Son yıllarda oldukça revaçta olan ve bir çok yüksek pazar hacmine sahip iş adamının bir bakalım nedir bu iş dediği organik atıkların geri dönüşümü, organik geri dönüşüm süreci ve böceklerin geri dönüşüm bileşeni olarak kullanılması konusunda bir kaç bilgi derlemesi yapmak istiyoruz.
Organik atıkların geri dönüşümü ve böcekler
Böcek türlerinin çeşitliliği ve biyolojik olarak evrimsel adaptasyon yetenekleri, besin kaynakları olarak farklı organik substratlar üzerinde gelişme yetenekleri konusunda oldukça uzmanlaşmış grupları içerir. Evrimsel olarak edindikleri uzmanlık ile böcekleri organik geri dönüşüm sürecinde kullanabiliyor olmak, böceklerin kullanım alanlarını genişletmek fikri, milyonlarca ton substrat ve ikincil ürün elde etmemizi sağlayabilir. Bu organik substratlardan bazıları, tarım ve gıda işleme endüstrilerinden gelen gıda atıklarına benzerliği ile zaten bir çok ülkenin dikkatini çekmiş durumdadır.
Literatürde bu, böceklere dayalı “biyo-dönüşüm” olarak adlandırılır ve büyük miktarlarda gıda atığını değerli malzemelere dönüştürmek için ekonomik olarak uygun bir yöntemi temsil eder. Hayvanlar için yem (hayvan yemine ek olarak böcek biyokütlesi), ilkin kullanım için hedef olarak insanlar, ikincil endüstriyel bileşikler olarak (biyoyakıt, yağlayıcılar, farmasötikler, boyalar vb.) ve arta kalan gıda atıkları organik madde ve besin açısından zengin toprak ıslahı olarak kullanılabilir.
Sonuç olarak, böceğe dayalı biyo-dönüşümden sağlanan hizmetler, mali açıdan yönetilebilir, hem alan hem de enerji gereksinimleri açısından mütevazı, çevre dostu, gerçek pazar/ticari fırsatlarla ilişkili ve geleneksel besi hayvanlarına göre daha yüksek yem dönüşüm oranları sağlayan gıda israfını azaltmak için pazarlanabilir çözümler sunar.
Böcekler yem ve ikincil ürün olarak kullanılabilir mi?
Nispeten yeni bir sanayi sektörü olmasına rağmen, yem ve ikincil ürünler için böceklerin seri üretimi, önemli büyüme potansiyeline sahip hızla büyüyen bir girişimdir (Dossey, Morales-Ramos ve Rojas, 2016; van Huis & Oonincx, 2017).
Siyah Asker Sineği (Kara asker sineği) Hermetia illucens ergin (sol) larvaları (sağ) https://doi.org/10.1371/journal.pone.0206097.g001
Şu anda, gıda atıklarının böcek bazlı biyolojik dönüşümü için ticari olarak sadece birkaç böcek türü kullanılmaktadır ve kara asker sineği larvaları (Hermetia illucens L.) en yaygın kullanılan türlerdir (Wang & Shelomi, 2017).
Daha fazlası için: Siyah Asker Sineği (Black Soldier Fly) hakkında merak edilenler
Bu, çok çeşitli gıda kaynaklarına adapte edilmiş ve dolayısıyla çok çeşitli gıda atık malzemelerinin etkili biyolojik dönüşümünü sağlama yeteneğine sahip olan böceklerin muazzam çeşitliliği ile birlikte sunulan bir nimet niteliğindedir.
Siyah asker sineği ilkin kullanıma uygun mudur?
Çok sayıda mahsul çeşidinden ve bunların sonraki işlemlerden kaynaklanan yan ürünlerinden üretilen gıda atığı akışlarının çeşitliliği göz önüne alındığında, hem biyo-dönüşüm hem de böcek biyokütle üretimini en üst düzeye çıkarmak için optimize edilmiş gıda atıkları-böcek eşleştirme kombinasyonlarının araştırılması için geniş bir fırsat var gibi görünmektedir.
Bu yazıda, gıda atıklarının böceklere dayalı biyodönüşüm kullanma kapasitesini artırmak için, daha iyi gıda atıkları-böcek eşleştirmeleri ve böceklerin seçici üremesi gerektiğini ele almaya çalışacağız. Ek olarak, gıda atıklarının böcek bazlı biyodönüşümüne ilişkin hem teorik hem de pratik çözümler (işletmeler) ve düzenleyici fikirleri ele alıyor olacağız.
