Le larve di mosca soldato nera (black soldier fly larvae, BSFL) rivelano un’efficienza straordinaria nel convertire gli scarti organici in proteine e oli. Economia circolare, food security e sviluppo sostenibile.
Due recentissime rassegne scientifiche evidenziano il potenziale di questa specie di insetti e la versatilità d’impiego di larve e frass nella produzione di mangimi e fertilizzanti. In attesa dell’autorizzazione delle larve come novel food (1,2).
1) Premessa. Le larve di mosca soldato nera
1.1) Biodigestore per eccellenza
La mosca soldato nera (Hermetia illucens) è un insetto originario del Centro America, diverso dalla musca domestica. Ed è una delle pochissime specie aliene (cioè non autoctone) di insetti che è possibile allevare in UE. L’interesse nei suoi confronti è spiccato, nell’ultimo decennio, poiché la sua larva è un biodigestore per eccellenza.
La BSFL (black soldier fly larvae) è infatti capace di convertire scarti organici – ivi inclusi i sottoprodotti di origine vegetale e animale (letame compreso) – in materie prime per mangimi, fertilizzanti, biodiesel, cosmetici. E in prospettiva, nel rispetto di appositi disciplinari a garanzia della sicurezza alimentare, le larve potranno anche venire autorizzate come novel food (3,4).
1.2) Bioconversione, valori e rese
La bioconversione naturale di scarti organici tramite black soldier fly larvae (BSFL) ha una valenza duplice:
– economica. Scarti che comprendono rifiuti alimentari, convertiti in breve tempo con un consumo minimo di risorse (suolo, acqua, energia), possono venire reimpiegati nelle filiere produttive,
– ambientale. Gli insetti possono rimuovere inquinanti e contaminanti (es. micotossine, batteri patogeni), contribuendo così alla bonifica degli ecosistemi.
Le rese di conversione delle larve di mosca soldato nera sono fenomenali, poiché essa può virtualmente riciclare fino all’85% della biomassa ingerita. Con un rendimento medio di 800 g (fino a 1.024 g) di biomassa larvale a partire da 4 kg di scarti, in relazione alle proprietà nutrizionali (proteine e carboidrati) degli scarti (substrato). A cui si aggiunge il frass.
2) Black soldier fly larvae, BSFL. Applicazioni agricole e industriali
I mangimi sono oggi l’applicazione di maggior interesse per le black soldier fly larvae (BSFL). Le larve essiccate possono venire utilizzate tal quali, in forma integra, ovvero in olio o in polvere. La loro ricchezza in proteine e amminoacidi essenziali (fatta salva la metionina) supera ampiamente i mangini convenzionali. In quantità che variano in ragione del substrato (scarti) somministrato alle larve.
L’olio di larve di mosca soldato nera ha un profilo lipidico e una composizione peculiare che ne consentono diversi utilizzi:
– cosmetici per la cura della pelle,
– integratori alimentari e farmaci, grazie al prezioso chitosano con funzione chelante,
– biopolimeri e materiale per bioplastiche,
– biodiesel. a norma UNI EN 14214. Con vantaggi significativi rispetto all’insostenibile olio di palma, poiché richiede ben inferiori quantità di suolo e acqua, oltre a tempi brevi.
3) Frass di BSFL
3.1) Biofertilizzante con proprietà biostimolanti
Il frass è un compost ottenuto dalle deiezioni degli insetti, il substrato esausto e i residui di chitina prodotti dalle diverse mute. Può venire utilizzato come biofertilizzante in agricoltura, per arricchire il terreno di sostanza organica con azioni biostimolanti (difesa dalle malattie, stimolazione della rizosfera e produzione di fitormoni).
La riduzione degli scarti in frass dipende dalla loro composizione. I migliori risultati sono stati osservati nei blend di scarti, piuttosto che in singoli flussi. L’efficienza di conversione varia tra il 15 e il 50%, in base al substrato. Alcune prove sono state fatte anche per il suo impiego nei mangimi per acquacoltura (es. tilapia, storione), con ottimi risultati sul miglioramento dello stato di salute e i parametri qualitativi.
3.2) Requisiti di produzione
Il reg. UE n. 142/2011 ha provveduto a fornire disposizioni sulla produzione e utilizzo in agricoltura del frass, che deve venire sottoposto a trattamento termico a 70°C per 60 minuti.
Trattamenti di stabilizzazione (es. composting termofilico, vermicomposting) sono utili a migliorare sicurezza ed efficienza del frass, equilibrandone il microbiota e riducendo eventuali profili di fitotossicità che potrebbero inibire la sua funzione bio-fertilizzante.
