La ricerca nel settore dell'allevamento di insetti - Lara Maistrello Dipartimento di Scienze della Vita - AgroInsecta
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CHATEAUFORM - Cascina Erbatici a Mezzana Bigli (PV), 11 Febbraio 2019
La ricerca nel settore
dell’allevamento di insetti
Lara Maistrello
Dipartimento di Scienze della Vita
BIOGEST-SITEIA
UNIVERSITÀ di MODENA e REGGIO EMILIA
QUALI INSETTI SI ALLEVANO? PERCHÈ?
AGRO-ECOSISTEMA
ENERGIA
A B C
PRONUBI
ATMOSFERA
FITOFAGI B B
PIANTE
Coltivate
UOMO
ENTOMOFAGI A
SUOLO
nutrienti,
ECOSISTEMA URBANO acqua
A) Implementare un
DETRITIVORI - DECOMPOSITORI servizio ecosistemico
B A B C B) Ottenere prodotti
C) Scopi medici
AGRO-ECOSISTEMA = Ecosistema creato e mantenuto per potere soddisfare bisogni
dell’uomo, in cui vengono fatte sviluppare una/poche specie (vegetali e/o animali)
per fornire una produzione valutabile in termini economici.
LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - Un. di Modena & Reggio Emilia - lara.maistrello@unimore.it
PRONUBI ALLEVATI
Apis mellifera Bombus spp.
ENTOMOFAGI usati in lotta biologica
Coccinella spp. Chrisoperla spp. Anthocoris nemoralis Trichogramma spp.
Insetti allevati per produrre materiali utili
Apicoltura: produzione di miele, cera, polline, pappa reale, propoli e veleno
Dalle Cocciniglie:
Rosso carminio: colorante prodotto da Dactylopius coccus
Cera lacca: secrezione collosa prodotta da Kerria lacca e
vari altri insetti (Lac insects)
Produttori di tessuti Bombyx mori (baco da seta)
LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - UNIMORE- lara.maistrello@unimore.it
ENTOMOCEUTICALS
Dal coleottero Lytta
vesycatoria si estrae la
cantaridina, usata per
problemi del sistema
urinario
La melittina, le fosfolipasi e ialuronidasi (dal veleno di
api, vespe) sono efficaci contro diversi tipi di cancro
Numerosissime sostanze antibiotiche, antivirali e
antifungine sono state scoperte da diversi insetti
(formiche, mosche ecc)
Apiterapia: uso del veleno delle Nella saliva di insetti ematofagi sono state scoperte
api per curare disturbi artritici sostanze con effetti: anticoagulanti, vasodilatatori,
vasocostrittori, antistaminici, immunomodulatori,
anestetici, anti-emostatici, inibitori dell'angiogenesi, ecc.
• Dalla chitina (componente della cuticola) si ricavano anticoagulanti e sostanze
per ridurre colesterolo, veicolatori di farmaci e “plastiche” biodegradabili
LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - Università di Modena & Reggio Emilia
da DECOMPOSITORI di materia animale ..a micro-chirurghi benefici
"Larval therapy" per curare le ulcere cutanee
LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - Università di Modena & Reggio Emilia
LARA MAISTRELLO - Dip. Scienze Vita - Università di Modena & Reggio Emilia
INSECT FARMING: "MEALWORMS"
Coleoptera, Tenebrionidae
Tenebrio molitor Alphitobius diaperinus
INSECT FARMING: "CRICKETS"
Orthoptera, Gryllidae
Acheta domesticus
Gryllodes sigillatus
Gryllus assimilis
INSECT FARMING: "BLACK SOLDIER FLY"
Diptera, Stratiomyidae
Uova MOSCA SOLDATO Adulti
(Hermetia illucens L.)
