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Ernährungsphysiologische Bewertung von teilentfettetem Larvenmehl der schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) für den Einsatz in ressourcenschonenden Ernährungskonzepten der Schweine- und Hähnchenmast

dc.contributor.advisorLiebert, Frank Prof. Dr.
dc.contributor.authorRothstein, Susanne
dc.date.accessioned2019-10-30T11:06:43Z
dc.date.available2019-10-30T11:06:43Z
dc.date.issued2019-10-30
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/21.11130/00-1735-0000-0005-128F-6
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-7700
dc.language.isodeude
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc630de
dc.titleErnährungsphysiologische Bewertung von teilentfettetem Larvenmehl der schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) für den Einsatz in ressourcenschonenden Ernährungskonzepten der Schweine- und Hähnchenmastde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedNutrition physiological evaluation of partially defatted larvae meal of the black soldier fly (Hermetia illucens) for use in resource-saving nutrition concepts for fattening pigs and broiler.de
dc.contributor.refereeLiebert, Frank Prof. Dr.
dc.date.examination2019-02-08
dc.description.abstractgerUm Importproteinträger wie Sojaextraktionsschrot (SES) zu ersetzen, erlangen alternative Pro-teinquellen zunehmend an Bedeutung in der Tierernährung. Verfolgt man die aktuellen internati-onalen Forschungsaktivitäten, so wird das Bestreben sichtbar, Insektenmehle zum teilweisen Austausch des traditionell genutzten SES in der Ernährung der Monogastride zu nutzen. Der Literatur können bereits umfangreiche Hinweise zum Einsatz von Insekten verschiedener Arten, Entwicklungsstadien und Aufbereitungsformen in der Geflügel-, Fisch-, Schweine- und Heimtier-ernährung entnommen werden. Die Nutzung von Insekten als Proteinquelle ist aufgrund mehrerer Vorteile interessant. Die Re-produktionsgeschwindigkeit ist hoch und die Substratverwertung liegt bei sehr geringem Flä-chenbedarf auf hohem Niveau. Aktuell kann das größte Potential für eine industrielle Erzeugung von Insekten als Futtermittel bei den Larven von schwarzer Soldatenfliege (Hermetia illucens), Hausfliege (Musca domestica) und Mehlwurm (Tenebrio molitor) gesehen werden. Fragen nach den Substitutionsmöglichkeiten von SES als Proteinquelle durch Insektenlarvenmehl von Herme-tia illucens wurden im Rahmen des vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur geförderten Projektes „Sustainability Transitions: Alternative Proteinquellen in sozio-technischer Perspektive“ bearbeitet und in der vorliegenden Arbeit insbesondere die Vorausset-zungen für hohe Anteile an Insektenmehl im Futter von Masthähnchen und Mastschweinen er-forscht. Hierzu wurden kombinierte Wachstums- und N-Bilanzversuche mit Masthähnchen, Ferkeln und Mastschweinen durchgeführt. Ziel war es, den Proteinträger SES zu 50 %, 75 % und 100 % durch teilentfettetes Larvenmehl der schwarzen Soldatenfliegenlarve Hermetia illucens (HIM) bei unterschiedlichem Ergänzungsumfang durch kristalline Aminosäuren (AS) zu ersetzen. Die Ef-fekte wurden durch die Bewertung der Akzeptanz der Futtermischungen, der zootechnischen Parameter, der Ganzkörperzusammensetzung, der Verdaulichkeit sowie der Proteinqualität der Futtermischungen auf Grundlage des Göttinger N-Verwertungsmodells evaluiert. Die Ergebnisse nach 50 bis 100%igem Austausch von SES in der Futtermischung durch HIM bei angepasster AS-Supplementierung der Masthähnchen (Ross 308) präsentierten für alle Aus-tauschniveaus vergleichbare beziehungsweise überwiegend signifikant bessere Werte für die Hermetia-Gruppe in Wachstum, Futteraufnahme (FI) und Futteraufwand (FA). Wurde die AS-Supplementation identisch zur Kontrolle mit SES durchgeführt, kam es bei einem 50%igen Aus-tausch des SES zu signifikant schlechteren Wachstumsparametern. Wurde hingegen die kalkula-torisch erstlimitierende AS auf 80 % der Versorgungsempfehlung herabgesetzt, zeigten sich bei einem Austauschniveau von 75 % gleich gute Ergebnisse wie in der Kontrolle. Bei einem Aus-tauschniveau von 100 % des SES erreichte die Fütterungsgruppe mit HIM signifikant bessere Werte im Wachstum und Futteraufwand als die Kontrollgruppe. Untersuchungen zum Rohpro-teinansatz (XP-Ansatz) der Masthähnchen ergaben vergleichbare