世界の人口が増加し続ける中、卵の需要は少なくともそれと同じくらいのスピードで伸びると予想されています。栄養価が高く、全体的に入手しやすく、賞味期限が長いこと、そして手頃な価格であることが、牛肉や豚肉に比べて、世界的に卵の需要が非常に高くなっている主な理由です。 図1. 3つの主要生産段階におけるタンパク質を多く含む製品の平均温室効果ガス排出量:土地利用の変化、作物生産・飼料輸送、飼育・養殖。Poore & Nemecek(2018)より引用。
また、環境保護の観点からも、1kgの卵の生産では、他の養殖や家畜と比較して温室効果ガスの排出量が最も少ないという結果が得られています(図1. Science Magazine)。世界的な卵の生産量の増加に伴い、鶏の発育、維持、羽毛の発達、産卵に必要なアミノ酸をカバーするためには、餌のタンパク質の量を増やす必要があります。
世界人口の増加に伴い、私たちはより多くの食料を生産する必要がありますが、一方で耕地面積はほとんど増加せず、バイオ廃棄物の流れも増加しています。このグローバル・チャレンジに対応するための革新的な解決策が必要なのは明らかです。 これらの解決策の一つとして、家畜飼料(豚、家禽、水産養殖)に持続可能な高タンパク質飼料成分として昆虫を利用することが考えられます。昆虫は、バイオ廃棄物の流れの中で持続的に飼育することができ、冷血種であるため、良好な飼料変換が可能です。昆虫を代替タンパク質源として大規模に利用するための研究がますます進んでいます。家畜飼料に昆虫を使用することは技術的に可能です。昆虫は低品質のバイオ廃棄物でも成長でき、この廃棄物を高品質の昆虫タンパク質に変えることができることが知られています。昆虫は、世界的に増加するタンパク質の需要を満たすために、家畜飼料鎖において大きな役割を果たす可能性があります。現時点での主なボトルネックは、法律(ヨーロッパの法律では生きた昆虫を餌にすることしか認められていない)、生産プロセスの自動化による低価格化、バイオ廃棄物の昆虫を育てるための基質として使用する際の安全性です。 世界の配合飼料生産量は年間10億トン以上と推定されています。FAO1(国際連合食糧農業機関)では、2050年までに世界で更に60%以上の食糧を増産しなければならないと推定しています(2005/07年の生産量と比較して)。 現在、家畜飼料として最も重要なタンパク質源は、大豆粕、魚粉、加工動物性タンパク質(血液や骨粉など)です。EUでは動物性タンパク質加工品の使用が禁止されていること、大豆生産を持続可能な方法で拡大するための世界的な土地の利用可能性が限られていること、乱獲により魚粉や魚油の原料となる飼料用魚の利用可能性が減少していることなどが挙げられます。資源の希少性の高まりは価格の大幅な上昇につながり、価格は過去10年間で2倍以上になっています。したがって、昆虫のような(動物性)タンパク質の代替源が緊急に必要とされています。 タンパク質の豊富な供給源 昆虫は、タンパク質、必須アミノ酸、脂質を豊富に含んでいます。昆虫食のタンパク質含有量は乾物ベースで30~70%とかなり差があります。脂肪分についても同様です。表1は、一般的な飼料原料(大豆、ヒマワリ、肉骨粉、魚粉)と比較したアメリカミズアブ(black soldier fly)幼虫とミールワームのタンパク質組成を示しています。昆虫種のタンパク質含有量は大豆と魚粉の範囲内ですが、魚粉に比べて昆虫粉はメチオニンの濃度が低いことが明らかです(表1)。また、カルシウムの濃度は魚粉に比べて低いのが一般的です。しかし、アメリカミズアブ幼虫は、ミールワームよりもかなり多くのカルシウムを含んでいます。昆虫の栄養素濃度は、昆虫のライフステージだけでなく、生育条件(例えば、昆虫を生産するために使用される成長培地の組成)にも依存することが知られています。
アメリカミズアブの幼虫
