Uudet proteiinilähteet hyönteiset elintarvikeketjussa Tutkittua tietoa elintarvikkeista -seminaari Jokioisissa 29.3.2017 Tutkija Maarit Mäki
Ruokahyönteistutkimus Lukessa Luke on mukana v. 2015-2017 toteutettavassa, Turun yliopiston koordinoimassa Tekes-hakkeessa Hyönteiset ruokaketjussa. Mukana on useita yrityksiä. Luken vastuullisena tutkijana on erikoistutkija Hilkka Siljander Rasi ja mukana on joukko Luken tutkijoita. Hyönteiset ruokaketjussa -hanke tutkii mahdollisuuksia hyönteisten hyödyntämiseen suomalaisessa ruokaketjussa. Tutkimus painottuu kasvatettujen hyönteisten hyödyntämiseen ruuanlähteenä sekä raaka-aineena ruokaketjun eri osissa aina hyönteisten kasvattamisesta kuluttajille saakka. 1.4.2017 käynnistyy Makeran rahoittama kaksivuotinen hanke Turvallista ja kestävää hyönteisrehua biotalouden sivuvirroista (HyväRehu), jossa Luken tutkijoita vetää erikoistutkija Maria Tuiskula-Haavisto. Tutkimushankeen päätavoite on selvittää erilaisten teollisuuden kasviperäisten sivuvirtojen soveltuvuutta hyönteisten rehuiksi.
Hyönteisopintomatka Hollantiin Marras-joulukuussa 2016 toteutettiin opintomatka Hollantiin, jossa tutustuttiin hyönteisten kasvatukseen ja prosessointiin. Matkan vetäjänä oli Susanne Heiska, Luken Joensuun toimipaikasta. Mukana olivat mm. Petti Marnila ja Maria Tuiskula-Haavisto. Matkakertomus on julkaistu Kehittyvä elintarvike-lehdessä 1/2017.
Hyönteiset ravinnon lähteenä Noin kaksi miljardia ihmistä 80 maassa Aasiassa, Afrikassa ja Amerikassa käyttää arviolta 1 900 hyönteislajia (van Huis ym. 2013) Hyönteisten ravitsemuksellinen laatu on hyvin vaihteleva. Saman lajin sisälläkin vaihtelua voivat aiheuttaa mm. metamorfoosin vaihe, elinympäristö ja ruokavalio. (Van Huis ym. 2013). Esimerkiksi jauhomatojen omega-3 ja -6 rasvahappokoostumus on verrattavissa vastaaviin pitoisuuksiin kaloilla ja proteiini-, vitamiini- ja mineraalipitoisuus on samalla tasolla kalojen ja lihan kanssa. (Van Huis ym. 2013). Hyönteisten kasvatuksessa voidaan käyttää monenlaisia orgaanisia materiaaleja rehuna. Tuotannossa käytetyt rehut riippuvat lainsäädännön asettamista rajoitteista, saatavuudesta, sovellettavuudesta, tuotantojärjestelmästä ja kustannuksista. Johtuen hyönteisten erilaisista vaatimuksista, rehujen preferenssit vaihtelevat hyönteislajeittain.