Böcekler ile gıda atıklarının biyolojik dönüşümü neden önemlidir?
Gıda atıklarının böceklere dayalı biyo-dönüşüm süreci, ekosistemlerdeki organik maddenin doğal olarak parçalanmasını yansıtır (Lim, Lee ve Wu, 2016).
Bu tür sistemlerde, doğal olarak oluşan böcekler, solucanlar, çok çeşitli diğer omurgasızlar, mantarlar ve bakteriler gıda atıklarını kolonize eder ve parçalar, besinleri kendi metabolik ve üreme ihtiyaçları için dönüştürür.
Kontrollü koşullar altında, ayrışma sürecinden sorumlu türler düzenlenebilir ve ortam koşulları, hizmeti gerçekleştiren belirli türler tarafından büyüme ve biyolojik dönüşüm lehine optimize edilebilir. Daha da önemlisi, biyo-dönüşüm sürecinde birden fazla adımda değer üretilebilir.
Örneğin, ilk atığın ortadan kaldırılması, gıda ve yem için böcek biokütlesinin satışından gelir elde edilmesi, fraksiyonlanmış ikincil ürünler ve kalan biyo-dönüştürülmüş atıkların toprak değişiklikleri için satışı gibi bir çok farklı adımda biyolojik süreç maliyetleri düşürmede ve ekonomik katkı sağlama yönünde standardize edilerek olumlu şekilde kullanılabilir.
Atık ve böcek ilişkilendirme döngüleri
En yaygın olarak kullanılan biyokonvertör türleri bazı durumlarda çok uygun olsa da, bir tür gıda atığı akışlarının muazzam çeşitliliğinden yeterince yararlanamaz.
Böceklerin çeşitliliği içinde, onları son derece uzmanlaşmış bir gıda atığının biyo-dönüştürücüleri olarak benzersiz bir şekilde uygun kılan belirli özelliklere sahip türler vardır.
Böcek türleri ve gıda atığı eşleştirmelerini optimize etmek için, atıkların işlenmesi için böceğin abiyotik etkileşimlerinin ve fonksiyonel özelliklerinin bir kombinasyonunu göz önünde bulundurmak gerekir.
Abiyotik özellikler, gıda atığının canlı olmayan kimyasal ve fiziksel özellikleridir, yani nem içeriği, fenolikler, besin yükü vb. özellikleri ifade eder.
Böceklerin biyolojik ve fonksiyonel özellikleri beslenme davranışı, morfoloji (yani çiğneme için büyük çeneler (ağız kısmı), substratlar arasında hareket etmek için yumuşak gövdeler, zayıf yumurtlama alanlarından davranışsal kaçınma), gelişme süresi, yaşam döngülerinin seriliği, adaptasyon nitelikleri, hastalıklara direnme yeteneği ve bir dizi diğer niteliklerden bazılarıdır.
Bazı böceklerin atıkların biyolojik olarak dönüştürülmesi için çok uygun olmasına izin verirken, diğerlerini uyumsuz hale getiren şey, bu abiyotik ve işlevsel özelliklerin birleşimidir.
Kara asker sineği, Un kurdu, Cırcır Böcekleri
Örneğin, bitkisel gıda atıkları hem kara asker sineği larvalarına, hem de un kurdu larvalarına besleyicilik sağlayabilir ancak bu atıkların protein içeriği karasinek larvaları için çok düşüktür.
Bunun aksine, et içeren restoran ve mutfak atıkları, karasinek ve kara asker sineği larvaları için çok uygundur, ancak doğrudan havadan nem alabilen ve böylece daha kuru atıklarda optimum performans gösteren un kurtları için çok nemlidir.
Siyah asker sinek larvalarının sulu atıklara ve yüksek sıcaklıklara toleransı, birçok atık döngüsünden daha verimli yararlanmalarına izin verir.
Ancak hayvancılık uygulamaları aynı zamanda üreme için özel aydınlatma gerektirir, sinekler sıcaklık düşüşlerine ve ani ısı değişimlerine karşı dayanıksızdır ve bazı düşük besinli atıklarda (örnek: pancar küspesi) kötü bir yaşam ve üreme performansı gösterir.