Ergebnisse zwischen der Kon-trollgruppe und den HIM-Testmischungen bei adäquater AS-Supplementierung. Sowohl bei der precaecalen Rohproteinverdaulichkeit als auch der precaecalen AS-Verdaulichkeit bei einer Substitution von 50 % und 75 % des SES zeigten sich keine signifikanten Unterschiede im Ver-gleich zur Kontrollgruppe. Zusätzlich ergaben die durchgeführten N-Stoffwechselversuche, dass Versuchsgruppen mit hohem Anteil an HIM bei entsprechender AS-Supplementierung eine ver-gleichbar gute oder nur geringfügig schlechtere Proteinqualität aufweisen konnten als Versuchs-gruppen mit SES als Hauptproteinträger. Eine passgenaue Ergänzung mit kristallinen AS war demnach eine zielführende Voraussetzung für hohe Mischungsanteile an Insektenmehl. Bei den Fütterungsversuchen mit Ferkeln [PIC 408 x (Large White x Landrace)] zeigten sich so-wohl bei einem 50%igen (25 Versuchstage) als auch bei einem 75%igen (21 Versuchstage) Aus-tausch von SES gegen HIM bei Einhaltung optimaler AS-Relationen durch AS-Zulagen in den Mischungen keine signifikanten Unterschiede in den untersuchten zootechnischen Parametern. Wurden die Mischungen exakt wie in der Kontrollgruppe mit AS supplementiert, ergaben sich tendenziell schlechtere Ergebnisse für die HIM-Gruppe. Nach dem Fütterungsversuch wurde ein Teil der Ferkel geschlachtet und u. a. zur Untersuchung der precaecalen Verdaulichkeit herange-zogen. Die Ergebnisse zeigten vergleichbare Werte wie in der Kontrollgruppe. Weiterführende Untersuchungen mit einem Teil der Ferkel bis in einem Mastbereich von ca. 75 kg Lebendmasse und einem Austauschniveau von 50 % und 75 % des SES durch HIM erga-ben vergleichbare Ergebnisse. Bei den N-Stoffwechselversuchen wurde SES zu 100 % durch HIM substituiert. Die ersten Ergebnisse zeigten, dass durch eine adäquate AS-Supplementierung die Proteinqualität deutlich gesteigert werden konnte. Das Insektenmehl der schwarzen Soldatenfliegenlarve (Hermetia illucens) ist aus ernährungs-physiologischer Sicht geeignet, einen beachtlichen Anteil des Sojaproteins im Futter für Mast-hähnchen und Mastschweine zu substituieren; allerdings immer unter Berücksichtigung einer adäquaten AS-Ergänzung. Zusätzlich müssen die futtermittelrechtlichen Rahmenbedingungen für den Einsatz von verarbeiteten Insekten beachtet werden. Unter den Aspekten der Akzeptanz und Kombinationseignung bestehen bei dem Insektenmehl geringe Beschränkungen in der Einsatz-höhe. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Potentiale dieser Proteinquellen durch AS-Ergänzungen noch besser auszuschöpfen. Weiterhin sind Untersuchungen zur Wirksamkeit einzelner AS in dem alternativen Proteinträger zu empfehlen.de
dc.description.abstractengAlternative protein sources are gaining importance to substitute imported soybean meal (SBM) in animal nutrition. Latest international research activities in monogastric livestock nutrition is focus-ing on the partial replacement of traditional SBM by insect meal. Numerous references on the use of different insect species, with varying stages of development, and varied processed forms, are available in scientific literature on poultry, fish, pig and pet nutrition. Some of these animal species originally would choose insects as protein sources as well. Several advantages are mak-ing the implementation of insects as a livestock feed attractive; the main positive characteristics are their rapid reproduction rate and the low amount of substrate and arable land needed for high performance. Today, the most potential for the industrialization of insects as feed has been ob-served for black soldier fly larvae (Hermetia illucens), housefly larvae (Musca domestica) and mealworm larvae (Tenebrio molitor). General questions on the possibilities to substitute SBM by insect meal from Hermetia illucens have been evaluated within the project: ’Sustainability Transi-tions in food production: alternative protein sources in socio-technical perspective’, funded by the Lower Saxonian Vorab through the state’s Ministry for Science and Culture. In particular, the high substitution levels of insect meal in diets for broiler and swine nutrition have been studied. Combined grower and nitrogen-balance studies of meat-type chicken, piglets and fattening pigs were conducted to evaluate the exchange of SBM as the protein source at 50 %, 75 % and 100 % by partly