ГЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ ЖИДКИЙ ПОБОЧНЫЙ ПРОДУКТ АГРОПРОМЫШЛЕННОСТИ, И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РАЗВЕДЕНИЯ НАСЕКОМЫХ
GEL CONTAINING A LIQUID BY-PRODUCT OF AGRICULTURE, AND ITS USE FOR BREEDING INSECTS

Настоящее изобретение относится к кормам для насекомых, в частности, к их внесению в воду в виде геля. Кроме того, изобретение относится к рациону питания, способу получения указанного геля, а также к его применению, в частности, при разведении насекомых.
Промышленное разведение насекомых находится на подъеме и представляет основной интерес для потребления животными и человеком в настоящем и в будущем, в частности, в качестве альтернативного источника животных белков.
Tenebrio molitor,
Однако промышленное освоение разведения насекомых, в частности,  постоянно развивается, но оказывается очень сложным для участников процесса.
Tenebrio molitor
Личинки  особенно ценятся, потому что им требуется мало воды и пищи для развития в их естественной среде.
Однако при промышленном разведении фермеры должны заботиться о быстром росте личинок, а также о постоянной прибавке в их весе. Оказалось, что ключевую роль для хорошего роста личинок играет внесение воды. Кроме того, необходимо оптимизировать рацион питания, в частности, внесение воды в соответствии с реальными потребностями личинок в корме и иметь возможность корректировать нужное количество воды и питательных веществ в зависимости от ситуации.
Кроме того, потребность насекомых в воде обычно составляет порядка 2 кг воды для получения 1 кг взрослых насекомых (личинки, готовые к убою). Таким образом, в промышленном масштабе это означает значительный объем воды, который необходимо покрыть, и управление которым необходимо должным образом обеспечивать. Действительно, ненадлежащее управление водоснабжением может привести либо к слишком медленному росту в случае, когда количество будет недостаточным, либо к проблеме возрастания смертности насекомых, вызванной в основном повышением микробиологического риска и/или риска слипания насекомых, если среду разведения дополнить водой.
В настоящее время среда разведения личинок насекомых представляет собой, например, питательную среду, такую как пшеничные отруби, и содержит в качестве источника воды свежие фрукты и овощи. Воду можно также подать насекомым через атмосферную воду или путем прямого увлажнения субстрата.
Однако эти среды не всегда позволяют получить удовлетворительный рост и/или приемлемый уровень смертности.
Действительно, эти среды обычно имеют по меньшей мере один из следующих недостатков: слишком ограниченное внесение воды, неспособность точно определить количество воды, внесенной или подлежащей внесению в среду разведения, слишком большое увлажнение среды благоприятствует развитию плесени или слипанию, сложность регулирования потребности в воде, сложность управления отходами, которые обычно являются источником микробиологического риска, введение воды с ограниченной скоростью для промышленного разведения.
Кроме того, существует потребность в недорогом рационе питания, легком в осуществлении и позволяющем достичь одновременно оптимизированного роста личинок и контролируемой смертности.
Работа, проведенная авторами настоящего изобретения, позволила установить, что внесение воды в виде особого геля позволяет устранить указанные выше недостатки.
Таким образом, настоящее изобретение относится к гелю, содержащему:
- 90-99,6 вес.% водного субстрата, содержащего по меньшей мере 25 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности, от полного веса водного субстрата,
- 0,3-2 вес.% гелеобразователя и
- 0,1-5 вес.% консерванта,
причем весовые процентные содержания водного субстрата, гелеобразователя и консерванта выражены в расчете на полный вес геля,
причем указанный гель имеет содержание воды более 50 вес.% от полного веса геля.
В настоящей заявке, если не указано иное, все приведенные диапазоны численных значений включают границы.
Tenebrio molitor
Действительно, авторы изобретения показали, что внесение воды, осуществляемое в форме геля, содержащего водный субстрат, содержащий по меньшей мере 25 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности от полного веса водного субстрата, позволяет хорошее усвоение воды и питательных веществ насекомыми, что приводит к отличному росту при ограниченных затратах на производство, благодаря вторичному использованию побочных продуктов агропромышленности. Кроме того, использование геля в качестве источника воды позволяет с успехом стабилизировать среду с точки зрения микробиологии и обезопасить насекомых от возможного слипания. Использование жидких побочных продуктов в виде геля в качестве источника воды и питательных веществ позволяет также доставить насекомым питательные вещества, обладающие высокими питательными свойствами, причем эти питательные вещества не подвергаются никакой промышленной стадии сушки, которая могла бы снизить их качество. Кроме того, жидкие побочные продукты агропромышленности имеются в изобилии, притом при низких закупочных ценах. Кроме того, эти жидкие побочные продукты эффективно преобразуются некоторыми насекомыми, в частности, .
Предпочтительными насекомыми для промышленного разведения являются, например, жесткокрылые, двукрылые, чешуекрылые, прямокрылые, перепончатокрылые, насекомые с неполным превращением, объединяющие, в частности, таракановых, в том числе термиты, богомолы, палочники, полужесткокрылые, разнокрылые, поденки и скорпионницы, предпочтительно жесткокрылые, двукрылые, прямокрылые, чешуекрылые, таракановые или их смеси.
Tenebrio molitor, Hermetia illucens, Galleria mellonella, Alphitobius diaperinus, Zophobas morio, Blattera fusca, Tribolium castaneum, Rhynchophorus ferrugineus, Musca domestica, Chrysomya megacephala, Locusta migratoria, Schistocerca gregaria, Acheta domestica, Samia ricini
Tenebrio molitor
Предпочтительно, насекомые выбраны из группы, состоящей из  или их смесей, еще более предпочтительно представляют собой .
Более предпочтительно, изобретение относится к видам насекомых, снабженных измельчающим челюстным аппаратом, таким как виды, относящимся к отряду жесткокрылых, чешуекрылых, в частности, на стадии личинок, или перепончатокрылых; или снабженных прокалывающим челюстным аппаратом, как виды, относящиеся к отряду двукрылых или полужесткокрылых.
Tenebrio molitor
Этот гель с успехом подходит для видов, относящихся к отряду жесткокрылых, таких как жук-навозник, божья коровка, жук-олень, листоед, майский жук, долгоносик, жужелица, более конкретно, к видам из семейства хрущаков. Гелевая диета обычно применяется для разведения (мучной хрущак).
Предпочтительно, гель адаптирован к личиночной стадии указанных выше видов насекомых.
Побочный продукт является материалом, неизбежно образующимся в ходе процесса получения целевого продукта.
В частности, побочный продукт как объект изобретения является жидким. Под «жидким» понимается, что побочный продукт находится в жидкой форме при температуре окружающей среды в нормальных условиях атмосферного давления. В частности, это означает, что побочный продукт получен непосредственно на выходе промышленного процесса без проведения какой-либо стадии сушки.
Более конкретно, жидкий побочный продукт является водным побочным продуктом, содержащим растворимые вещества. Предпочтительно, растворимые вещества, присутствующие в жидком побочном продукте, представляют собой белки и/или углеводы, такие, как сахароза и/или лактоза, более предпочтительно, белки и углеводы. Растворимые вещества могут также содержать растворимые волокна.
Предпочтительно, жидкий побочный продукт содержит по меньшей мере 90 вес.% растворимых веществ от полного сухого веса. Другими словами, побочный продукт содержит менее 10% нерастворимых веществ от полного сухого веса.
Под агропромышленностью более конкретно понимается промышленность по производству крахмала, картофельного крахмала, солода, биоэтанола, сахара, промышленность по производству продуктов брожения, пивоваренная, винокуренная и молочная промышленность.
Жидкие побочные продукты этих отраслей промышленности извлекают из отходов, более конкретно, из сточных вод, образующихся в ходе различных производственных процессов, являющихся объектами этих отраслей.
Заводы по производству крахмала и картофельного крахмала имеют целью выделение компонентов растений, в частности, крахмала или картофельного крахмала, соответственно. Солодовенные заводы имеют целью прорастание ячменя и получение солода способом, называемым соложением.
На заводах по производству крахмала и картофельного крахмала сточные воды, образующиеся в ходе производственных процессов, например, при вымачивании сырья в воде, называют растворимыми фракциями.
Существуют различные типы растворимых фракций, в зависимости от сырья, используемого в процессе производства: растворимые фракции пшеницы, кукурузы, картофеля, гороха, ячменя, маниоки.
В качестве примера растворимых фракций можно назвать, например, CORAMI (получают из пшеницы), SOLULYS (получают из кукурузы), выпускаемые фирмой ROQUETTE, или AMYSTEEP 424 (получают из кукурузы), выпускаемую фирмой TEREOS.
Предпочтительно, растворимые фракции выбраны из растворимых фракций пшеницы и/или растворимых фракций кукурузы.
Существуют также растворимые фракции винокуренных заводов. Их получают путем ферментации-перегонки растворимых фракций с процесса получения биоэтанола. Таким образом, речь идет о растворимых фракциях с перегонки пшеницы, кукурузы, гороха, маниоки, ячменя, зерновых (например, пшеницы, кукурузы, ячменя).
В этом процессе производства биоэтанола может образовываться и другой жидкий побочный продукт: дрожжевая суспензия.
