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Dai mangimi per animali alla produzione di biodiesel, l'olio di BSF offre versatilità ed ecocompatibilità ed è pronto a rivoluzionare l'industria dei lipidi. In questo articolo approfondiamo gli aspetti chiave dell'olio di BSF e le sue potenziali applicazioni.
Negli ultimi anni, il panorama globale della produzione di oli vegetali ha subito un'espansione significativa, guidata dalla crescente domanda di oli derivati dalle piante. Questi oli, estratti da varie fonti, hanno trovato molteplici applicazioni in diversi settori, da quello culinario a quello cosmetico, fino a quello energetico, fungendo da ingredienti cruciali in un'ampia gamma di prodotti, tra cui additivi per mangimi, biocarburanti e articoli per la cura della persona.
Gli oli vegetali più consumati nel mondo nel periodo 2023-2024 sono stati l'olio di palma (77,99 milioni di tonnellate/anno), l'olio di soia (60,72 milioni di tonnellate/anno), l'olio di colza (32,82 milioni di tonnellate/anno), l'olio di girasole (20,27 milioni di tonnellate/anno), l'olio di palmisto (8,89 milioni di tonnellate/anno), l'arachide (6,29 milioni di tonnellate/anno), l'olio di semi di cotone (4,96 milioni di tonnellate/anno), l'olio di cocco (3,69 milioni di tonnellate/anno) e l'olio di oliva.89 milioni di tonnellate/anno), arachide (6,29 milioni di tonnellate/anno), olio di semi di cotone (4,96 milioni di tonnellate/anno), cocco (3,69 milioni di tonnellate/anno) e olio di oliva (2,36 milioni di tonnellate/anno) (fonte: www.statista.com).
Tuttavia, la produzione di oli vegetali rimane concentrata in regioni selezionate a livello globale, con solo una manciata di Paesi che dominano il mercato; inoltre, i prezzi di questi oli hanno mostrato una notevole volatilità negli ultimi anni, sottolineando la necessità di fonti alternative e sostenibili di lipidi. Sebbene la produzione di oli vegetali comporti rischi come la deforestazione e la perdita di biodiversità e habitat animale, l'allevamento industriale della mosca soldato nera (BSF) evita questi problemi. Sebbene le BSFL non offrano intrinsecamente un'impronta di carbonio più bassa rispetto alle alternative vegetali per le risorse proteiche, la loro capacità di bonifica dei rifiuti riduce significativamente le emissioni. Inoltre, l'allevamento di BSFL richiede molta meno terra e acqua rispetto alle piante.(1)
La BSF è una straordinaria specie di insetto con il potenziale di rivoluzionare l'industria dei lipidi, che può essere coltivata ovunque nel mondo. Queste larve hanno un appetito vorace per i rifiuti organici, che convertono efficacemente in preziosa biomassa ricca di proteine e lipidi. In genere, le larve di BSF contengono circa il 40% di proteine e il 30% di lipidi su base secca. Nella lavorazione delle farine proteiche, si ottengono quantità significative di oli e grassi come co-prodotti.
Il profilo degli acidi grassi dell'olio di Black Soldier Fly Larvae (BSFL) assomiglia molto a quello di prodotti pregiati come l'olio di cocco o l'olio di palmisti, in particolare per l'elevato contenuto di acido laurico. Questa somiglianza apre la strada a significative applicazioni industriali per l'olio BSFL in vari settori, tra cui quello chimico, dei carburanti, dei lubrificanti, dei prodotti farmaceutici, alimentari, medici e per la cura della persona o come ingrediente per i mangimi. Inoltre, l'olio BSFL ha il potenziale per sostituire gli oli di cocco e di palma come fonte di acidi grassi a catena media e lunga (FFA), offrendo una composizione e proprietà simili. Inoltre, l'olio BSFL presenta vantaggi rispetto agli oli vegetali, come il potenziale di termovalorizzazione, i minori requisiti spaziali e un tasso di rotazione più rapido rispetto alle piantagioni tradizionali.
La crescita prevista del mercato dell'olio BSF indica un robusto tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 21,1% dal 2022 al 2029, con ricavi previsti che raggiungeranno i 72 milioni di dollari entro il 2029 (fonte: www.meticulousresearch.com). Questa espansione è alimentata principalmente dall'aumento della domanda nel settore dell'alimentazione animale e dalla crescente presenza sul mercato sia nelle economie emergenti che in quelle consolidate. Tuttavia, nonostante il promettente trend di crescita, specifici ostacoli psicologici ed etici riguardanti l'adozione dell'olio di mosca nera come fonte alimentare potrebbero ostacolare il progresso del mercato. Le normative dell'Unione Europea, infatti, non hanno ancora autorizzato l'utilizzo degli ingredienti della mosca nera per il consumo umano. Inoltre, sfide come il divario esistente tra l'offerta e la domanda di olio di mosca soldato nero nella produzione di biodiesel, insieme alla concorrenza dei prezzi degli ingredienti alternativi nell'industria cosmetica, rappresentano ulteriori ostacoli all'espansione del mercato. I principali operatori del mercato dell'olio di mosca soldato nero includono Protix B.V. (Paesi Bassi), Enterra Feed Corporation (Canada), InnovaFeed (Francia), EnviroFlight LLC (Stati Uniti), Nutrition Technologies Group (Malesia), Bioflytech (Spagna), Entobel Holding PTE. Ltd. (Singapore), Entofood Sdn Bhd (Malesia), SFly (Francia), Hexafly (Irlanda), F4F (Cile) e Protenga Pte Ltd (Singapore).
