine Variante „Chitinreduziertes Insektenmehl" geprüft. Dieses schnitt allerdings schlechter ab, was für die „Superfaser" Chitin/Chitinosan spricht, der man immunstimulierende Wirkung zurechnet. Inwieweit das Chitin perspektivisch als zusätzlicher Rohstoff aus Nutzinsekten gewonnen bzw. separiert werden kann, bleibt allerdings abzuwarten. Ausgehend von den Eigenschaften und Funktionen des Chitins erscheint es allerdings sinnvoll, in diese Richtung weiter zu forschen.
Auch in der Schweinemast wurde bereits ein Einsatz von Insektenprotein geprüft. Bei Einsatz von 4% Insektenprotein konnten vergleichbare Leistungen erzielt werden wie mit traditionellen Proteinträgern wie Sojaschrot und Rapsschrot (Meyer 2023). Allerdings war/ist der Einsatz aus ökonomischer Sicht nicht sinnvoll, da die Kostenrelation im Moment im Vergleich zu Sojaschrot bei 5:1 liegt.
Bei Geflügel stellt sich die Wertigkeit des Insektenproteins noch sehr viel positiver dar. So wurden in einem breit angelegten Versuch mehrere Proteinquellen bei Broilern getestet. Neben Insektenprotein wurden Sojaproteinkonzentrat, Weizengluten, Rapsschrot und Plasmaprotein geprüft. Hier war die Futtervariante mit 26% Insektenprotein in allen Parametern wie Tageszunahme, Futteraufnahme und Futterverwertung den anderen Versuchsgruppen deutlich überlegen (Übersicht 5). Das Geflügel zeigt anscheinend eine besondere Affinität zu Insektenprotein, dies scheint im Übrigen auch für den Bereich Aquakultur zu gelten.
Aus Sicht der Tierernährung wäre noch hervorzuheben, dass es sich bei Insektenmehl um ein nachhaltiges, hypoallergenes Futtermittel handelt. Erste hypoallergene Hundefutter sind bereits im Markt und etablieren sich. Bemerkenswert ist auch der geringe Wasserverbrauch bei der Produktion. So werden für 1 kg Insektenprotein 2500-mal weniger Wasser benötigt als für 1 kg Rindfleisch.
Es bleibt festzuhalten: Insektenmehl und Insektenfett sind hochwertige Protein- und Energiequellen, die tierartspezifische Sondereffekte erzielen können. Leider ist deren Erzeugung, solange sie auf Basis reiner Futtermittelqualitäten erfolgen, ökonomisch nicht unbedingt konkurrenzfähig. Bezieht man zukünftig auch Speiseabfälle und Nebenprodukte bei der Fütterung von Nutzinsekten ein, mag es sich ändern.
Based on the (rough) assumption that approx. 30% of the food produced is not used for its intended purpose, these foods offer great potential for alternative processing options. Against this background, the list of farm animals has been expanded to include the category of beneficial insects. This list currently includes 8 species, with the black soldier fly (Hermetia illucens) currently being the most important. These beneficial insects are authorised for the production of processed animal protein (PAP), which has corresponding consequences with regard to feeding or mixing into animal feed. The same framework conditions apply as for PAP from poultry, i.e. the use requires a corresponding authorisation. For compound feed manufacturers who produce feed for both ruminants and monogastric animals, the so-called "zero tolerance" also applies when using insect meal.
The categorisation of insects as farm animals also means that the feeding of food waste (with animal protein) is not permitted. Unfortunately, this legislation again excludes the original idea of utilisation. However, solutions are currently being sought.
Insects also need protein and starch in feed
There is still relatively little information available on the nutritional requirements of the black soldier fly (BSF). Initial experience was gained in a comparative trial at the TH Bingen. Here, feeds with different compositions and nutrient foci were tested, with a broiler feed serving as a reference (Table 1).
In terms of the weight development and protein content of the larvae (as these are "harvested" and processed), it can be summarised that a feed that corresponds in the broadest sense to a recipe for breeding pigs (supplemented with higher methionine contents to be defined) shows the best results (Figure 1).
