Replacement of soybean meal with varying inclusions of black soldier fly larvae in albino wistar rats as a model for monogastric animals

Abstract

Dünya genelinde gıda yetersizliği ve gıda güvenliği dikkate alındığında alternatif yem kaynakları pazarın önde gelen tercihlerindendir. Kara Asker Sineği ise uygun maliyeti, ekolojik olması, sürdürülebilirliği ayrıca iş gücü ve arazi ihtiyacının düşük olması sebebiyle son derece dikkat çeken bir üründür. Kara Asker Sineği larvalarının getirdiği kazanımlar hayvan sağlığının sürdürülebilirliği açısından da bir gereklilik haline gelmiştir. AB, bu ürünün kümes hayvanları, balıklar, domuzlar, kediler, köpekler, bıldırcınlar, ördekler, sürüngenler, kuşlar ve laboratuvar hayvanlarını beslemek için kullanımına müsaade vermiştir. Kara Asker Sineği larvası, hayvan beslemenin yanı sıra tarımda da kullanılarak biyolojik atıkların oluşumunu azaltmakta, organik gübre ve biyoyakıt ihtiyacını karşılamaktadır. Bu çalışmanın amacı, Wistar albino ratların beslenmesinde farkli duzeylerde soya küspesinin yerine kullanilan Kara Asker Sineği larvalarının performans, kan parametreleri ve histopatolojik parametrelere etkilerini tespit etmek için yapılmıştır. Bu çalışmada yarısı dişi yarısı erkek olmak üzere toplam 80 rat kullanılmıştır. Tüm ratlar 5 farklı deney grubuna ayrılıp her deney grubu 8 erkek ve 8 dişi olmak üzere toplam 16 rattan oluşmaktadır. Alt gruplar her birinde 2 rat olacak şekilde ayrı kafeslere alınmışlardır. Ratların rasyonundaki soya küspesi, %0 (kontrol), %5, %10, %15 ve %20 oranlarında Kara Asker Sineği larvası unu ile değiştirilmiştir. Kara Asker Sineği larvasının canlı ağırlık artışı, ortalama yem tüketimi, hematolojik ve serum biyokimya parametreleri, doku ve serum oksidatif stres parametreleri ve histopatolojik bulgular araştırılmıştır. Çalışma sonunda tüm ratlardan kan ve doku örnekleri alınarak hematoloji ve serum biyokimya parametreleri analiz edildi. Kan ve doku (karaciğer, böbrek ve kalp) örneklerinin bir kısmı biyokimya laboratuvarında serum oksidatif parametrelerinin analizi için -18 °C'de saklandı. Karaciğer, böbrek, kalp, testisler, yumurtalıklar, uterus ve duodenum gibi dokular formalin içeren steril kavanozlara alındı ve histopatolojik inceleme için analiz edildi. Çalışmada kullanılan yemler, soya küspesi ve Kara Asker Sineği larvasından alınan örnekler besin madde profili analizi için Tübitak Marmara Araştırma Merkezi'ne gönderilmiştir. Yem örnekleri ilgili laboratuvarda kuru madde, ham kül, ham protein, ham yağ, ham lif, yağ asidi bileşimi ve amino asit bileşimi açısından analiz edilmiştir. İstatistiksel analizlerden önce değerler üzerinde normallik testi yapılmış, veriler deney grupları arasındaki farkı analiz etmek için IBM SPSS (V. 24.0) programı tarafından gerçekleştirilen “Tek Yönlü Varyans Analizi (ANOVA)” ve “Kruskal Wallis Testi” kullanılarak analiz edilmiştir. Korelasyon analizi için ise “Pearson Testi” uygulanmıştır. İstatistik sonuçlarına bakıldığında, kontrol grubu ile kıyaslanan deney grupları için ağırlık artışı ve ortalama yem tüketiminde önemlilik bulunmamıştır (p > 0.05). Ayrıca yapılan analizlerde kontrol grubu ile kıyaslandığında, MCHC, PDW, MPV, P-LCR, ürik asit, ALT, ALP, LDL, HDL, total kolesterol, karaciğer ve böbrek MDA ve GSH ve doku TOS ve TAS parametrelerinde erkek ve dişi ratlar da cinsiyet dikkate alınmaksızın beraber değerlendirildiğinde önemli düzeyde farklılıklar görülmüştür (p < 0.05). Bununla beraber cinsiyete özgü etki olarak MCV, MCHC, PLT, RDW-CV, LDL, HDL, ALP erkek ratlarda, total kolesterol, lenfosit, PDW, PCT, kreatinin, total protein, ALT, kalsiyum, fosfor, OSI, GSH (kalp) ise dişi ratlarda istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (p < 0.05). Ayrıca serumda, ürik asit, TOS ve TAS; böbrek ve karaciğerde MDA ve GSH; bağırsaklarda ise villus uzunluğu hem erkek hem de dişi ratlarda önemli düzeyde farklılıklar oluşmuşken histopatolojik bulgular açısından önemli farklılıklar görülmemiştir. Sonuç olarak, rasyona soya küspesinin yerine %20'ye kadar Kara Asker Sineği larvasının dâhil edilmesinin, ratlarda olumsuz bir etkisinin olmadığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte kan biyokimya parametreleri, sindirim sistem parametreleri ve oksidatif parametreler açısından bakıldığında %20'ye kadar Kara Asker Sineği kullanımı ratlar için tavsiye edilebilir.Regarding universal food and feed security, alternate feed resources are the leading market stance. Black Soldier Fly (BSF) is the most well-reputed because of its cost-effectiveness, ecological, sustainability, and less labor and land intensive. Subsequently, the payback of BSF larvae for health sustainability has become a great necessity. EU has legalized it to feed poultry, fish, pigs, cats, dogs, quails, ducks, reptiles, birds, and laboratory animals. BSF larvae farming helps to reduce organic waste removal and in return it provides animal feeding, organic fertilizer and biodiesel as end products. The objective of this study was to evaluate the effect of feeding varying inclusions of BSF larvae to Wistar albino rats as a replacement to soybean meal on blood chemistry, oxidative biomarkers and tissue histopathology parameters. The number of total rats was 80 in this study. Half of the rats were male, and half of them were female. All rats were divided into five groups; each group contained eight subgroups, of which the first four contained male rats and the following four included female rats. In this way, each group had 16 total rats, 8 male and 8 female, and each subgroup consisted of two rats in one cage. The rats were fed with 0, 5, 10, 15, and 20% inclusions of BSF larvae meal as replacement to soybean meal. The effect of BSF larvae on body weight gain, average feed intake, hematological and serum biochemical parameters, tissue and serum oxidative stress parameters, and histopathological findings were seen. At the end of the study, the blood and tissue samples were collected from all rats. The blood samples were immediately analysed for hematological and serum biochemical parameters. Some of the blood and tissue (liver, kidney, and heart) samples were stored at -18 °C for serum oxidative parameters analysis which was performed at the Biochemistry lab. Tissues including liver, kidney, heart, testis, ovaries, uterus and duodenum were collected in sterile jars containing formalin and were analysed for histopathalogical analaysis. The experimental feeds, soybean and BSF larvae samples were sent to the TUBITAK Marmara Research Centre for their nutritional profile analysis. The feed samples were analysed for dry matter, crude ash, crude protein, crude fat, crude fiber, fatty acid and amino acid composition. The statistical analysis showed weight gain and average feed intake to be non-significant (p > 0.05) for all experimental groups compared to control. For statistical analysis, first of all, the normality test of the data was performed by descriptive statistics. On the basis of the normality test, the data was further analysed by One way Analysis of Variance (ANOVA) or Kruskal Wallis test (KWH) which were performed by IBM SPSS (V. 24.0) to analyse the difference between experimental groups. For Correlational analysis Pearson’s test was performed. The statistical analysis showed that MCHC, PDW, MPV, P-LCR, uric acid, ALT, ALP, LDL, HDL, cholesterol total, liver, and kidney MDA and GSH, and tissue TOS and TAS were significant (p < 0.05) compared to the control as the male and female combined effect. However, as a gender-specific effect, MCV, MCHC, PLT, RDW-CV, LDL, non-HDL, ALP and cholesterol total in male rats and lymphocytes, PDW, PCT, creatinine, protein total, ALT, calcium, phosphorous, OSI, GSH (heart) in female rats were statistically significant (p < 0.05) compared to the control. Moreover, uric acid, TOS and TAS in serum, MDA and GSH in kidney and liver, and villus length were significant in both male and female rats and there were not any considerable histopathological changes. Convincingly, up to 20% inclusion of BSF larvae as replacement to soybean meal is effective for feeding rats without causing any negative effect on health and nutrient absorption. An improvement in blood chemistry, intestinal histopathology and oxidative parameters in response to partial inclusion of BSFL up to 20% is recommend for use in lab animals.This thesis was supported by Afyon kocatepe University Scientific Research Project Coordination Unit (BAPK) with the project number “21. SAĞ.BIL.15

    Similar works