Η διαδικασία που περιλαμβάνει την εκτροφή των μεταξοσκωλήκων και την καλλιέργειά τους αναφέρεται ως σηροτροφία. Η παραγωγή μεταξιού είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές οικιακές και κλωστοϋφαντουργικές βιομηχανίες, περιλαμβάνοντας στάδια όπως η καλλιέργεια δέντρων μουριάς, η εκτροφή του μεταξοσκώληκα και η παραγωγή μεταξιού. Η μουριά θεωρείται το σημείο εκκίνησης της βιομηχανίας σηροτροφίας, επειδή παράγει τα φύλλα που τρώνε οι προνύμφες μεταξοσκωλήκων. Η βιομηχανία μεταξιού είναι σήμερα μοναδική, καθώς είναι μια κυκλική βιομηχανία, ενώ ταυτόχρονα είναι βιώσιμη και φιλική προς το περιβάλλον, καθώς συμβάλλει σε αρκετούς Στόχους της Βιώσιμης Ανάπτυξης (SDGs)
.jpg)
του Γεώργιου Ζακυνθινού
Η σηροτροφία αποτελεί μια μορφή βιολογικής γεωργίας που περιλαμβάνει την εκτροφή μεταξοσκωλήκων για την παραγωγή μεταξιού. Η διαφοροποίηση των προϊόντων που παράγονται σε κάθε επίπεδο της αλυσίδας αξίας της εκτροφής μεταξοσκωλήκων και οι πολλαπλές εφαρμογές τους επηρεάζουν την κοινωνική και οικονομική ζωή. Ως εκ τούτου, το μετάξι είναι γνωστό ως πολύτιμο βιοϋλικό για τη βιομηχανία, κατάλληλο για την κλωστοϋφαντουργία και την ιατρική.
Εισαγωγή στον βιολογικό κύκλο του μεταξοσκώληκα
Ο μεταξοσκώληκας της μουριάς είναι ένα εντελώς εξημερωμένο έντομο, που ανήκει στην οικογένεια των λεπιδόπτερων. Επίσης, είναι δίοικος, δηλαδή υπάρχουν και τα δύο γένη, αρσενικό και θηλυκό ακμαίο, μέσα από τη σύζευξη των οποίων ξεκινά ένας κύκλος ζωής. Αποτέλεσμα της σύζευξης είναι η ωοτοκία και η ωοθεσία από τα ακμαία θηλυκά στα φύλλα της μουριάς.
Η ανάπτυξη περιλαμβάνει μια περίπλοκη, αλλά πλήρη μεταμόρφωση, που αποτελείται από τέσσερα στάδια: Αβγό, προνύμφη, νύμφη και ενήλικο άτομο. Όταν τα αβγά μεταξοσκώληκα εκκολαφθούν, μετατρέπονται σε προνύμφες. Αφού σιτιστούν με φύλλα μουριάς, οι προνύμφες μεγαλώνουν και αλλάζουν το δέρμα τους πέντε φορές, ο μεταξοσκώληκας γίνεται ώριμος, σταματά να τρώει και αρχίζει να ενεργοποιεί τους σιελογόνους αδένες του για την παραγωγή μεταξιού και την προετοιμασία για τη δημιουργία του κουκουλιού. Αυτή η διαδικασία διαρκεί 24-28 ημέρες. Μετά από τέσσερις ημέρες κλώσης και ολοκλήρωσης του κουκουλιού, ο ώριμος μεταξοσκώληκας μετατρέπεται σε νύμφη μεταξοσκώληκα. Μετά από περίπου δύο εβδομάδες, οι νύμφες μεταξοσκώληκα μετατρέπονται σε ενήλικους μεταξοσκώληκες, οι οποίοι τελειώνουν την ωοτοκία μέσα σε 3-5 ημέρες και πεθαίνουν λίγο αργότερα.
Ο ως πηγή πρωτεΐνης και η συμβολή της πρακτικής αυτής στη βιώσιμη ανάπτυξη
Στο τρέχον σενάριο της βιώσιμης ανάπτυξης, εκτιμάται ότι έως το 2050 θα υπάρχουν επιπλέον 2,5 δισεκατομμύρια άνθρωποι και θα αυξηθεί κατά 70% η ζήτηση τροφίμων. Οι αποδόσεις των καλλιεργειών δεν αυξάνονται αρκετά γρήγορα για να υποστηρίξουν τις παγκόσμιες ανάγκες και η παγκόσμια γεωργία αντιμετωπίζει πολλές σοβαρές προκλήσεις.
Ως εκ τούτου, τα έντομα μπορούν να αποτελέσουν μια θρεπτική εναλλακτική λύση για την κάλυψη της συνεχώς αυξανόμενης ζήτησης τροφίμων στο παρόν και το μέλλον. Η πλειονότητα της κατανάλωσης εντόμων πραγματοποιείται στις αναπτυσσόμενες χώρες, με περίπου 1.900 είδη εντόμων να καταναλώνονται παγκοσμίως.