I migliori risultati su diverse colture sono stati riscontrati con l’utilizzo del frass (ricco in fosforo, potassio, micronutrienti) non in purezza bensì in combinazione con altri fertilizzanti che apportino azoto.
4) Hermetia illucens, proprietà nutrizionali
4.1) Valori nutrizionali
I valori nutrizionali delle larve di Hermetia illucens variano in relazione a tre fattori:
– substrato. Qualora gli scarti utilizzati per alimentare le larve siano carenti di proteine, è possibile integrarli con sottoprodotti proteici (es. da pesca, acquacoltura e industria ittica),
– temperatura. Si raccomanda di stabilire gli allevamenti in prossimità di altri impianti produttivi in modo da sfruttarne il calore (attraverso scambiatori di calore) e favorire la crescita ideale delle larve di mosca soldato nera a 25-30 °C,
– processo di trasformazione. Lo spray-drying (polverizzazione) è un processo breve che consente di ottenere maggiori concentrazioni di proteine e fibre, con livelli inferiori di grassi saturi. In forno si raggiunge una maggiore concentrazione di lipidi, grassi saturi soprattutto, e sali minerali. I profili vitaminici sono molto simili, con ricchezza in vitamine B1, B2 e C. (6)
4.2) Nucleotidi, peptidi e proteine
I nucleotidi – vale a dire le unità molecolari che compongono gli acidi nucleici DNA e RNA, usate come stimolanti in acquacoltura – sono presenti nelle larve di mosca soldato nera a livelli equivalenti a quelli delle farine di pesce.
La degradazione enzimatica delle proteine di larve della mosca soldato nera ha permesso di ottenere 78 peptidi e 57 proteine a elevata capacità antiossidante, con importanti potenzialità nei settori alimentare, cosmetico e farmaceutico/medico. (7)
Questo processo ha consentito, tra l’altro, di identificare i (pochi) peptidi allergenici e di rimuoverli selettivamente. Aumentando così la sicurezza della mosca soldato nera per uso alimentare. (7)
5) Genotipizzazione
Hermetia illucens è una specie originaria delle Americhe (zona centrale), attualmente cosmopolita a seguito della sua diffusione in diverse fasce tropicali, subtropicali e temperate. L’interesse commerciale e di ricerca ne ha poi incentivato la diffusione e gli scambi a livello planetario. Tale fenomeno comporta però un rischio per la sua integrità genetica, così come accade per molte altre specie soggette ad ampia distribuzione.
Un mtDNA COI barcode è stato realizzato al preciso scopo di caratterizzare le diverse popolazioni e razze di mosca soldato nera, anche per avere conferma che la specie sia effettivamente Hermetia illucens e tenere sotto controllo ibridazioni accidentali. Si raccomanda perciò a ricercatori e operatori economici di registrare i barcodes genetici delle larve di mosca soldato nera utilizzate (a un costo peraltro molto basso). Anche il DNA e i campioni biologici dovrebbero idealmente venire conservati per screening futuri, con identificazione dei markers nucleari. (8)
5) Black soldier fly larvae. La ricerca europea, euro-mediterranea e italiana
5.1) Horizon 2020, Horizon Europe
Horizon 2020 e Horizon Europe, i programmi europei di ricerca succedutisi negli ultimi anni e tuttora in corso, hanno dedicato attenzione primaria allo studio degli insetti quali fonti di proteine sostenibili, come si è visto. In una prospettiva di food security e sicurezza nutrizionale. (9)
Il progetto EcoeFISHent – in Horizon 2020, sotto il coordinamento scientifico dell’Università di Genova – ambisce a valorizzare gli scarti di pesca, acquacoltura e industria ittica anche mediante l’allevamento delle larve di mosca soldato nera. In vista del loro utilizzo come bio-carburante, ingrediente di cosmetici e bioplastiche, bio-fertilizzante.