Как подробно описывается ниже, дрожжевая суспензия может быть получена и другими способами, такими, например, как ферментация, винокурение или пивоварение, или в биопроцессах для производства пропандиола, янтарной кислоты или полигидроксиалканоатов.
В случае дрожжевых суспензий, полученных с процесса производства биоэтанола, предпочтительно имеются в виду дрожжи, активные или неактивные, выделенные фильтрацией на выходе процесса ферментации.
В качестве примеров дрожжевых суспензий можно назвать, в частности, дрожжевые суспензии со спиртового брожения растворимых фракций пшеницы.
Растворимые фракции с перегонки часто содержат дрожжи, применявшиеся при брожении, и недистиллированны растворимые фракции.
В качестве примера растворимых фракций с перегонки можно назвать ALCOMIX (производится из пшеницы), выпускаемая в продажу фирмой TEREOS, CORAMI BE (производится из пшеницы), выпускаемая в продажу фирмой ROQUETTE, PROTIWANZE (производится из пшеницы). Существуют также растворимые фракции с перегонки пшеницы, кукуруза и ячменя.
Целью сахарной промышленности является извлечение сахара из сахарной свеклы или сахарного тростника. В сахарной промышленности образуется несколько видов жидких побочных продуктов, в том числе жидкие отходы сахарной промышленности и патока.
Жидкие отходы сахарной промышленности и патока соответствуют остаткам сиропа, получаемым после кристаллизации раствора, образованного при получении сахара. Жидкие отходы сахарной промышленности содержат больше сахара, чем патока.
Существуют различные типы патоки и жидких отходов сахарной промышленности в зависимости от сырья, использующегося в процессе производства сахара: патока из сахарного тростника, патока из сахарной свеклы, жидкие отходы завода по производству сахара из сахарного тростника, жидкие отходы завода по производству сахара из сахарной свеклы.
В качестве примера патоки можно назвать патоку из сахарного тростника, какая выпускается в продажу фирмой PRIMEAL, и патоку из сахарной свеклы.
В промышленной области брожения, винокурения и пивоварения предусматривается использование микроорганизмов в целях производства микроорганизмов путем размножения (например, дрожжей, в частности, пекарских дрожжей), получения биологических веществ, таких как аминокислоты, (глутаминовая кислота, лизин), органических веществ (ферменты) или спирт.
Спирт можно получать из сырья различного происхождения, например, путем сбраживания плодов (виноград, свекла, сахарный тростник), зерновых (пшеница, кукуруза) или маниоки.
Эти отрасли промышленности создают множество видов жидких побочных продуктов, в том числе барду и дрожжевые суспензии.
Барда представляет собой жидкие побочные продукты, полученные при ферментации сусла после экстракции соединений, представляющих интерес.
В качестве примера барды можно назвать продукты VINASSE 60 (барда для производства пекарских дрожжей) и VIPROTAL (барда из свекольной патоки, полученной при ферментации для производства пекарских дрожжей), выпускаемая фирмой LESAFFRE, PRL 364 (барда из свекольной патоки и глюкозы, полученная с ферментации для производства глутаминовой кислоты) и SIRIONAL (барда из свекольной патоки и глюкозы, полученная с ферментации для производства лизина), выпускаемая фирмой AJINOMOTO.
Дрожжевые суспензии соответствуют побочным продуктам, получаемым при отделении сусла, например, фильтрацией или центрифугированием, после ферментации.
Под «ферментацией» (брожением) понимается любой способ, в котором используются микроорганизмы, такие, например, как дрожжи, бактерии и/или грибки, для преобразования сырья.
Как указывалось выше, дрожжевые суспензии могут содержать микроорганизмы в активной или неактивной форме, предпочтительно дрожжи.
Молочная промышленной направлена, в частности, на производство сыров, масел и сливок.
Молочная сыворотка, называемая также обратом, является жидким побочным продуктом, образующимся, в частности, при производстве сыров. Эта молочная сыворотка, существующая в двух формах сладкомолочной сыворотки и кисломолочной сыворотки, богата молочными белками и питательными элементами. Белковые концентраты молочной сыворотки (CPL) в жидкой форме представляют собой ингредиенты, полученные из молочной сыворотки при удалении части воды, минералов и лактозы. Пермеат представляет собой побочный продукт производства белковых концентратов из молока или молочной сыворотки путем ультрафильтрации. Он содержит растворимые частицы молока или молочной сыворотки, соли и лактозу. Жидкий пермеат можно сгустить и использовать перед сушкой.
Таким образом, жидкий побочный продукт предпочтительно выбирать из списка, содержащего растворимые фракции зерновых, растворимые фракции кукурузы, растворимые фракции пшеницы, растворимые фракции гороха, растворимые фракции маниоки, растворимые фракции сахарной свеклы, растворимые фракции сахарного тростника, растворимые фракции с перегонки зерновых, растворимые фракции с перегонки пшеницы, растворимые фракции с перегонки кукурузы, растворимые фракции с перегонки гороха, растворимые фракции с перегонки маниоки, барду, патоку, дрожжевые суспензии, молочную сыворотку и ее концентрированные производные, в частности, пермеат, или их смеси.
Использование таких жидких побочных продуктов в кормах для насекомых позволяет снизить расходы, связанные с кормлением, одновременно стимулируя рост насекомых благодаря внесению побочного продукта, имеющего хорошие питательные свойства. Действительно, побочные продукты в жидкой форме обеспечивают лучший рост, чем сухие побочные продукты. Это можно объяснить тем, что промышленные процессы сушки, какими производятся сухие побочные продукты, снижают питательную ценность полученных таким способом побочных продуктов. Таким образом, жидкие побочные продукты имеют лучшее питательные свойства, чем сухие побочные продукты.
Предпочтительно, жидкий побочный продукт имеет содержание воды более 35% от полного веса побочного продукта. Предпочтительно, содержание воды больше или равно 40%, более предпочтительно, больше или равно 50%.
Предпочтительно, жидкий побочный продукт выбран из списка, включающего растворимые фракции зерновых, растворимые фракции кукурузы, растворимые фракции пшеницы, растворимые фракции с перегонки зерновых, растворимые фракции с перегонки пшеницы, растворимые фракции с перегонки кукурузы, барду, дрожжевые суспензии, молочную сыворотку и ее концентрированные производные, в частности, пермеат, или их смеси.
Предпочтительно, водный субстрат содержит воду и побочный продукт агропромышленности. Предпочтительно, водный субстрат состоит из воды и побочного продукта агропромышленности.
Предпочтительно, водный субстрат имеет полное содержание воды от 56 до 98,2 вес.% от полного веса водного субстрата, предпочтительно от 60% до 95%, более предпочтительно от 70% до 90%.
Гель содержит от 0,3 до 2 вес.% гелеобразователя, предпочтительно от 0,5 до 1,5 вес.% гелеобразователя, причем весовое процентное содержание выражено на полный вес геля.
Предпочтительно, содержание воды в геле превышает 50 вес.% от полного веса геля, предпочтительно составляет от 65 до 85 вес.% от полного веса геля.
Присутствие в геле консерванта позволяет снизить развитие плесени в геле. Предпочтительно, содержание консерванта составляет от 0,1 до 3 вес.%, более предпочтительно от 0,15 до 0,5 вес.%, например, 0,3 вес.% от полного веса геля.
Предпочтительно, консервант выбран из консервантов, подходящих для применения в кормах для животных, более конкретно, из группы, состоящей из уксусной кислоты, ацетата натрия, муравьиной кислоты, фумаровой кислоты, лимонной кислоты, сорбиновой кислоты, сорбата калия, сорбата кальция, пропионовой кислоты, пропионата натрия, пропионата кальция, бензойной кислоты, бензоата натрия, бензоата кальция, бензоата калия, масляной кислоты, а также из солей и кислот, соответствующих этим молекулам.
Предпочтительно, консервант не является парабеном.
В одном частном варианте осуществления изобретения гель содержит:
- 90-99,6 вес.% водного субстрата, содержащего по меньшей мере 25 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности от полного веса водного субстрата,
- 0,3-2 вес.% гелеобразователя и
- 0,1-5 вес.% консерванта, причем консервант выбран из консервантов, пригодных для использования в кормах для животных, более конкретно из группы, состоящей из уксусной кислоты, ацетата натрия, муравьиной кислоты, фумаровой кислоты, лимонной кислоты, сорбиновой кислоты, сорбата калия, сорбата кальция, пропионовой кислоты, пропионата натрия, пропионата кальция, бензойной кислоты, бензоата натрия, бензоата кальция, бензоата калия, масляной кислоты, а также солей и кислот, соответствующих этим молекулам,
причем весовые процентные содержания водного субстрата, гелеобразователя и консерванта выражены на полный вес геля,
и причем указанный гель имеет содержание воды более 50 вес.% от полного веса геля.
Предпочтительно, консервант является сорбатом калия или пропионатом натрия.
Побочный продукт агропромышленности является жидким при температуре окружающей среды.
Предпочтительно, содержание водного субстрата составляет от 95 до 99 вес.% от полного веса геля.
Предпочтительно, водный субстрат содержит по меньшей мере 50 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности от полного веса водного субстрата.
Предпочтительно, водный субстрат содержит воду и по меньшей мере 50 вес.%, например, по меньшей мере 75 вес.%, побочного продукта агропромышленности. Предпочтительно, водный субстрат состоит из воды и по меньшей мере 50 вес.%, например, по меньшей мере 75 вес.%, побочного продукта агропромышленности.