Hyönteisten kasvatus Jauhopukki (Tenebrio molitor) on viljan, jauhojen ja ruokakauppojen tuholainen. Jauhomatoja on helppo kasvattaa ja ruokkia ja niiden proteiini on profiililtaan korkealaatuista. Näistä syistä niitä tuotetaan lemmikkieläinten ja eläintarhaeläinten rehuksi, mukaan lukien linnut, matelijat, pienet nisäkkäät, sammakkoeläimet ja kalat. Ne annetaan yleensä elävinä, mutta niitä myydään myös tölkeissä, kuivattuna tai jauheena. (Feedipedia n.d.). Jauhopukin elinkierto. Lähde: APH UK rescue. (http://aphukrescue.org.uk/faq/life-cycle-of-the-mealworm)
Hyönteisten kasvatus Kotisirkkaa A. domestica on helppo kasvattaa ja se voi tuottaa 6-7 sukupolvea vuodessa. Se on kaikkiruokainen ja voi syödä suuren valikoiman orgaanisia aineita. Tuotanto on mahdollista yli 20 ºC lämpötilassa ja ihanteellinen lämpötila on 28-30 ºC. Noin 2000 hyönteistä voidaan kasvattaa neliömetrillä. Kuva: Entocube
Mikrobiologiset ja kemialliset vaarat Hyönteisten rehujen mikrobiologiset riskit ovat rinnastettavissa muiden eläinproteiinilähteiden tuotantoon. Samat laatuvaatimukset koskevat näitä rehuja, jotta lopputuotteen laatu olisi varmistettu. (EFSA 2015) Hyönteisistä valmistetun rehun ja elintarvikkeiden mikrobiologisten ja kemiallisten kontaminanttien esiintymiseen vaikuttaa hyönteislaji, kasvuvaihe, tuotantomenetelmä, rehu sekä prosessointimenetelmä. Merkittävin näistä tekijöistä on hyönteisille syötetty rehu. Vaikka hyönteisten suolisto tyhjätään paastoamalla, ne saattavat kontaminoitua kasvatusalustan mikrobeista. Hyönteisen ulkopinnalla voi olla myös niille patogeenisia mikrobeja. Hiivat ja homeet ovat potentiaalisia kontaminatteja hyönteisissä. Niiden leviämistä voidaan kuitenkin estää kuumentamalla ja hygieenisillä toimintatavoilla.
Mikrobiologiset ja kemialliset vaarat Rehun valinnalla voidaan vaikuttaa kemiallisten kontaminanttien määrään hyönteisissä. Hyönteisillä, joita kasvatetaan lyhyemmän aikaa, haitallisten aineiden kertymä on pienempi kuin pidempään kasvatetuilla. Kadmiumin ja muiden raskasmetallien kertymisestä hyönteisiin on kuitenkin näyttöä. Allergeenit. Prosessoinnin avulla voidaan vaikuttaa hyönteistuotteiden turvallisuuteen. Jauhomadon tropomyosiinin allergisoivaa vaikutusta saatiin vähennettyä kuumentamalla ja in vitro-digestoimalla, mutta ei kokonaan poistettua. (van Broekhoven ym. 2016) Liiallisen kitiinin saannin haitat. Luontaiset haitalliset tai myrkylliset aineet.
Hyönteisproteiini Tutkittujen hyönteisten peruskoostumus tuorepainossa (keskiarvo ± S.D., n = 2) (Yi ym., 2013).. Hyönteinen Kosteus (%) Rasva (%) Raakaproteiini (%) (sis. kitiinin typen) Muut komponentit (%) (mm. hiilihydr., mineraalit, vitam.) T. molitor (jauhomato) A. domesticus (kotisirkka) 63,5 ± 1,8 9,9 ± 1,0 19,1 ±1,3 7,5 ± 2,2 70,8 ± 2,0 3,6 ± 0,4 21,5 ± 0,5 4,1 ± 2,1 Tutkittujen hyönteisproteiinien potentiaalisia elintarvikekäyttöön soveltuvia ominaisuuksia olivat proteiinipitoisuus, proteiinin laatu ja geeliytymisominaisuudet. (Yi ym., 2013). Hyönteisistä on eristetty myös laajakirjoisia, antimikrobisia peptidejä (Yi ym. 2014).
Hyönteisten prosessointi Kokonaisia hyönteisiä voidaan syödä raakana, kuivattuna, murskattuna, jauhettuna tai ne voidaan kuumentaa keittämällä, paahtamalla tölkittämällä tai säilöä pakkaskuivattuna suolistamisen tai paastoamisen jälkeen. (Spiegel ym. 2013). Hyönteisistä voidaan prosessoida erottamalla proteiini, rasva tai kitiini. Länsimaissa proteiinijauheen käyttö olisi kuluttajille mieluisampaa kuin kokonaisten hyönteisten syöminen. Proteiinin funktionaaliset ja ravitsemukselliset ominaisuudet on tunnettava. Proteiinia voidaan käsitellä entsymaattisesti tai erotustekniikoilla kuten suodattamalla. (van Huis ym. 2013).
