Сравнительные производственно-экономические показатели традиционных и альтернативных производственных систем получения животного белка: цыплята-бройлеры, мучной червь и тутовый шелкопряд

Актуальность. В сегменте альтернативных традиционным источников белка, используемых в качестве ингредиентов кормов или пищевых продуктов, в последнее десятилетие реализуется значительное количество новых проектов. Новые предприятия получают значительные инвестиции от крупнейших глобальных компаний и фондов, которые считают, что белок насекомых в частности обладает наивысшим потенциалом. Помимо основных причин — изменения демографической ситуации и климата, другими причинами для использования альтернативных белков в целом называются: более высокая пищевая ценность и устойчивость, меньший экологический след, более рентабельное промышленное производство, чем животноводство и аквакультура. Цель данного исследования заключается в сравнительном анализе производственно-экономических показателей традиционной и наиболее эффективной производственной системы получения животного белка — птицеводства (в частности, производство мясных пород птицы — бройлеров, Gallus gallus), желтого мучного червя (Tenebrio molitor), выращиваемого в ЕС прежде всего с целью получения высокобелкового ингредиента, используемого в качестве альтернативы рыбной муке в кормах для животных и аквакультуры, и тутового шелкопряда (Bombyx mori) — широко используемого в странах Юго-Восточной Азии, Индии, Бразилии, но практически не рассматриваемого в РФ, США и ЕС в качестве альтернативного источника белка животного происхождения.

Методы. Сбор и анализ публичных данных: информации, представленной в исследовательских работах, рекомендациях научных организаций, доступной коммерческой информации и новостных публикаций, способствующих выявлению данных для проведения сравнительного анализа производственных систем. Методология исследования основана на теоретическом подходе с применением методов анализа, индукции, дедукции, сравнения, обобщения, синтеза.

Результаты. В качестве предпочтительной альтернативы традиционным источникам белка на основании сочетания производственно-экономических показателей, таких как: продуктивная эффективность, выход продукции с 1 м² площади откорма, количество производственных циклов за год, возможно рассматривать Bombyx mori. По данным показателям он сопоставим или превосходит Gallus gallus.

1. Cucurachi S., Scherer L., Guinée J., Tukker A. Life Cycle Assessment of Food Systems // One Earth. 2019. 1. № 3. С. 292– 297. DOI: https://doi.org/10.1016/j.oneear.2019.10.014

2. Mancuso A. C. B., Werner L. Review of combining forecasts approaches //Independent journal of management & production. – 2013. – Т. 4. – №. 1. – С. 248-277. С. DOI:10.14807/ijmp.v4i1

3. Astudillo M. F., Thalwitz G., Vollrath F. Life cycle assessment of Indian silk // Journal of Cleaner Production. 2014. 81. С. 158– 167. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.06.007

4. Martins J. M.S., Carvalho C. M.C., Litz F. H., Silveira M. M., Moraes C. A., Silva M. C.A., Fagundes N. S., Fernandes E. A. Productive and Economic Performance of Broiler Chickens Subjected to Different Nutritional Plans // Brazilian Journal of Poultry Science. 2016. 18. С. 209–216. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9061-2015-0037

5. Pippinato L., Gasco L., Di Vita G., Mancuso T. Current scenario in the European edible-insect industry: a preliminary study // Journal of Insects as Food and Feed. 2020. 6. № 4. С. 371–381. DOI: 10.3920/JIFF2020.0008

6. Drumm S. Macho mealworms: Ynsect is muscling into sports nutrition // Sifted. – 2021. – 18.02.2021. Available from: https://sifted.eu/articles/ynsect-sports-nutrition/

7. SILK on VALLEY. SILK on VALLEY – The new silk sericulture plan by Yamaga-shi, Kumamoto [Электронный ресурс]. URL: https://silk-on-valley.atsumaru.jp/en/news/ (дата обращения: 13.03.2022.895Z).