В одном частном варианте осуществления изобретения, когда используется патока, ее следует использовать в количестве не более 55 вес.% патоки в субстрате.
В другом частном варианте осуществления изобретения, когда используется барда, ее следует использовать в количестве не более 70 вес.% барды в субстрате.
В третьем частном варианте осуществления изобретения, когда в водный субстрат вводят дрожжевую суспензию, ее следует вводить через смесь побочных продуктов, чтобы количество дрожжевой суспензии в водном субстрате не превышало 25 вес.%.
В одном частном варианте осуществления изобретения водный субстрат содержит воду и по меньшей мере 95 вес.% побочного продукта агропромышленности. Предпочтительно, водный субстрат состоит из воды и по меньшей мере 95 вес.% побочного продукта агропромышленности.
В одном частном варианте осуществления изобретения водный субстрат состоит из жидкого побочного продукта агропромышленности.
Предпочтительно, жидкий побочный продукт выбран из списка, включающего:
- растворимые фракции зерновых, растворимые фракции кукурузы, растворимые фракции пшеницы, растворимые фракции маниоки, растворимые фракции с перегонки зерновых, растворимые фракции с перегонки пшеницы, растворимые фракции с перегонки кукурузы, растворимые фракции с перегонки маниоки, дрожжевые суспензии, молочную сыворотку и ее концентрированные производные, в частности, пермеат, или
- смесь по меньшей мере двух побочных продуктов, выбранных из растворимых фракций зерновых, растворимых фракций кукурузы, растворимых фракций пшеницы, растворимых фракций маниоки, растворимых фракций с перегонки зерновых, растворимых фракций с перегонки пшеница, растворимых фракций с перегонки кукурузы, растворимых фракций с перегонки маниоки, дрожжевых суспензий, молочной сыворотки и ее концентрированных производных, в частности, пермеата, дрожжевых суспензий, барды и патоки.
Предпочтительно, водный субстрат имеет полное содержание воды от 50 до 95 вес.% от полного веса водного субстрата.
Предпочтительно, жидкий побочный продукт агропромышленности представляет собой растворимую фракцию с перегонки или смесь растворимой фракции с перегонки с другим жидким побочным продуктом.
Предпочтительно, растворимая фракция с перегонки выбрана из группы, состоящей из растворимых фракций с перегонки пшеницы, растворимых фракций с перегонки кукурузы и растворимых фракций с перегонки зерновых.
Как указано выше, гель согласно изобретению содержит также гелеобразователь.
Предпочтительно, гелеобразователь выбран из группы, состоящей из агар-агара, каррагенана, гуаровой камеди, альгината кальция, хитозана, пектина, ксантановой камеди, камеди рожкового дерева, геллановой камеди или их смесей.
В другом частном варианте осуществления изобретения гель содержит:
- 90-99,6 вес.% водного субстрата, содержащего по меньшей мере 25 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности от полного веса водного субстрата,
- 0,3-2 вес.% гелеобразователя, причем гелеобразователь выбран из группы, состоящей из агар-агара, каррагенана, гуаровой камеди, альгината кальция, хитозана, пектина, ксантановой камеди, камеди рожкового дерева, геллановой камеди или их смесей, и
- 0,1-5 вес.% консерванта,
причем весовые процентные содержания водного субстрата, гелеобразователя и консерванта выражены на полный вес геля,
и причем указанный гель имеет содержание воды более 50 вес.% от полного веса геля.
Более конкретно, гель содержит:
- 90-99,6 вес.% водного субстрата, содержащего по меньшей мере 25 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности от полного веса водного субстрата,
- 0,3-2 вес.% гелеобразователя, причем гелеобразователь выбран из группы, состоящей из агар-агара, каррагенана, гуаровой камеди, альгината кальция, хитозана, пектина, ксантановой камеди, камеди рожкового дерева, геллановой камеди или их смесей,
- 0,1-5 вес.% консерванта, причем консервант выбран из консервантов, подходящих для применения в кормах для животных, более конкретно из группы, состоящей из уксусной кислоты, ацетата натрия, муравьиной кислоты, фумаровой кислоты, лимонной кислоты, сорбиновой кислоты, сорбата калия, сорбата кальция, пропионовой кислоты, пропионата натрия, пропионата кальция, бензойной кислоты, бензоата натрия, бензоата кальция, бензоата калия, масляной кислоты, а также солей и кислот, соответствующих этим молекулам,
причем весовые процентные содержания водного субстрата, гелеобразователя и консерванта выражены на полный вес геля,
и причем указанный гель имеет содержание воды более 50 вес.% от полного веса геля.
В одном особенно предпочтительном аспекте изобретения гелеобразователь является смесью ксантановой камеди и камеди рожкового дерева, смесью ксантановой камеди и гуаровой камеди или агар-агаром.
Tenebrio molitor
Предпочтительно, гелеобразователь содержит смесь 50/50 ксантановой камеди и камеди рожкового дерева. Такой гелеобразователь выпускается в продажу, например, под названием Flanogen XL12 фирмой Cargill. Преимуществом камеди рожкового дерева является то, что она является привлекательной для личинок насекомых, в частности, для личинок .
В одном частном варианте осуществления изобретения гель содержит дрожжи.
Дрожжи могут быть активными или неактивными.
Под «неактивными дрожжами» понимаются также экстракты и/или клеточные стенки дрожжей. «Клеточными стенками дрожжей» называют нерастворимую фракцию дрожжей, то есть стенки дрожжей и плазмическую мембрану дрожжей. Таким образом, речь не идет ни о дрожжах в целом, ни о клеточном содержимом дрожжей, таком как дрожжевой экстракт. Клеточные стенки дрожжей обладают очень интересными свойствами в отношении здоровья животного или человека или в качестве пищевой добавки для животных и человека.
Предпочтительно, полное содержание дрожжей в геле составляет от 0,5% до 20% дрожжей по сухому весу, предпочтительно от 3% до 15%, предпочтительно от 4% до 10% дрожжей по сухому весу, от полного веса геля.
Дрожжи могут происходить из жидкого побочного продукта агропромышленности.
Действительно, побочный продукт агропромышленности может представлять собой растворимую фракцию с перегонки, которая уже содержит дрожжи, или смесь по меньшей мере двух жидких побочных продуктов агропромышленности, один из которых является дрожжевой суспензией.
Альтернативно, дрожжи можно добавлять в твердой форме, например, в виде сухих дрожжей или, как указано ниже, пробиотика. В форме сухих дрожжей их вводят в содержании, составляющем от 0,1 до 6 вес.%, предпочтительно, от 1 до 5 вес.% от полного веса геля.
Помимо белков, углеводов, растворимых волокон и возможных дрожжей побочный продукт агропромышленности может содержать и другие представляющие интерес питательные вещества, такие как минералы.
Предпочтительно, содержание натрия в побочном продукте больше или равно 1% от полного веса побочного продукта.
Предпочтительно, жидкий побочный продукт имеет содержание натрия более 2 вес.% от полного веса побочного продукта.
Tenebrio molitor
Однако слишком высокое содержание натрия может оказаться токсичным для личинок  и препятствовать их правильному развитию. Предпочтительно, побочный продукт имеет содержание натрия от 1% до 5%.
Tenebrio molitor
Побочный продукт предпочтительно имеет содержание сульфата менее 4% от полного веса побочного продукта. Слишком высокое содержание сульфата может оказаться токсичным для личинок  и препятствовать их правильному развитию. Предпочтительно, побочный продукт имеет содержание сульфата менее 3%, предпочтительно менее 2%, более предпочтительно менее 1%.
Предпочтительно, гель согласно изобретению может также содержать кальций.
Согласно другому варианту осуществления, источником дрожжей может быть добавление пробиотиков в гель.
Когда в гель добавляют пробиотик, этот пробиотик вводят, например, в количестве от 0,1 до 8 вес.%, предпочтительно от 1 до 5 вес.% от полного веса геля.
В качестве примера пробиотиков можно назвать дрожжи LB 2245 от фирмы LALLEMAND. Эти дрожжи содержат также витамины и минералы.
Кроме того, гель согласно изобретению может содержать от 0,001 до 0,5 вес.% витаминов от полного веса геля, например, от 0,001 до 0,1 вес.% витаминов от полного веса геля.
Витамины можно вводить в виде композиции, обогащенной витаминами, такой как «премикс».
Предпочтительно, премикс содержит витамины, выбранные из группы, состоящей из витамина A, витамина B1 (тиамин), витамина B2 (рибофлавин), витамина B3 (никотинамид), витамина B5 (пантотеновая кислота), витамина B6 (пиридоксин), витамина B8 (биотин), витамина B9 (фолиевая кислота), витамина B12 (кобаламин), витамина C, витамина PP (ниацин), витамина D3 (холекальциферол), витамина E, витамина K2 (менахинон), витамина K3 (менадион) или их предшественников и производных.
В продаже имеется много премиксов, таких, например, как премикс AIN Vitamin Mixture 76, производство фирмы MP Biomedicals, LLC.
Премикс может также содержать холин, холестерин, карнитин и/или инозитол, а также минералы и/или микроэлементы.
