Kontext
There's a growing concern about the ecological footprints of behaviour and products. Import of protein in the form of soybeans, soybean products (mainly from South America) or fishmeal causes known problems.
One approach to and part of a broader solution could be the usage of larval protein in the farm animal feed of farm animals that eat insects when free-roaming. This is still not a widespread approach in European countries. At the start of the project, however, there were already clear signs, that this approach is gaining momentum - with even legislatory changes at EU and national levels being set to happen.
To anticipate global players and to ensure that larval protein productions has a chance to take place at local levels and as a part of circular economy the project started already in 2018 with the aim to support the national Austrian / European production of larval protein and fat for usage in conventional and organic farm animal feed.
Objectives
European protein feed imports cause various problems: livestock farming is dependent on world market prices, and the import contributes to negative ecological consequences such as greenhouse gases, biodiversity loss in the countries of origin, and overfishing. By instead using insect larvae that are bred in Austria it is hoped that negative ecological impacts are mitigated while also achieving added value domestically and contributing to resource-efficient circular economy. The use of by-products to grow larvae, their procession into animal feed, and the use of the larvae leavings as organic fertiliser is investigated. There are feeding trials, and various ecological footprints are assessed.
Objectives
Europäische Eiweiß-Importe verursachen diverse Probleme: negative ökologischen Folgen wie Treibhausgase, Biodiversitätsverlust in den Ursprungsländern, Überfischung sowie lw. Abhängigkeit vom Weltmarktpreis. Durch den Einsatz von in AUT gemästeten Insektenlarven lassen sich diese Probleme abmildern sowie mehr Wertschöpfung im Inland wie auch eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft erzielen. Der Einsatz von Rest- und Nebenstoffen zur Larvenmast, die Verarbeitung der Larven zu Mischfutter und die Verwendung des Restsubstrats als organischer Dünger wird untersucht. Das Futter wird in Fütterungsversuchen getestet; mehrere ökologische Fußabdrücke werden erhoben.
Activities
- evaluation of usable residues and by-products as feed in larvae rearing and analysis of the possible usage of the larvae leavings
- low-input preservation of larvae via silage and production of compound feeds considering the effects of processing on composition and usability (feeds for broiler and fish)
- feeding experiments with larval protein and fat on fish and chickens, and assessment of larval phosphorus uptake by pigs
- ecological and economic analysis of larval protein-based feeds
- dissemination of the results in agricultural, scientific and non-agricultural circles
Activities
- Evaluierung von Reststoffen und Nebenprodukten als Futter in der Larvenmast und Analysen zur Verwendung des Restsubstrats
- Energiearme Konservierung der Larven via Silierung und Herstellung von Mischfuttermitteln für Broiler und Fische
- Fütterungsversuche mit Larvenprotein und -fett an Fischen und Hühnern, sowie Verdaulichkeitsversuch (des in den Larven enthaltenen Phosphors) beim Schwein
- Ökologische und ökonomische Analyse des Futtermittels auf Larvenprotein-Basis
- Verbreitung der Ergebnisse in landwirtschaftlichen, wissenschaftlichen und nicht-landwirtschaftlichen Kreisen
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014AT06RDNP001 Austria - Rural Development Programme (National)
Ort
- Main geographical location
- Innviertel
- Other geographical location
- Liezen, Wien
EUR 359 750.00
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
Ressourcen
Audiovisual materials
6 Practice Abstracts
The calculations within the ecological analysis have shown that it is possible to produce larvae meal in Austria with a lower carbon footprint than soy meal imported from South America. If the calculation is based on protein content, this advantage shifts even further in favor of larvae meal. The feed substrate used in larvae farming is responsible for the majority of the climate impact. By specifically selecting feed substrates with a low carbon footprint, it is possible to significantly reduce the climate impact of larval production. The replacement of soybean meal with larvae meal, which is possible to a certain extent in the fattening of poultry and pigs, would be ecologically advantageous from the point of view of climate effectiveness.
The extent to which the carbon footprint of larval protein can be lowered through adjustments in the area of feed substrate is also a question of the legal framework. Currently, insects may only be fattened on feed substrates that are approved for livestock, and which in themselves often have some climate impact. In addition to alternative feed substrates, measures to reduce emissions generated in the course of larval production and a switch to alternative, renewable energy sources can also contribute to a reduction in the carbon footprint.
