Despre metabolismul lipidic la Hermetia illucens (L

Subiecte

Abstract

Introducere

Pentru a oferi informații despre metabolismul acizilor grași BSF, am emis ipoteza că o înlocuire completă a apei cu apă deuterată (D2O) în diete ne va permite să identificăm ce acid gras este biosintetizat complet/parțial de BSF și care dintre aceștia este pur și simplu bioacumulat din hrana lor. Când singura sursă de apă pentru un organism este D2O, NADPH, o coenzimă cheie din ciclul pentoză-fosfat, va fi produsă sub formă deuterată și va duce la încorporarea atomului de deuteriu în timpul biosintezei acizilor grași 17,18,19. Mai mult, în etapele de alungire, s-a arătat că deuteriul din D2O este încorporat în acizi grași prin introducerea CD2 în loc de CH2 20,21. Pentru a testa această ipoteză, loturile de larve BSF au fost crescute până la stadiul prepupal pe diete diferențiate PUFAs (hrana puiului sau CF și hrana puiului cu o substituție de 60% cu tort de in sau FL) cu apă (BSF-CF și BSF-FL) sau cu apă deuterată (BSF-CFD și BSF-FLD cu D pentru deuterat). Profilul acizilor grași al acestor larve a fost ulterior analizat prin cromatografie gazoasă cuplată cu spectrometrie de masă (GC - MS) pentru a identifica acizii grași biosintetizați sau bioacumulați.

rezultate si discutii

În primul rând, în ciuda ratelor de supraviețuire de peste 80% la fiecare dietă, prezența D2O în hrana pentru insecte a avut un impact negativ asupra trăsăturilor istorice de viață ale larvelor BSF. Greutatea prepupală individuală a fost semnificativ mai mare la dietele standard (respectiv 251,16 mg ± 4,47a și 200,04 mg ± 6,17b pentru BSF-CF și BSF-FL; litere diferite indică diferențe semnificative) decât la dietele deuterizate (respectiv 113,56 ± 5,89c și 118,01 ± 6,31c pentru BSF-CFD și BSF-FLD, F3,8 = 134,49; 22. În consecință, D2O a demonstrat că scade ciclurile respiratorii sau că încetinește ritmul cardiac la alte specii de artropode sau Diptera 22,23 și poate explica întârzieri de creștere în larvele BSF.

Profilurile de acizi grași ai prepupelor cu muște de soldat negru hrănite cu diete PUFA diferențiate cu H2O sau D2O. (A) profilul acizilor grași al dietei (CF = 100% din hrana pentru pui), a prepupelor cu muște soldat negru produse în această dietă cu apă (BSF-CF) și produse cu apă deuterată (BSF-CFD). CLA = acid linoleic conjugat. () profilul acizilor grași din cea de-a doua dietă (FL = 40% din hrana puiului și 60% din tortul din in), al prepupelor de muște soldat negru produse în această dietă cu apă (BSF-FL) și cu apă deuterizată (BSF-FLD) . Totalul acizilor grași selectați reprezintă suma celor două forme (deuterizate sau nu) ale acestui acid gras. Deoarece prezența deuteriului are un impact asupra cineticii reacțiilor metabolice, ambele adnotări (adică. „În curs de procesare?” și „vor fi metabolizate?”) sunt legate de ipoteze care explică diferențele în profilurile de acizi grași prepupa BSF crescute pe hrană liberă sau conținând deuteriu. CLA = acid linoleic conjugat; Z și E scrisoare descrie molecule legături duble stereochimie.

Metabolismul acizilor grași al prepupelor cu muște soldat negru. Săgeți verzi întregi = proces de alungire; săgeată albastră întreagă = proces de carboxilare, săgeți punctate roșii = proces de catabolism, săgeți punctate negre = proces de desaturare, săgeți punctate roz = proces de izomerizare. ACC Acetil-CoA carboxilaza, β-bou β-oxidare, CLA Acid linoleic conjugat, ELOVL Elongaza acidului gras, FAS acizi grași sintaza, Om-X izom Izomeraza, Δ-X Desaturase.

Material si metode

Modelul experimental și detaliile subiectului

Furajele de pui (Aveve, Leuven, Belgia) și tortul de in extras mecanic (Scam, Andenne, Belgia) au fost măcinate la dimensiunea particulelor de 0,750 mm (Pulverisette 19, Fritsch, Germania) pentru formularea dietelor. Patru diete diferite au fost produse pe baza acestor două ingrediente: 1. 100% hrana puiului cu 40% H2O (CF); 2. 40% hrana puiului și 60% tort de in cu 40% H2O (FL); 3. CF cu 40% apă deuterizată D2O (CFD) și 4. FL cu 40% D2O (FLD).