defatted Hermetia illucens larvae meal (HIM) coinciding with different levels of crystalline amino acid (AA) supplementation. Studies were evaluated based on diet acceptance, zootechnical performance parameters, whole body analysis, examination of effect on digestibility, and protein quality validation of the diets in accordance to current applications of the “Goettingen approach”. At least comparable or even improved weight gain, feed intake and the feed conversion ratio were consistently recorded for the 50 % to 100 % SBM replacement by HIM with adjusted AA levels in Ross 308 meat type chicken. Only a basic level of AA supplementation similar to the control, 50 % substitution of SBM by HIM depressed the zootechnical parameters significantly. If the level of the first limiting AA was reduced to 80 % of the recommendation, SBM replacement at 75 % resulted in similar, and 100 % SBM replacement resulted in improved weight gain and feed conversion ratio of meat type chickens that received HIM diets. Crude protein deposition of meat type chickens receiving HIM with adequate AA levels was comparable to the control diet containing SBM. The examination of precaecal crude protein and AA digestibility did not show significant differences for SBM replacement levels of 50 % and 75 %. Nitrogen-balance studies with meat type chickens confirmed that diets containing high volumes of HIM with adequate AA levels result in similar or slightly lower protein deposition in comparison to the control diet. Thus, crystalline AA supplementation is an expedient approach to implement high contents of HIM into meat type chicken diets. Feeding studies with piglets [PIC 408 x (Large White x Landrace)] showed equivalent zootech-nical performance with 50 % (25 days period) and 75 % (21 days period) SBM substitution by HIM, when coinciding with the optimal AA-relation through AA-supplementation. When AA were supplemented exactly to the levels of the control diet, diets containing HIM tended towards lower performance. Some of the piglets were also examined to determine precaecal digestibility and exhibited similar results compared with control diet piglets. The residual piglets were fattened further targeting 75 kg final live weight. Pigs fed with diets substituted 50 % and 75 % of SBM with HIM resulted in comparable zootechnical performance. Within the scope of N-balance stud-ies an HIM substitution level of 100 % SBM was evaluated. First results have shown that diets with adequate AA supplementation improved protein quality. From a nutritional-physiological point of view black soldier fly larvae meal (Hermetia illucens) is suitable to substitute a major portion of SBM-based protein in diets for meat type chickens, pig-lets, and fattening pigs, if animal species related adequate amino acid supply is respected. Fur-thermore, the basic conditions within feed legislation must be kept in mind. High inclusion rates of insect meal are not limited by acceptability and combining ability. Nevertheless, further studies are needed to evaluate the potential of feeding this alternative protein source in diets to consider required amino acid supplementations, as well as studies on effectiveness of single AA within HIM should be included.de
dc.contributor.coRefereeDänicke, Sven Prof. Dr.
dc.contributor.thirdRefereeMörlein, Daniel Prof. Dr.
dc.subject.gerMastschweinede
dc.subject.gerTierernährungde
dc.subject.geralternative Proteinquellede
dc.subject.gerInsektenmehlde
dc.subject.gerschwarze Soldatenfliege (Hermetia illucens)de
dc.subject.gerBewertung der Proteinqualitätde
dc.subject.gerNeues Futterde
dc.subject.gerMasthähnchende
dc.subject.gerBroilerde
dc.subject.engFattening Pigsde
dc.subject.engAnimal Nutritionde
dc.subject.engalternative Protein Sourcesde
dc.subject.engInsect Mealde
dc.subject.engBlack Soldier Fly (Hermetia illucens)de
dc.subject.engSoy bean meal substitutede
dc.subject.engEvaluation of protein qualityde
dc.subject.engnew Feedde
dc.subject.engGrowing chickensde
dc.subject.engBroilerde
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-21.11130/00-1735-0000-0005-128F-6-8
dc.affiliation.instituteFakultät für Agrarwissenschaftende
dc.subject.gokfullLand- und Forstwirtschaft (PPN621302791)de
dc.identifier.ppn1680793748
dc.creator.birthnameVelten


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