Środowisko

Owady do zadań specjalnych

Numer 3/2020
Owady coraz śmielej wdzierają się do ludzkiego menu. Owady coraz śmielej wdzierają się do ludzkiego menu. CK Bangkok Photography / Shutterstock
Produkcja żywności, biopaliwa, kosmetyków czy plastiku? Owady można wykorzystać na wiele sposobów.
Dorosły ­osobnik muchówki Hermetia illucens.Tomasz Klejdysz/Shutterstock Dorosły ­osobnik muchówki Hermetia illucens.
Postacie larwalne Hermetia illucens stanowią źródło cennych substancji odżywczych.Tomasz Klejdysz/Shutterstock Postacie larwalne Hermetia illucens stanowią źródło cennych substancji odżywczych.
Udowodniono, że ­spożywanie smażonych świerszczy poprawia skład mikrobiomu w jelitach człowieka.CK Bangkok Photography/Shutterstock Udowodniono, że ­spożywanie smażonych świerszczy poprawia skład mikrobiomu w jelitach człowieka.
Larwy ­czerwca żerujące na opuncji.Liam Gutierrez Huamani/Shutterstock Larwy ­czerwca żerujące na opuncji.
Larwy ­czerwca żerujące na opuncjidaguimagery/Shutterstock Larwy ­czerwca żerujące na opuncji
Mąka ­świerszczowa to produkt gluten-free.Foodio/Shutterstock Mąka ­świerszczowa to produkt gluten-free.
Chapulines to w Meksyku wielki przysmak.nicemyphoto/Shutterstock Chapulines to w Meksyku wielki przysmak.
Zawartość składników ­odżywczych na 100 g. Fe – żelazo, wapń – Ca. Ludzie ­mogliby jeść ­świerszcze zamiast ­mięsa zwierząt hodowlanych.Infografika Zuzanna Sandomierska-Moroz Zawartość składników ­odżywczych na 100 g. Fe – żelazo, wapń – Ca. Ludzie ­mogliby jeść ­świerszcze zamiast ­mięsa zwierząt hodowlanych.
Barciak większy – osobnik ­dorosły.Kuttelvaserova Stuchelova/Shutterstock Barciak większy – osobnik ­dorosły.
Barciak większy – forma larwalna. Szkodniki uli można wykorzystać w pożytecznym celu.Kuttelvaserova Stuchelova/Shutterstock Barciak większy – forma larwalna. Szkodniki uli można wykorzystać w pożytecznym celu.

Liczba ludzi na świecie wzrasta z roku na rok. Szacuje się, że w 2050 r. przekroczy 9 mld. Do tego czasu produkcja żywności powinna wzrosnąć o minimum 35%. Podczas gdy naukowcy głowią się, jak wyżywić ludzkość, na całym świecie każdego roku miliardy ton jedzenia trafiają na śmietnik. Z raportów Organizacji Narodów Zjednoczonych w sprawie wyżywienia i rolnictwa wynika, że rocznie marnuje się 1,3 mld t żywności, czyli aż jedna trzecia jej łącznej produkcji. Szacuje się, że Europejczycy wyrzucają 89 mln t. Polski udział w tym niechlubnym procederze to 9 mln t. Jednocześnie miliard ludzi na świecie cierpi z powodu głodu. Należy jednak pamiętać, że intensyfikacja produkcji żywności jest zgubą dla środowiska naturalnego. Co sekundę obszar lasu wielkości boiska piłkarskiego zostaje wykarczowany pod uprawę roślin wykorzystywanych jako pasza dla zwierząt hodowlanych. Olbrzymie tereny (trzykrotność powierzchni Niemiec) przystosowano do uprawy soi, z której aż 80% stosuje się w żywieniu świń, bydła, kur, a nawet ryb. A karczowanie lasów, w tym tropikalnych, niesie poważne konsekwencje dla planety. Drzewa są bowiem producentami tlenu, którym oddychamy, i pochłaniają dwutlenek węgla. W sytuacji narastającego marnowania żywności szczególnie ważne staje się opracowanie technologii w przemyśle spożywczym, która z odpadu tworzyłaby produkt – nie w skali setek tysięcy hektarów, ale kilkudziesięciu metrów kwadratowych. Nad zaskakującym rozwiązaniem tego problemu pracują m.in. badacze w Wielkiej Brytanii.

