Use of tenebrio molitor larvae meal and the prebiotic chitosan in pig nutrition

Η αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση για βιώσιμη και αποδοτική παραγωγή τροφίμων έχει ενισχύσει σημαντικά το ενδιαφέρον για καινοτόμες πηγές ζωοτροφών υψηλής διατροφικής αξίας. Τέτοιου είδους ζωοτροφές κρίνονται απαραίτητες προκειμένου να διατηρηθεί η παραγωγικότητα των ζώων, ενώ παράλληλα επιδιώκεται και η μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος της κτηνοτροφίας. Με τον παγκόσμιο πληθυσμό να αναμένεται να υπερβεί τα 10 δισεκατομμύρια έως το 2050, η πίεση στα γεωργικά και ζωικά παραγωγικά συστήματα εντείνεται, προκειμένου να εξασφαλισθούν πρωτεϊνικές πηγές υψηλής θρεπτικής αξίας, όπως το χοιρινό κρέας. Οι παραδοσιακές πηγές ζωοτροφών, όπως το σογιάλευρο και το ιχθυάλευρο, αντιμετωπίζουν σοβαρά προβλήματα που αφορούν τη διαθεσιμότητα, την αστάθεια των τιμών και το περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Πιο συγκεκριμένα, η αποψίλωση των δασών για την εξυπηρέτηση των αναγκών καλλιέργειας σόγιας, η θαλάσσια υπεραλίευση που υπονομεύει την παραγωγή ιχθυάλευρου, οι γεωπολιτικές αστάθειες στο διεθνές εμπόριο, καθώς και οι κανονιστικοί περιορισμοί στη χρήση ζωικών υποπροϊόντων, δυσχεραίνουν περαιτέρω τη διαμόρφωση ασφαλών και σταθερών διατροφικών στρατηγικών, ιδίως εντός της Ευρωπαϊκής Ένωσης. Ως εκ τούτου, η διερεύνηση καινοτόμων πρωτεϊνούχων ζωοτροφών καθίσταται πλέον επιτακτική ανάγκη για τη διασφάλιση και την ενίσχυση των σύγχρονων συστημάτων ζωικής παραγωγής.Την τελευταία δεκαετία, τα έντομα έχουν αναδειχθεί ως μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση για την αντιμετώπιση των προκλήσεων στις ζωοτροφές, χάρη στην υψηλή διατροφική τους αξία, τον εξαιρετικό δείκτη μετατρεψιμότητας της τροφής και τη συμβατότητά τους με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας. Οι προνύμφες Tenebrio molitor (σκουλήκι των αλεύρων) χαρακτηρίζονται από υψηλά επίπεδα εύπεπτης πρωτεΐνης, λιπιδίων, απαραίτητων αμινοξέων, βιταμινών, μετάλλων, καθώς και βιοδραστικών συστατικών όπως η χιτίνη και τα αντιμικροβιακά πεπτίδια. Οι πρόσφατες νομοθετικές ρυθμίσεις της Ε.Ε., με κορυφαία αυτή του 2021, η οποία επιτρέπει τη χρήση πρωτεϊνών από συγκεκριμένα είδη εντόμων, σε σιτηρέσια πτηνών και χοιρινών, έχουν επιταχύνει το ενδιαφέρον για την εφαρμογή τους στη διατροφή μονογαστρικών ζώων. Ιδιαίτερη έμφαση πρέπει να δοθεί στο ότι η θρεπτική και λειτουργική αξία των εντόμων μπορεί να τροποποιηθεί από το υπόστρωμα εκτροφής που χρησιμοποιείται. Αυτό αποτελεί ένα καινοτόμο ερευνητικό πεδίο, ωστόσο τα διαθέσιμα επιστημονικά δεδομένα παραμένουν περιορισμένα, ειδικά όσον αφορά την επίδραση των εμπλουτισμένων υποστρωμάτων στα σιτηρέσια των χοίρων. Η χιτοσάνη, ένας αποακετυλιωμένος πολυσακχαρίτης που παράγεται από τη χιτίνη, έχει προσελκύσει έντονο επιστημονικό ενδιαφέρον ως λειτουργικό πρόσθετο ζωοτροφών. Διαθέτει πρεβιοτικές, αντιμικροβιακές και ανοσορρυθμιστικές ιδιότητες και μπορεί να βελτιώσει την εντερική μικροχλωρίδα, την υγεία του εντέρου και τους ρυθμούς ανάπτυξης των παραγωγικών ζώων. Σύμφωνα με την υφιστάμενη δημοσιευμένη βιβλιογραφία, η συνδυαστική χρήση αλεύρων εντόμων του είδους T. molitor και χιτοσάνης δεν έχει εξεταστεί ποτέ ξανά σε απογαλακτισμένα χοιρίδια. Στα πλαίσια αυτής της διδακτορικής διατριβής, πραγματοποιήθηκαν δύο διατροφικοί πειραματισμοί: ένας σε απογαλακτισμένα χοιρίδια και ένας σε χοίρους τελικής πάχυνσης. Οι πειραματισμοί αξιολόγησαν την επίδραση του αλεύρου εντόμων T. molitor, το οποίο εκτράφηκε σε συμβατικό υπόστρωμα ή υπόστρωμα εμπλουτισμένο με αρωματικά και φαρμακευτικά φυτά της ελληνικής χλωρίδας, με ή χωρίς χιτοσάνη, στις ζωοτεχνικές επιδόσεις, στη