Detaylı Bilgi: Un Kurdu (Mealworm – Tenebrio molitor) hakkında sıkça sorulan sorular
Sineklerin bu abiyotik etkileşimleri ve fonksiyonel özelliklerinin kombinasyonu, gıda atıklarını kurutmak ve özel ekipman (ışıklar) kullanmak ticari operasyonlara maliyet kattığı için gerçek ekonomik dengelere dönüşür.
Bu nedenle, uygun atıktan böceğe ilişkilendirmeyi sağlamak, gıda atıklarının azaltılmasında ve böceklerin biyolojik dönüşüm sürecinde kullanılmasında önemli bir bileşendir.
Böcekler Dünya’da nasıl kullanılıyor?
Endüstriyel böcek yetiştirme işlemi, birçok ton gıda atığı hammaddesini verimli bir şekilde değerli ürünlere dönüştürebilir ve bir çok literatür verisinin de belirttiği gibi, çoğu gıda atığının böcek bazlı biyolojik dönüşüme yönlendirilebileceğini öne sürmektedir (Ortiz ve diğerleri, 2016; Veldkamp ve diğerleri, 2012).
Örnek olarak, Agriprotein’in Güney Afrika tesisi, her gün 250 megagram (Mg ıslak ağırlık) ton gıda atığını işleyerek 7 Mg “böcek unu” (böcek biyokütlesinden kurutulmuş toz), 3 Mg böcek yağı, ve 20 Mg gübre (kuru) elde ettiğini belirtmektedir (www.agriprotein.com).
Agriprotein firması, gıda atıklarını biyolojik olarak dönüştürmek için kara asker sineği (black soldier fly veya siyah asker sineği de denebilir) kullanıyor ve işlem kapasiteleriyle metodlarını geçişletebildikleri sürece diğer türleri kullanmayı düşünüyor.
Ynsect (www.ynsect.com), Nextalim (www.nextalim.com), UNIQUE (www.gzunique.com.cn) ve Alapre dahil olmak üzere, hızla büyüyen böcek bazlı biyo-dönüşüm sektöründeki birkaç şirketten sadece birkaçı olarak örneklendirilebilir.
Böceklere dair bazlı biyolojik dönüşümün ticarileştirilmesi, gıda atıklarının azaltılması için alternatif seçenekler sağlamada umut verici bir gelişimi direkt olarak temsil etmektedir.
Çünkü böceklerin endüstriyel üretimi, önemli miktarlarda ucuz, güvenilir hammadde olarak 1,3 milyar ton olarak tahmin edilen ve büyüyen küresel gıda atığı arzı ve artan protein ihtiyacı, küresel biyoyakıt gereksinimi ve sürekli gübre talepleri, böceklere dayalı biyolojik dönüşümü benimseyen işletmeler tarafından, ekonomik açıdan yönelim anlamında oldukça mantıklı bir seçimdir.
Gıda tedarik zinciri ve gıda atık yönetiminde böcekler
Günümüzde, tüketicilerin ürünlerin çevresel profili hakkında her zamankinden daha fazla endişe duymasıyla, gıda atıklarının böceklere dayalı biyo-dönüşümleri ve uygulama olarak sürdürülebilir olması fikri, müşterilere hitap edebilecek pazarlanabilir bir varlık olarak nitelendirilmektedir (D’Souza, Taghian, Lamb ve Peretiatko, 2007).
Felsefi düzeyde değerlendirmek gerekirse, böceklere dayalı biyo-dönüşüm kavramı, “gıda atığı” kavramını tamamen yeniden düşünme kavramına dayanır. Genel kanı olarak atık kelimesi istenmeyen ve uzaklaştırılması gereken bir dış ürün olarak görülse de, aslında çöp değil, küresel ölçekte bakıldığında; istenmeyen bir yan ürün olarak tanımlanır.
Böcek bazlı biyolojik dönüşüm kavramı, bir gıda üretim sisteminden gelen yan ürünlerin biyo-dönüşüm sistemlerinde girdi haline gelmesi anlamına gelir. Bu nedenle artık hor gördüğümüz çöp veya atık tanımlamalarından ziyade, kayıp kelimesi daha mantıklı bir tanımlama olacak ve bu kaybın mantıklı kullanılmaması gerçekten bir çok alanda ciddi bir kayıp olarak nitelendirilebilir.