Larve Pupe
Mosca domestica VS Mosca soldato
ADULTI
FREQUENTA AMBIENTI NON FREQUENTA
DOMESTICI AMBIENTI DOMESTICI
SI ALIMENTA NON SI ALIMENTA
VIVE OLTRE 1 MESE VIVE 1-2 SETTIMANE
VEICOLO DI PATOGENI RENDONO IL
SUBSTRATO
LARVE INADATTO ALLA
CRESCITA DI MOSCA
DOMESTICA
INFESTANTE UTILE
Come le MS danno valore aggiunto
Valore nutritivo, economico, energetico
15-20 gg
PROTEINE
Carica batterica
Cattivi odori
Massa secca
GRASSI
Larve mature CHITINA
USI INDUSTRIALI
-60% USI AGRICOLI
Substrato
organico Trasformazione da attività larve Residuo organico
eterogeneo ammendante
OmogeneitàDagli insetti proteine e lipidi per scopi mangimistici
Dagli insetti proteine e lipidi per scopi mangimistici
Antibiotici e altre sostanze bioattive dalle mosche soldato
Sicurezza microbiologica di insetti allevati e tecniche per garantirla
Ricerca su tecnologie di
stabilizzazione,
frazionamento,
proprietà fisico-chimiche
degli insetti allevatiTecniche molecolari per individuare la
presenza di insetti nel ciboDalle OBP delle MS BIOSENSORI per monitorare processi decompositivi nei cibi
EFFETTI COLLATERALI ENTOMOFAGIA: ALLERGIE
MOSCHE SOLDATO PER LA GESTIONE RIFIUTI ORGANICI
Grazie alle
mosche soldato
riduzione di
cattivi odoriMosca soldato per
la gestione di reflui
zootecnici e
deiezioni umaneInsetti allevati, pesticidi, farmaci e micotossine
Mosca soldato, Ph, piccantezza, salinità e metalli pesanti
Biodiesel dai
lipidi di mosca
soldatoBiodiesel dai
lipidi di mosca
soldatoVALORIZZAZIONE DI RIFIUTI ORGANICI MEDIANTE INSETTI
PER L’OTTENIMENTO di BIOMATERIALI per USI AGRICOLI
Durata: 1 aprile 2016 - 31 luglio 2018
Valore progetto: € 1.207.604
Contributo erogato: € 867.486
VALORIBIO – ERDF Emilia-Romagna Regional
Operational Program 2014-2020
grant number PG/2015/737518Centri di Ricerca e Innovazione
Coordinatore
Imprese PartnerPartecipanti
Obiettivi Realizzativi (OR) e RISULTATI
Ottimizzazione Frazionamento e OR2 Aspetti legali su
OR1 allevamento caratterizzazione utilizzi alternativi
IMPIANTO INDUSTRIALE macromolecole dei rifiuti organici
per nuove
PREPUPE LIPIDI prospettive
Mosca industriali
adulti Soldato CHITINA
PROTEINE OR4
uova Valutazioni
Ottenimento di BIOPLASTICHE sostenibilità
prodotti ad alto per usi agricoli e fattibilità di
larve valore aggiunto
processi e
OR3
prodotti
COMPOST ad
LCA-LCC
elevate prestazioni +
zeolitite
RIFIUTI ORGANICI Valutazioni Agronomiche
+
Zeolitite
https://www.youtube.com/watch?v=CBO6pXtfBQ8Obiettivi Realizzativi (OR) e RISULTATI
OR 1- IMPIANTO PILOTA PER ALLEVAMENTO MS
In collaborazione con
l’azienda partner AREA
BIOCONVERTITORE
ADULTI
produzione massale di
produzione
prepupe
massale di
Caratteristiche: uova
• Scalabilità
• Altamente
automatizzato, tale da
poter essere utilizzato
anche da non
entomologi
• Tecnologicamente
avanzato
• In grado di produrre PREPUPAE
insetti in maniera
COMPOST
affidabile e costante
durante tutto l’annoOR 1- IMPIANTO PILOTA PER ALLEVAMENTO MS
BIOCONVERTITOREOR 1- IMPIANTO PILOTA PER ALLEVAMENTO MS
BIOCONVERTITOREOR 1- IMPIANTO PILOTA PER ALLEVAMENTO MS
AREA ADULTI
Prototype V 1.0
Michelangelo “Mickey”
AREA ADULTI per produzione massale di uova
-Software di gestione
-Facilità d'uso
-Sistema innovativo di estrazione uova (patent pending)
-Controllo da remoto
-Modulare e scalabileOR2 - Frazionamento e caratterizzazione macromolecole
RISULTATI: COMPOSIZIONE DELLE PREPUPE (%DM)
Chitina
Proteine 9% Ceneri
Lipidi
32% 19%
37%
Essential BSF Reference protein
aminoacids (mg/g FAO/WHO 1985
protein) (mg/g proteina)
Fatty acids % His 33 15
Saturated 82 Thr 42 23
Val 66 39
Monoinsaturated 9 Lys 65 45
Ile 41 30
Polinsaturated 9
Leu 75 59
Trp 9 6
Phe+Tyr 110 38
Cys + Met 47 22OR3 – Ottenimento prodotti ad alto valore aggiunto
BIOPLASTICHE
Progettazione razionale di bioplastiche
OUTPUT TARGET SPECIFICO
OBIETTIVI CARATTERISTICHE FISICHE E MECCANICHE
ANALOGHE LDPE
Definizione Selezione
BIODEGRADIBILITA IN 90GG
degli variabili
obiettivi
VARIABILI OUTPUT
UNIFORMITÀ DEL MATERIALE (PANEL TEST)
Teli pacciamatura PROPRIETÀ MECCANICHE
LDPE
Lifetime 3-4 anni
PARAMETRI BIODEGRADAZIONEOR3 – Ottenimento prodotti ad alto valore aggiunto
BIOPLASTICHE
TEST PRELIMINARI
Deposizione ad umido
MISCELAZIONE DIVERSI SUPPORTI:
TEMPERATURA VETRO/SILICONE
AMBIENTE
CON/SENZA
MACINAZIONE
PH SOLUZIONE
VARIABILI INPUT
- QUANTITÀ SOLVENTE (ACQUA)
- QUANTITÀ PLASTICIZZANTE
(GLICEROLO)
- QUANTITÀ RETICOLANTE (ACIDO
CITRICO)OR3 – Ottenimento prodotti ad alto valore aggiunto
BIOPLASTICHE - RISULTATI
TOTALE RECUPERO DELLE FRAZIONI DI BSF
LIPIDI - PROTEINE - CHITOSANO (CHITINA)
Lipidi + Chitosano Chitosano Lipidi + Proteine ProteineOR3 – Ottenimento prodotti ad alto valore aggiunto
BIOPLASTICHE
RISULTATI MIGLIORAMENTO DI PLASTICHE ESISTENTI (LDPE)
MISCELAZIONE E PRESSATURA VARIABILI INPUT
Variabile Min Max
Proteina (%) 10 50
Temperatura (°C) 130 170
Tempo (min) 3 8
Spessore Uniformità
Allungamento a trazione
Resistenza a trazione
Modulo di YoungOR3 – Ottenimento prodotti ad alto valore aggiunto
BIOPLASTICHE - RISULTATI
Risultati progettazione
razionale
Altre bioplastiche da
3,0 proteine
Resistenza(MPa)
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0.25 0.5 1 2 4
Proteina (g)
Snervamento RotturaOR3 – Ottenimento prodotti ad alto valore aggiunto
BIOPLASTICHE
Ottenimento di materiali plastici biodegradabili con
contenuto di proteine almeno del 50%
idonei per impieghi alternativi con spessori maggiori
da sviluppare ottenimento di bassi spessori
test di invecchiamento (UV-Acqua-Camera climatica)OR3 – Ottenimento prodotti ad alto valore aggiunto
BIOPLASTICHE - PROSPETTIVE
FILM spessore 1mmOR3 – Ottenimento prodotti ad alto valore aggiunto
VALUTAZIONI AGRONOMICHE DEL COMPOST RESIDUO
RISULTATI
CTRL + NPK 10% 20% 30% 40% CTRLDipartimento di Scienze della Vita
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