La frazione lipidica delle larve di BSF è una miscela di trigliceridi, acidi grassi saturi e insaturi. 2Il contenuto di grasso grezzo sembra essere strettamente correlato alla proporzione di "acidi grassi identificati" nelle larve, il che implica che la frazione etichettata come "grasso grezzo" comprende principalmente gli acidi grassi 3. I grassi della BSF sono costituiti principalmente da acidi grassi saturi a catena media; gli acidi grassi predominanti includono acido linoleico, oleico, laurico e palmitico, mentre l'acido laurico è il componente dominante. La composizione e la quantità del substrato di allevamento influenzano in modo significativo la composizione e lo sviluppo delle larve di BSF, consentendo di adattare la composizione larvale di alcuni nutrienti in base alle applicazioni desiderate. (4)
I principali acidi grassi identificati nelle larve di BSF sono (3,5–7):
Acidi grassi saturi
L'acido laurico (C12:0) è noto per le sue proprietà antimicrobiche e ha diverse applicazioni potenziali in campo farmaceutico, cosmetico e alimentare; è stato riferito che presenta proprietà antibatteriche, antimicotiche, antivirali e antitumorali.
L'acido palmitico (C16:0) è un acido grasso a catena lunga comunemente presente in grandi quantità negli oli di palma e di mais.
Acido stearico (C18:0)
Acido miristico (C14:0)
Altri acidi presenti in quantità inferiori: Acido caprico (C10:0), acido eptadecanoico (C17:0), acido arachidico (C20:0), acido pentadecanoico (C15:0), acido tridecanoico (C13:0), acido undecanoico (C11:0), acido caprilico (C8:0).
Acidi grassi monoinsaturi (MUFA)
Acido oleico (C18:1) È tipicamente presente nelle larve della mosca soldato nera in quantità minori rispetto agli acidi grassi saturi, ma contribuisce comunque al profilo complessivo degli acidi grassi.
Acido palmitoleico (C16:1)
L'acido miristoleico (C14:1) è tipicamente presente in quantità minori nel BSFL e può avere implicazioni per le sue proprietà funzionali e attività biologiche.
Altri acidi presenti in quantità inferiori: Acido eicosenoico (C20:1), acido eptadecanoico (C17:1), acido pentadecenoico (C15:1), acido gondoico (C20:1n9), acido nervonico (C24:1).
Acidi grassi polinsaturi (PUFA)
L'acido linoleico (C18:2) è tipicamente presente nel grasso della BSFL in quantità minori rispetto ad altri acidi grassi, ma svolge un ruolo nella composizione nutrizionale della BSFL.
Acido alfa-linolenico (C18:3n3) (ALA)
Acido eicosapentaenoico (C20:5) (EPA)
Acido decosaesaenoico (C22:6) (DHA)
Altri acidi: Acido linolenico (C18:3), acido arachidonico (C20:4), acido docosadienoico (C22:2), acido eicosatrienoico (C20:3n3).
Età e dimensioni delle larve di BSF
I risultati indicano che la composizione degli acidi grassi è influenzata dal peso delle larve. Durante il ciclo di vita dell'insetto, dalla pupa all'adulto, si assiste a una diminuzione della quantità di grassi, con le larve che presentano livelli più elevati di lipidi e di estratti privi di azoto, ma livelli più bassi di ceneri e proteine rispetto agli stadi di prepupa e pupa. 8In generale, le larve di peso maggiore tendono ad avere una proporzione maggiore di acidi grassi saturi e una minore di acidi grassi insaturi, come l'acido eicosapentaenoico (EPA) e docosaesaenoico (DHA). 3. Inoltre, l'analisi dei profili degli acidi grassi ha rivelato variazioni tra le diverse popolazioni di BSF. (9)
Substrato di alimentazione
Le BSF alimentate con substrati come bucce di mele, pane, banane, arance, scarti di frutta e verdura, scarti di ristoranti vegani o rifiuti alimentari presentano un contenuto lipidico più elevato. 1,2,5. Sembra esserci una correlazione positiva tra la concentrazione di acidi grassi nel substrato di alimentazione e quella nelle larve di BSF. 10. Inoltre, a parte lo stadio di sviluppo larvale, il contenuto di carboidrati della dieta sembra influenzare il contenuto di grassi grezzi delle larve.3. Inoltre, gli zuccheri semplici sono probabilmente più accessibili per la conversione del grasso, potenzialmente la chiave per un'elevata produzione di grasso nella BSF.1.