Помимо вышеупомянутых натрия и кальция, гель может с успехом содержать минералы, выбранные из группы, состоящей из железа, меди, селена, хрома, иода, кобальта, марганца, фтора, цинка, калия, фосфора, магния.
Эти минералы могут также происходить из побочного продукта агропромышленности или добавляться через премикс, причем указанный премикс может быть витаминным премиксом, содержащим минералы, какие указаны выше, или премиксом только минералов. В качестве примера премикса минералов можно назвать премикс «Wesson Salt Mixture» производства фирмы MP Biomedicals, LLC.
Предпочтительно, витаминный премикс вводят в гель в содержании от 0,1 до 5 вес.% от полного веса геля.
2
2
2
2
2
Гель согласно изобретению предпочтительно имеет прочность по меньшей мере 30 г/см, в частности, 30 г/см, 40 г/см или 50 г/см, предпочтительно 80 г/см.
Действительно, насекомые принимают только одну определенную текстуру. Они должны иметь возможность легко отрезать и глотать кусочки геля с помощью из ротовых отверстий. Поэтому гель должен быть твердым.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Предпочтительно, прочность геля составляет от 40 г/см до 150 г/см, в частности, от 80 г/см до 150 г/см. Предпочтительно, прочность геля составляет от 40 г/см до 100 г/см, в частности, по меньшей мере 50 г/см, даже по меньшей мере 90 г/см, более предпочтительно по меньшей мере 100 г/см. Прочность геля измеряют текстурометром.
Таким образом, гель не является вязким или клейким. Следовательно, насекомые могут перемещаться над гелем, не прилипая. Это снижает смертность насекомых, так как насекомые меньше застревают в геле.
Кроме того, синерезис геля может предпочтительно составлять от 0,1% до 5%, чтобы избежать слишком сильного выделения воды и увлажнения среды насекомых.
Синерезис геля можно определить, например, как указано в работе G. BLANCHER (2009), Sciences du Vivant, ENSIA (AgroParisTech). Измерение проводится на продуктах, хранившихся при 4°C в течение 24 ч, путем дифференциального взвешивания с использованием аналитических весов. В двух словах, взвешивают продукт, содержащийся в чашке, затем удаляют жидкость, находящуюся на поверхности, наклоняя чашку, затем впитывающей бумагой легко промокают поверхность продукта. Затем проводят второе взвешивание. Синерезис выражают в % потерь между двумя взвешиваниями.
3
3
Предпочтительно, гель имеет форму, подходящую для облегчения доступа насекомых к воде. Он находится, например, в виде элементов (блоков) геля, имеющих объем от 30 см до 1500 см, таких как куб или параллелепипед с квадратным основанием, или цилиндр длиной порядка 0,5-15 см, предпочтительно 0,8-12 см.
Изобретение относится также к рациону питания для насекомых, содержащему гель и продукт питания, причем:
- гель является таким, как описано выше, и
- продукт питания представляет собой нерастворимый субстрат, имеющий влагосодержание меньше или равное 55 вес.% от полного веса нерастворимого субстрата.
Таким образом, рацион питания согласно изобретению содержит два разных продукта, причем продукт питания не включен в гель.
Tenebrio molitor.
Предпочтительно, этот рацион используется для выращивания личинок
Субстрат называется «нерастворимым», так как он содержит по меньшей мере 60 вес.% нерастворимых веществ от полного веса сухого вещества. Такие нерастворимые вещества выбирают, например, из группы, состоящей из пшеничных отрубей, рисовых отрубей, кукурузных отрубей, жмыха проростков кукурузы, волокон кукурузы, волокон кормовых зернобобовых культур, пшеничной крупки, пивной дробины, корешков ячменя (полученных при приготовлении солода), кожуры клубней, картофеля, мякоти гороха, свекольной стружки.
Tenebrio molitor
Содержания питательных веществ и воды в геле и нерастворимом субстрате определены так, чтобы ввести личинкам надлежащее количество питательных веществ и воды.
Предпочтительно, нерастворимый субстрат имеет влагосодержание менее 45% от полного веса нерастворимого субстрата, предпочтительно менее 25%.
Преимуществом использования геля для внесения воды является то, что это позволяет снизить микробиологические риски, в частности, образование плесени. Действительно, внесение воды в виде геля позволяет ограничить содержание воды в нерастворимом субстрате.
Изобретение относится также к способу получения геля согласно изобретению, включающему:
- стадию образования жидкого соединения путем смешения:
i. 90-99,6 вес.% водного субстрата, содержащего по меньшей мере 25 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности от полного веса водного субстрата, причем водный субстрат доводят до температуры, позволяющей растворить гелеобразователь;
ii. 0,3-2 вес.% гелеобразователя и
iii. 0,1-5 вес.% консерванта,
причем весовые процентные содержания водного субстрата гелеобразователя и консерванта выражены на полный вес жидкого соединения,
- стадию охлаждения жидкого соединения, чтобы довести его до второй температуры, при которой он превращается в гель.
Водный субстрат, жидкий побочный продукт агропромышленности, консервант и гелеобразователь, такие как определено выше для геля согласно изобретению.
Способ получения геля согласно изобретению может, в частности, включать следующие стадии:
- стадия образования жидкого соединения путем смешения:
i. 90-99,6 вес.% водного субстрата, содержащего по меньшей мере 25 вес.% жидкого побочного продукта агропромышленности от полного веса водного субстрата, причем водный субстрат доводят до температуры, позволяющей растворить гелеобразователь;
ii. 0,3-2 вес.% гелеобразователя и
iii. 0,1-5 вес.% консерванта,
причем весовые процентные содержания водного субстрата, гелеобразователя и консерванта выражены на полный вес жидкого соединения,
- стадия отбора жидкого соединения;
- стадия охлаждения жидкого соединения в линии, чтобы довести его до второй температуры, при которой он превращается в гель;
- стадия переноса в линию распределения;
- стадия распиловки желатинированного соединения в блоки на выходе линии распределения.
Под выражением «доводят до температуры, позволяющей растворить гелеобразователь», понимается, в частности, стадия нагрева водного субстрата, содержащего побочный продукт. Эта стадия может быть реализована любым средством, доступным для этого эффекта. Предпочтительно, водный субстрат нагревают до температуры в интервале от 60°C до 100°C, в частности, от 60°C до 85°C, например, порядка 80°C; температура предпочтительно такова, что она достаточна для растворения гелеобразователя, и не снижает пищевую ценность жидкого побочного продукта.
В частности, под «жидким соединением» понимается соединение, которое находится в жидкой форме при температуре нагревания. В действительности, при охлаждении это соединение должно превращаться в гель.
Под «отбором» понимается стадия извлечения жидкого соединения, образованного на первой стадии смешения водного субстрата с гелеобразователем и консервантом, из емкости, в которой оно находится. Предпочтительно, стадия отбора позволяет отобрать подходящее количество жидкого соединения, однородно перемешанного, чтобы доставить насекомым количество геля, соответствующее их потребности в воде и питательных веществах.
Под «охлаждением в линии» понимается стадия охлаждения вдоль устройства для получения геля средством, предусмотренным для этой цели. Отобранное жидкое соединение охлаждается в ходе его транспортировки от емкости, в которой находится жидкое соединение, до среды разведения насекомых. Это охлаждение в линии доводит жидкое соединение до температуры ниже температуры его превращения в гель, которая может составлять, например, порядка 40°C. В более общем смысле, превращенное в гель соединение доводят до температуры, совместимой с его целевым применением. Например, для кормления и доставки воды насекомым соединение, которое будет распределяться при температуре, близкой к его температуре после охлаждения в линии, доводят до температуры максимум 25°C на выходе охлаждения в линии. Охлаждение в линии можно реализовать за один раз или за несколько ступеней охлаждения, путем постепенного и последовательного охлаждения.
Стадия переноса соответствует доставке геля от зоны охлаждения до зоны распиловки. Эта доставка осуществляется средствами, предусмотренными для этой цели. Предпочтительно, перенос осуществляется при температуре меньше или равной 25°C, чтобы сохранить хорошую когезию геля.
Стадия распиловки соответствует стадии резки геля. Предпочтительно, измельчение осуществляется механическими режущими устройствами, позволяющими отрезать гель в зависимости от потребностей насекомых в воде и питательных веществах.
Превращение соединения в гель в производственной линии после отбора в жидкой форме и его измельчение на блоки непосредственно на выходе распределительной линии позволяет получать гель по мере необходимости и в непрерывном режиме. Исключаются манипуляции с гелем и его хранение (в виде геля), что фактически устраняет связанные с этим проблемы. Риск загрязнения или размножения бактерий сильно ограничивается, так как гель распределяется сразу на выходе линии распределения, вскоре после того, как соединение было образовано. Кроме того, в контексте разведения насекомых размер блоков на выходе можно тонко адаптировать к потребностям в непрерывном режиме.
Далее, изобретение относится к использованию геля согласно изобретению в качестве источника воды и/или питательных веществ для разведения насекомых.
В частности, гель согласно изобретению используется в качестве источника воды и/или питательных веществ, предпочтительно в качестве источника воды и питательных веществ для промышленного разведения насекомых.
Внесение источника воды является необходимым для хорошего развития насекомых. При одинаковом количестве доставляемой воды (30% от массы личинок), личинки хрущака растут на 48% быстрее с желатинированным источником воды, чем в случае, когда вода напрямую смешивается с субстратом. Их индивидуальный прирост массы, выраженный в сухом веществе, также выше на 64%.