Încercare de hrănire

Experimentele au fost efectuate într-o cameră de creștere întunecată controlată (2,45 × 2,06 × 2,72 m) cu temperatura și umiditatea relativă menținute la 27 ± 1 ° C și 60 ± 5%. Trei loturi de 50 de larve tinere de 7 zile (0,010 ± 0,002 g) au fost colectate și cântărite manual (STX223, Ohaus Scout, Parsippany, SUA) pentru fiecare dintre cele patru diete (adică CF, FL, CFD, FLD). Toate loturile au fost crescute în recipiente de plastic (108 × 82 × 50 mm) acoperite cu un capac transparent din plastic cu o plasă de țânțari pătrată (12 × 12 mm) în centru pentru ventilație. Containerele au fost aranjate aleatoriu la jumătate de înălțime pe o scândură din camera de creștere. Rațiile de furaje au fost calculate pe baza a 100 mg de dietă proaspătă/larvă pe zi pentru o perioadă de dezvoltare estimată de 15 zile (pe baza datelor anterioare de laborator). În consecință, un total de 1,5 g de dietă proaspătă/larvă (60% din substanța uscată) au fost distribuite la începutul experimentului și nu s-au adăugat alimente sau apă suplimentare (H2O - D2O) la colecția prepupae. Loturile au fost postite individual timp de 24 de ore, spălate, uscate cu un prosop de hârtie și au fost congelate la - 20 ° C până la analize.

Analiza chimica

analize statistice

Toate analizele au fost efectuate cu RStudio (Versiunea 1.2.1335, Boston, SUA) pentru Mac. Rezultatele au fost prezentate ca medie și eroarea standard a mediei (± SE). Nivelul de semnificație acceptat a fost de 5% în toate analizele. Deoarece datele nu au fost distribuite în mod normal și/sau nu au avut varianțe omogene, testul T Welch a fost utilizat pentru a evalua influența deuteriului asupra compoziției de acizi grași a prepupelor BSF crescute pe CF sau pe FL.

Referințe

Ewald, N. și colab. Compoziția de acizi grași a larvelor de muscă soldat negru (Hermetia illucens) - Posibilități și limitări de modificare prin dietă. Gestionarea deșeurilor. 102, 40-47 (2020).

Rumpold, B. A. și Schlüter, O. K. Potențialul și provocările insectelor ca sursă inovatoare pentru producția de alimente și furaje. Inovator. Științe alimentare. Emerg. Tehnologie. 17, 1-11 (2013).

van Huis, A. și colab. Insecte comestibile: perspective viitoare pentru securitatea alimentelor și furajelor (Organizația Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură, 2013).

Caparros Megido, R. și colab. Acceptarea insectelor comestibile de către consumatorii belgieni: atitudine promițătoare pentru dezvoltarea entomofagiei. J. Sens. Stud. 29, 14-20 (2014).

Oonincx, D. G. A. B. și de Boer, I. J. M. Impactul asupra mediului al producției de viermi de masă ca sursă de proteine pentru om - O evaluare a ciclului de viață. Plus unu 7, e51145 (2012).

Paul, A. și colab. Acizi grași pentru insecte: o comparație a lipidelor de la trei ortoptere și Tenebrio molitor L. larvele. J. Asia-Pac. Entomol. 20, 337-340 (2017).

Wang, Y.-S. & Shelomi, M. Recenzie despre Black Soldier Fly (Hermetia illucens) ca hrană pentru animale și hrană umană. Alimente 6, 91 (2017).

Zarantoniello, M. și colab. Black Soldier Fly (Hermetia illucens) crescut pe subprodusul de cafea prăjită și pe Schizochytrium sp ca ingredient terestru durabil pentru producția de hrană acvatică. Acvacultură 518, 1-15 (2020).

Spranghers, T. și colab. Compoziția nutrițională a mustei soldatului negru (Hermetia illucens) prepupa crescută pe diferite substraturi de deșeuri organice. J. Sci. Food Agric. 97, 2594–2600 (2017).

Barragan-Fonseca, K. B., Dicke, M. & van Loon, J. J. A. Valoarea nutritivă a muștei soldatului negru (Hermetia illucens L.) și adecvarea sa ca hrană pentru animale - O revizuire. J. Insecte Furaje alimentare 3, 105-120 (2017).