Si prevede che la popolazione mondiale supererà i 9 miliardi di persone nel 2050, di conseguenza la domanda di fonti di cereali e proteine sia nell’alimentazione umana che animale dovrebbe aumentare in modo esponenziale (Anon, 2015). Gli esseri umani e il bestiame competeranno, quindi, per l’approvvigionamento di alcuni alimenti convenzionali (ad esempio soia e mais). Sono necessarie fonti alternative di proteine, energia e altri nutrienti per il bestiame al fine di evitare tale competizione (Anon, 2013). Gli insetti sono una possibile fonte di proteine, in quanto il loro processo produttivo è caratterizzato da un minore impatto ambientale rispetto ad altri processi di alimentazione (Caligiani et al., 2019). L’utilizzo degli insetti, come ingrediente standard nella composizione dei mangimi, è già stato valutato da diversi studi (Roncarati et al., 2014; Ng et al., 2001) che ne hanno evidenziato l’elevata qualità e quantità di proteine (Makkar et al., 2014), l’impatto positivo sulla concorrenza tra mangimi e alimenti (Ballitoc e Sun, 2013) e l’impatto ambientale della produzione di mangimi (Oonincx e de Boer, 2012; Makkar et al., 2014; Sànchez-Muros et al., 2014). Attualmente, le specie di insetti maggiormente utilizzate nell’alimentazione del bestiame sono Hermetia illucens (HI) (mosca soldato nera), Tenebrio molitor (TM) (Tarma della farina), Musca domestica L. (mosca comune), Bombyx mori L. (baco da seta) e diverse cavallette (van Huis, 2016). Tenebrio molitor e H. illucens sono stati usati come ingredienti nei mangimi per pollame (Ramos-Elorduy et al., 2002; Biasato et al., 2016; Bovera et al., 2016; Schiavone et al., 2017) e pesce (Ng et al., 2001; Belforti et al., 2015; Gasco et al., 2016; Renna et al., 2017). Queste specie sono anche prodotte industrialmente come ingredienti per mangimi per animali da compagnia. Gli individui adulti presentano una composizione chimica diversa rispetto a larve e pupe, soprattutto per il contenuto proteico e lipidico. Tuttavia, larve e pupe, grazie alla loro maggiore digeribilità, sono per lo più utilizzate come fonte di cibo (Mlˇcek et al., 2019). Molti fattori influenzano la composizione dell’insetto. In particolare, l’età fisiologica e lo stadio dell’insetto e il livello di alimentazione influenzano il contenuto di grassi mentre i substrati di alimentazione, influiscono notevolmente sul profilo degli acidi grassi (Nowak et al., 2016). Precedenti studi hanno già definito il profilo proteico di larve e pupe di HI (Spranghers et al., 2017; Giannetto et al., 2020) e TM (Azagoh et al., 2016; Hong et al., 2020). Al contrario, a parte il profilo completo degli acidi grassi, non esiste un profilo lipidico relativo alla composizione degli acidi grassi dei trigliceridi (considerando anche la composizione degli acidi grassi in posizione sn-2) e delle frazioni fosfolipidiche e degli steroli. Poiché la frazione lipidica degli ingredienti dei mangimi gioca un ruolo importante sia come fonte energetica che di acidi grassi essenziali, un’approfondita caratterizzazione del profilo lipidico può evidenziare le proprietà nutrizionali di HI e TM, come ingredienti da inserire nei mangimi. In un recente lavoro pubblicato sulla rivista Animal Feed Science and Technology (Tognocchi et al., 2023), è stata fatta una caratterizzazione del profilo lipidico delle larve e delle pupe di TM e HI, esplorando la composizione in acidi grassi dei lipidi polari e non polari e la composizione di fosfolipidi e steroli.