Кроме того, использование геля улучшает рост личинок по сравнению с использованием моркови, даже когда их выращивают при повышенных плотностях, какие применяются на промышленных производственных установках. Действительно, темпы роста личинок в этих условиях значительно выше для личинок, выращиваемых с гелем.
Tenebrio molitor
Таким образом, обеспечение насекомых водой в достаточном количестве является ключевым фактором быстрого и эффективного роста личинок. Это позволяет также значительно повысить продуктивность разведения насекомых, в частности, .
Этот позволяет также лучше контролировать дозировку внесения воды.
Гель согласно изобретению позволяет также внести питательные вещества, представляющие интерес.
Tenebrio molitor
Tenebrio molitor
Предпочтительно, этот гель используется для разведения , в частности, для разведения личинок .
Наконец, изобретение относится к применению жидкого побочного продукта агропромышленности в виде геля в качестве источника воды и/или питательных веществ, предпочтительно в качестве источника воды и питательных веществ, для разведения насекомых, в частности, для промышленного разведения насекомых.
Использование жидкого побочного продукта агропромышленности с успехом позволяет улучшить контроль дозировки внесения воды, как описано выше, а также внесение подходящих питательных веществ, что способствует росту насекомых при одновременном снижении риска смертности.
Изобретение станет более понятным при рассмотрении следующих примеров, приведенных в целях иллюстрации, с обращением к фигурам:
Tenebrio molitor
- фигура 1a является диаграммой, иллюстрирующей рост и смертность личинок  при выращивании на гелях, содержащих различные жидкие побочные продукты агропромышленности (две растворимые фракции пшеницы, растворимая фракция с перегонки зерновых и барда);
Tenebrio molitor
- фигура 1b показывает кривую роста  при выращивании на гелях, содержащих жидкие побочные продукты агропромышленности, указанные на фигуре 1a;
Tenebrio molitor,
- фигура 1c является диаграммой, иллюстрирующей показатель кормоотдачи FCR, называемый также индексом потребления, рассчитанный для  в зависимости от жидкого побочного продукта агропромышленности в виде геля, который был включен в их рацион;
- фигура 2 включает в себя фигуру 2a, представляющую таблицу, показывающую сравнительные пищевые рационы, содержащие жидкие побочные продукты с производства крахмала из пшеницы и кукурузы, высушенные или лиофилизованные, а также фигуру 2b, которая содержит две диаграммы, иллюстрирующие результаты в отношении роста и FCR корма, полученные для разных сравнительных рационов, описанных в связи с фигурой 2a;
- фигура 3 включает в себя фигуру 3a, представляющую таблицу, показывающую сравнительные пищевые рационы, содержащие жидкие побочные продукты с производства крахмала из пшеницы и кукурузы, высушенные или лиофилизованные, а также фигуру 3b, которая содержит две диаграммы, иллюстрирующие результаты в отношении роста и FCR корма, полученные для разных сравнительных диет, описанных в связи с фигурой 3a;
- фигура 4 включает в себя фигуру 4a, представляющую таблицу, показывающую сравнительные пищевые рационы, содержащие жидкие побочные продукты с производства крахмала из пшеницы и кукурузы, высушенные или лиофилизованные, во влажной форме или в форме геля, а также фигуру 4b, которая содержит две диаграммы, иллюстрирующие результаты, полученные в отношении роста и FCR корма для разных сравнительных диет, описанных в связи с фигурой 4a;
- фигура 5 включает в себя фигуру 5a, представляющую таблицу, показывающую сравнительные пищевые рационы, содержащие жидкие побочные продукты с производства крахмала из пшеницы и кукурузы, высушенные или лиофилизованные, во влажной форме или в форме геля, а также фигуру 5b, которая содержит две диаграммы, иллюстрирующие результаты, полученные в отношении роста и FCR корма для разных сравнительных диет, описанных в связи с фигурой 5a; и
- фигура 6 приводит оценку механических свойств гелей, обогащенных растворимыми фракциями пшеницы, с введением гелеобразователя (смесь камеди рожкового дерева) на уровне 0,30%, 0,50% и 0,70%, согласно примеру IV (измерение прочности геля в зависимости от расстояния, пройденного цилиндрическим подвижным элементом, использующиеся для приложения давления к поверхности геля), оценка осуществлялась с помощью текстурометра TA-XT Plus (Stable Micro Systems, TA-XT Plus, Surrey, Франция) и встроенной в него программы анализа "Exponent".
Пример I: Примеры гелей согласно изобретению
A. Продукты, использующиеся в гелях согласно изобретению:
a) Растворимые фракции
- растворимые фракции кукурузы
SOLULYS 048E, производство фирмы ROQUETTE. SOLULYS представляет собой концентрированный раствор растворимых фракций кукурузы, полученный на первой стадии фракционирования зерна в процессе получения влажного крахмала. Этот концентрированный раствор содержит 48 вес.% сухих веществ от полного веса раствора, 44 вес.% белка и 24 вес.% молочной кислота, причем два последних весовых процентных содержания выражены на полный вес сухого вещества раствора.
,
AMYSTEEP424производство фирмы TEREOS. Эта композиция растворимой фракции кукурузы содержит 42,5 вес.% сухих веществ от полного веса композиции и 44 вес.% белка от полного веса сухих веществ композиции.
- растворимые фракции пшеницы
CORAMI, производство фирмы ROQUETTE. Соответствует растворимой фракции экстракта крахмала, полученной в результате стадий замачивания и рафинирования в процессе получения крахмала. Эта композиция растворимой фракции пшеницы содержит 29 вес.% сухих веществ от полного веса композиции.
b) Растворимые фракции с перегонки
- растворимые фракции с перегонки пшеницы
ALCOMIX, производство фирмы TEREOS. Эта композиция растворимой фракции пшеницы содержит около 20 вес.% сухих веществ от полного веса композиции и около 28 вес.% белка от полного веса сухих веществ композиции.
PROTIWANZE, производство фирмы CROPERNERGIES. Эта растворимая фракция с перегонки пшеницы содержит 27 вес.% сухих веществ от полного веса растворимой фракции с перегонки и 27 вес.% белка от полного веса сухих веществ растворимой фракции с перегонки.
CORAMI BE, производство фирмы ROQUETTE. Эта растворимая фракция с перегонки пшеницы содержит 32 вес.% сухих веществ от полного веса растворимой фракции с перегонки и 32 вес.% белка от полного веса сухих веществ растворимой фракции с перегонки.
- растворимые фракции с перегонки зерновых
Растворимая фракция с перегонки, полученная из пшеницы, кукуруза и ячменя, поставляется фирмой CROPENERGIES.
c) Дрожжевые суспензии
Суспензия дрожжей из пшеницы, поставляется фирмой TEREOS.
d) Барда
VINASSE 60, производство фирмы LESAFFRE. Эта барда содержит 60 вес.% сухих веществ от полного веса барды и 60 вес.% белка от полного веса сухих веществ барды
VIPROTAL, производство фирмы LESAFFRE. Эта барда содержит 60 вес.% сухих веществ от полного веса барды и 44 вес.% белка от полного веса сухих веществ барды.
PRL 364, производство фирмы AJINOMOTO. Эта барда содержит 70 вес.% сухих веществ от полного веса барды и 70 вес.% белка от полного веса сухих веществ барды.
SIRONAL, производство фирмы AJINOMOTO. Эта барда содержит 66 вес.% сухих веществ от полного веса барды и 52,8 вес.% белка от полного веса сухих веществ барды.
e) Патока
SUGARCANNE MOLASSE, производство фирмы PRIMEAL. Эта патока содержит 75 вес.% сухих веществ от полного веса патоки и 5 вес.% белка от полного веса сухих веществ патоки.
BEET MOLASSE, производство фирмы CRISTALUNION. Эта патока содержит 75 вес.% сухих веществ от полного веса патоки и 14 вес.% белка от полного веса сухих веществ патоки.
g) Пробиотики
Дрожжи LB 2245, производство фирмы LALLEMAND, их характеристики указаны в таблице 1 ниже.
Таблица 1.
Состав дрожжей LB 2245
<b>Дрожжи LB 2245 (%)</b>
витамин A (МЕ) <
0,0003
вода
6
белок
45,00
липиды, всего
15,00
жирные кислоты SAT
10,00
углеводы, всего
42,10
растворимые сахара
24,00
волокна
16,60
натрий
0,047
кальций
0,212
железо
0,005
витамин B1: тиамин
0,004
витамин B2: рибофлавин
0,003
витамин B3: никотиновая кислота
0,048
витамин B5: пантотеновая кислота
0,003
витамин B6: пиридоксин
0,003
витамин B8: биотин
0,0001
витамин B9: фолиевая кислота
0,0002
витамин B12: кобаламин
0,00001
<u>Комментарии</u>: неактивные дрожжи, содержащие глютен ячменя и пшеницы
g) Витаминные премиксы
Витаминный премикс PX SHRIMP V 0.5, выпускаемый в продажу фирмой MIXSCIENCE, имеющий характеристики, указанные в таблице 2 ниже.
Таблица 2.