μικροχλωρίδα του εντέρου, στους αιματολογικούς και βιοχημικούς δείκτες και στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του παραγόμενου κρέατος. Στον πρώτο διατροφικό πειραματισμό, 60 απογαλακτισμένα χοιρίδια τυχαία κατανεμήθηκαν σε πέντε ομάδες: μία ομάδα μαρτύρων, δύο ομάδες που έλαβαν άλευρο εντόμων T. molitor (συμβατικό ή εμπλουτισμένο), μία ομάδα με χιτοσάνη και μία ομάδα που διατράφηκε με τον συνδυασμό συμβατικού αλεύρου εντόμων και χιτοσάνης. Η συνολική διάρκεια του διατροφικού πειραματισμού ήταν 42 ημέρες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο συνδυασμός T. molitor και χιτοσάνης βελτίωσε σημαντικά την ανάπτυξη των χοιριδίων, υποδεικνύοντας συνεργιστική δράση. Η μικροχλωρίδα του εντέρου τροποποιήθηκε σημαντικά, με μείωση παθογόνων βακτηρίων και αύξηση ωφέλιμων πληθυσμών, ενώ οι αιματολογικοί δείκτες παρέμειναν σε φυσιολογικά επίπεδα, με εξαίρεση την αύξηση της χοληστερόλης στην ομάδα που έλαβε το εμπλουτισμένο εντομάλευρο. Η ποιότητα του κρέατος βελτιώθηκε ως προς την αντιοξειδωτική ικανότητα, την περιεκτικότητα σε φαινολικές ενώσεις, και τους μικροβιακούς πληθυσμούς στα παραγόμενα τεμάχια κρέατος. Ο δεύτερος πειραματισμός κάλυψε ένα σημαντικό κενό στη διεθνή βιβλιογραφία, εστιάζοντας στην πρωτοποριακή εφαρμογή του εντόμου T. molitor σε χοίρους τελικής πάχυνσης, μία προσέγγιση που δεν αναφέρεται σε προηγούμενες δημοσιευμένες μελέτες. Συνολικά 18 χοίροι κατανεμήθηκαν τυχαία σε τρεις ομάδες: μία ομάδα μαρτύρων, μία ομάδα όπου χορηγήθηκε σιτηρέσιο με συμβατικό T. molitor και μία ομάδα όπου χορηγήθηκε σιτηρέσιο με το εμπλουτισμένο T. Molitor. Παρόλο που οι ζωοτεχνικές επιδόσεις δεν διαφοροποιήθηκαν σημαντικά, παρατηρήθηκαν ουσιαστικές μεταβολές στη μικροχλωρίδα του εντέρου, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης των πληθυσμών Enterobacteriaceae και της αύξησης των ωφέλιμων αναερόβιων βακτηρίων. Επιπλέον, βελτιώθηκαν ποιοτικά χαρακτηριστικά του παραγόμενου κρέατος, όπως αυξημένη αντιοξειδωτική ικανότητα και ενισχυμένη περιεκτικότητα σε κολλαγόνο στα τεμάχια της κοιλιάς. Η βασική καινοτομία της παρούσας διδακτορικής διατριβής έγκειται στην αξιοποίηση εντόμων που αναπτύσσονται σε εμπλουτισμένα υποστρώματα με αρωματικά και φαρμακευτικά φυτά της ελληνικής χλωρίδας, με στόχο τη μεταβίβαση λειτουργικών βιοδραστικών ιδιοτήτων αυτών στο παραγόμενο άλευρο εντόμων. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα την ενίσχυση της οξειδωτικής σταθερότητας του παραγόμενου κρέατος και τη βελτίωση της λιπιδικής σύστασης αυτού. Εξίσου σημαντική καινοτομία αποτελεί η πρώτη λεπτομερής αξιολόγηση της συνδυαστικής χορήγησης αλεύρου εντόμων T. molitor και χιτοσάνης σε απογαλακτισμένα χοιρίδια. Αυτός ο συνδυασμός απέδειξε πολυδιάστατα οφέλη, βελτιώνοντας ταυτόχρονα την ανάπτυξη των απογαλακτισμένων χοιριδίων, την υγεία του εντέρου και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του κρέατος Συνολικά, η παρούσα διδακτορική διατριβή παρέχει μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση των λειτουργικών και διατροφικών δυνατοτήτων του αλεύρου εντόμων T. molitor και της χιτοσάνης στη σύγχρονη χοιροτροφία. Η έρευνα συμβάλλει ουσιαστικά στην ανάπτυξη βιώσιμων και καινοτόμων διατροφικών στρατηγικών. Τα ευρήματα καταδεικνύουν ότι άλευρο εντόμων αποτελεί μια βιώσιμη και θρεπτική πηγή πρωτεϊνούχων ζωοτροφών, ιδιαίτερα όταν προέρχεται από εμπλουτισμένα υποστρώματα, καθώς μεταφέρει βιοδραστικές ιδιότητες στο τελικό προϊόν, ενώ η χιτοσάνη αναδεικνύεται ως ένα αποτελεσματικό λειτουργικό πρόσθετο, παρουσιάζοντας ιδιαίτερη αξία στην ευαίσθητη φάση του απογαλακτισμού των χοιριδίων, όπου επιφέρει συνεργιστικά οφέλη στους ρυθμούς ανάπτυξης και στους βιοδείκτες υγείας.