I risultati ottenuti da Tognocchi et al. (2023) hanno evidenziato un diverso profilo di acidi grassi nelle due specie. Questi dati sono coerenti con i risultati riportati in studi precedenti fatti su TM (Ravzanaadii et al., 2012; Mlˇcek et al., 2019) e HI (Boukid et al., 2021). Il diverso contenuto lipidico e il diverso profilo di acidi grassi possono essere in parte spiegati dall’effetto della specie, ma probabilmente anche il diverso substrato può aver contribuito ad accentuare le differenze osservate. Infatti, come è noto, il substrato influenza significativamente il profilo lipidico degli insetti (Mlˇcek et al., 2019). Le differenze significative osservate tra larve e pupe sono legate allo stadio di sviluppo degli insetti. Infatti, nel lavoro sono state considerate le pupe nel loro stadio intermedio, in modo che non risentissero degli stadi post-larvale e pre-adulto. È interessante notare che gli acidi grassi a catena media (C10:0, C12:0 e C14:0) erano più abbondanti in HI che in TM, e la quantità di questi acidi grassi era persino maggiore nelle pupe che nelle larve di HI, suggerendo una particolare capacità metabolica di HI nell’accumulo corporeo di questi grassi saturi. L’elevata percentuale di C12:0 osservata nelle larve e nelle pupe di HI è coerente con i risultati di uno studio precedente che riportava il contenuto di C12:0 nelle pupe di HI allevate con mangime per polli, digestato, rifiuti vegetali e scarti (Spranghers et al. , 2017; Hoc et al., 2020).

L’acido laurico (C12:0) è stato associato a malattie cardiovascolari nell’uomo (Gastaldelli e Basta, 2010). Ciò suggerirebbe che l’incorporazione di HI nei mangimi per animali terrestri dovrebbe essere limitata, sebbene le qualità nutrizionali dei pasti HI come fonte proteica siano indiscutibili (Spranghers et al., 2017). Tuttavia, non esiste un’opinione unanime in ambito scientifico sull’accumulo di questo acido grasso nei prodotti di animali che sono stati alimentati con una dieta a base di HI. Inoltre, va evidenziato che le diete ricche di C12:0 sono state proposte nell’alimentazione dei pesci, come strategia per ridurre i lipidi nel fegato (Belghit et al., 2019), per modulare la salute intestinale regolando il livello di IL-6 e TNF-α e per contribuire alla riduzione dell’appetito (Borrelli et al., 2021).