Bu nedenle, böceklere dayalı biyo-dönüşüm ile çığır açan, doğal döngü içerisinde mucizevi bir uygulamadır. Kayıplarımızı katkıya dönüştürür ve ikincil ürün, hatta birincil ürün olarak kullanılabilir hale getirebilirsek, hem geri dönüşüm, hem sürdürülebilirlik, hem de ekonomik denge unsuru olarak böceklerden faydalanmak, muhteşem sonuçlar doğuracaktır.
Böceklerin kullanımı geleceğe kaynak desteği için yeterli mi?
Gelecek yüzyıldan önce insan nüfusunun 9 milyarı aşması bekleniyor, buna paralel olarak hayvansal ürün tüketiminde %60-70’lik bir artış eşlik edecek gibi görünüyor.
Gıda atıklarının böcek bazlı biyo-dönüşümünün gelecekteki protein taleplerini destekleme potansiyeli var ancak mevcut verimliliği göz önünde bulundurulduğunda, kullanım genişliği olarak son derece yetersiz kalan bir öz kaynak niteliğindedir (van Huis, 2013).
Organik geri dönüşüm süreci
Bu nedenle, FAO, EU ve USDA dahil olmak üzere birçok kurum, gelecekteki popülasyonları beslemek için mantıklı bir bileşen olarak böcek proteininin kullanımını teşvik etmektedir.
Ancak, desteklerine rağmen, mevcut yasal düzenlemeler, saha çalışmaları ve altyapı ne yazık ki insan tüketimi için oldukça az gelişmiştir (Avrupa Gıda Standartları Ajansı [EFSA], 2015) (bkz. bölüm 6.0 Yönetmelikler).
Böceklerin besin ve yem olarak kullanılması
Böceklerin insan besini olarak kullanılması yerine, böcek proteini pazarlara mevcut düzende hayvan yemi olarak giriyor ve giderek artan sayıda şirket faaliyetlerini sürdürmek için gıda atığını hammadde olarak kullanılmaktadır.
Hayvan yemleri için en çok çalışılan ve yaygın olarak kullanılan türler kara asker sineği larvaları, ev sineği, un kurdu ve cırcır böcekleridir. Kara asker sineği larvaları, biyolojik dönüşüm için kullanılan diğer türlere göre daha hızlı gelişen, protein ve yağ bakımından zengin, özellikle kazançlı bir yem kaynağıdır (Wang & Shelomi, 2017).
Böcek unu haline getirildiğinde, birçok hayvan yeminde soya ve balık unu yerine kullanılabilirler. Alternatif kullanım sahası olarak, bir çok bileşenin yerine kullanılabilir olduğunu ifade eder ve gerek su ürünleri, gerekse kümes hayvanı yetiştiriciliği uygulamalarında ciddi bir maliyet/performans optimizasyonu oluşturabilir potansiyeldedir.
Literatürde böceklerin yem olarak kullanılması
Çalışmalar, domuz, kümes hayvanları, tatlı su karidesleri ve bazı balık türleri gibi tek mideli hayvanlar için uygun olduklarını, ancak timsahlar, bazı kurbağalar veya geviş getiren hayvanlar (inekler) için uygun olmadığını göstermiştir (Makkar, Tran, Heuzé ve Ankers, 2014). .
İşleme tesislerinden elde edilen balık sakatatlarıyla beslenen larvalar ortalama %30 lipid içerir ve bunun %3’ü omega-3 yağ asitleriydi (St-Hilaire ve diğerleri, 2007). Literatürdeki bir çok çalışma, hayvan yemi olarak işlenen kara asker sineği larvaları (ve diğer böcekler) için hammadde olarak kullanılan çok çeşitli gıda atıklarını listeler.
Gıda atığı arıtımı için kara asker sineği larvaları kullanan bir pilot biyo-dönüşüm tesisinden yapılan bir yaşam döngüsü değerlendirmesi, 10 megagram (Mg) ton gıda atığı girişine istinaden işlemden geçirilmesiyle, 300kg kurutulmuş kara asker sineği larvası ve 3.3 Megagram kompost üreterek ciddi bir dönüşüm rakamı elde etti (Salomone ve diğerleri, 2017).