8. Zhao Y. Babe Group realizes factory-based silkworm breeding with full-age artificial feed_Oriental Fortune Network [Электронный ресурс]. URL: http://finance.eastmoney.com/a/201901211030371441.html (дата обращения: 13.03.2022.978Z

9. Ribeiro N. T. G. M. Tenebrio molitor for food or feed: rearing conditions and the effects of pesticides on its performance: дис. – 2017. Available from: http://hdl.handle.net/10400.26/18083

10. Morales-Ramos J. A., Kay S., Rojas M. G., Shapiro-Ilan D. I., Tedders W. L. Morphometric Analysis of Instar Variation in Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae) // Annals of the Entomological Society of America. 2015. 108. № 2. С. 146–159. DOI: https://doi.org/10.1093/aesa/sau049

11. Banno Y., Shimada T., Kajiura Z., Sezutsu H. The Silkworm— An Attractive BioResource Supplied by Japan // Experimental Animals. 2010. 59. № 2. С. 139–146. DOI: https://doi.org/10.1538/expanim.59.139

12. Morales-Ramos J. A., Rojas M. G., Shapiro-Ilan D. I., Tedders W. L. Developmental Plasticity in Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae): Analysis of Instar Variation in Number and Development Time under Different Diets // Journal of Entomological Science. 2010. 45. № 2. С. 75–90. DOI: https://doi.org/10.18474/0749-8004-45.2.75

13. Миляев А.П. Справочник по шелководству. М.: Сельхозгиз. 1960. 347 с

14. Silkworm Technology Research Institute [Электронный ресурс]. URL: http://www.silk.or.jp/silk_gijyutu/yousan.html (дата обращения: 12.03.2022.851Z). http://www.silk.or.jp/silk_gijyutu/yousan.html

15. van Broekhoven S., Oonincx D. G.A.B., van Huis A., van Loon J. J.A. Growth performance and feed conversion efficiency of three edible mealworm species (Coleoptera: Tenebrionidae) on diets composed of organic by-products // Journal of Insect Physiology. 2015. 73. С. 1–10. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jinsphys.2014.12.005

16. Morales-Ramos J. A., Rojas M. G. Effect of Larval Density on Food Utilization Efficiency of Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae) // Journal of Economic Entomology. 2015. 108. № 5. С. 2259–2267. DOI: https://doi.org/10.1093/jee/tov208

17. Kim S. Y., Kim H. G., Lee K. Y., Yoon H. J., Kim N. J. Effects of Brewer's spent grain (BSG) on larval growth of mealworms, Tenebrio molitor (Coleoptera: Tenebrionidae) // International Journal of Industrial Entomology. 2016. 32. № 1. С. 41–48. DOI: https://doi.org/10.7852/ijie.2016.32.1.41

18. Andersen J. L., Berggreen I. E., Heckmann L. H. L. Recommendations for Breeding and Holding of Regular Mealworm //Tenebrio Molitor. – 2017. Available from: https://www.bugburger.se/wp-content/uploads/2018/11/mealwormguide.pdf

19. Thévenot A., Rivera J. L., Wilfart A., Maillard F., Hassouna M., Senga-Kiesse T., Le Féon S., Aubin J. Mealworm meal for animal feed: Environmental assessment and sensitivity analysis to guide future prospects // Journal of Cleaner Production. 2018. 170. С. 1260–1267. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.09.054

20. Coudron C., Deruytter D. Alternative (commercial) feeds for Tenebrio molitor, 2019. DOI: 10.13140/RG.2.2.17273.42082

21. Bordiean A., Krzyżaniak M., Stolarski M. J., Peni D. Growth Potential of Yellow Mealworm Reared on Industrial Residues // Agriculture. 2020. 10. № 12. С. 599. DOI: https://doi.org/10.3390/agriculture10120599

22. Palmer M. Ynsect CEO Antoine Hubert on entrepreneurship & edible insects // Sifted. ‒ 2019. – 21.05.2019. Available from: https://sifted.eu/articles/ynsect-antoine-hubert-mealworm-entrepreneur/