昆虫の頑健性はそれらを成長させるために特に興味深いものであり、多くの昆虫は極端な条件下:低酸素レベル、無照明、高貯蔵密度等で成長できる可能性があります。現在、さまざまな昆虫種の成長を最適化するために、栄養上の推奨事項と最適な飼育条件等に、より多くの研究が行われています。 いくつかの種は、それらが家畜糞尿で成長できることが知られています。 Newton ら(2005)の研究によると、アメリカミズアブの幼虫は家畜糞尿の蓄積を50%減らすことができます。 昆虫を育てるもう1つの大きな利点は、追加の飲料水をほとんど適用する必要がないことです。昆虫は水を非常に効果的に利用でき、ほとんどの場合その餌が主な水源です。 昆虫は、リンゴやジャガイモの果肉など、食品産業からの副産物としていくつかの質の悪い原材料を利用する能力が非常に高いです。 昆虫は、それらを成長させるための空間や建物を非常に効率的に使用することができ、3次元システムで生産することができます。彼らの短いライフサイクルと信じられないほどの成長可能能力は、わずか1m²から42日間で180 kgの生体重のアメリカミズアブの幼虫をもたらす可能性があります(Józefiakand Engberg、2015)。成長速度と飼料効率は環境温度に大きく依存しますが、ほとんどの昆虫にとってそれは27〜30℃が最適です。 昆虫の安全な生産を保護するために非常に重要なのは、バイオセキュリティです。 昆虫はその飼育環境から逃げることができないはずです。それらのほとんどは侵入種と見なされる必要があり、自然環境に干渉することは望まれません。 家禽と同様に、成長単位ごとに「オールインオールアウト」システムを適用することが推奨されます。 汚染された副産物を食べて昆虫が汚染されないことも重要です。昆虫に副産物を与えるとき、副産物の品質を確保することは非常に重要です。
アメリカミズアブ
さまざまな昆虫を含む飼料や、生きた幼虫を鶏に与える多くの試験が行われてきました。昆虫や昆虫ミールを飼料に含めることは、大豆の使用に取って代わる可能性があり、羽のつつきを減らすなど、鶏の福祉を改善する可能性もあります。Schothorst Feed Research(2020)の結果は、大豆を生きたアメリカミズアブの幼虫や他の地元のタンパク質源に置き換えても、生産能力や卵の質に悪影響がないことを示しています。さらに、デビークを行っていない老齢産卵鶏にランダムかつ着実に幼虫を供給することが、羽装状態にプラスの効果をもたらしました。Moula ら(2019)が実施したメタ解析では、鶏の適切な成長を保証するために、昆虫は部分的にのみ従来のタンパク質源を代替すべきであるとしました。この場合、昆虫(主にアメリカミズアブの幼虫、ミールワーム、ウジ)を含めても、ブロイラーの平均日増体、飼料摂取量、飼料要求率に全体的な悪影響を及ぼすことはありませんでした。
前述のように、栄養面からの昆虫ミールが産卵鶏の飼養に適していることは間違いありません。しかし、飼料に昆虫ミールが許可されるためのいくつかの障壁がまだ存在します。それらの1つは法律です:例えばEUの場合です。 EU法では、加工動物性タンパク質(PAP)である昆虫ミールを定義しています。昆虫およびその他の無脊椎動物は、カテゴリー3の材料に分類されます(人間の食物連鎖に適合することは意図にされていません)。そのため、家畜(家禽、豚、魚)の飼料として適していますが、BSE(狂牛病)規制では飼育動物にPAPを与えることは禁止されています。しかし、前向きな進展が進んでいます。養殖種への昆虫ミールの給餌が許可され、豚と家禽の飼料用のこれらのPAPの再承認が来年に予定されています。現在、克服すべき最大の課題は、生産量の制限と高価格です。現在、昆虫と昆虫ミールの価格は非常に高く、他の利用可能なタンパク質源と競合することはできません。昆虫の生産と繁殖に投資する企業が増えるにつれ、今後数年間で生産コストが下がり、昆虫ミールの競争力が高まり、家禽用飼料に含めることができるようになる可能性は高くなります。
表1 栄養価(乾燥物1kg当たり)
引用: CVB (2018), Feedipedia (2013 & 2014)