Hyönteisten prosessointi Kaavio syötävien hyönteisten tuotantoprosessista elintarvikkeeksi ja rehuksi (Rumpold & Schlüter 2013a).
Syötävät hyönteiset ovat potentiaalinen ravinnonlähde Jos hyönteisiä esimerkiksi myydään, markkinoidaan, luovutetaan tai tarjotaan elintarvikkeina, niitä koskee sama elintarvikelainsäädäntö kuin mitä tahansa muitakin elintarvikkeita. Muun muassa EU:n yleisen elintarvikeasetuksen ja hygienialainsäädännön lisäksi ne kuuluvat myös uuselintarvikelainsäädännön piiriin. Hyönteisten ravintoarvon on osoitettu olevan korkea ja siihen voidaan vaikuttaa ruokinnalla ja jopa parantaa ravitsemuksellisia ominaisuuksia. Lisää tutkimusta tarvitaan kuitenkin mm. hyönteisproteiinin ja -rasvan laadusta samoin kuin kivennäisaine- ja vitamiinikoostumuksesta. EU:n ulkopuolella hyönteisten käytöllä ravinnossa on pitkä käyttöhistoria, eikä niiden käytöllä ole voitu osoittaa merkittäviä terveysongelmia. Hyönteisiä voidaan ruokkia esimerkiksi kanarehulla ja kasviksilla. Elintarvikeketjuun tarkoitettujen hyönteisten ruokintaan käytettyjen materiaalien on oltava hyväksyttäviä. (Spiegel ym. 2013).
Hyönteisten käyttö eläinrehussa, potentiaaliset hyödyt Kärpäset ovat luonnollinen ravinnonlähde sioille, siipikarjalle ja useille kalalajeille. Niissä on korkea proteiinipitoisuus ja niissä on runsaasti muita hyödyllisiä ravintoaineita kuten rasvaa, mineraaleja ja vitamiineja. Niillä on tehokkaapi kyky käyttää rehua hyväksi kasvuunsa. Kasvihuonekaasuja ja ammoniakkia muodostuu vähemmän kuin nautakarjalla tai sioilla ja ne tarvitsevat vähemmän pintaalaa kasvatukseen. Tosin näihin tuloksiin on suhtauduttava alustavina, koska kokoluokka on erilainen. (McEldowney, 2016).
Hyönteiset ovat tasalämpöisiin eläimiin verrattuna ylivoimaisen tehokkaita rehun muuttamisessa eläinvalkuaiseksi ja rasvaksi. Monet heinäsirkka- ja termiittilajit pystyvät hyödyntämään myös selluloosaa suolistomikrobiensa avulla (Wolkers 2010).
Hyönteisten rehukäyttö V. 2015 rehualan toimijoiden rekisterissä Suomessa oli kaksi toimijaa, jotka kasvattavat ja myyvät kokonaisia hyönteisiä (sirkat, jauhomadot) lemmikkien ruokintaan. (Root 2015) Mustasotilaskärpäsen (Hermetia illucens) toukista valmistettuja tuotteita on käytetty tuotantoeläinten rehututkimuksissa. EU komissio antoi 13.12.2016 luvan käyttää hyönteisproteiinia vesiviljelyssä 1.7.2017 lähtien.