23. Development of feeding habits and artificial feed for silk moth [Электронный ресурс]. URL: https://web.tuat.ac.jp/~jokoukai/kindainihonnoisizue/archive/shiryo/shiryo.htm (дата обращения: 07.04.2022.619Z)

24. Kamioka S., Mukaiyama F., Takei T., Ito T. Digestion and Utilization of Artificial Diet by the Silkworm, Bombyx mori, with Special References to the Efficiency of the Diet at Varying Levels of Dietary Soybean Meal // The Journal of Sericultural Science of Japan. 1971. 40. № 6. С. 473–483. DOI: https://doi.org/10.11416/kontyushigen1930.40.473

25. Yamamoto T., Fujimaki T. Interstrain differences in food efficiency of the silkworm, Bombyx mori, reared on artificial diet // The Journal of Sericultural Science of Japan. 1982. 51. № 4. С. 312–315. DOI: https://doi.org/10.11416/kontyushigen1930.51.312

26. Sumioka H., Kuroda S., Yoshitake N. Relationships among food ingestion, food digestion and body weight gain in the silkworm larvae, Bombyx mori, under the restricted feeding by indexes //The Journal of Sericultural Science of Japan. – 1982. – Т. 51. – №. 1. – С. 52-57 DOI: https://doi.org/10.11416/kontyushigen1930.51.52

27. Matsubara F., Kuwamae, Sugimori H., Ishikawa M., Tsunoda M., Matsumoto T. Utilization efficiency of an artificial diet on the silkworms fed twice during their larval stages // The Journal of Sericultural Science of Japan. 1988. 57. № 1. С. 83–84. DOI:https://doi.org/10.11416/kontyushigen1930.57.83

28. Chen R. Y., Mori H., Sumida M., Yuan X. L., Kitamaru Y., Matsubara F. All the year round sericulture by using an aseptic rearing system of silkworms on an artificial diet Thirty six rearings per annum //The Journal of Sericultural Science of Japan. – 1992. – Т. 61. – №. 2. – С. 172-179. DOI: https://doi.org/10.11416/kontyushigen1930.61.172

29. Shinbo H., Yanagawa H. A. Low-cost artificial diets for polyphagous silkworms //JAPAN AGRICULTURAL RESEARCH QUARTERLY. – 1994. – Т. 28. – С. 262-262. ISSN: 0021-3551. Available from: https://www.jircas.go.jp/sites/default/files/publication/jarq/28-4-262-267_0.pdf

30. Machida J., Toyoda Y., Hirayama R., Konno K., Shinbo H. Effects of water content in the artificial diet on the larval growth, cocoon quality and food utilization in the silkworm, Bombyx mori // The Journal of Sericultural Science of Japan. 1996. 65. № 5. С. 359–364. . DOI: https://doi.org/10.11416/kontyushigen1930.65.359

31. Ninagi O., Mikuni T., Nakamura K., Maruyama M. Effect of rearing density on the growth and survival in the 5th instar larvae of the silkworm, Bombyx mori, reared on low cost artificial diet // The Journal of Sericultural Science of Japan. 1997. 66. № 4. С. 290–293. DOI: https://doi.org/10.11416/kontyushigen1930.66.290

32. Aso Y., Tanaka K. Research and development of smart silkworm technology // Silk thread / insect biotech. – 2019. – Т. 88. – №. 3. – С. 181-185. DOI: https://doi.org/10.11416/konchubiotec.88.3_181

33. Hirayama R. Development of artificial feed for silk moths based on auxotrophy // Silk moth / insect biotech. – 2020. – Т. 89. – №. 2. – С. 91-96. DOI: https://doi.org/10.11416/konchubiotec.89.2_091