In letteratura si suggerisce che le larve possano produrre e trattenere in vivo l'acido laurico, l'acido miristico e l'acido palmitoleico, ma che l'acido palmitico, l'acido oleico, l'acido linoleico e l'acido α-linolenico possano essere parzialmente incorporati dalla dieta e trattenuti nel corpo delle larve. 11. , sebbene vi siano possibilità di modificare il profilo degli acidi grassi, nel valutare le future applicazioni dei grassi BSF è consigliabile concentrarsi sui principali costituenti degli acidi grassi, in particolare sugli acidi grassi saturi (SFA) come l'acido laurico, piuttosto che su costituenti minori come l'acido eicosapentaenoico (EPA) e l'acido docosaesaenoico (DHA). (3).
Metodi di lavorazione
I metodi impiegati per la macellazione, l'essiccazione e la sgrassatura delle larve di BSF, così come le interazioni tra questi processi, hanno effetti notevoli sulle rese, sulla composizione lipidica, sul contenuto di umidità e sulle proprietà termiche. Un dato significativo è che il contenuto dei principali acidi grassi, tra cui l'acido laurico, palmitico e miristico, è significativamente influenzato dai trattamenti applicati alla BSFL. Tuttavia, nonostante queste alterazioni nelle concentrazioni dei singoli acidi grassi, il contenuto totale di acidi grassi saturi rimane sostanzialmente inalterato. In sintesi, il metodo ottimale di trattamento della BSFL per preservare l'integrità del grasso è la combinazione di macellazione con scottatura, essiccazione in forno e pressatura meccanica per la sgrassatura. (6).
BSF larvae age and size
The results indicate that the fatty acid composition is influenced by the weight of the larvae. Throughout the insect's lifecycle, from pupa to adult, there is a decrease in fat quantity, with larvae exhibiting higher lipid and nitrogen-free extract levels but lower ash and protein levels compared to prepupae and pupae stages 8.Generally, larvae with greater weight tend to have a higher proportion of saturated fatty acids and a lower proportion of unsaturated fatty acids, such as eicosapentaenoic (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) 3. Furthermore, the analysis of fatty acid profiles has revealed variations among different populations of BSF (9).
La ricerca indica che il grasso BSFL può sostituire l'olio di soia nella dieta di alcuni animali senza compromettere la qualità del cibo.
prestazioni di crescita. Inoltre, la composizione degli acidi grassi del grasso BSFL assomiglia a quella dell'olio di palma e del grasso di cocco, il che suggerisce il suo potenziale utilizzo nelle industrie in cui questi grassi sono comuni. Inoltre, il grasso BSFL è risultato adatto alla produzione di biodiesel di alta qualità.
Per ulteriori dettagli su questi risultati e sulle loro implicazioni, restate sintonizzati sui prossimi articoli del nostro blog. Approfondiremo i benefici nutrizionali, gli aspetti della sostenibilità e le applicazioni industriali del grasso BSFL, fornendo preziose indicazioni per vari settori, tra cui l'alimentazione animale, le applicazioni industriali e la produzione di carburante.
Bibliography
1. O’Doherty Eleanor. Application of Black Soldier Fly Larvae to Convert Municipal Organic Waste to Value-Added Chemicals. (University of Sheffield, 2023).
2. Franco, A. et al. Lipids from Hermetia illucens, an Innovative and Sustainable Source. Sustainability 13, 10198 (2021).
3. Ewald, N. et al. Fatty acid composition of black soldier fly larvae (Hermetia illucens) – Possibilities and limitations for modification through diet. Waste Manag. 102, 40–47 (2020).
4. Eggink, K. M., Lund, I., Pedersen, P. B., Hansen, B. W. & Dalsgaard, J. Biowaste and by-products as rearing substrates for black soldier fly (Hermetia illucens) larvae: Effects on larval body composition and performance. PLOS ONE 17, e0275213 (2022).
5. Suryati, T., Julaeha, E., Farabi, K., Ambarsari, H. & Hidayat, A. T. Lauric Acid from the Black Soldier Fly (Hermetia illucens) and Its Potential Applications. Sustainability 15, 10383 (2023).
6. Hurtado-Ribeira, R. et al. Evaluation of the interrelated effects of slaughtering, drying, and defatting methods on the composition and properties of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae fat. Curr. Res. Food Sci. 7, 100633 (2023).
7. Loho, L. & Lo, D. Proximate and fatty acid analysis of Black Soldier Fly Larvae (Hermetia illucens). 1169, 012082 (2023).
8. Liu, X. et al. Dynamic changes of nutrient composition throughout the entire life cycle of black soldier fly. PLOS ONE 12, e0182601 (2017).
9. Matsakidou, A. et al. Compositional, volatile, and structural features of Hermetia illucens (black soldier fly) flours: The effect of population and life stages. Future Foods 9, 100320 (2024).
10. Siddiqui, S. A. et al. Manipulation of the black soldier fly larvae (Hermetia illucens; Diptera: Stratiomyidae) fatty acid profile through the substrate. J. Insects Food Feed (2022) doi:10.3920/JIFF2021.0162.
11. Li, X. et al. Growth and Fatty Acid Composition of Black Soldier Fly Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae) Larvae Are Influenced by Dietary Fat Sources and Levels. Anim. Open Access J. MDPI 12, 486 (2022).
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