Cenna mucha

W samym sercu Londynu, nieopodal słynnego Tower Bridge, znajduje się specyficzna farma, a w niej miliony zwierząt. Brzęczenie nietypowych much, bo o nich mowa, to dla badaczy z firmy Entocycle dźwięk przyszłości. Packi na muchy i zrolowane gazety należy więc odłożyć na bok. Keiran Whitaker, właściciel firmy, na wspomnianej farmie hoduje muchówki z gatunku Hermetia illucens, które według niego w krótkim czasie zrewolucjonizują przemysł. Naturalnym środowiskiem życia tych owadów jest Ameryka Południowa, choć zasięg ich występowania, m.in. na skutek komercyjnego użytkowania, znacznie się powiększył i objął Europę i Australię. Dorosłe osobniki są dosyć duże (większe od pospolitej muchy domowej) – osiągają do 20 mm długości ciała, a rozpiętość ich skrzydeł to 14 mm. Charakteryzują się ciemnym brązowym ubarwieniem. Żyją jedynie 5–8 dni, a głównym ich celem pozostaje kopulacja i złożenie jaj. Dużo bardziej interesujące dla badaczy są larwy. Ich apetyt jest niezaspokojony – muszą bowiem zgromadzić rezerwę energetyczną pozwalającą na przepoczwarzenie i życie w postaci dorosłej (imago), kiedy to nie pobierają pokarmu. Larwy żerują na rozkładającej się materii organicznej (m.in. resztkach jedzenia), które przekształcają w związki niezbędne do wzrostu – białko, tłuszcz i chitynę. Dlatego to właśnie one, a nie dorosłe osobniki, stanowią surowiec do pozyskiwania cennych substancji.

Owady na zdrowie

Większość z nas do owadów nie pała sympatią, w związku z czym trudno sobie wyobrazić sytuację, w której schabowego zamieniamy na potrawkę z owadziego białka. Jednak jak pokazują badania, jest ono równie wartościowe jak to pochodzące z drobiu i wieprzowiny. Jego łatwa przyswajalność i wysoka wartość biologiczna mogą zrewolucjonizować dietetykę. Białko to stanowi źródło wszystkich aminokwasów egzogennych – czyli takich, których nasz organizm nie jest w stanie sam wyprodukować i które należy mu dostarczyć wraz z pożywieniem. Co więcej, owady to także rezerwuar kwasów tłuszczowych – aż 50% z nich to wielonienasycone kwasy tłuszczowe (PUFA), niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu (odgrywają kluczową rolę w rozwoju mózgu oraz zapobiegają występowaniu wielu chorób, w tym miażdżycy). Owadzie białko to także źródło witamin, minerałów i mikroelementów, takich jak magnez, mangan, selen czy fosfor.

Farma insektów

Jedną z przyczyn występujących obecnie gwałtownych zmian klimatycznych jest nadmierna emisja tzw. gazów cieplarnianych. Należą do nich m.in. dwutlenek węgla, para wodna, metan i podtlenek azotu. Na skutek ich nagromadzenia w ziemskiej atmosferze mamy do czynienia ze stopniowym podwyższaniem się temperatury na naszej planecie. Co ważne, wiele badań wykazuje, że za zwiększenie ilości szkodliwego metanu w dużej mierze odpowiadają hodowla zwierząt przeżuwających (m.in. krowy i owce) oraz wysypiska śmieci. Obliczono, że w skali roku hodowla zwierząt generuje 35–40% łącznej emisji (pochodzenia antropogenicznego) tego gazu. Około 89 mln t metanu powstaje w układzie pokarmowym zwierząt w procesie fermentacji pożywienia. Dla porównania, 96 mln t metanu trafia do atmosfery na skutek spalania paliw kopalnych. Na produkcję metanu niebagatelny wpływ wywiera również marnowanie żywności. Szacuje się, że aż 75% odpadów miejskich stanowią biodegradowalne resztki organiczne. Pod wpływem działalności drobnoustrojów ulegają one na wysypiskach procesom gnicia i fermentacji, których produktem końcowym jest m.in. metan.