34. Artificial feed for young silkworms. Online verfügbar unter https://www.naro.affrc.go.jp/archive/nias/silkwave/hiroba/Library/ChisanAD/chisan.htm, zuletzt aktualisiert am 08.11.2007.000Z, zuletzt geprüft am 14.03.2021.518Z. Available from: https://www.naro.affrc.go.jp/archive/nias/silkwave/hiroba/Library/ChisanAD/chisan.htm

35. Cassuce D. C., Tinôco, Ilda de F. F., Baêta F. C., Zolnier S., Cecon P. R., Vieira, Maria de F. A. Thermal comfort temperature update for broiler chickens up to 21 days of age // Engenharia Agrícola. 2013. 33. С. 28–36. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0100-69162013000100004

36. Fairchild B. D. Environmental factors to control when brooding chicks. – University of Georgia, 2009. Available from: https://hdl.handle.net/10724/12476

37. Asensio X. Broiler Management it Hot Weather. Available from: http://en.aviagen.com/assets/Tech_Center/Ross_Tech_Articles/RossNote-BroilerMgtHotWeather-EN-16.pdf

38. Hirasaka T., Ida T., Koyama N. Effect of Photoperiodic Condition on the Larval Growth of the Silkworm, Boxbys mori L.(I) Different Day-lengths and the Larval Growth //Environment Control in Biology. – 1969. – Т. 7. – №. 1. – С. 30-33. DOI: https://doi.org/10.2525/ecb1963.7.30

39. Latshaw J. D., Bishop B. L. Estimating body weight and body composition of chickens by using noninvasive measurements // Poultry science. – 2001. – Т. 80. – №. 7. – С. 868-873. DOI: https://doi.org/10.1093/ps/80.7.868

40. Gous R. M., Emmans G. C., Fisher C. The performance of broilers on a feed depends on the feed protein content given previously //South African Journal of Animal Science. – 2012. – Т. 42. – №. 1. – С. 63-73. DOI:10.4314/sajas.v42i1.8

41. Евлагин В. Г., Скорых Л. Н., Евлагина Е. Г. Перспективы использования биомассы тутового шелкопряда в кормлении овец // Главный зоотехник. – 2021. – №8. – С. 3-10. DOI: 10.33920/sel-03-2108-01

42. Tong L., Yu X., Liu H. Insect food for astronauts: gas exchange in silkworms fed on mulberry and lettuce and the nutritional value of these insects for human consumption during deep space flights //Bulletin of entomological research. – 2011. – Т. 101. – №. 5. – С. 613-622. DOI: 10.1017/S0007485311000228

43. Anuduang A., Loo Y. Y., Jomduang S., Lim S. J., Wan Mustapha W. A. (2020). Effect of thermal processing on physico-chemical and antioxidant properties in mulberry silkworm (Bombyx mori L.) powder //Foods. – 2020. – Т. 9. – №. 7. – С. 871. DOI: https://doi.org/10.3390/foods9070871

44. Lee Y. W. Silk reeling and testing manual. – Food & Agriculture Org., 1999. – №. 136. Available from: http://ftpmirror.your.org/pub/misc/cd3wd/1005/_ag_silk_reeling_testing_unfao_en_lp_116630_.pdf

45. Mondal M., Trivedy K., Nirmal K. S. The silk proteins, sericin and fibroin in silkworm, Bombyx mori Linn.-a review. – 2007. Available from: https://www.sid.ir/en/Journal/ViewPaper.aspx?ID=140809

46. Lamberti C., Gai F., Cirrincione S., Giribaldi M., Purrotti M., Manfredi M., Cavallarin L. Investigation of the protein profile of silkworm (Bombyx mori) pupae reared on a well-calibrated artificial diet compared to mulberry leaf diet // PeerJ. 2019. 7. e6723. DOI: 10.7717/peerj.6723

47. Chieco C., Morrone L., Bertazza G., Cappellozza S., Saviane A., Gai F., Rossi F. The effect of strain and rearing medium on the chemical composition, fatty acid profile and carotenoid content in silkworm (Bombyx mori) pupae //Animals. – 2019. – Т. 9. – №. 3. – С. 103. DOI: 10.3390/ani9030103