Τα τρόφιμα και οι ζωοτροφές που προέρχονται από αυτά είναι υψηλής ποιότητας, έχουν υψηλή αναλογία μετατροπής τροφής και εκπέμπουν χαμηλό επίπεδο αερίων του θερμοκηπίου. Σε περίπτωση αυξημένης απαίτησης τροφίμων και έχοντας ως δεδομένη τη σημαντική μείωση των πόρων βιοποικιλότητας, τα βρώσιμα έντομα, που αναφέρονται και ως παραδοσιακό τρόφιμο σε όλο τον κόσμο λόγω της υψηλής πρωτεΐνης τους, μπορούν να θεωρηθούν πιθανή πηγή παραγωγής πρωτεϊνών.
Οι μεταξοσκώληκες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτική πρωτεϊνική πηγή τροφής με χαμηλότερο δυναμικό εκπομπών αερίων θερμοκηπίου, συμβάλλοντας στη συνέργεια του στόχου για την αειφορία και στην άμβλυνση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής, συνδράμοντας στη βιώσιμη ανάπτυξη.
Ως βιώσιμη επιλογή εντόμου που παρέχει πρωτεΐνη, μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε άμεσα για κατανάλωση από τον άνθρωπο, είτε έμμεσα σε ανασυντεθειμένα τρόφιμα (με εκχυλισμένη πρωτεΐνη), αλλά και ως πηγή πρωτεΐνης σε μείγματα πρώτων υλών ή ως πηγή βιοδραστικών πεπτιδίων.
Τα βιοδραστικά πεπτίδια παρουσιάζουν λειτουργικές ιδιότητες, όπως αντιμικροβιακές, αντιυπερτασικές, αντιοξειδωτικές και ανοσορρυθμιστικές δραστηριότητες και μπορούν να αλληλεπιδράσουν με το ανθρώπινο σώμα στο νευρικό, καρδιαγγειακό ή γαστρεντερικό σύστημα. Επιπλέον, τα βιοδραστικά πεπτίδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία τροφίμων ή καλλυντικών για αντιοξειδωτική και αντιμικροβιακή δράση.
Οι νύμφες ως βιώσιμη εναλλακτική πηγή Ω-3 και μια προσιτή αντικατάσταση των ιχθυελαίων
Εκτός από την εξαιρετική περιεκτικότητα των νυμφών σε πρωτεΐνες, με περίπου 55,6% ως βάση ξηράς ουσίας, η συγκέντρωση λίπους (περίπου 32%) μπορεί να έχει μεγαλύτερη σημασία. Μια βιώσιμη εναλλακτική, ασφαλής και πολύτιμη πηγή ευεργετικών ω-3 αποτελούν οι νύμφες του μεταξοσκώληκα. Το έλαιό τους θεωρείται αξιόπιστη πηγή με ποικίλες εφαρμογές, όπως στον τομέα των τροφίμων και των φαρμάκων, έχοντας αντιφλεγμονώδη δράση ή διεγερτική επίδραση στη λεμφική κυκλοφορία.
Μπορεί, επίσης, να χρησιμοποιηθεί στην ιατρική ως θεραπεία της ιγμορίτιδας, της ωτίτιδας, της βρογχίτιδας, του άσθματος, της φυματίωσης, των ουρολοιμώξεων και της μετεγχειρητικής επέμβασης, ενώ μπορεί να έχει πιθανές εφαρμογές και στα τροφοκαλυντικά.
Μεγάλες ποσότητες νυμφών στη σηροτροφία απορρίπτονται ως υποπροϊόντα, ωστόσο έχουν προσελκύσει την προσοχή λόγω του θρεπτικού δυναμικού τους. Οι πολυάριθμες και ευεργετικές λειτουργίες των συστατικών τους, συμπεριλαμβανομένων των ανοσοτροποποιητικών, αντιβακτηριακών, αντικαρκινικών, αντιοξειδωτικών, ηπατοπροστατευτικών και αντιαποπτωτικών δράσεων, παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον.
Εκτός από τη βελτίωση του περιβάλλοντος των αιμοφόρων αγγείων, τη μείωση της αρτηριακής πίεσης, την πρόληψη της θρόμβωσης και της αρτηριοσκλήρωσης, την αύξηση της κυτταρικής ζωτικότητας και την ενίσχυση της άμυνας του σώματος, οι βιοδραστικές ενώσεις των νυμφών του μεταξοσκώληκα μειώνουν, επίσης, τα τριγλυκερίδια του πλάσματος και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία τραυμάτων και τη ρύθμιση των επιπέδων σακχάρου στο αίμα.
Η μεταφορά των Δ5 και Δ6 δεσατουρασών, ενζύμων που συμμετέχουν στον μεταβολισμό των λιπαρών στον μεταξοσκώληκα από τα φύλλα της μουριάς, θα μπορούσε να καταστήσει τον μεταξοσκώληκα μια νέα πηγή ωμέγα λιπαρών και μια αποτελεσματική, αλλά και προσιτή αντικατάσταση των ιχθυελαίων.