Poiché il profilo in acidi grassi di HI è influenzato dalla composizione del substrato, diversi studi hanno tentato di modificare il profilo FA con una formulazione di substrato arricchito (Truzzi et al., 2020; Zarantoniello et al., 2020). Tuttavia, sono stati trovati alti contenuti di C12:0 e C14:0 nei depositi lipidici delle larve HI, indipendentemente dalla composizione acidi grassi del substrato. Tale effetto è confermato dal fatto che sia nel substrato di HI che in quello di TM non è stata rilevata la presenza di C12:0, pertanto la sua sintesi è endogena ed espressa in particolare da HI (Hoc et al., 2020). Tuttavia, la composizione nutrizionale del substrato contribuisce all’attività di sintesi di C12:0. Infatti, la principale fonte di C12:0 sono i carboidrati alimentari, che sono la fonte dell’acetil-CoA, necessario per la biosintesi degli acidi grassi. Inoltre, quando nel substrato erano presenti alti livelli di monoinsaturi e polinsaturi, questi venivano bioaccumulati dalle larve HI (C18:1c9; C18:2n6 e C18:3n3) e successivamente metabolizzati principalmente in C12:0 (Giannetto et al., 2020; Zarantoniello et al., 2020). È interessante notare che gli isomeri CLA sono stati rilevati solo in nei lipidi di HI, mentre solo tracce di questi acidi grassi sono state trovate in campioni di TM. Gli isomeri dell’acido linoleico coniugato sono naturalmente presenti nella frazione lipidica della carne e dei latticini dei ruminanti. Poiché gli isomeri CLA trovati nei lipidi HI non erano presenti nel substrato, diverse ipotesi potrebbero spiegare la presenza di CLA in HI. In primo luogo, il CLA dovrebbe provenire dalla bioidrogenazione microbica dei PUFA contenuti nel substrato, analogamente ai risultati nel rumine dei bovini come suggerito da Oonincx et al. (2015). Tuttavia, Hoc et al. (2020) hanno dimostrato che i batteri in grado di bioidrogenare i PUFA sono assenti nell’intestino HI. Una seconda possibile ipotesi per spiegare la presenza di CLA potrebbe essere la presenza di enzimi specifici come Δ12 o Δ9 isomerasi in HI che consente il cambiamento isomerico da C18:2n6 a CLA (Meynadier et al., 2018). Il profilo degli acidi grassi dei trigliceridi mostra che anche nei lipidi di deposito degli insetti, i grassi omega-3 sono preferenzialmente esterificati nei lipidi di membrana rispetto ai lipidi di deposito, come rilevato anche nei mammiferi (Conte et al., 2019). Un importante aspetto nutrizionale dei trigliceridi è legato agli acidi grassi esterificati in posizione sn-2. Gli acidi grassi vengono assorbiti nel duodeno principalmente come 2-monogliceridi (Serra et al., 2018). Di conseguenza, gli acidi grassi esterificati in posizione β sono adsorbiti in modo preferenziale ed efficiente dai villi intestinali (Ramírez et al., 2001) rispetto agli FA esterificati in posizione α, che possono essere escreti con le feci. È la prima volta che viene studiata la posizione a e b dei trigliceridi negli insetti. Poiché la posizione b nei trigliceridi è considerata importante dal punto di vista nutrizionale, i risultati del presente studio possono contribuire a definire meglio il valore nutrizionale di diverse farine di insetti nei mangimi. Ad esempio, poiché in HI, gli isomeri CLA sono preferenzialmente esterificati nella posizione b, questa caratteristica può essere interessante nelle strategie di alimentazione volte ad arricchire alimenti di derivazione animale con CLA.

Il profilo degli steroli osservato era coerente con studi precedenti sia per HI (Mattha ̈us et al., 2019; Boukid et al., 2021) che per TM (Boukid et al., 2021). Gli insetti hanno bisogno di fitosteroli per sintetizzare il colesterolo, perché non sono in grado di produrlo de novo (Behmer e Nes, 2003). Questi dati suggeriscono che le larve e le pupe di HI e TM allevate su substrato vegetale non metabolizzano completamente i fitosteroli in colesterolo e alcuni fitosteroli vengono immagazzinati nei depositi lipidici. D’altra parte, le specie di mammiferi sono in grado di sintetizzare il colesterolo a partire dall’acetato e non assorbono efficacemente i fitosteroli che sono presenti in piccole quantità nei lipidi di deposito (circa il 5% degli steroli totali) rispetto al colesterolo (Ling e Jones, 1995).

Per concludere, il diverso profilo lipidico tra le due specie può essere sicuramente dovuto al tipo di substrato su cui sono state allevate, anche se vi sono aspetti che suggeriscono un diverso metabolismo endogeno tipico di una specie piuttosto che di un’altra. Queste caratteristiche rendono queste due specie importanti ingredienti che ben si prestano alla formulazione della razione alimentare. Le pupe hanno caratteristiche interessanti dal punto di vista nutrizionale, tuttavia il maggior contenuto di grassi saturi, nonché la complessa gestione dell’allevamento, le rendono una matrice meno funzionale rispetto alle larve.

I risultati proposti da Tognocchi et al. (2023) forniscono nuove informazioni nutrizionali per l’uso di TM e HI nelle diete animali e sul loro ruolo nella definizione della qualità degli alimenti.

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato su Animal Feed Science and Technology dove è riportata tutta la letteratura citata: “Characterization of polar and non-polar lipids of Hermetia illucens and Tenebrio molitor meals as animal feed ingredients” (2023) di Tognocchi M., Conte G., Rossi E., Perioli R., Mantino A., Serra A., Mele M. volume 295. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2022.115524

Autori

Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Antonio Gallo, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Manuel Scerra – Gruppo Editoriale ASPA