Die Berechnungen im Rahmen der ökologischen Analyse haben gezeigt, dass es möglich ist, Larvenmehl in Österreich zu produzieren, das einen geringeren CO2-Fußabdruck aufweist als aus Südamerika importiertes Sojamehl. Erfolgt die Berechnung auf Basis des Proteingehalts, verschiebt sich dieser Vorteil noch weiter zugunsten vom Larvenmehl. Das in der Larvenzucht verwendete Futtersubstrat ist dabei für den überwiegenden Teil der Klimawirksamkeit verantwortlich. Durch gezielte Wahl von Futtersubstraten mit einem geringen CO2-Fußabdruck, ist es möglich, die Klimawirksamkeit der Larvenproduktion maßgeblich zu reduzieren. Der in der Gefügel- und Schweinemast in einem bestimmten Ausmaß mögliche Austausch von Sojamehl durch Larvenmehl wäre unter dem Aspekt der Klimawirksamkeit ökologisch vorteilhaft.
Wie weit der CO2-Fußabdruck von Larvenprotein durch Anpassungen im Bereich Futtersubstrat abgesenkt werden kann, ist auch eine Frage der gesetzlichen Rahmenbedingungen. Derzeit dürfen Insekten nur auf Futtersubstraten gemästet werden, die für Nutztiere zugelassen sind, und die an sich oft bereits eine gewisse Klimawirksamkeit aufweisen. Zu einer Reduktion des CO2-Fußabdrucks können neben alternativen Futtersubstraten auch Maßnahmen zur Reduktion der im Zuge der Larvenproduktion entstehenden Emissionen sowie eine Umstellung auf alternative, erneuerbare Energiequellen beitragen.
Broilers fattened on diets in which soy protein was 35-40% substituted with larval meal protein exhibited reduced weight gain and carcass weight compared to broilers fattened on soy protein alone. This suggests that this level of larval protein does not represent the nutritional optimum of Ross breed broilers. However, the number of failures in the two experimental groups was at a similar level and the excreta of the birds also had a similar consistency.
The birds fattened with 35-40% larval meal showed higher NH3 and odor emissions compared to the control group. This also indicates less than adequate protein digestion in the experimental groups fed larval meal.
In stark contrast, a 75% substitution of larval meal protein for soy protein showed strong negative effects on animal health, biological fattening parameters and their excretions as well as emissions.
Broiler, die mit Futterrationen gemästet wurden, in denen Sojaprotein zu 35-40 % durch Larvenmehl-Protein substituiert wurde, wiesen im Vergleich zu mit ausschließlich Sojaprotein gemästeten Broilern eine verringerte Gewichtszunahmerate und ein geringeres Schlachtgewicht auf. Dies lässt darauf schließen, dass dieser Anteil an Larvenprotein nicht dem ernährungsphysiologischen Optimum von Mastgeflügel der Rasse Ross darstellt. Allerdings lag die Anzahl an Ausfällen in den beiden Versuchsgruppen auf einem gleichen Niveau und auch die Ausscheidungen der Tiere wiesen eine ähnliche Konsistenz auf.
Die mit einem 35-40 %igen Anteil Larvenmehl gemästeten Tiere zeigten im Vergleich zur Kontrollgrupppe höhere NH3- und Geruchsstoffemissionen. Auch dies weist auf eine nicht ganz adäquate Eiweißverdauung in den Versuchsgruppen mit Larvenmehl in der Fütterung hin.
Ganz im Gegensatz dazu zeigte eine 75 %ige Substitution von Sojaprotein durch Larvenmehl-Protein stark negative Auswirkungen auf Tiergesundheit, biologische Mastparameter und ihre Ausscheidungen sowie Emissionen.
Fish feed production faces the challenge of replacing fish meal as a protein source. In some cases, vegetable protein sources are used, which are not always favorable substitutes for fish meal due to antinutritional factors. The process of extrusion is widely used as a technology for fish feed production. Generally, complex mixtures consisting of protein, starch and required additives are extruded for fish feed production. The physical properties of the feed pellets must meet various requirements, including a desirable sinking rate in water, the ability to absorb fish oil after extrusion, resistance to external stresses such as packaging and transportation. These parameters are highly dependent on the process.
In one trial, it was shown that processing of soldier fly larvae with the extruder is possible. The use of whole larvae can be advantageous, since less effort is required to pre-treat the larvae. However, for further use of the larvae, the defatted larval meal should be used rather than the whole larvae, as these have too high a fat content for fine grinding.
