Met de ingebruikname van cryogene maalapparatuur heeft onderzoek door de KU Leuven naar insecteneiwitten als duurzame proteïnevervanger een slinger gekregen. Het is nu een kwestie van larven in de houder brengen, de knop aanzetten en de ijskoude omgeving zorgt in no time voor een perfect vermalen monster.

Tekst: Marjan Hammink | Fotografie: Marco Vellinga

De zwarte soldatenvlieg is als proteïnebron veelbelovend: eenvoudig te kweken en minder belastend voor de leefomgeving. Kortom, een milieuvriendelijk alternatief voor de traditionele eiwitsoorten die de voederindustrie nu inzet. Chemisch-microbiologisch onderzoek moet uitwijzen of het gebruik van deze vervanger wel honderd procent veilig is. Daar richt het onderzoek door de KU Leuven zich op. In een rode plastic krat krioelen zo’n 15.000 larven van Hermetia illucens, precies in het juiste stadium om vermalen te worden door Siebe Lievens. Hij onderzoekt de invloed van microplastics op de groei en de chemische veiligheid van zwarte soldatenvlieglarven. “In het verleden deden we de larven in de -80 diepvriezer totdat ze goed koud waren, daarna in een soort koffieblender om ze in redelijk grote porties te vermalen, vervolgens zo snel mogelijk op ijskoude platen leggen, weer naar de vriezer, en dan alles ook steeds volledig terug proper maken… dan had je één staal gedaan en waren we al snel 15 minuten bezig.”

Grote meerwaarde

Insecten zijn een heel moeilijke matrix om goed te vermalen. Hun chitine ofwel exoskelet is erg hard. Tel het vetgehalte daar bij en je hebt al snel een smurrie die vrijwel meteen gaat oxideren, wat weer nadelige gevolgen kan hebben voor de analyses. “Dat was ook niet aangenaam om mee te werken,” weet Lievens. “Plus, dan heb je een vrij grote hoeveelheid insecten nodig. Voor een goede extractie wil je een zo groot mogelijk contactoppervlak en goede homogeniteit. Nu, met onze Freezer Mill 6875 kunnen wij staalnames doen van slechts twee gram en dat krijgen wij perfect gemalen. Zonder enige oxidatie. Zo'n fijn poeder hebben wij met nog geen ander toestel kunnen bekomen.” Het fijne poeder is ideaal voor het toevoegen van chemicaliën of uitvoeren van bepaalde extracties. “Nu doen we alles in twee minuten, tot wel 4 stalen in een keer, zoveel sneller. Voor ons heeft het toestel dan ook een grote meerwaarde.”

Voor ons onderzoek naar insecten betekent het toestel een erg grote meerwaarde
ing. Siebe Lievens (Mr), Joint PhD researcher, Research Group for Insect Production and Processing KU Leuven, and Toxicological Centre Universiteit Antwerpen

Microscopisch fijn poeder

De volledige capaciteit van het toestel bevindt zich met de grootste monsterbuizen tussen de 50 en 80 gram larven. “Een volwassen zwarte soldatenvlieglarve weegt ongeveer 150 tot 250 mg, er kunnen dus zo’n 200 tot 500 larven in de monsterbuizen gestopt worden,” rekent Lievens voor. Om deze larven te kunnen analyseren worden ze binnen drie minuten volledig verpulverd tot microscopisch fijn poeder. Over de aanschaf van het toestel is een tijd gewikt en gewogen. “Ik heb een hele tijd geleden contact gehad met Instrument Solutions, ik had geen idee van de prijs,” vertelt Lievens. “Maar vanaf de eerste dag dat het toestel in het labo stond, zijn we er bijzonder tevreden over.”

Accumulerende additieven

Het onderzoek van Lievens richt zich momenteel op de ontwikkeling van de larven in de aanwezigheid van meso- en microplastics: “We stellen ons bijvoorbeeld de vraag of de larven deze plastic deeltjes al dan niet opnemen en welke invloed deze deeltjes hebben op de kweek” Lievens kijkt eveneens na of de additieven in plastics eventueel zouden ophopen in de larven. “Want als er bepaalde additieven accumuleren in de larven van de zwarte soldatenvlieg, zou het kunnen dat ze zo ongeschikt worden als grondstof voor veevoeders.” Om dit te onderzoeken worden de soldatenvlieglarven blootgesteld aan verschillende concentraties plastics, en wordt er nagegaan of in welke mate de plastic deeltjes en hun additieven worden opgenomen door de larven.

Insect Pilot Plant

Dat de toekomst zonnig is voor de soldatenvliegen als alternatieve eiwitbron blijkt uit de recent opgezette Insect Pilot Plant die de brug slaat met industriële toepassingen. Door de bouw van een flexibele en breed inzetbare pilootinstallatie voor het kweken, oogsten en verwerken van insecten werd de leemte op dit vlak opgevuld. Het bedrijfsleven ziet er zeker potentieel in, stelt Lievens, maar de Europese wetgever is voorlopig nog voorzichtig. Dit houdt verband met de uitbraak van de gekkekoeienziekte in de jaren '90. Koeien kregen destijds met prionen besmet schapenweefsel en gerecyclede eiwitten van zieke soortgenoten, wat boviene spongiforme encefalopathie (BSE) veroorzaakte. Sindsdien is de Europese wetgeving erg strikt op dit vlak. Lievens: “Mede dankzij onze Insect Pilot Plant als tussenstap naar industriële productie zijn we nu in staat om volgens strikte voorschriften insecten op pilotschaal te kweken en te verwerken. Met deze cryogene maalapparatuur in ons labo, hebben we daarbij een flinke stap kunnen zetten in monsteraantallen en analysemogelijkheden.” [Dit onderzoek is ontstaan omdat zwarte soldatenvliegen onder meer de capaciteit hebben om te groeien op verschillende reststromen. Een belangrijke reststroom waar larven van de zwarte soldatenvlieg goed op groeien is afkomstig van de voedingsindustrie en retailsector. Deze reststroom bevat een heel scala aan fruit- en groente-overschotten die automatisch ontpakt worden. Tijdens deze ontpakking blijven er kleine plasticdeeltjes achter in de fruit- en groenten die vervolgens als substraat (= insectenvoeder) aan de larven kunnen worden gegeven.]

________________________________________________

Cryogeen malen

De Freezer Mill vermaalt monsters met vloeibare stikstof en maakt vooral het verschil bij zachte, plakkerige, taaie, versmerende en vezelige monsters of voor monsters waarvan de samenstelling of structuur verandert door de warmte die ontstaat door conventioneel vermalen. De molen is programmeerbaar en slaat tot 20 door de gebruiker gedefinieerde maalprogramma’s op. Het monster wordt in een speciale volledig afsluitbare maalbuis gebracht en ondergedompeld in vloeibare stikstof. Het bereikt op die manier cryogene temperaturen. Het monster wordt vervolgens verpulverd door een magnetische impacter die heen en weer wordt geslagen tegen twee stilstaande eindpluggen van de vial door middel van inductie. Omdat de vial gedurende de gehele maalcyclus is ondergedompeld in vloeibare stikstof en dus cryogene temperaturen bereikt, blijven de belangrijke eigenschappen van het monster behouden.

maalapparatuurMonstervoorbewerking