Состав премикса
<b>премикс (%)</b>
железо
0,20
йод
0,01
кобальт
0,00238
медь
0,60
марганец
0,40
цинк
0,3
селен: селенит натрия
0,008
BHT
0,40
витамин A (МЕ) <
0,60
витамин B1: тиамин
1,00
витамин B2: рибофлавин
1,20
витамин B5: пантотеновая кислота
3,00
витамин B6: пиридоксин
1,00
витамин B8: биотин
0,01
витамин B9: фолиевая кислота
0,16
витамин B12: кобаламин
0,0001
PP - ниацин
3,00
D3
0,0015
E
2,941176
K3
0,20
B. Состав гелей по изобретению
a) Гель, содержащий пробиотик и водный субстрат, состоящий из растворимой фракции кукурузы
вес.% от полного веса геля
растворимая фракция кукурузы
94,09
пробиотики
4,81
гелеобразователь (0,5 ксантановая камедь+0,5 камедь рожкового дерева)
0,8
сорбат калия
0,3
b) Гель, содержащий витаминный премикс и водный субстрат, состоящий из растворимой фракции пшеницы
вес.% от полного веса геля
растворимая фракция пшеницы
94,09
витаминный премикс
4,81
гелеобразователь (0,5 ксантановая камедь+0,5 камедь рожкового дерева)
0,8
сорбат калия
0,3
с) Гель, содержащий витаминный премикс и водный субстрат, состоящий из растворимой фракции кукурузы
вес.% от полного веса геля
растворимая фракция кукурузы
95,93
премикс
2,97
гелеобразователь (0,5 ксантановая камедь+0,5 камедь рожкового дерева)
0,8
пропионат натрия
0,3
d) Гель, содержащий 75% растворимой фракции с перегонки пшеницы и 25% воды в водном субстрате
вес.% от полного веса геля
растворимая фракция с перегонки пшеницы
74,17
вода
24,73
гелеобразователь (0,5 ксантановая камедь+0,5 камедь рожкового дерева)
0,8
сорбат калия
0,3
e) Гель, содержащий водный субстрат, состоящий из растворимой фракции пшеницы
вес.% от полного веса геля
растворимая фракция пшеницы
98,9
гелеобразователь (0,5 ксантановая камедь+0,5 камедь рожкового дерева)
0,8
сорбат калия
0,3
f) Гель, содержащий водный субстрат, состоящий из смеси растворимой фракции пшеницы и растворимой фракции кукурузы
вес.% от полного веса геля
растворимая фракция<i></i>кукурузы
95,9
растворимая фракция пшеницы
3,0
гелеобразователь (0,5 ксантановая камедь+0,5 камедь рожкового дерева)
0,8
сорбат калия
0,3
g) Гель, содержащий водный субстрат, состоящий из смеси 75% растворимой фракции пшеницы, желированный агаг-агаром
вес.% от полного веса геля
растворимая фракция пшеницы
75,0
вода
24,2
агар-агар
0,5
сорбат калия
0,3
C. Приготовление геля
Вышеуказанные гели могут быть получены следующим образом.
В емкости с перемешиванием побочный продукт или продукты агропромышленности и, факультативно, воду нагревают до температуры выше 80°C, затем смешивают с другими компонентами смеси: возможные пробиотики и премикс, по меньшей мере один гелеобразователь и по меньшей мере один консервант, в указанных пропорциях. Полученную смесь затем постепенно охлаждают до температуры окружающей среды, чтобы образовался гель.
Пример II: Влияние разных гелей согласно изобретению на развитие личинок
Tenebrio molitor
Было исследовано четыре побочных продукта агропромышленности: две растворимые фракции пшеницы (SB1 и SB2), барда (VF) и растворимая фракция зерновых, полученная из пшеницы, кукурузы и ячменя (SC).
Гель был образован в соответствии с примером I и состоял из 99 вес.% водного субстрата от полного веса геля, содержащего 25 вес.% каждого из вышеназванных побочных продуктов агропромышленности от веса субстрата и 75 вес.% воды от веса водного субстрата, 0,7% Flanogen XL12 (Cargill, смесь 50/50 ксантановой камеди и камеди рожкового дерева) и 0,3% L-сорбата калия.
Был также образован контрольный гель, состоящий из воды, 0,7 вес.% Flanogen XL12 (Cargill) и 0,3 вес.% L-сорбата калия, причем весовые процентные содержания указаны на полный вес геля.
Tenebrio molitor,
Личинки  использующиеся для каждой серии экспериментов, происходили из одной и той же популяции, полученной при выращивании в лаборатории Ÿnsect в Эври, и были отобраны в два разных момента времени.
Опыты начинали с 10 граммами личинок, не получавшими пищи 48ч, индивидуальный вес которых составлял около 20 мг.
2
Личинки выращивали до оптимальной плотности 0,63 г/см в прозрачных пластиковых банках с квадратным основанием (размеры: 4×4 x 7,5 см).
При каждом кормлении массу насекомых восстанавливали до 10 граммов путем случайного отбора образца особей, чтобы вернуться к оптимальной плотности.
Tenebrio molitor
Эксперименты продолжались 14 дней и проводились в темноте в климатической камере с контролируемой температурой 24°C и относительной влажностью 60%. Личинки  кормили досыта 2 раза в неделю основной средой и полученными выше гелями.
В конце эксперимента среду взвешивали, чтобы оценить рост и смертность и выращенных таким способом личинок.
Для расчета суточного темпа прироста необходимо оценить суммарный теоретический рост путем коррекции эффекта последовательных разбавлений. Для этого теоретическую биомассу личинок (Mcumul) пересчитывали при каждом сборе данных (t), исходя из веса личиночной массы (ML), по следующей формуле:
Суточные темпы прироста (GR) рассчитывали между исходной массой личинок (ML(t0)=10 г) и теоретической массой личинок в конце эксперимента (tf) по следующей формуле:
Для оценки смертности рассчитывали средний суточный показатель кажущейся смертности между каждым сбором данных. Показатель суточной смертности оценивали, деля число подсчитанных смертей на число дней между двумя кормлениями.
Полученные результаты представлены на фигуре 1a.
Можно видеть, что добавление геля, содержащего побочные продукты, в среду разведения личинок, позволяет повысить рост личинок по сравнению со средой, содержащей гель, состоящий только из воды. Кроме того, добавление такого геля позволяет с успехом снизить смертность личинок по сравнению с контрольным значением (гель, состоящий из воды).
Из фигуры 1b следует, что биомасса среды разведения увеличивается в течение всех 14 дней культивирования (с 10 г до 35 г). Прирост массы в экспериментах, проведенных в присутствии геля, содержащего побочный продукт, выше, чем прирост биомассы в контрольном эксперименте, проводившемся в присутствии геля, содержащего только воду (разница около 8г).
Кроме того, для всех проведенных экспериментов рассчитывали показатель кормоотдачи FCR (в соответствии со способом, указанным в таблице 3 ниже). Результаты представлены на фигуре 1c. Видно, что показатель кормоотдачи в экспериментах, проведенных в присутствии побочного продукта, ниже или эквивалентен показателю, полученному для контроля.
Tenebrio molitor
Таким образом, использование побочного продукта в виде геля в качестве источника питательных веществ и воды особенно выгодно для выращивания личинок  и позволяет получить улучшенный рост по сравнению с гелем, состоящим из воды.
Пример III: Преимущества гелей согласно изобретению в отношении выращивании личинок
Tenebrio molitor
Было проведено две серии экспериментов на базе пищевых рационов, состоящих из побочных продуктов с двух установок по получению крахмала из пшеницы и кукурузы для первой серии (установка A) и пшеницы для второй серии (установка B).
Tenebrio molitor
Целями каждого из этих экспериментов было (1) оценить влияние промышленной сушки на пищевую ценность побочных продуктов и (2) исследовать влияние использования жидких побочных продуктов, в частности, при введении в гель как источника пищи и воды, на эффективность разведения .
a) Биологический материал и условия разведения
Tenebrio molitor
Личинки , использовавшиеся для каждой серии экспериментов, происходили из одной и той же колонии, полученной при разведении в лаборатории Ÿnsect в Эври, и отбирались в два разных момента времени.
Эксперименты начинали с 10 граммами личинок, голодавших в течение 48ч, индивидуальный вес которых составлял около 20 мг.
2
Личинки выращивали до оптимальной плотности 0,63 г/см в прозрачных пластиковых банках с квадратным основанием (размеры: 4×4 x 7,5 см).
При каждом кормлении массу насекомых снова доводили до 10 граммов путем случайного выбора образцов особей, чтобы вернуться к оптимальной плотности.
Tenebrio molitor
Эксперименты длились 2 недели и проводились в темноте в климатической камере с контролируемой температурой 25°C и относительной влажностью 60%. Личинки  кормили вволю 2 раза в неделю 11 г пищи и количеством геля, подбираемым в соответствии с влажностью субстрата (смотри предыдущий абзац). В общей сложности субстрат обновляли 4 раза, причем обновление проводилось во время разных сборов данных.
b) Методика эксперимента и сбор данных
Сбор данных осуществляли при каждом кормлении. Особи отделяли от корма путем просеивания вручную, используя подходящий размер ячеек сита в зависимости от размера особей. Мертвые особи удаляли и подсчитывали. Подсчитывали также количество живых особей. Живые личинки и оставшийся материал (непотребленный корм, оставшийся гель и экскременты) взвешивали и небольшую часть (около 2 граммов) выдерживали при 105°C в течение 24ч, а затем взвешивали, чтобы оценить сухое вещество.