Thus, it appears that both protein and starch requirements must be taken into account when designing a recipe. Furthermore, there are also possibilities for feed additives in the feeding of farmed insects, as the BSF, like other monogastric farm animals, does not produce endogenous NSP-cleaving enzymes. In an experiment in which feed was supplemented with an NSP enzyme, a clear, positive effect on the feed conversion ratio (FCR) has already been demonstrated (Table 2).
In this context, the "basic" feed conversion ratio must also be mentioned, which was 1:3.5 in this trial. Here, the BSF would be inferior to fattening poultry and fattening pigs. With the use of the NSP enzyme, in addition to the improvement in FCR, the fat content of the larval tissue was remarkably increased by 30 per cent, while the protein content remained largely unchanged at approximately 50%. The increase in fat content in particular would be of considerable importance for the physiological value of the insect meal, considering its composition (see Table 3 and 4).
Based on the values, the insect protein is therefore comparable in quality to a soya protein concentrate, with slight advantages in the amino acid valine.
Insect fat offers advantages over vegetable fats
The fatty acid pattern of the insect fat is much more interesting. Half of the fat is composed of lauric acid, which has special physiological functions. In piglet trials in Denmark in 2023, carried out in cooperation with the production company ENORM A/S and the DLG (Dansk Landbrugs Grovvarelskab), advantages were observed compared to high-quality vegetable fats (e.g. lecithin/palm fat).
In this and other trials, no differences were found between insect meal and blood plasma and fish meal in prestarters and rearing feeds in terms of acceptance and value. In these trials, a "chitin-reduced insect meal" variant was also tested. However, this performed worse, which speaks in favour of the "super fibre" chitin/chitinosan, which is thought to have an immunostimulating effect. However, it remains to be seen to what extent chitin can be extracted or separated from beneficial insects as an additional raw material in the future. Based on the properties and functions of chitin, however, it seems sensible to continue research in this direction.
The use of insect protein has also already been tested in pig fattening. When using 4% insect protein, performance comparable to that of traditional protein sources such as soya meal and rapeseed meal was achieved (Meyer 2023). The use was/is not economically viable, as the cost ratio is currently 5:1 compared to soya meal.
In poultry, the value of insect protein is much more positive. In a large-scale trial, several protein sources were tested in broilers. In addition to insect protein, soya protein concentrate, wheat gluten, rapeseed meal and plasma protein were tested. Here, the feed variant with 26% insect protein was clearly superior to the other test groups in all parameters such as daily weight gain, feed intake and feed conversion (Table 5).
Poultry appears to have a particular affinity for insect protein, and this also seems to apply to the aquaculture sector.
From the point of view of animal nutrition, it should also be emphasised that insect meal is a sustainable, hypoallergenic feed. The first hypoallergenic dog foods are already on the market and are becoming established. The low water consumption during production is also remarkable. For example, 2500 times less water is needed for
1 kg of insect protein than for 1 kg of beef.
What remains to be said: Insect meal and insect fat are high-quality sources of protein and energy that can achieve special effects specific to animal species. Unfortunately, as long as they are produced on the basis of pure feed qualities, their production is not necessarily economically competitive. If food waste and by-products are also included in the feeding of farmed insects in the future, things may change.
Graph: Insektenmehl als alternative Komponente/Insect meal as an alternative component - Gesamter Artikel als PDF inkl. Grafiken
PHOTO (COLOR): Dr. Arndt Schäfer Übersicht 1: Nährstoffzusammensetzung der unterschiedlichen BSFL-Diäten* Table 1: Nutrient composition of different BSFL diets* Übersicht 2: Einfluss eines Multi-Carbohydrolase- Enzyms auf Entwicklung von Black-Soldier-Fly- Larven Table 2: Influence of a multi-carbohydrolase enzyme on the development of Black Soldier Fly larvae Übersicht 3: Aminosäurenzusammensetzung Insektenprotein in % TM Table 3: Amino acid composition of insect protein in % DM Abbildung 1: Zusammensetzung der verschiedenen Diäten auf Basis regionaler Nebenprodukte. Figure 1: Composition of the different diets based on regional by-products. Übersicht 4: Fettsäuremuster Insektenfett Table 4: Fatty acid pattern of insect fat Übersicht 5: Einfluss verschiedener Proteinquellen auf das Wachstum von Broilern* Table 5: Influence of different protein sources on the growth of broilers*