Bu sonuçlar, Agriprotein ve Nextalim gibi büyük ölçekli ve stabil tesis işlemlerdeinden elde edilen operasyonlardaki teyit rakamlarıyla oldukça tutarlı ve gerçeği yansıtmaktadır.
Böcek türleri, organik atık türü ve ortaya çıkan ürünler. TREVOR M. FOWLES, 2021, Doktora Tezinden alıntıdır.
FCR Yem dönüşüm oranı ve böcek verimliliği
Hayvansal üretimde, girdilerin kütle çıktılarıyla karşılaştırılması, Yem Dönüşüm Oranı (FCR) olarak adlandırılır ve bunun tersi de, Yutulan Gıdanın Dönüştürülmesi (ECI) olarak terimsel anlamda ifade edilmektedir, bu kısaltmalara ihtiyaç duyacağımız için yer vermek istedik.
Düşük FCR değerine sahip uygulamalar, daha yüksek verimliliği ve dolayısıyla gıda atıklarının hayvan biyokütlesine dönüştürülmesine ihtiyacı ifade eder. Geleneksel hayvan yemi literatürü, genellikle böcekleri diğer hayvanlarla karşılaştırmak için kullanacağımız FCR değerine önem vererek odağında bu terminolojik terimi kullanır.
Literatürde örneği olan bir çalışma, (Oonincx., ve ark., 2015) böcekler için şu FCR değerlerini bulmuştur:
- Kara asker sineği larvaları = 1.4-2.6,
- Un kurtları = 4.1-19.1
- Cırcır böcekleri = 2.3-10.0
FCR Değerleri karşılaştırıldığında (Wilkinson, 2011) ise geleneksel hayvancılık FCR’leri şunlardır:
- Kümes hayvanları = 2.3,
- Domuz eti = 4.0 ve
- Sığır eti = 8.8.
Bu, bir kg sığır veya domuz eti üretmek için bir kg böcek üretmek için gerekenden daha fazla miktarda yem gerektiğini göstermektedir.
Örneğin, bu değerleri baz alarak kıyaslama yaparsak;
100 kg restoran yemek atığı kara asker sineği larvalarına, tavuklara veya bir sığıra verilerek beslenebilseydi, ürün çıktısı olarak 58 kg kara asker sineği larvası, 25 kg tavuk veya 2,9 kg sığır eti olarak sonuçlanırdı. Verimlilik farkını kendiniz de net bir şekilde görebilirsiniz.
Yüksek FCR verimlilik düzeyine sahip böceklerin, FCR değerinin kaynak besleme stoğuna ve böcek popülasyonlarının yoğunluğuna bağlı olarak oldukça değişken olabileceğine dikkat edilmelidir.
Bununla birlikte, kara asker sineği larvalarının ortalama FCR’sini kullanarak, birim gıda atığı başına ne kadar gelir elde edileceğini tahmin etmek hiç de zor değil. Bu nedenle, gıda atıklarının böcek bazlı biyo-dönüşümü, gıda atıklarının olumsuz etkilerini azaltırken aynı zamanda pazarlanabilir proteinler üretmek için çekici bir fırsattır.
Derleme yapılırken bu kaynaklardan yararlanıldı.
- Dossey, A. T., Morales-Ramos, J. A., & Rojas, M. G. (2016). Insects as sustainable food ingredients: production, processing and food applications. Cambridge: Academic Press.
- van Huis, A., & Oonincx, D. G. (2017). The environmental sustainability of insects as food and feed. A review. Agronomy for Sustainable Development, 37(5), 43.
- Wang, Y.-S., & Shelomi, M. (2017). Review of Black Soldier Fly (Hermetia illucens) as Animal Feed and Human Food. Foods, 6(10), 91.
- Lim, S. L., Lee, L. H. & Wu, T. Y. Sustainability of using composting and vermicomposting technologies for organic solid waste biotransformation: recent overview, greenhouse gases emissions and economic analysis. J. Clean. Prod. 111, 262–278 (2016). doi:10.1016/j.jclepro.2015.08.083.
- Ortiz, J. C., Ruiz, A. T., Morales-Ramos, J. A., Thomas, M., Rojas, M. G., Tomberlin, J. K., Yi, L., Han, R., Giroud, L., & Jullien, R. L. (2016). Insect mass production technologies. In Insects as Sustainable Food Ingredients (pp. 153–201). Elsevier.