Исследуемыми переменными были показатель суточного роста (GR, рассчитывается как указано в примере II) и показатель кормоотдачи (FCR).
Tenebrio molitor
Для расчета FCR необходимо знать массу потребленной пищи. Однако ее сложно или невозможно получить путем просеивания, поэтому пришлось провести расчет и промежуточный эксперимент, исходя из метода косвенного расчета (подтвержденного в лаборатории), показавшие, что кажущаяся усвояемость и ее расчетный показатель степень отторжения (RR) являются постоянными в течение всего эксперимента; другими словами, масса произведенных экскрементов (или масса фекалий) пропорциональна массе проглоченной пищи. Таким образом, для всех рационов проводили эксперимент, в котором 10 граммов личинок  полностью потребляли свою пищу, чтобы получить RR. Расчетные формулы приведены в таблице ниже (таблица 3).
Таблица 3.
Формулы для расчета коэффициента кормоотдачи (FCR)
<b>параметр</b>
<b>единицы</b>
<b>формулы</b>
<b>FCR</b>
-
<img file="00000003.jpg" he="12" wi="67" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<b>RR</b>
%
<img file="00000004.jpg" he="12" wi="64" img-content="undefined" img-format="jpg" />
<b>Масса потребленного корма (Mc)</b>
г
<img file="00000005.jpg" he="11" wi="94" img-content="undefined" img-format="jpg" />
c) Оценка влияния промышленной сушки на пищевые качества побочных продуктов
Обработки, заканчивающиеся буквой S в их коде (A1S и A2S, B1S и B2S), соответствуют рационам, состоящим из геля, состоящего только из воды и питательного субстрата, причем указанный субстрат соответствует жидким побочным продуктам, высушенным двумя способами сушки: промышленная сушка и сушка путем лиофилизации.
Приготовление пищи и геля
Рационы питания составляли так, чтобы соблюдались пропорции побочных продуктов, указанные в сухом веществе, для каждой исследуемой установки производства крахмала.
Побочными продуктами производства крахмала, включенными в рационы питания, являются:
- пшеничные отруби (WB_A и WB_B),
- растворимые фракции пшеницы, полученные после экстракции крахмала (SB_A),
- растворимые фракции пшеницы, полученные после экстракции крахмала и смешанные с растворимыми фракциями и дрожжами с перегонки (SB_B),
WB_0 соответствует отрубям мукомольной пшеницы.
Ингредиенты, используемые на 100% в рационах A1S (CPT_A) и B1S (CPT_B), соответствуют продуктам, продаваемым производителями крахмала (высушенным промышленно на месте), и состоят из жидких побочных продуктов, высушенных путем лиофилизации, использующихся в соответствующих схемах A2S (WB_A и SB_A) и B2S (WB_B и SB_B), для которых соблюдались пропорции.
Для каждой серии проводилась «контрольная» обработка, состоящая из рациона на основе отрубей мукомольной пшеницы и геля, содержащего водный субстрат, состоящий из воды (A0 и B0).
Каждую обработку повторяли 3 раза.
Установка А по производству крахмала
Таблица 4.
План эксперимента на побочных продуктах установки А по производству крахмала, состав рациона питания
Код
Состояние
<b>Субстрат (%) **</b>
<b>Влажность субстрата</b>
<b>WB 0</b>
<b>CPT A</b>
<b>WB A</b>
<b>SB A</b>
<b>A0</b>
сух.
100%
0,00
0,00
0,00
11%
<b>A1S</b>
сух.
0,00
100%
0,00
0,00
9%
<b>A2S</b>
сух./лиофил.*
0,00
0,00
65%
35%
8%
* корм был лиофилизован
**проценты выражены в расчете на сухое вещество
Таблица 5.
План эксперимента на побочных продуктах установки B по производству крахмала, состав рациона питания
Установка B по производству крахмала
Код
Состояние
<b>Субстрат (%)**</b>
<b>Влажность субстрата</b>
<b>WB 0</b>
<b>CPT A</b>
<b>WB B</b>
<b>SB B</b>
<b>B0</b>
сух.
100%
0,00
0,00
0,00
11%
<b>B1S</b>
сух.
0,00
100%
0,00
0,00
10%
<b>B2S</b>
сух./лиофил.*
0,00
0,00
70%
30%
9%
* корм был лиофилизован
**проценты выражены в расчете на сухое вещество
Все сухие рационы готовили по отдельности до начала исследования и хранили в сухой и стабильной среде. Для рационов, высушенных путем лиофилизации, влажную смесь побочных продуктов предварительно выдерживали при -80°C в течение 24 часов, а затем помещали в лиофилизатор на 3 дня.
Все обработки получали 11 граммов пищи на кормление независимо от содержания в них сухого вещества.
Tenebrio molitor
Что касается геля, задаваемого личинкам в качестве источника воды, он представляет собой маленькие кусочки, состоящие из 0,75% Flanogen XL12 (Cargill, Франция), который является смесью ксантановой камеди и камеди рожкового дерева, 0,3% сорбата калия, дополненные водой. Для сухих субстратов, содержание воды в которых меньше или равно 15%, подавали 6 граммов воды посредством геля.
Результаты
Рационы воспроизведены на фигурах 2a и 3a; для продуктов, полученных на установке A и установке B, результаты приведены на фигурах 2b и 3b, соответственно.
Как следует из этих результатов, выращивание на сухих субстратах (A1S) и (B1S) не дает такой хорошей отдачи в плане роста и FCR, как выращивание, осуществленное на лиофилизованных жидких субстратах, соответственно (A2S, фигура 2) и (B2S, фигура 3).
Таким образом, показано, что промышленная сушка ухудшает питательные качества используемых побочных продуктов. Поэтому их предпочтительно использовать в жидкой форме.
d) Эффект применения жидких побочных продуктов, в частности, введенных в гель, на характеристики разведения
Tenebrio molitor
Обработки позволяют сравнить разные варианты использования жидких побочных продуктов: в смеси с влажным субстратом (A3 и B3) или введенные в гель (A4, A5 и B4).
Приготовление корма и геля
Рационы питания составляли так, чтобы соблюдались пропорции побочных продуктов, указанные в сухом веществе, для каждой исследуемой установки по производству крахмала.
Побочными продуктами производства крахмала, включенными в рационы питания, являются:
- пшеничные отруби (WB_A и WB_B),
- растворимые фракции пшеницы, полученные после экстракции крахмала (SB_A),
- растворимые фракции пшеницы, полученные после экстракции крахмала и смешанные с растворимыми фракциями и дрожжами с перегонки (SB_B),
- растворимые фракции кукурузы, полученные с процесса замачивания (SM_A),
- выжимки проростков кукурузы (GM_A) и
- влажные кукурузные волокна (FM_A).
Таблица 6.
План эксперимента на побочных продуктах установки A по производству крахмала, состав рациона питания
Код
Обогащенный гель
<b>Субстрат (%)**</b>
<b>Гель (%)**</b>
<b>Влажность субстрата</b>
<b>WB A</b>
<b>SB A</b>
<b>SM A</b>
<b>GM A</b>
<b>FM A</b>
<b>SB A</b>
<b>SM A</b>
<b>A3</b>
нет
39,0%
21,0%
12,0%
5,9%
22,1%
0,00
0,00
52%
<b>A4</b>
да
39,0%
0,00
12,0%
5,9%
22,1%
21,0%
0,00
42%
<b>A5</b>
да
39,0%
4,9%
12,0%
5,9%
22,1%
16,1%
9,2%
44%
**Проценты выражены в расчете на сухое вещество
Таблица 7.
План эксперимента на побочных продуктах установки B по производству крахмала, состав рациона питания
Код
Обогащенный гель
<b>Субстрат (%)</b><sup><b>**</b></sup>
<b>Гель (%)</b><sup><b>**</b></sup>
<b>Влажность субстрата</b>
<b>WB B</b>
<b>SB B</b>
<b>SB B</b>
<b>B3</b>
нет
70,0%
30,0%
0,00
56%
<b>B4</b>
да
70,0%
30,0%
19,5%
49%
**Проценты выражены в расчете на сухое вещество
Таблица 8.
Состав гелей (установка А по производству крахмала)
Код
Обогащенный гель
<b>Гель (%)</b>
<b>Масса геля (г)</b>
<b>Содержание воды в геле</b>
<b>SB A</b>
<b>SM A</b>
<b>Вода</b>
<b>A3</b>
нет
0%
0%
100%
3,5г
100%
<b>A4</b>
да
100%
0%
0%
5,8г
70,7%
<b>A5</b>
да
74,5%
25,5%
0%
6,1г
66,1%
Таблица 9.
Состав гелей (установка B по производству крахмала)
Код
Обогащенный гель
<b>Гель (%)</b>
<b>Масса геля (г)</b>
<b>Содержание воды в геле</b>
<b>SB B</b>
<b>вода</b>
<b>B3</b>
нет
0,00
100%
3,2г
100%
<b>B4</b>
да
75,0%
25,0%
4,4г
85,1%
Все сухие рационы готовили по отдельности до начала исследования и хранили в сухой и стабильной среде.