Uuselintarvikelainsäädäntö muuttuu Nykyinen asetus uuselintarvikkeista (EC) 258/97 on epäselvä suhteessa kokonaisiin eläimiin kuten hyönteisiin. Jotkin EUmaat sietävät kokonaisia hyönteisiä ruokana. Uusi asetus (EU) 2015/2283 selkeyttää Hyönteiset ovat uuselintarvikkeita ellei niillä ole todistettua käyttöhistoriaa ennen vuotta 1997 Hyväksytään perinteisiksi elintarvikkeiksi kolmansissa maissa. Voidaan hakea lupaa 1.1.2018 lähtien. Kaikissa EU:n jäsenmaissa elintarvikkeena käytettävät hyönteiset (kokonaiset, osat tai prosessoidut) vaativat luvan. EFSA:n ohje asiakirjoista turvallisuuden arviointiin. (Mannonen, 2016) 16
Hyönteiset elintarvikkeena Merkittäviä EU-maissa toimivia hyönteisten tuottajia ja jatkojalostajia ovat mm. hollantilainen Protix ja ranskalainen Ynsect. Toistaiseksi Suomessa hyönteisiä ei saa myydä elintarvikkeeksi. Hyönteiskasvatus kiinnostaa yhä useampia, myös maatalousyrittäjiä.
Suomalaisia hyönteisalan yrityksiä Suomessa on puolenkymmentä yritystä, jotka kehittelevät menetelmiä yleisimpien ruokahyönteisten kasvatukseen. Finsect http://www.finsect.fi/ on vuonna 2015 perustettu hyönteismaataloutta edistävä palveluyritys, joka auttaa suomalaisia maatilayrityksiä kehittämään itselleen uuden elinkeinon syötävien hyönteislajien kasvatuksesta. EntoCube http://www.entocube.com/ valmistaa laivakontteja, joissa on hyönteisten kasvatukseen soveltuvat olosuhteet. Kontti on käytössä mm. Sirisee Oy:n maatilalla. Porvoolaisyritys kehittää hyönteisruokatuotteita sirkoista ja jauhomadoista. Pohjolan hyönteistalous http://nie.fi/, on Santtu Vekkelin v. 2014 perustama yritys, joka valmistaa käyttövalmiita, myös automatisoituja hyönteisten tuotantoratkaisuja eri kokoisille toimijoille. Kuva: Entocube
Viitteet APH UK rescue. http://aphukrescue.org.uk/faq/life-cycle-of-the-mealworm McEldowney, J. 2016. Insects as a sustainable source of protein for animal feed. EPRS. http://www.europarl.europa.eu/regdata/etudes/atag/2016/586642/eprs_ata(2016)586642_en.pdf van Huis, A., van Itterbeeck, J., Klunder, H., Mertens, E., Halloran, A., Muir, G. & Vantomme, P. 2013. Edible insects: future prospects for food and feed security. FAO Forestry paper 171. http://www.fao.org/docrep/018/i3253e/i3253e.pdf Mannonen, L. 2016. The Novel Food Regulation (EU) 2015/2283. Diat 27.10.2016. http://affia.org/wp-content/uploads/2016/10/1.-mannonen_-novel-food-regulation_final.pdf Root, T. 2015. Eviran kooste lainsäädännöstä. Diat 11.12.2015. Rumpold, B. A., & Schlüter, O. K. (2013a). Potential and challenges of insects as an innovative source for food and feed production. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 17, 1-11. Spiegel, M., Noordam, M. Y., & Fels-Klerx, H. (2013). Safety of novel protein sources (insects, microalgae, seaweed, duckweed, and rapeseed) and legislative aspects for their application in food and feed production. Comprehensive Reviews in Food Science & Food Safety, 12(6), 662. Wolkers H. 2010. Wageningen gets the bug Insects as a source of protein. Wageningen World. Magazine of Wa-geningen ur and klv about contributing to the quality of life. Issue 3: 18-23. Yi, HY ym. 2014. Insect antimicrobial peptides and their applications. Appl Microbiol Biotechnol 98:5807 5822 Yi, L. Ym. 2013. Extraction and characterisation of protein fractions from five insect speciesfood Chemistry 141: 3341 3348
Kiitos!