Źródłem równie szkodliwego podtlenku azotu są natomiast wykorzystywane na szeroką skalę w rolnictwie nawozy azotowe. Obecne sposoby produkcji żywności wywierają destrukcyjny wpływ na funkcjonowanie nie tylko poszczególnych ekosystemów, ale i całej planety. O wiele mniej inwazyjnym i przyjaznym środowisku sposobem pozyskiwania żywności okazały się farmy wspomnianej wyżej muchówki Hermetia illucens. Firma Entocycle opracowała zautomatyzowany sposób hodowli owadów, który zapewnia im odpowiednie warunki do wzrostu. Specjalnie zaprojektowane komory działają codziennie przez całą dobę, utrzymując temperaturę 30˚C. Każda samica składa ok. 1000 jaj, z których po mniej więcej pięciu dniach wylęgają się larwy. Te przez jakieś 2 tyg. intensywnie żerują, aż osiągają 2,5 cm długości i masę powyżej 200 mg. Na skutek intensywnego pobierania i magazynowania substancji odżywczych stają się bombami energetycznymi, składającymi się głównie z tłuszczów i białka. Co istotne, nie żywią się wysublimowanymi specjałami, ale resztkami żywności, które można znaleźć w każdym gospodarstwie domowym. Entocycle wykorzystuje np. odpady z lokalnej kawiarni i resztki z warzenia piwa. W ciągu tygodnia larwy są w stanie przerobić 1,5 t odpadków. W procesie trawienia jako produkt uboczny powstaje masa nadająca się na naturalny nawóz. Resztki jedzenia, którymi karmi się larwy, nie stają się źródłem metanu, bo nie zalegają na wysypisku. Opracowany system hodowli jest więc w pełni zrównoważony – odpad przekształca w produkt w sposób przyjazny środowisku. I choć większość z nas wzdryga się na samą myśl o przekąsce z owada, jest ona nie tylko ekologiczna, ale i pełnowartościowa.

Najpierw zwierzęta

Ze względu na nasz dość pejoratywny stosunek do posiłków bazujących na owadzim białku pierwszymi jego konsumentami mają stać się zwierzęta. Realizacja tego pomysłu pomogłaby zatrzymać postępującą dewastację środowiska naturalnego. Białka potrzebują bowiem nie tylko ludzie. Większość z jego światowej produkcji zużywana jest do hodowli zwierząt. Szacuje się, że do 2050 r. światowe zapotrzebowanie na białko wzrośnie dwukrotnie, co stwarza pilną potrzebę opracowania alternatywnych źródeł jego pozyskiwania. Larwy wydają się jednym z najbardziej obiecujących. Już teraz olbrzymie ilości ryb są odławiane i przetwarzane na paszę dla ryb hodowlanych. Aż 80% światowej produkcji soi wykorzystuje się w żywieniu zwierząt hodowlanych, m.in. świń i drobiu. Zboże to łatwo i szybko rośnie, a przy tym charakteryzuje się wysoką zawartością białka. Niestety, pod uprawy soi często karczuje się lasy, w tym równikowe, a razem z nimi znikają gatunki zagrożone wyginięciem, takie jak mrówkojad wielki czy jaguar. Połowa produkowanej w Brazylii soi pochodzi z upraw w ekoregionie Cerrado, który jest domem 5% wszystkich gatunków – żyje tu ponad 900 gatunków ptaków i 300 gatunków ssaków. Niestety, według szacunków do roku 2030 ekosystem ten ulegnie całkowitej dewastacji.