Все влажные рационы готовили в день кормления, чтобы сохранить стабильной влажность субстрата и избежать микробиологического загрязнения. В субстрат добавляли также сорбат калия в виде порошка (0,3%) и хорошо перемешивали. Все обработки получали 11 граммов пищи на кормление независимо от содержания в них сухого вещества.
Tenebrio molitor
Tenebrio molitor
Что касается геля, задаваемого личинкам , он представляет собой маленькие кусочки, состоящие из 0,75% Flanogen XL12 (Cargill, Франция), который является смесью ксантановой камеди и камеди рожкового дерева, 0,3% сорбата калия, дополненноые водой и/или жидким побочным продуктом в зависимости от обработки. Количество геля, вводимого в рацион, подбирали в зависимости от влажности субстрата, чтобы избежать избыточной подачи воды личинкам . Для сухих субстратов, содержание воды в которых меньше или равно 15%, подавали 6 граммов воды посредством геля.
Для субстратов, содержание воды в которых превышает 15%, количество воды, подаваемой через гель, рассчитывали по следующей формуле:
[масса (г) воды в геле]=- ([влажность субстрата в процентах]/15%)+7
Как и прежде, рационы питания составлялись так, чтобы соблюдались заданные пропорции побочных продуктов в сухом веществе для каждого исследованной установки по производству крахмала.
Для каждой серии проводилась также «контрольная» обработка, состоящая из диеты на основе отрубей мукомольной пшеницы и геля (A0 и B0). WB_0 соответствует отрубям мукомольной пшеницы.
Каждую обработку повторяли 3 раза.
Результаты
Рационы воспроизведены на фигурах 4a и 5a; для продуктов, полученных на установке A и установке B, результаты приведены на фигурах 4b и 5b.
Сравнение результатов выращивания на влажном субстрате, содержащем побочный продукт (A3) и (B3), и на субстрате, содержащем побочные продукты в виде геля (A4, A5) и (B4), четко показывает, что темпы роста лучше, когда побочный продукт подается в виде геля, это справедливо также для FCR (при этом темп должен быть максимально низким).
Это можно объяснить тем, что влажная среда повышает смертность особей. Таким образом, внесение побочного продукта в виде геля позволяет поставлять побочный продукт в жидкой форме при сохранении питательных качеств и без риска повышения смертности, который связан со слишком высоким содержанием воды в среде.
Пример IV
- оценка влияния содержания гелеобразователя на физические свойства обогащенных гелей и последствия на потребление личинками;
- исследование разных гелеобразователей на прочность обогащенных гелей для трех уровней введения;
- следствия для потребления личинками.
a) Приготовление гелей
3
3
Гели, использующееся в этом исследовании, указаны в таблице 10 ниже. Жидкий побочный продукт (растворимые фракции пшеницы, полученные после экстракции крахмала и смешанные с растворимыми фракциями и дрожжами с перегонки) вводят в количестве 99-99,4% в обогащенные гели, с учетом добавления 0,3% сорбата калия и в соответствии с уровнем введения гелеобразователя 0,30, 0,50 и 0,70 вес.% (от полного веса геля). В качестве гелеобразователей использовали: смесь ксантановой камеди и камеди рожкового дерева (Flanogen XL12, Cargill, Франция), смесь ксантановой камеди и гуаровой камеди (Algaia, Франция) и агар-агар, предназначенный для продовольственной промышленности (Biocean, Франция). Обогащенные гели готовили при 80°C в течение 15 минут с помощью мультифункционального кухонного робота "Amicook" (Amicook Family gourmet, Франция). Их быстро охлаждали в цилиндрических коробках объемом 137,4 см, затем выдерживали 24 часа при 4°C для застудневания. Все гели имели стандартный объем 78,5 см (высота 4 см; диаметр 5 см).
Таблица 10.
Приготовление обогащенных гелей
<b>Жидкий побочный продукт</b>
<b>Растворимые фракции пшеницы</b>
<b>Гелеобразователь</b>
Камедь рожкового дерева
Гуаровая камедь
Агар-агар
<b>% введенного гелеобразователя</b>
0,30%
0,30%
0,30%
0,50%
0,50%
0,50%
0,70%
0,70%
0,70%
b) Анализ текстуры гелей
Оценку механических свойств гелей проводили с помощью текстурометра TA-XT Plus (Stable Micro Systems, TA-XT Plus, Surrey, Франция) и его программы для анализа "Exponent". Этот способ позволяет измерить твердость, упругость и, главным образом, прочность разных исследуемых гелей. Цилиндрический подвижный элемент диаметром 6,45 мм использовали для приложения давления к поверхности геля до достижения предельного вдавливания 20 мм после контакта. Скорость проникновения была установлена на уровне 1,6 мм/сек, а скорость выхода 10 мм/сек. Опыты проводили с гелями, обогащенными растворимыми фракциями пшеницы, с концентрацией гелеобразователя (смесь камеди рожкового дерева) 0,30%, 0,50% и 0,70%. На фигуре 6 нижняя кривая относится к введению 0,30% гелеобразователя, средняя к введению 0,50% гелеобразователя, и верхняя к введению 0,70% гелеобразователя.
Из графика на фигуре 6, показывающего прочность в зависимости от расстояния, пройденного подвижным элементом, были определены следующие параметры текстуры:
2
- прочность геля (г/см), соответствующая силе, необходимой для разлома и перфорации геля,
- деформация (мм), соответствующая расстоянию, пройденному подвижным элементом, между исходным контактом и разрушением геля, и
- упругость, соответствующая отношению прочности геля к его деформации.
c) Исследование скорости потребления гелей личинками
Tenebrio molitor
Tenebrio molitor
Личинки , использующиеся для этого опыта, происходили из той же колонии, полученной при разведении в лаборатории Ÿnsect в Эври и были отобраны одновременно из одной и той же партии. Они не получали пищи в течение 48ч перед выпуском и имели средний начальный вес 33 мг. Личинки в соотношении 0,5 г геля на 2,5 г личинок помещали в прозрачные пластиковые банки с квадратным основанием (размеры: 4×4 x 7,5 см). Обогащенные гели резали с помощью бородка и помещали в центр банки, чтобы гарантировать личинкам одинаковую площадь доступа к гелю.
Опыты проводили в темноте в климатической камере с контролируемой температурой 26°C и относительной влажностью 60%. Наблюдения проводили каждый час до полного расхода геля. Сразу после того, как гель был потреблен полностью, определяли смертность и вес отдельных личинок путем подсчета и взвешивания.
d) Результаты
d1) Эффект концентрации гелеобразователя на прочность обогащенного геля и на потребление личинками
2
2
Результаты, представленные ниже в таблице 11, показывают, что прочность и жесткость геля повышаются с концентрацией гелеобразователя, меняясь от прочности 56,92 г/см для концентрации 0,3% до 149,09 г/см для 0,7%, то есть наблюдалось троекратное повышение прочности при увеличении концентрации гелеобразователя на 0,4%. Деформируемость гелей повышается слабо с концентрацией гелеобразователя.
Таблица 11.
Результаты по прочности, деформации, жесткости и потреблению гелей, обогащенных растворимыми фракциями пшеницы (гелеобразователь: камедь рожкового дерева)
<b>% введенного гелеобразователя</b>
<b>Прочность (</b>г/см<sup>2</sup><b>)</b>
<b>Деформация (мм)</b>
<b>Жесткость (крутизна)</b>
<b>Время потребления (ч)</b>
<b>Прибавка в весе (%)</b>
<b>0,30%</b>
56,92
5,92
14,27
9,7(±0,7)
9,8%
<b>0,50%</b>
117,15
6,17
29,28
10,3(±0,3)
10,1%
<b>0,70%</b>
149,02
6,27
36,98
14,7(±1,2)
9,0%
T. molitor,
2
2
Результаты показывают, что время потребления гелей чуть повышается с концентрацией гелеобразователя: 5 часов дополнительного времени потребления для геля с содержанием гелеобразователя 0,7% по сравнению с гелем, содержащим 0,3% гелеобразователя. Смертность и прибавка в весе личинок являются эквивалентными при любой концентрации гелеобразователя. Таким образом, результаты показывают, что гель, обогащенный жидкими побочными продуктами, легче потребляется личинками  когда прочность геля составляет примерно 50 г/см. Другие наблюдения (не представлены) показывают, что при прочности геля ниже 20 г/см гель не образуется, раствор жидкого побочного продукта течет в установку для выращивания и, как следствие, личинки слипаются и гибнут.
d2) Эффект гелеобразователя на потребление гелей личинками
2
Результаты, приведенные в таблице 12 ниже, показывают, что для обогащенных гелей с эквивалентной прочностью (около 50 г/см) полное время потребления геля является сопоставимым: от 10 до 11 часов. Таким образом, гелеобразователь не оказывает существенного влияния на аппетитность гелей. Таким образом, для целей изобретения можно использовать различные гелеобразователи, чтобы достичь близких результатов по потреблению геля личинками.
Таблица 12
. Эффект гелеобразователя на потребление обогащенных гелей
Гелеобразователь
Прочность(г/см<sup>2</sup>)
Время потребления (ч)
Прибавка в весе (%)
Камедь рожкового дерева
56,92
9,7 (±0,7)
9,8%
Гуаровая камедь
42,09
10,3 (±1,3)
10,2%
Агар-агар
47,24
11,3 (±0,3)
10,2%