Biogene Reststoffe als Ausgangsmaterial für nahrhafte Futtermittel

Angesichts wachsender Weltbevölkerung und Wirtschaft kommt der Nutzung von biogenen Reststoffen, seien es organische Feststoffe oder Abwässer, immer größere Bedeutung zu. Wege zu entwickeln, um derartige Ressourcen möglicht effizient und nachhaltig nutzen zu können ist eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Eine Möglichkeit eines ressourcen-effizientes Abfall-Managements würde die Erzeugung eines nahrhaften Futtermittels aus organischen Reststoffen darstellen. Im gegenständlichen Projekt soll die Möglichkeit ausgelotet werden, für dieses Vorhaben einen Arthropoden biotechnologisch zu nutzen. Es ist bekannt, dass die Larven von Hermetia illucens (Schwarze Soldatenfliege; Stratiomyidae) organische Reststoffe unterschiedlichster Herkunft verwerten können und diese dabei in larvale Biomasse mit >40% Proteinen und >30% Fett umwandeln. Im Zuge dieses interdisziplinären Projektes soll nun geklärt werden, welche organischen Reststoffe aus der Landwirtschaft, dem kommunalen Bereich sowie der Lebensmittelindustrie am Besten geeignet sind, ein Futtermittel höchster Qualität für den Agrarsektor zu produzieren. Die forschungsleitenden Fragen dieses Projekts sind: Charakterisierung und Vergleich der verwendeten organischen Abfallstoffe Anpassung der Prozessbedingungen an das Lebens- und Brutverhalten der Schwarzen Soldatenfliege und ihrer Larven Qualitative und quantitative chemisch-physikalische Analysen der gewonnenen Larven zur Eignung als Tierfutter Identifikation der larventypischen Mikroflora im Verdauungstrakt der Schwarzen Soldatenfliege sowie Überprüfung einer eventuellen Substratspezifität Hygienescreening und Monitoring von Pathogenen im Prozessverlauf

Angesichts wachsender Weltbevölkerung und Wirtschaft kommt der Nutzung von biogenen Reststoffen, seien es organische Feststoffe oder Abwässer, immer größere Bedeutung zu. Wege zu entwickeln, um derartige Ressourcen möglicht effizient und nachhaltig nutzen zu können ist eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Eine Möglichkeit eines ressourcen-effizienten Abfall-Managements stellt die Erzeugung nahrhafter Futtermittel aus organischen Reststoffen dar. In unserem Projekt wurde die Möglichkeit ausgelotet, für dieses Vorhaben ein Insekt biotechnologisch zu nutzen. Dazu war es nötig, eine Laborpopulation der Schwarzen Soldatenfliege zu etablieren, welche all ihre Entwicklungsstadien auf kleinstem Raum und unter künstlichen Bedingungendurchlaufen kann. Hierfür waren verschiedene Optimierungen und Modifikation von Nöten, unter anderem wurden verschiedenste Lichtquellen und damit verbundene Effekte auf das Paarungs- und Ablageverhalten der Fliege untersucht. Anschließend galt es herauszufinden, welche organischen Reststoffe aus der Landwirtschaft, dem kommunalen Bereich sowie der Lebensmittelindustrie am besten dazu geeignet sind, ein Futtermittel höchster Qualität für den Agrarsektor zu produzieren. Es zeigte sich, dass die Larven der Schwarzen Soldatenfliege nahezu alle organischen Abfälle, einschließlich Cellulose, effizient verwerten und in eigene Biomasse umwandeln können. Während dieses biotechnologischen Prozesses, nahm die Anzahl der Pathogene ab. Die Zusammensetzung des Mikrobioms im Darm der Larven, so zeigte sich, veränderte sich kaum - weder über die Zeit noch durch unterschiedliche Substrat-Fütterung. Es scheint sich gleich zu Beginn der larvalen Entwicklung einzustellen und besteht vorwiegend aus bakteriellen Vertretern wie Actinomyces spp., Dysgonomonas spp., und Enterococcus spp. Auch die nicht verwerteten Reste aus diesem biotechnologischen Prozess wurden auf ihre Eignung als Düngemittel für die Landwirtschaft untersucht und konnten dem Vergleich mit optimierten, künstlichen Düngern standhalten. Zusammenfassend verfügen Larven der Schwarzen Soldatenfliege über ein enormes biotechnologisches Potential, um Stoffkreisläufe effizient und nachhaltig zu schließen.