Produkcję białka owadziego da się prowadzić w każdej szerokości geograficznej bez szkody dla środowiska naturalnego. Co więcej, może stać się ono podstawą jadłospisu zwierząt hodowlanych, ograniczając tym samym światową produkcję soi. W związku z epidemią choroby BSE (gąbczasta encefalopatia bydła, choroba szalonych krów) w latach 80. ub.w. białko zwierzęce stosowane w żywieniu zwierząt hodowlanych podlega szczególnym restrykcjom. W przypadku BSE wykazano bowiem, że choroba przenosi się przez paszę – mączkę kostną, która pochodzi od zainfekowanych osobników. W przypadku białka owadziego na razie nie wykazano, aby charakteryzowało się ono jakąkolwiek chorobotwórczością. Dlatego już w 2017 r. Unia Europejska wydała zgodę na jego stosowanie w żywieniu ryb. Francuska firma Ynsect zamierza wytwarzać aż 20 tys. t owadziego białka rocznie i przeznaczyć je na produkcję rybiej paszy. W 2020 r. mają ukazać się regulacje dotyczące żywienia świń i kur. O ile stosowanie białka owadziego jest problematyczne z powodów prawnych, o tyle pozyskiwany z nich tłuszcz stosuje się już w żywieniu świń.

Robakożercy

Okazuje się, że już teraz ok. 2 mld ludzi na świecie zajada się białkiem owadzim. Często jest to wynikiem tradycji. W krajach takich jak Tajlandia, Meksyk czy Afryka nikogo nie dziwi obecność na talerzach gąsienic, koników polnych, mrówek czy larw. Aż 1400 gatunków owadów uznano za jadalne, a Unia Europejska część z nich zaliczyła do tzw. nowej żywności, dopuszczając je do obrotu. Dzięki temu nawet w polskich restauracjach możemy posmakować już mrożonych mrówek. Kulinarna rewolucja wydaje się nieuchronna, a wraz z nią nadchodzi moda na owadzie przysmaki. Eliminacja mięsa z jadłospisu to korzyść dla środowiska i ludzkiego zdrowia. Na świecie z przeznaczeniem do spożycia hodowanych jest ok. 22 mld sztuk zwierząt, a na ich wyżywienie zużywamy 1/3 światowej produkcji zbóż. Na produkcję kilograma wołowiny potrzeba ich 13 kg, a na kilogram kurczaka – 6 kg. Dlatego jedzenie owadów to zrównoważona i przyjazna środowisku koncepcja, stanowiąca alternatywną propozycję wobec mięsa zwierzęcego. Żywią się one resztkami jedzenia, które produkuje każde domowe gospodarstwo. Te – zamiast trafiać na wysypisko – pożerane są przez larwy, stając się źródłem pełnowartościowego białka.

W przeciwieństwie do zwierząt hodowlanych dieta ludzi nie podlega tak ścisłym restrykcjom i bez problemu możemy spożywać owadzie białko. I tak mączka z larw muchy czarnej i świerszczy jest wykorzystywana do wypieku chleba. Owadzi tłuszcz nadaje się natomiast do produkcji lodów. Sceptyków, którym spożywanie owadów kojarzy się jedynie z obrzydzeniem, mogą przekonać doniesienia holenderskich naukowców, że chcąc nie chcąc, przeciętny człowiek zjada ich jakieś 500 g rocznie. Jak to możliwe? Okazuje się, że można się na nie natknąć m.in. w czekoladzie, przecierach pomidorowych i warzywach, a ich obecność jest dopuszczona przez obowiązujące przepisy. Normy tzw. zanieczyszczenia biologicznego dotyczące mrożonych brokułów to do 60 mszyc lub roztoczy na 100 g produktu. Czekolada? Podobnie, do 60 owadzich fragmentów. Norma dla przecieru – jedna larwa muszki owocowej.

Czy nam się to podoba, czy nie, owadzie białko coraz śmielej wdziera się do menu nie tylko zwierząt, ale i ludzi. Mało tego, nazywane jest jedzeniem przyszłości, które ocali planetę i zapobiegnie klęsce głodu. Manipulując dietą owadów tak, aby zwiększyć w nich ilość substancji aktywnych biologicznie, można tworzyć tzw. żywność funkcjonalną. Moda na owady nadchodzi, a czas pokaże, czy pokładane w owadach nadzieje się spełnią.

dr Katarzyna Kornicka-Garbowska

***

Biodiesel

Tłuszcz pozyskiwany z owadów, w tym larw Hermetia illucens, może być wykorzystany do produkcji biopaliw. Wyekstrahowaną frakcję tłuszczową odpowiednio się modyfikuje chemicznie i miesza z normalnym paliwem. Wykazano, że biopaliwo z owadów może stanowić ok. 20% mieszanki, co ograniczyłoby emisję dwutlenku węgla. Zastosowanie paliwa w praktyce może przyczynić się do złagodzenia zmian klimatu i ich najbardziej niszczycielskich skutków.

