КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 24-16-00021
НазваниеФундаментальные и прикладные аспекты получения и использовании белковых и энергетических продуктов из Hermetia illucens L. в питании свиней (Sus scrofa domesticus) современной селекции
Руководитель Некрасов Роман Владимирович, Доктор сельскохозяйственных наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста" , Московская обл
Конкурс №92 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-204 - Животноводство
Ключевые слова Молодняк свиней, откорм, Чёрная львинка (Hermetia illucens), личинки, протеиновый и энергетический компонент, биологически активное вещество, аминокислоты, жирные кислоты, переваримость, обмен веществ, биохимический профиль, гормональный профиль, антиоксидантный статус, экспрессия генов, качество мяса
Код ГРНТИ68.03.00 68.39.15 68.39.19
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Интерес к использованию насекомых в кормлении животных, птицы, рыб растет с каждым годом. По данным Sciencedirect.com возрасла встречаемость ключевых слов (год/число ссылок): Black soldier fly – 2023/288, 2022/327, 2021/270, 2020/188, 2019/152, 2018/116, 2017/79; Hermetia illucens – 2023/211, 2022/218, 2021/189, 2020/131, 2019/96, 2018/78, 2017/41, что свидетельствует о развитии фундаментальных основ разведения Чёрной львинки (ЧЛ) в культуре. Международная платформа IPIFF отмечает, что промышленное производство насекомых - один из способов удовлетворения растущего спроса на протеин в мире; примерно треть отходов продовольственной отрасли может быть эффективно использована для выращивания насекомых. В этом случае значительная часть неиспользуемых отходов будет вовлечена в цепочку поставок продовольствия и кормов. Следует отметить динамику развития отрасли: с 2017 года в ЕС разрешено использование насекомых (в настоящее время разрешено 8 видов) для кормления аквакультуры, с 2021 года – в питании свиней и птицы (Регламент Комиссии (ЕС) 2021/1372).
В нашей стране идет активное обсуждение использования насекомых, как в кормлении животных, так и в питании человека. В большей степени это касается личинок Чёрной львинки. Планируется внесение этого вида в реестр сельскохозяйственного объекта, а также масштабирование технологий выращивания, что позволит производить животный белок (протеиновая мука) и липидный концентрат. Приказом Росстандарта № 321-ст от 17.05.2023 г. «Об утверждении Изменения 82/2023 ОКПД 2 …» включена продукция, получаемая из мухи ЧЛ. Её использование позволит диверсифицировать источники протеина и энергии в рецептах комбикормов для аквакультуры и животных. Распоряжением Правительства РФ №2761-р от 10.10.2023 г. в перечень сельскохозяйственной продукции внесены продукты из мухи Чёрная львинка (жиры, мука, гранулы, пюре и др.).
Основным нарративом заявляемого мультидисциплинарного проекта, объединяющего современные физиологические, биохимические, молекулярно-генетические и зоотехнические подходы и методы является получение новых фундаментальных знаний в области получения и использования в питании свиней (Sus scrofa domesticus) белковых и энергетических продуктов из ЧЛ для реализации стратегии обеспечения свиноводства новыми эффективными кормовыми средствами. Исполнение проекта позволит на современном методическом уровне уточнить нормы ввода изучаемых компонентов, обосновать влияние их на исследуемые параметры продуктивности, включая пищевое и кормовое поведение, а также качество продукции.
Актуальность данной работы связана с потребностью отрасли свиноводства в новых эффективных компонентах питания, а современного общества в высококачественной животноводческой продукции, как основы здоровья основного потребителя. Заявляемый проект носит комплексный характер, а фундаментальные результаты исследований будут направлены на получение продукции, характеризующейся высокой биологической полноценностью и потребительскими свойствами. Полученные обобщенные данные и рекомендации по их использованию найдут применение в практике свиноводства, в том числе при разработке элементов технологии откорма свиней.