- Veldkamp, T., Van Duinkerken, G., Van Huis, A., Lakemond, C. M. M., Ottevanger, E., Bosch, G., & Van Boekel, T. (2012). Insects as a Sustainable Feed Ingredient in Pig and Poultry Diets: a Feasibility Study= Insecten als duurzame diervoedergrondstof in varkens-en pluimveevoeders: een haalbaarheidsstudie. Lelystad: Wageningen UR Livestock Research.
- D’Souza, C., Taghian, M., Lamb, P., & Peretiatko, R. (2007). Green decisions: demographics and consumer understanding of environmental labels. International Journal of Consumer Studies, 31(4), 371–376.
- Van Huis, A. et al. Edible insects: future prospects for food and feed security. 171, (BioOne, 2013).
- Wang, Y.-S., & Shelomi, M. (2017). Review of Black Soldier Fly (Hermetia illucens) as Animal Feed and Human Food. Foods, 6(10), 91.
- Makkar, H. P., Tran, G., Heuzé, V. & Ankers, P. State-of-the-art on use of insects as animal feed. Anim. Feed Sci. Technol. 197, 1–33 (2014).
- St‐Hilaire, S., Cranfill, K., McGuire, M. A., Mosley, E. E., Tomberlin, J. K., Newton, L., … Irving, S. (2007). Fish offal recycling by the black soldier fly produces a foodstuff high in omega-3 fatty acids. Journal of the World Aquaculture Society, 38(2), 309–313.
- Salomone, R. et al. Environmental impact of food waste bioconversion by insects: application of life cycle assessment to process using Hermetia illucens. J. Clean. Prod. 140, 890–905 (2017). doi:10.1016/j.jclepro.2016.06.154.
- Wilkinson, J. M. (2011). Re-defining efficiency of feed use by livestock. Animal, 5(7), 1014– 1022.
- Derleyen: Cenk Önsoy.
Bilgilendirme
Web sitemizde paylaşılan canlı türlere ait bilgiler tamamen halkımızı doğru bilgilendirme amacıyla, biyolog kadromuzun özverisi sebebiyle yayınlanmaktadır. İşletme olarak türler ile ilgili ticari bir kaygı amacıyla yer verilmemektedir. Genel bilgi amaçlı, birincil elden, doğru bilginin sunumu hedeflenerek paylaşılmaktadır.
Metin, fotoğraflar, grafikler dahil olup bunlarla sınırlı olmamak üzere sitemizde kullanılan tüm materyaller teknik hatalar, yazım yanlışlıkları ya da başka tür hatalar ve yanlışlıklar içerebilir. MVC Organic, bu tür hatalar ya da yanlışlıklar için sorumluluk kabul etmemektedir. Web sitesinde sunulan materyaller ve bilgiler, genel bilgi amaçlarıyla ücretsiz olarak sağlanmaktadır.
MVC Organic Yem Hay. İth. İhr. San. ve Tic. Ltd. Şti. olarak yem üretim tesisimizde, üretimde eş zamanlı faydalandığımız yemlik hammadde ürünlerini sizlerle paylaşıyoruz.
KOSGEB ileri girişimcilik desteği programıyla onaylanan ve Kadın girişimci olarak desteklenen, İl Tarım ve Orman Müdürlüğü Karma Yem Üretimi için onaylı işletmemizin ‘tahıl toptan ticareti‘ vergi kaydıyla ve marka kayıtlı ticari ürünleriyle keyifle ürün sunumu yapma imkanı bulunmaktadır. Gönül rahatlığıyla alışverişinizi sağlayabilirsiniz.
Dilerseniz diğer makalelerimize de göz atarak bilgi edinebilirsiniz:
- Yem üretim sürecinde önemli olan unsurlar nelerdir?
- Hayvanlarda Organik Yem tüketimi neden önemlidir?
- Yeni bir dünya düzenine ihtiyacımız var mı?
- Sürdürülebilir bir denge için böceklerin sisteme katılması şart mı?
- Organik geri dönüşüm süreci ve böceklerin kullanımı
- Organik tarım uygulamasında toprak verimliliği nasıl korunur?
- Organik ürünler ve organik ürün pazarı