Die Herstellung von Fischfutter steht der Herausforderung gegenüber, Fischmehl als Proteinträger zu ersetzen. Teilweise werden pflanzliche Proteinträger eingesetzt, die durch die antinutritiven Faktoren nicht immer günstig das Fischmehl ersetzen. Das Verfahren der Extrusion wird häufig als Technologie zur Herstellung von Fischfutter eingesetzt. Allgemein werden zur Fischfutterherstellung komplexe Mischungen bestehend aus Protein, Stärke und den benötigten Zusatzstoffen extrudiert. Die physikalischen Eigenschaften der Futterpellets müssen diversen Ansprüchen genügen, einschließlich einer wünschenswerten Sinkgeschwindigkeit im Wasser, der Fähigkeit Fischöl nach dem Extrudieren zu absorbieren, der Resistenz gegenüber externen Belastungen wie Verpackung und Transport. Diese Parameter sind stark vom Prozess abhängig.
In einem Versuch wurde gezeigt, dass eine Verarbeitung der Larven der Soldatenfliege mit dem Extruder möglich ist. Die Nutzung von ganzen Larven kann vorteilhaft sein, da weniger Aufwand zur Vorbehandlung der Larven möglich ist. Für die weitere Verwendung der Larve sollte allerdings eher das entfettete Larvenmehl als die ganzen Larven verwendet werden, da diese für eine feine Vermahlung einen zu hohen Fettgehalt besitzen.
Due to the existing dependence on South American protein imports, there is a significant need to develop new protein sources for livestock production. The replacement of imported soybean extraction meal in the feeding of broiler chickens with domestic protein sources is a major challenge. In this regard, the selective breeding and use of insects show immense potential. In addition to high protein contents, the larvae also have high fat contents and therefore represent a potential source of protein and fat for animal nutrition.
The suitability of insect larvae as a source of protein and fat for broilers was therefore investigated in a multifactorial experimental approach in which soybean meal and soybean oil were substituted with different proportions of larval protein and larval fat, respectively.
It was shown that feeding de-fatted larval meal of Hermetia illucens can reduce up to 15% soybean extraction meal in broilers. The 100% replacement of soybean oil with larval oil in the feeding of broilers results in satisfactory zootechnical performance, making it a suitable alternative to soybean oil.
Larval meal and oil of Hermetia illucens (black soldier fly) are thus suitable as protein and fat sources, respectively, in the feeding of broilers.
Aufgrund der bestehenden Abhängigkeit von südamerikanischen Proteinimporten besteht ein erheblicher Bedarf an der Erschließung neuer Eiweißquellen für die Nutztierhaltung. Der Ersatz von importiertem Soja-Extraktionsschrot in der Fütterung von Masthähnchen durch heimische Proteinträger stellt eine große Herausforderung dar. In dieser Hinsicht weisen die gezielte Zucht und der Einsatz von Insekten immenses Potential auf. Die Larven weisen neben hohen Proteingehalten, auch hohe Fettgehalte auf und stellen deshalb eine potentielle Protein- und Fettquelle für die Tierernährung dar.
Die Eignung von Insektenlarven als Protein- und Fettquelle für Masthähnchen wurde daher in einem mehrfaktoriellen Versuchsansatz untersucht, in dem Sojamehl und Sojaöl durch verschiedene Anteile von jeweils Larvenprotein und Larvenfett substituiert wurden.
Es wurde gezeigt, dass die Fütterung von entöltem Larvenmehl der Hermetia illucens bis zu 15% Sojaextraktionsschrot bei Masthähnchen reduzieren kann. Der 100 %ige Ersatz von Sojaöl durch Larvenöl in der Fütterung von Masthähnchen führt zu zufriedenstellende zootechnische Leistung und stellt somit eine geeignete Alternative zu Sojaöl dar.
Larvenmehl und -öl der Hermetia illucens (Schwarze Soldatenfliege) sind somit als Protein- bzw. Fettquelle in der Fütterung von Masthähnchen geeignet.
The preservation of killed, non-defatted larvae of the black soldier fly by ensiling or drying was tested at HBLFA Raumberg-Gumpenstein from 2018 to 2019 by means of exact trials. The larvae contained on average 27% DM, 50% crude protein, 27% crude fat, and 7% crude ash in the DM.
Ensiling without the addition of an absorbent sugar/starch-containing substrate or chemical ensiling aid resulted in insufficient pH reduction, faulty fermentation with butyric acid formation, severe protein degradation (ammonia and biogenic amines) and fermentation juice losses, and strong spoilage odor. The addition of 20% barley meal already caused sufficient pH reduction and complete fermentation juice binding. Ensiling larvae with 40% barley meal produced very good fermentation success without additional chemical ensiling aids. Ensiling reduced the proportion of amino acids by 21% compared to fresh larvae, and lysine was also significantly affected. The ensiled larvae were well preserved, as no spoilage occurred after opening the vacuum bags after 9 days of storage in air at room temperature.
Gentle larvae drying at 50-55 °C claimed lower losses in value compared to ensiling, however, even with drying, the total amino acid content was reduced to the extent of 10% compared to fresh larvae.