***

Plastik z białka

Okazuje się, że połączenie owadziego białka z glicerolem skutkuje wytworzeniem substancji o ciekawych parametrach fizycznych. Szwedzcy naukowcy skarmiali larwy Hermetia illucens psią karmą i ludzkimi odchodami. Na skutek połączenia owadziego białka i glicerolu uzyskali ekologiczny substytut plastiku. Trzeba jednak uważać, aby wytworzone na jego bazie elementy nie miały styczności z wodą. W przeciwnym razie materiał rozpuści się pod jej wpływem.

***

Chityna

Pancerzyki owadów zbudowane są z chityny (polisacharyd glukozy), która właściwościami przypomina nieco roślinną celulozę. Chityna stanowi odpad w procesie produkcji owadziego białka. Może jednak posłużyć jako surowiec w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym. W tym celu wykorzystuje się pochodną chityny – chitozan. Znajduje on zastosowanie m.in. w produkcji szamponów, lakierów oraz odżywek do włosów. Zwiększa bowiem nawilżenie skóry i chroni przed promieniowaniem UV. Stosuje się go też w produkcji opatrunków i osłonek na leki.

***

Barwnik z owadów

Karmina, inaczej kwas karminowy, należy do grupy organicznych związków chemicznych. Do jej produkcji wykorzystuje się owady z rzędu pluskwiaków – konkretnie czerwce kaktusowe. Pierwotnie występowały w Ameryce Południowej oraz Meksyku. Podstawę pożywienia czerwców stanowi sok z opuncji. Karmina pozyskiwana z dorosłych owadów oraz ich larw wykorzystywana jest m.in. w produkcji lodów, ciast i kosmetyków, którym nadaje czerwoną barwę. Do wyprodukowania kilograma potrzeba ok. 155 tys. owadów. W średniowiecznej Polsce karminę pozyskiwano z czerwca polskiego i wykorzystywano do barwienia tkanin. Jako dodatek do żywności oznaczona jest symbolem E120.

***

Mąka ze świerszczy

Zaliczana jest do tzw. produktów nowej generacji. Otrzymuje się ją poprzez zmielenie suszonych owadów. Można ją wykorzystać do pieczenia chleba. Charakteryzuje się delikatnym orzechowym smakiem i trzykrotnie większą zawartością białka niż wieprzowina.

***

Chapulines

W Meksyku owady z gatunku Sphenarium purpurascens, nazywane chapulines i podobne do koników polnych, są kulinarnym przysmakiem. Przyprawione i skropione sokiem z limonki trafiają na rozgrzaną patelnię, a stąd wprost na talerze miejscowych. Co ważne, owady nie nadają się do spożycia w stanie surowym. Mogą być bowiem źródłem niebezpiecznych pasożytów należących do typu nicieni.

***

Pożeracze plastiku

Okazuje się, że insekty są użyteczne nie tylko w produkcji zamienników plastiku, ale i w jego pożeraniu. Gąsienice motyla z gatunku barciak większy zjadają polietylenowe torebki, rozkładając je do glikolu etylowego. Plastik nie jest jednak ich głównym źródłem pokarmu, a umiejętność ta pozwala im dobrać się do tego, co lubią najbardziej. Barciaki są szkodnikami pasiek, bo składają jaja w plastrach miodu. Aby przekształcić się w dorosłego owada, gąsienice żywią się woskiem pszczelim. Zarówno wosk, jak i plastik trawione są przez te same enzymy. Przez pół dnia 100 żerujących gąsienic jest w stanie zjeść aż 90 mg polietylenu.

01.03.2020 Numer 3/2020

Czytaj także

Reklama
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną