Fischmehl ist teuer, aber Raubfische brauchen einen Mindestanteil davon in der Nahrung, um ihren Bedarf an essenziellen Fett- und Aminosäuren decken zu können. Sind als Alternative Mehle aus Fliegenlarven geeignet

Stamer, Andreas

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30 ÖKOLOGIE &LANDBAU | 151,3/2009 www.soel.deSCHWERPUNKT  | ÖKOLOGISCHE AQUAKULTURFischmehl ist in vielen Futtermitteln für Nutztiere enthal  -ten, so im Futter für die Geflügelmast, die Ferkelaufzuchtund insbesondere für die Aquakultur. Aufgrund des stei-genden Bedarfs und des gleichzeitigen Rückgangs der Ressour  -cen aus den Weltmeeren verteuert sich dieser Rohstoff seit ei-ni  gen Jahren kontinuierlich. Die überwiegende Mehrheit derin Aquakultur gezüchteten Arten, die in Europa aufgrund derNachfrage ökonomisch interessant sind, sind Raubfische. Die-se benötigen einen Mindestanteil an Fischmehl in ihrer Nah-rung, denn nur dadurch kann ihr Bedarf an essenziellen Fett-und Aminosäuren gedeckt werden. Alternative Proteinträgersind bisher hauptsächlich pflanzlicher Natur und, ernährungs  -physio  logisch bedingt, nur begrenzt einsetzbar. Hohe Anteilean Sojaproteinen führen etwa bei Lachsen zu Organschäden,die Tauglichkeit anderer pflanzlicher Bestandteile (wie Algen-meh  le) ist wissenschaftlich noch nicht abschließend geklärt.Die aktuelle Entwicklung in der Fischfutterindustrie könn-  te mit dem Einsatz synthetischer Aminosäuren zur erzwunge-nen Vegetarisierung karnivorer Tiere führen, die nicht nur ausdem Blickwinkel der ökologischen Aquakultur kritisch einzu-schätzen ist. Das Dilemma: Einerseits besteht der Anspruch aneine möglichst artgerechte Ernährung, andererseits die Forde  -rung nach einer nachhaltigen Futterproteinversorgung, vor al-lem im Hinblick auf die Ausbeutung von Kleinfischbeständen(wie Sandaalen und Sardellenartigen) zum alleinigen Zweckder Fischmehlherstellung. In der biologischen Aquakultur wirddas Problem derzeit teilweise durch den Einsatz von Fischmeh  -len aus Filettierresten gelöst; mittelfristig ist jedoch mit einemMengenpro  blem zu rechnen. Alternativen zu FischmehlBei der Suche nach Alternativen sind in den vergangenenJahren erneut Proteine von wirbellosen Tieren in das Blickfeldvon Forschung und Industrie gerückt. Die Massenproduktionvon Würmern, Käfer- und Fliegenlarven zum Zweck der Tier-ernährung wird angesichts stark gestiegener Rohstoffpreiseeine interessante Option. Ob Fischmehl allerdings vollständigdurch Mehle aus wirbellosen Tieren ersetzt werden kann, istnoch nicht geklärt. US-amerikanische und europäische Arbeits  -gruppen beschäftigen sich seit einigen Jahren mit der Produk  -tion proteinhaltiger Mehle aus Insekten beziehungsweise de-  ren Larven- und Puppenstadien. Die Schwarze SoldatenfliegeHermetia illucens ist ein Organismus, der seit Mitte der1990er-Jahre im Süden der USA intensiv daraufhin untersucht wird, ober zur Reduzierung organischer Abfälle eingesetzt werden kann(Sheppard et al.,1994;Bondari undSheppard,1981).Hermetiaillucens kommt weltweit in warmen Regionen vor und zeich-net sich während der Larvalentwicklung durch ihren sehr ra-schen Umsatz der angebotenen organischen Substrate aus. Frü-here amerikanische Arbeiten konzentrierten sich nur auf dieUmsetzung von Geflügelmist (Beard und Sands, 1973; Shep-Fütterung von Lachs, Forelle und Co.Alternative tierische Proteineim FischfutterFischmehl ist teuer,aber Raubfische brauchen einen Mindestanteil davon in der Nahrung,um ihren Bedarf an essenziellen Fett- und Aminosäuren decken zu können.Sind als Alternative Mehle aus Fliegenlarven geeignet? Von Andreas StamerDr.Andreas StamerForschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL)Fachgruppe TiergesundheitAquakulturAckerstrasse,CH-5070 FrickTel. +41/62/8650419andreas.stamer@fibl.org31 151,3/2009  | ÖKOLOGIE &LANDBAU www.soel.deÖKOLOGISCHE AQUAKULTUR  | SCHWERPUNKTpard et al.,1992), Hermetia illucens akzeptiert jedoch ein brei-tes Spektrum von Reststoffen aus der Landwirtschaft und derLebensmittelindustrie. Ein großer Vorteil der Fliege gegenüberanderen Arten ist die Tatsache, dass die Larven nach Abschlussihrer Entwicklung das Substrat als sogenannte Präpuppe ver-lassen und in diesem Stadium bereits einen vollständig entleer-ten Verdauungskanal aufweisen. Test unterschiedlicher SubstrateEine deutsche Arbeitsgruppe analysierte vor Kurzem, ob ei  -ne Massenproduktion von Hermetia illucens unter den klima  -tischen Bedingungen Zentraleuropas machbar und wirtschaft  -lich rentabel ist (Stamer, 2005; Stamer et al., 2007). Für dieseUntersuchungen wurde die erste stabile Zuchtkolonie der Flie-ge in Europa aufgebaut. In standardisierten Serienversuchenwurden verschiedene Substrate (Schweinegülle, Hühnermist,Brotabfälle, Grünkompost aus Tomatenpflanzenschnitt, Rin-der  mist) daraufhin untersucht, wie sie von der Fliege in ihrenunterschiedlichen Entwicklungsstadien verwertet werden. DieErkenntnisse wurden mit den Ergebnissen aus Versuchen mitdem Referenzsubstrat – einer mineralisierten Getreidemehl-mischung – verglichen. Im Hinblick auf die Verwertbarkeit derSubstrate wurde unter anderem festgestellt, wie hoch die Ent-wicklungsgeschwindigkeit der Larven bis zur Präpuppe und wiegroß die erzielte Präpuppenbiomasse zum Zeitpunkt der Aus-wanderung aus dem Substrat war. Das Referenzsubstrat erbrachte die höchsten Entwicklungs  -geschwindigkeiten. Hühnermist erreichte diese Geschwindig-kei  ten zwar ebenfalls, jedoch bei geringerem Biomasseaufbau.Grünkompost brachte ähnlich hohe Biomasseerträge wie Hüh-  nermist, wurde aber langsamer umgesetzt (siehe Abbildung).Die übrigen Substrate schnitten schlechter ab und führten au-ßerdem zu hohen Mortalitätsraten und heterogenen Einzel-ge  wich  ten der auswandernden Präpuppen. Die erzielten Proteingehalte schwankten um den Wert vonetwa 40 Prozent in Abhängigkeit vom Substrat, lagen jedoch– mit einer Ausnahme – unter den Literaturwerten. Der Fett-gehalt betrug 35 Prozent.Fütterungsversuche mit HermetiamehlZur Massenvermehrung und für die Herstellung größererMengen an Hermetiamehl wurden große Substratmengen ausGrünkompost angesetzt und etwa 250 Kilogramm Präpuppen(Frischgewicht) zur Weiterverarbeitung gewonnen. Mit demGrünkompost konnte der Geruchsproblematik, die bei Ver-wendung von Hühnermist aufgetreten war, begegnet werden.Die Präpuppen wurden gefriergetrocknet und zu einem Mehlmit etwa 41Prozent Proteingehalt vermahlen. Dieses Hermetiamehl war Grundlage zur Her  stel  lung zwei-er Versuchsdiäten mit unterschiedlich hoher Fisch  mehlsubsti-tution (Testfutter1mit 50 Prozent Substitution, Testfutter 2 mit75 Prozent Substitution), die an der Universität Göttingen inei  nem Feldversuch an1800 Forellen getestet wurden (Wesselset al., eingereicht). Die Testdiäten wurden in Bezug auf ein Kon-trollfutter – pelletiertes Öko-Forellenfutter der Firma Gründ-leinsmühle – mit gleichem Energie- und Rohproteingehalt er-stellt und mit der Referenz verglichen (siehe Tabelle1, S. 32).Dabei ergaben sich für einige Aminosäuren in den Versuchs-diä  ten verminderte Werte gegenüber dem Kontrollfutter, vorallem für Lysin und Threonin. Nach Versuchsende wurden bei den Forellen Untersuchun  -gen zu Futterverwertung,Wachstumsleistung, Schlachtkörper  -evaluierung und Sensorik durchgeführt. Die Substitution desAbbildung:Verlauf des Larvenwachstums in Abhängigkeit von verschiedenen SubstratenEine Substitution von Fischmehl mit Hermetiamehl von bis zu 50 Prozent wird von karnivoren Fischen gut vertragen und führt nicht zu kranken oder kümmernden Tieren.32 ÖKOLOGIE &LANDBAU | 151,3/2009 www.soel.deSCHWERPUNKT  | ÖKOLOGISCHE AQUAKULTURFischmehls mit Hermetiamehl beeinflusste Wachstumsleistungund Morphometrie1 negativ, ebenso Schlachtkör  pergewichtund Ausschlachtungsgrad, Letzteren jedoch nicht signifikant(sie  he Tabelle 2). Die Untersuchung der Gesamtkörperzusam  -mensetzung ergab keine signifikanten Unterschiede in Bezugauf Protein-, Fett- und Aschegehalt zwischen den drei Grup-pen (Fütterung mit Kontrollfutter, Testfutter 1, Testfut  ter 2).Auch ein Sensoriktest mit 18 Versuchsper  sonen erbrachte kei-ne signifikanten Unterschiede hinsichtlich des Geschmacks derunterschiedlich gefütterten Fo  rellen, wobei die Tenden  z zu er-kennen war, dass die mit Hermetiamehl aufgezogenen Fischeeinen besseren Geschmack aufwiesen.Bis zu 50 Prozent Fischmehl ersetzbarDie Fütterungsversuche zeigten, dass dem Einsatz von Her-metiamehl in der Forellenfütterung Grenzen gesetzt sind. Dergeringere Massenzuwachs und die niedrige Wachstumsratekönnen auf den hohen Fettgehalt des Futters sowie auf die an-fänglich beobachtete weniger gute Futteraufnahme aufgrundgeringerer Schmackhaftigkeit zurückge-führt werden. Defizite bei einigen Ami- no säuregehalten können ebenfalls zu die-sen Ergebnissen beigetragen haben.Dienicht signifikanten Unter  schiede bei Aus-schlachtung und Korpulenzfaktor lassenjedoch den Schluss zu, dass eine Substi-tution von Fischmehl mit Hermetiamehlvon bis zu 50 Prozent in der Diät gut ver-tragen wird und nicht zu kranken oderkümmernden Fischen führt. Für ein opti-males Ergebnis in der Forellenfütterungscheint es erforderlich zu sein, das Her-me  tiamehl zu entölen. Dadurch könntender Fettanteil vermindert und der relativeProteingehalt erhöht werden. Wird zu-Tab. 2:Wirkungen unterschiedlicher Fischmehlsubstitutionen auf Wachstums- und Leistungs-parameter von Forellen1 spezifische Wachstumsrate:[ln Endgewicht (g) –ln Anfangsgewicht (g)]/Anzahl Versuchstage  | 2 Feed Converting Ratio (FCR):Futter aufnahme Trockensubstanz (g)/Gewichtszunahme Frischsubstanz (g) | 3 Ausschlachtung:ausgeschlachtetes Körpergewicht (g)/Endgewicht (g) x 100  | 4 Korpulenzfaktor:Endgewicht (g)/Körperlänge3(cm3) x 100Überlebensrate (%)Massenzuwachs (g)spezifische Wachstumsrate (%)1Feed Converting Ratio (FCR)2Ausschlachtung (%)3Korpulenzfaktor (g/cm3)4Kontrollfutter(g/kg)n=51483,6 ± 5,592,81,12 ± 0,271,22 ± 0,1170,5 ± 2,151,09 ± 0,07Testfutter 1 (g/kg)(50%-Substitution)n=43788,6 ± 9,170,70,89 ± 0,191,31 ± 0,3569,4 ± 6,281,03 ± 0,12Testfutter 2 (g/kg)(75%-Substitution)n=54689,6 ± 9,162,20,81 ± 0,251,68 ± 0,2168,9 ± 2,101,04 ± 0,08Tab. 1:Zusammensetzung der Test- und KontrollfuttermischungenInhaltsstoff HermetiamehlFischmehlSojamehlWeizennachmehlFischölKontrollfutter(g/kg)–7004517870Testfutter 1 (g/kg)(50%-Substitution)350350175118–Testfutter 2 (g/kg)(75%-Substitution)52517526528–1 Verhältnisse von zum Beispiel Kopf- zu Rumpflänge oder Körperhöhe zu Körperlängedem in der weiteren Entwicklung das Futter extrudiert (Druck-/Dampfbehandlung während der Verarbeitung), sind ebenfallsSteigerungen der Futterleistung zu erwarten.Weitere Forschungen sind notwendig, um die Produktions  -prozesse zur Industriereife zu bringen. Die industrielle Produk-tion würde wirtschaftlich, wenn vorhandene Infrastruktu  rengenutzt werden könnten, um Transport- und Energiekos  tenzu minimieren, und wenn eine Integration mit Landwirtschaftund Lebensmittelindustrie gelänge. LiteraturBeard,R.L.,D.S. Sands (1973):Factors effecting degradation of poultry manure by flies.Environmental Entomology 2,S. 801–806Bondari,K.,D.C. Sheppard (1981):Soldier fly larvae as feed in commercialfish production. Aquaculture 24,S. 103–109Sheppard,D.C.,G.L.Newton,S.A.Thompson,S.Savage (1994):A value addedmanure management system using the black soldier fly.BioresourceTechniques 50,S.275–279Sheppard,D.C.,L.Newton,S.Thompson (1992):Manure management for housefly control, volume reduction and feed production, using the black soldierfly.Proceedings of the National Organic Farming Symposium. Pacific Grove, USAStamer,A. (2005):Erschließung alternativer Proteinquellen zum Fischmehlfür Forellenfuttermittel. Endbericht zum Forschungsvorhaben 04OE020.Abrufbar unter: www.orgprints.org/10376/01/10376-04OE020-naturland-stamer-2005-aquakultur.pdf Stamer,A.,R.Neidig,G. Hörstgen-Schwark (2007):Protein concentrates for animalfeedstuff derived from fly-massproduction:Hermetiameal as an alterna-tive to fishmeal.Book of Abstracts,Deutscher Tropentag 2007, WitzenhausenWessels,S.,R.Neidig,A.Stamer,G.Hörstgen-Schwark (eingereicht):Evaluationof mass-reared black soldier flies (Hermetia illucens)as fishmeal sub-stitute in rainbow trout Oncorhynchus mykiss(Walbaum) production.Aquaculture Research

Alternative tierische Proteine im Fischfutter

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