Die Konservierung von getöteten, nicht entfetteten Larven der Schwarzen Soldatenfliege durch Silierung bzw. Trocknung wurde an der HBLFA Raumberg-Gumpenstein von 2018 bis 2019 mittels Exaktversuchen geprüft. Die Larven enthielten durchschnittlich 27 % TM, 50 % Rohprotein, 27 % Rohfett und 7 % Rohasche in der TM.
Bei Silierung ohne Zusatz eines saugfähigen zucker-/stärkehältigen Substrates oder chemischen Silierhilfsmittels trat eine unzureichende pH-Absenkung, Fehlgärung mit Buttersäurebildung, starker Proteinabbau (Ammoniak und biogene Amine) und Gärsaftverluste sowie starker Verderbgeruch auf. Die Zugabe von 20 % Gerstenschrot bewirkte bereits ausreichende pH-Absenkung und vollständige Gärsaftbindung. Die Silierung von Larven mit 40 % Gerstenschrot brachte ohne zusätzliche chemische Silierhilfsmittel einen sehr guten Gärerfolg. Durch die Silierung wurde der Anteil der Aminosäuren gegenüber frischen Larven um 21 % reduziert, davon war auch Lysin deutlich betroffen. Die silierten Larven waren gut konserviert, denn nach Öffnung der Vakuumbeutel trat nach 9 Tagen Lagerung an der Luft bei Raumtemperatur kein Verderb auf.
Die schonende Larventrocknung bei 50-55 °C forderte im Vergleich zur Silierung geringere Wertverluste, allerdings reduzierte sich auch bei der Trocknung der Gesamtgehalt an Aminosäuren im Ausmaß von 10 % gegenüber frischen Larven.
For larval rearing of the black soldier fly Hermetia illucens 18 different feeding substrate mixtures from the local agricultural production chain were tested, which differed in their nutrient and mineral composition. The feeding substrates had different effects on the nutrient and mineral composition as well as on the efficiency of the larvae's feed conversion. For a large part of the nutrients, no direct correlation between the initial substrate and the larvae could be found. Only for Ca and Cu a linear relationship was observed. Feed mixtures rich in crude fibre showed very poor efficiency in feed conversion (3-8 % ECI TM). Hemicellulose, cellulose and lignin cannot be metabolized by the larvae. Four feed mixtures achieved an ECI TM of nearly 50% and can thus be used very well in practice. The residual substrate produced during larval rearing contained 4.7 % P2O5, 2.8% N and 2.2% K2O and can therefore be utilized as organic fertiliser.
Zur Larvenzucht der Schwarzen Soldatenfliege Hermetia illucens wurden 18 unterschiedliche Mastsubstratmischungen aus der lokalen landwirtschaftlichen Produktionskette getestet, welche sich in ihrer Nährstoff- und Mineralstoffzusammensetzung differenzierten. Die Mastsubstrate hatten unterschiedliche Auswirkung auf die Nährstoff- und Mineralstoffzusammensetzung als auch auf die Effizienz der Futterverwertung der Larven. Bei einem Großteil der Nährstoffe konnte kein direkter Zusammenhang zwischen dem Ausgangssubstrat und den Larven festgestellt werden. Nur bei Ca und Cu konnte ein linearer Zusammenhang beobachtet werden. Rohfaserreiche Futtermischungen zeigten eine sehr schlechte Effizienz bei der Futterumwandlung (3-8 % ECI TM). Hemicellulose, Cellulose und Lignin können von den Larven nicht zum Aufbau von Biomasse genutzt werden. Vier Futtermischungen erreichten einen ECI TM von knapp unter 50% und können somit sehr gut in der Praxis eingesetzt werden. Das bei der Larvenzucht anfallende Restsubstrat enthält 4,7 % P2O5, 2,8 % N und 2,2 % K2O und kann daher sehr gut als organischer Dünger eingesetzt werden.
Contacts
Project coordinator
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Peter Schweiger (Umweltforschungsinstitut GLOBAL 2000)
Project coordinator
Project partners
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Bioforschung Austria (Eva Erhart)
Project partner
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Bundesamt für Wasserwirtschaft (Franz Lahnsteiner)
Project partner
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Ecofly GmbH (Simon Weinberger)
Project partner
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GLOBAL 2000 Umweltschutzorganisation (Michael lachsteiner)
Project partner
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HBLFA Raumberg-Gumpenstein (Reinhard Resch / Eduard Zentner)
Project partner
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Hartl (Simon Weinberger)
Project partner
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Michael Forster
Project partner
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Universität für Bodenkultur (Martin Gierus)
Project partner