48. Zhou J., Han D. Proximate, amino acid and mineral composition of pupae of the silkworm Antheraea pernyi in China // Journal of Food Composition and Analysis. 2006. 19. № 8. С. 850–853. DOI: 10.1016/j.jfca.2006.04.008

49. Marcu A., Vacaru-Opriş I., Dumitrescu G., Ciochină L. P., Marcu A., Nicula M., Peţ I., Dronca D., Kelciov B., Mariş C. The influence of genetics on economic efficiency of broiler chickens growth //Animal Science and Biotechnologies. – 2013. – Т. 46. – №. 2. –С. 339-346. Available from: https://www.academia.edu/23417516/The_Influence_of_Genetics_on_Economic_Efficiency_of_Broiler_Chickens_Growth

50. Kryeziu A. J., Mestani N., Berisha S., Kamberi M. A. The European performance indicators of broiler chickens as influenced by stocking density and sex. – 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.15159/ar.18.040

51. van Limbergen T., Sarrazin S., Chantziaras I., Dewulf J., Ducatelle R., Kyriazakis I., McMullin P., Méndez J., Niemi J. K., Papasolomontos S., Szeleszczuk P., van Erum J., Maes D. Risk factors for poor health and performance in European broiler production systems // BMC Veterinary Research. 2020. 16. № 1. С. 1–13. DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-020-02484-3

52. Фисинин В. И., Кавтарашвили А. Ш. Биологические и экономические аспекты производства мяса бройлеров в клетках и на полу //Птицеводство. – 2016. – №. 5. – С. 25-31.

53. Strakova E., Suchy P., Navratil P., Herzig I., Machacek M. Levels of nitrogenous substances and amino acids in bodies of Ross 308 hybrid cocks and hens over the course of rearing //Veterinarni Medicina. – 2015. – Т. 60. – №. 9. DOI: 10.17221/8441-VETMED

54. Плаксин И. Е., Трифанов А. В. Обоснование технико-экономических параметров технологического модуля для откорма цыплят бройлеров //АгроЭкоИнженерия. – 2018. – №. 2 (95). – С. 181-187. DOI: 10.24411/0131-5226-2018-10046

55. texha.com. Оборудование для птицеводства | ТЕХНА [Электронный ресурс]. URL: https://texha.com/ru/ (дата обращения: 13.03.2022.725Z).. Режим доступа: http://texha.ru/o-company/

56. -135998 Устройство для выращивания шелкопряда - Patents.com. – URL: https://astamuse.com/ja/published/JP/No/2017135998 (дата обращения: 19.02.2020).

57. Van Horne P. L. M. Competitiveness of the EU poultry meat sector, base year 2017: international comparison of production costs. – Wageningen Economic Research, 2018. – №. 2017-005. – С. 1-44. DOI: https://doi.org/10.18174/465696

58. Афанасьев В. А., Джабаев Ю. А. Оценка эффективности производства и использования экспандированных комбикормов //Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2016. – №. 3 (69). – С. 313-320. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-effektivnosti-proizvodstva-i-ispolzovaniya-ekspandirovannyh-kombikormov

59. Arru B., Furesi R., Gasco L., Madau F. A., Pulina P. The introduction of insect meal into fish diet: The first economic analysis on European sea bass farming //Sustainability. – 2019. – Т. 11. – №. 6. – С. 1697. DOI: 10.3390/su1106169

60. Byrne J. Feednavigator.com. Ÿnsect looks to strengthen insect breeding as global competition intensifies [Электронный ресурс]. URL: https://www.feednavigator.com/Article/2022/02/01/Ynsect-looks-to-strengthen-insect-breeding-as-global-competitionintensifies?utm_source=copyright&utm_medium=OnSite&utm_campaign=copyright (дата обращения: 13.03.2022.984Z). (дата обращения: 13.03.2022.984Z).