5.2) PRIMA, EIP-Agri e la ricerca in Italia
Diversi atenei in Italia hanno seguito e/o seguono progetti sulle larve di mosca soldato nera. Si segnalano in particolare:
– Università di Messina. Il progetto Hermetia ha voluto promuovere e incentivare la capacità della black soldier fly larvae di ridurre i rifiuti e aumentare la disponibilità di fonti proteiche alternative, oltre ai vari prodotti ‘collaterali’ che si possono ricavare, (10)
– Università di Pisa. FEDKITO è un progetto co-finanziato da PRIMA, Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area. Con l’obiettivo di creare packaging sostenibili, utilizzando chitosano (da chitina estratta da BSFL) per estendere la shelf-life di vari prodotti alimentari (es. frutta, verdura, formaggi), (11)
– Università della Basilicata. In un progetto del programma EIP-AGRI (Agricultural European Innovation Partnership) si è voluto promuovere l’impiego delle larve di mosca soldato nera per smaltire l’azoto che deriva dai reflui nella zootecnia da carne e reinserire i suoi output nel ciclo produttivo. (12)
6) Conclusioni provvisorie
Roe Gutman – ricercatore che dal 2019 coordina un progetto volto a produrre proteine da black soldier fly larvae per uso alimentare e mangimistico in acquacoltura, presso il MIGAL (Galilee Research Institute, Israele) – ha condiviso con noi una riflessione sul ruolo di questo insetto come game changer nella filiera agroalimentare.
La capacità delle larve di mosca soldato nera di convertire i rifiuti organici in proteine, nutrienti e micronutrienti è un miracolo della natura. Il suo allevamento – a costi relativamente bassi e impronta ambientale minima – può assolvere a un’esigenza primaria di food security e contribuire al reddito degli agricoltori.
Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna
Note
(1) Siddiqui et al. (2022). Black soldier fly larvae (BSFL) and their affinity for organic waste processing. Waste Management 140:1-13, https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.12.044
(2) Guidini Lopes et al. (2022) Frass derived from black soldier fly larvae treatment of biodegradable wastes. A critical review and future perspectives. Waste Management 142:65-76, https://doi.org/10.1016/j.wasman.2022.02.007
(3) È atteso per il 27.9.22 il parere EFSA sulla richiesta di autorizzazione novel food di Hermetia illucens presentata il 28.1.19 da Enorm Bifactory A/S (DK). V. Dario Dongo. Insetti a tavola, autorizzazioni Novel Food in UE. Lo stato dell’arte. GIFT (Great Italian Food Trade). 13.2.22, https://www.greatitalianfoodtrade.it/innovazione/insetti-a-tavola-autorizzazioni-novel-food-in-ue-lo-stato-dell-arte
(4) Leah W. Bessa, Elsje Pieterse, Louwrens C. Hoffman et al. (2021). Food Safety of Consuming Black Soldier Fly (Hermetia illucens) Larvae: Microbial, Heavy Metal and Cross-Reactive Allergen Risks. Foods. 2021 Aug; 10(8): 1934. doi: 10.3390/foods10081934
(5) Regolamento (UE) n. 142/2011, recante disposizioni di applicazione del reg. CE 1069/2009 recante norme sanitarie relative ai sottoprodotti di origine animale e ai prodotti derivati non destinati al consumo umano. Testo aggiornato al 28.3.22 su Europa-Lex, https://bit.ly/3rbQtcA
(6) Zulkifli et al. (2022) Nutritional value of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae processed by different methods. PLoS ONE 17(2):e0263924, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0263924
(7) Lu et al. (2022) Probing the antioxidant activity of functional proteins and bioactive peptides in Hermetia illucens larvae fed with food wastes. Scientific Reports 12:2799, https://doi.org/10.1038/s41598-022-06668-9
(8) Ståhls et al. (2020) The puzzling mitochondrial phylogeography of the black soldier fly (Hermetia illucens), the commercially most important insect protein species. BMC Evolutionary Biology 20:60, https://doi.org/10.1186/s12862-020-01627-2
(9) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Proteine per il futuro, novel food. Sfide e opportunità in UE. FARE (Food and Agriculture Requirements). 15.12.21, https://www.foodagriculturerequirements.com/archivio-notizie/proteine-per-il-futuro-novel-food-sfide-e-opportunità-in-ue
(10) V. https://www.progettohermetia.it/
(11) V. https://fedkito.agr.unipi.it/
(12) EIP-AGRI. Valorizzazione dei reflui zootecnici mediante tecnologia innovativa basata sull’utilizzo dell’insetto bioconvertitore Hermetia illucens. https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/find-connect/projects/valorizzazione-dei-reflui-zootecnici-mediante
Laureato in Tecnologie e Biotecnologie degli Alimenti, tecnologo alimentare abilitato, segue l’area di ricerca e sviluppo. Con particolare riguardo ai progetti di ricerca europei (in Horizon 2020, PRIMA) ove la divisione FARE di WIISE S.r.l. società benefit partecipa.
Dario Dongo, avvocato e giornalista, PhD in diritto alimentare internazionale, fondatore di WIISE (FARE - GIFT – Food Times) ed Égalité.