Научная новизна исследований состоит в комплексном системном подходе: от выращивания личинок и получения продуктов с учетом используемого питательного субстрата до оценки эффективности кормления свиней современной селекции и формирования качественных характеристик свинины при использовании инсектопродуктов в их питании. Будут разработаны рекомендации, которые послужат для практиков руководством по использованию продуктов из личинок ЧЛ в кормлении интенсивнорастущих свиней. Будет предложен способ откорма свиней. Реализация проекта имеет как фундаментальное, так и существенное прикладное значение. Результаты могут быть востребованы предприятиями по производству и переработке личинок ЧЛ, свиноводческими комплексами, селекционно-генетическими центрами, производителями кормов и кормовых добавок для свиней.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Главная цель Проекта – расширение фундаментальных знаний и практических подходов по использованию белковых и энергетических компонентов из личинок чёрной львинки (ЧЛ) в кормлении свиней. При этом стоят задачи комплексного изучения процессов пищеварения, показателей обмена веществ, антиоксидантного и иммунного статуса, биохимического и гормонального профиля организма животного при изучении влияния на убойные показатели и качественный состав свинины, для расширения прикладных аспектов к использованию и управлению качеством продукции на основе современных исследований в области кормления, биохимии и физиологии питания, молекулярной биологии и генетики. Результаты, полученные в исследованиях вкупе с собственным опытом по данному направлению, опытом и достижениями российских и зарубежных ученых, позволят обеспечить расширение производства и применения продуктов из личинок ЧЛ в кратко- и среднесрочной перспективе. Полученные знания позволят более глубоко обосновать использование их в питании свиней, что позволит отечественным производителям таких продуктов более интенсивно внедрять их в практику кормления, что в свою очередь частично покроет дефицит протеиновых и энергетических компонентов, в том числе зарубежного производства. Актуальность данной работы связана с потребностью отрасли свиноводства в новых эффективных компонентах питания, а современного общества в высококачественной животноводческой продукции как основы здоровья основного потребителя. Заявляемый проект носит комплексный характер, а фундаментальные результаты исследований направлены на получение продукции, характеризующейся высокой биологической полноценностью и потребительскими свойствами.
В 2024 году получены опытные партии личинок ЧЛ на зерносмеси и зерноотходах в условиях лабораторного модуля для сравнения эффективности выращивания. Получены опытные образцы жира и муки из высушенной биомассы личинки, определены химический состав и питательность (ОЭ, ПЗА, в т.ч СП, СЖ, АК, ЖК и др.) компонентов (цельная личинка, жир и мука). Разработана модель и напечатаны на 3D принтере канюли с дальнейшей имплантацией в подвздошный отдел кишечника свиней. Проведены физиологический эксперимент в условиях физиологического двора на оперированных in situ и интактных in vivo свиньях для определения и уточнения переваримости и усвоения питательных веществ кормов при использовании жира и муки. Установлена высокая переваримость питательных веществ рационов с кормовыми компонентами из ЧЛ, а также интенсивность роста животных под воздействием изучаемых факторов питания. Обнаружены значимые корреляции высокой степени между показателями роста, конверсией корма, показателями кормового поведения. Проведены исследования цельной крови и сыворотки подопытных животных для накопления БД, которая будет использована при формировании современных подходов к оценке физиологического статуса интенсивно растущих свиней при скармливании продуктов из личинки ЧЛ. Определены показатели резистентности, антиоксидантной защиты (ТБК-АП, СКВА, ОАС и др.), гормонального статуса (кортизол, тиреоидные гормоны и др.) в организме свиней. Получено большое количество значимых корреляций между показателями биохимического и гормонального статуса в организме свиней. Отобраны образцы тканей для дальнейшего генетического и молекулярно-генетического анализа. Определены гены антиоксидантной защиты и иммунитета, а также гены, принимающие участие в энергетическом обмене, которые планируется определить в 2025 году. Отобраны и зафиксированы образцы для определения в 2024-2025 году профиля подопытных животных по ДНК-маркерам, ассоциированным с мясными и откормочными качествами свиней и устойчивостью к условиям среды. В 2024 году начато исследование массива образцов (n=30, F2: DxLxLW) при изучении маркеров IGF2, MC4R, SCD, LEP, DIO3, SERPING, ассоциированных с качеством мяса, эффективностью использования корма, интенсивностью роста и реакцией на стресс-факторы среды, который определяет значимость изучаемого фактора питания на фоне изученных аллельных профилей подопытных животных. Полученные обобщенные данные и рекомендации по их использованию найдут применение в практике свиноводства, в том числе при разработке элементов технологии кормления свиней. В 2024 году результаты исследований по проекту представлены на 2-х международных конференциях (ВИЖ, ВНИИМП). По результатам исследований подготовлено и опубликовано 4 работы, в том числе 2 - в журналах, индексируемых Scopus/RSCI; 1 работа опубликована в виде тезисов по материалам Международной научно-практической конференции, 1 – в журнале ВАК.
Таким образом, использование зерноотходов в биотехнологии выращивания личинок ЧЛ может решать проблему рециклинга и более эффективного использования отходов при производстве зерна в качестве эффективного субстрата для наращивания биомассы личинок и получения из них белковых и энергетических продуктов.
Публикации
1.
Боголюбова Ю.А., Бутенко А.И., Некрасов Р.В., Туаева Е.В., Чабаев М.Г., Боголюбова Н.В.
Чёрная львинка, как объект для получения кормов для свиней
Ветеринария и кормление, №6. С.17–20. (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.30917/ATT-VK-1814-9588-2024-6-4
2.
К вопросу об использовании личинок черной львинки в кормлении животных
К вопросу об использовании личинок черной львинки в кормлении животных
Комбикорма, №5. С.41-44. (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.69539/2413-287X-2024-05-4-219
3.
Некрасов Р.В., Бутенко А.И., Туаева Е.В., Чабаев М.Г., Боголюбова Н.В., Рыков Р.А., Колесник Н.С., Остренко К.С.
ЗЕРНОВЫЕ ОТХОДЫ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ СУБСТРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛИЧИНОК Н. ILLUCENS (DIPTERA, STRATIOMYIDAE)
Сельскохозяйственная биология, №2, Т.60, С.361-381. (год публикации - 2025)
10.15389/agrobiology.2025.2.361rus
4. Использование зерноотходов при откорме личинок H. illucens Использование зерноотходов при откорме личинок H. illucens Современные достижения и проблемы физиологии и кормления животных: сборник тезисов международного научного форума, посвящ. 120-летию со дня рождения акад. А.Д. Синещёкова и 100-летию со дня рождения проф. В.А Крохиной / ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста.- пос. Дубровицы,, С. 13-15. (год публикации - 2024)
5.
Некрасов Р.В., Туаева Е.В., Боголюбова Н.В., Сингин А.Н.
Влияние кормов из личинок чёрной львинки на показатели эффективности выращивания и кормового поведения свиней
Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии, №3, Т.71, С.139-146. (год публикации - 2025)
10.18286/1816-4501-2025-3-139-146
6.
Боголюбова Н.В., Некрасов Р.В., Рыков Р.А., Бутенко А.И., Боголюбова Ю.А.
Биохимический статус организма поросят при использовании продуктов из личинки Hermetia illucens
Свиноводство, №4, С. 29-32. (год публикации - 2025)
10.37925/0039-713X-2025-4-29-32
7. Остренко К.С., Некрасов Р.В., Боголюбова Н.В. Антиоксидантный статус организма свиней при скармливании комбикормов с мукой из личинок H. Illucens Аграрная наука (год публикации - 2025)
8. Некрасов Р., Бутенко А., Туаева Е., Чабаев М., Остренко К., Кутьин И., Боголюбова Н., Боголюбова Ю. Prospects for BSFL conversion of grain wastes into pig feedstuffs Smart Innovation, Systems and Technologies (год публикации - 2025)
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Актуальность работы связана с потребностью отрасли свиноводства в современных эффективных компонентах питания, а современного общества - в высококачественной продукции как основы здоровья основного потребителя. Главная цель Проекта – расширение фундаментальных и практических подходов по использованию белковых и энергетических компонентов из личинок чёрной львинки (ЧЛ) в кормлении свиней. Проектом решаются задачи комплексного изучения процессов пищеварения, показателей обмена веществ, антиоксидантного и иммунного статуса, биохимического и гормонального профиля организма животного (Sus scrofa domesticus), убойных показателей и качественный состав мяса при использовании новых кормовых средств, полученных при переработке биомассы личинок ЧЛ (Hermetia illucens L.). Полученные знания обосновывают нормы ввода их использования в питании свиней и всесторонний биологический эффект на организм и качество получаемой продукции. Заявляемый проект носит комплексный характер, а фундаментальные результаты исследований направлены на получение продукции, характеризующейся высокой биологической полноценностью и потребительскими свойствами. Для повышения эффективности биоконверсии отходов и получения кормовых средств с заданным составом уточняются и апробируются режимы выращивания личинок ЧЛ на зерноотходах. Результаты работ вкупе с опытом и достижениями российских и зарубежных ученых, позволят обеспечить расширение производства и применения продуктов из личинок ЧЛ в кратко- и среднесрочной перспективе, что, в свою очередь, частично покроет дефицит протеиновых и энергетических компонентов, в том числе зарубежного производства.
В 2025 году проведен патентный поиск по проблеме использования личинок ЧЛ в кормлении свиней, получены опытные партии личинок ЧЛ на зерносмеси и зерноотходах в условиях лабораторного модуля, при уточненных режимах выращивания. Влажность кормосмеси является определяющим эффективность кормления, лучшими по эффективности являются группы с влажностью кормов 64-69%, с выходом СВ биомассы около 34,8%. В результате апробации подтверждены основные положения выращивания личинок ЧЛ на зерноотходах: ССП к на уровне 17,45±0,14 мг/сут. (р<0,001), при FCR 2,45±0,02 кг СВ корма /кг биомассы, что может быть эффективно применено при выращивании личинок в промышленном масштабе. Получены опытные образцы жира и муки из биомассы личинки, определены химический состав компонентов. Анализ АК профиля показывает на различия с рыбной мукой (РМ), состав ЖК жира ЧЛ представлен в основном насыщенными ЖК (SFAs, ≥80,0%), что учтено в опытах на животных и будет использовано в формировании плана работ 2026 года. Проведены научно-хозяйственный и физиологический эксперименты на интактных свиньях с использованием кормовых станций, установлены оптимальные нормы скармливания при уточнении эффективности использования муки, полученной из биомассы личинок (МЛЧЛ). Полная замена РМ на МЛЧЛ показала наилучшие результаты по ССП, конечной ЖМ при улучшенной конверсии корма. Результаты проведения исследований ex vivo показывают, что экспериментальные рационы с МЛЧЛ могут оказывать положительное влияние на качество мясо, в частности, снижая содержание жира и потенциально улучшая технологические характеристики продукции (pH, ВУС). Биохимические изменения свидетельствуют о благоприятном влиянии рациона с использованием МЛЧЛ на метаболизм и общее состояние здоровья животных. Замена РМ на МЛЧЛ оказывает благоприятное воздействие на эндокринную систему, оптимизируя тиреоидный статус, активизируется АОЗ в организме свиней. Определена корреляционная зависимость между изучаемыми биохимическими маркерами обменных процессов и зоотехническими показателями, кормовым поведением и качеством мяса. При проведении многофакторного анализа сделан вывод о значимости изучаемого фактора кормления на фоне изученных аллельных профилей по ДНК-маркерам, ассоциированным с мясными и откормочными качествами свиней и устойчивостью к условиям среды: PHKG1, LEP, FASN, APOB, DIO3, TNF, SERPING, IGF2, SCD, MC4R, ACACA, MSTN. Определена экспрессия генов в различных тканях (печень, слепая кишка, мышца) свиней, уточнены изменения в экспрессии CAT, SOD, GST, GR, TFAM, Cytc, IL-6, IL-8 по сравнению с контролем. Полученные обобщенные данные и рекомендации по их использованию найдут применение в практике свиноводства, в том числе при разработке элементов технологии кормления свиней. В 2025 году результаты исследований по проекту представлены на 4-х международных конференциях (Дагестанский ГАУ, МПА, Алтайский ГАУ, Казахский НАИУ)(https://iaerd.spcras.ru/?p=3337; https://www.vij.ru/novosti2/kaz-expo-25). По результатам исследований подготовлено/опубликовано 5 работ, в том числе 2 - в журналах, индексируемых Scopus, 3 - RSCI. На Золотой осени-2025 получена Золотая медаль и диплом «За разработку технологий получения и использования белковых и энергетических продуктов из Hermetia illucens L. в питании свиней (Sus scrofa domesticus) современной селекции».
Таким образом, для успешного внедрения кормовых средств из личинок ЧЛ в кормлении свиней проводятся масштабные исследования, направленные на оптимизацию элементов технологии выращивания биомассы личинок ЧЛ, на разработку рационов для свиней с использованием кормов из личинок ЧЛ, а также на оценку совокупного эффекта кормления на организм животного и качество продукции.
Публикации
1.
Боголюбова Ю.А., Бутенко А.И., Некрасов Р.В., Туаева Е.В., Чабаев М.Г., Боголюбова Н.В.
Чёрная львинка, как объект для получения кормов для свиней
Ветеринария и кормление, №6. С.17–20. (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.30917/ATT-VK-1814-9588-2024-6-4
2.
К вопросу об использовании личинок черной львинки в кормлении животных
К вопросу об использовании личинок черной львинки в кормлении животных
Комбикорма, №5. С.41-44. (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.69539/2413-287X-2024-05-4-219
3.
Некрасов Р.В., Бутенко А.И., Туаева Е.В., Чабаев М.Г., Боголюбова Н.В., Рыков Р.А., Колесник Н.С., Остренко К.С.
ЗЕРНОВЫЕ ОТХОДЫ КАК ПЕРСПЕКТИВНЫЙ СУБСТРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛИЧИНОК Н. ILLUCENS (DIPTERA, STRATIOMYIDAE)
Сельскохозяйственная биология, №2, Т.60, С.361-381. (год публикации - 2025)
10.15389/agrobiology.2025.2.361rus
4. Использование зерноотходов при откорме личинок H. illucens Использование зерноотходов при откорме личинок H. illucens Современные достижения и проблемы физиологии и кормления животных: сборник тезисов международного научного форума, посвящ. 120-летию со дня рождения акад. А.Д. Синещёкова и 100-летию со дня рождения проф. В.А Крохиной / ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста.- пос. Дубровицы,, С. 13-15. (год публикации - 2024)
5.
Некрасов Р.В., Туаева Е.В., Боголюбова Н.В., Сингин А.Н.
Влияние кормов из личинок чёрной львинки на показатели эффективности выращивания и кормового поведения свиней
Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии, №3, Т.71, С.139-146. (год публикации - 2025)
10.18286/1816-4501-2025-3-139-146
6.
Боголюбова Н.В., Некрасов Р.В., Рыков Р.А., Бутенко А.И., Боголюбова Ю.А.
Биохимический статус организма поросят при использовании продуктов из личинки Hermetia illucens
Свиноводство, №4, С. 29-32. (год публикации - 2025)
10.37925/0039-713X-2025-4-29-32
7. Остренко К.С., Некрасов Р.В., Боголюбова Н.В. Антиоксидантный статус организма свиней при скармливании комбикормов с мукой из личинок H. Illucens Аграрная наука (год публикации - 2025)
8. Некрасов Р., Бутенко А., Туаева Е., Чабаев М., Остренко К., Кутьин И., Боголюбова Н., Боголюбова Ю. Prospects for BSFL conversion of grain wastes into pig feedstuffs Smart Innovation, Systems and Technologies (год публикации - 2025)