Οι νύμφες ως συστατικά τροφίμων
Τα ακόρεστα λιπαρά οξέα, τα πεπτίδια και οι φαινολικές ενώσεις στις προνύμφες του μεταξοσκώληκα παρουσιάζουν αντιοξειδωτική δράση και μπορεί να είναι δυνατή η ανάπτυξη τροφίμων ή φαρμάκων με αντιοξειδωτικές ιδιότητες, χρησιμοποιώντας νύμφες μεταξοσκώληκα.
Οι νύμφες μπορεί να υποβάλλονται σε επεξεργασία για την εξαγωγή θρεπτικών συστατικών και δραστικών συστατικών που χρησιμοποιούνται στον εμπλουτισμό των τροφίμων, όπως και σε βιολειτουργικά τρόφιμα – τροφοφάρμακα. Μερικοί ερευνητές έχουν χρησιμοποιήσει σκόνη νυμφών μεταξοσκώληκα ως ενισχυτικό πρωτεΐνης, δημιουργώντας λειτουργικά τρόφιμα.
Επίσης, η προσθήκη σκόνης νυμφών μεταξοσκώληκα έχει χρησιμοποιηθεί για ενίσχυση της γεύσης και για εμπλουτισμό στο ψωμί, στο γιαούρτι στα λουκάνικα και στα διάφορα πρόσθετα τροφίμων. Αξιοσημείωτο είναι ότι η σκόνη υδρολυμένης πρωτεΐνης νυμφών μεταξοσκώληκα έχει αυξήσει τη σαρκοπενία σε ζωικά μοντέλα μελέτης, γιατί όχι και στον άνθρωπο, που η σαρκοπενία χρήζει αντιμετώπισης και διατροφικά.
Άλλες ανθρωποκεντρικές χρήσεις υγείας
Επιπλέον, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα εμβόλιο της νόσου Alzheimer, χρησιμοποιώντας νύμφες μεταξοσκώληκα. Τα διαγονιδιακά ποντίκια για τη νόσο του Alzheimer, που έλαβαν ανασυνδυασμένες πρωτεΐνες από νύμφες μεταξοσκώληκα, έδειξαν μειωμένη εναπόθεση μηλονικής διαλδεΰδης εγκεφάλου (μιας ένωσης μάρτυρα οξειδωτικού στρες), καθώς και βελτιωμένη μνήμη και γνωστική απόδοση. Οι νύμφες μεταξοσκώληκα θα μπορούσαν να είναι μια πιθανή λειτουργική τροφή για την πρόληψη της νόσου Alzheimer και να παρέχουν μια θεραπευτική πρόταση για την αντιμετώπισή της. Ακόμη και αυτή η αναφορά καταδεικνύει τη δυνητική αξία των νυμφών μεταξοσκωλήκων στην ανάπτυξη εμβολίων και παρέχει μια αναφορά για την ανάπτυξη νέων εμβολίων με τη χρήση νυμφών μεταξοσκώληκα.
Η Ιαπωνία ανέπτυξε εμβόλια ανασυνδυασμένης πρωτεΐνης που βασίζονται σε μεταξοσκώληκες. Έτσι, ο μεταξοσκώληκας βοήθησε πολύ στο να αντιμετωπιστούν ασθένειες όπως η COVID-19, ενώ ο εμπλεκόμενος μηχανισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την καταπολέμηση θανατηφόρων ασθενειών.
Κατά τη συγκομιδή και το ξετύλιγμα των κουκουλιών, προκειμένου να ληφθούν οι ίνες μεταξιού, κύρια συστατική πρωτεΐνη είναι η ινωδίνη, η οποία παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη χορήγηση φαρμάκων, την επούλωση τραυμάτων και τις εφαρμογές μηχανικής ιστών ως βιοϋλικού στην ιατρική.
Οι πολλαπλές εφαρμογές στη μηχανική/αναγέννηση ιστών, τη συρραφή και τη βελτίωση της βιοσυμβατότητας των διάφορων κατασκευασμένων εμφυτευμένων μπορούν να τροφοδοτήσουν μελλοντική έρευνα και να επικεντρωθεί στο να μειώσει τα περιστατικά μόλυνσης και απόρριψης της χρήσης των βιοϋλικών, με συνέπεια βελτιωμένα αποτελέσματα και μετεγχειρητική άνεση του ασθενούς.
Οι νύμφες, οι προνύμφες και τα θρεπτικά συστατικά τους
Οι νύμφες, αλλά και οι προνύμφες μεταξοσκώληκα είναι πλούσιες σε πολλά θρεπτικά συστατικά. Η πρωτεΐνη, το λίπος και οι υδατάνθρακες είναι οι πιο άφθονες ουσίες, καθώς και τα μέταλλα, οι βιταμίνες και οι πολυφαινολικές ενώσεις. Οι νύμφες μεταξοσκώληκα είναι αγροβιομηχανικά υποπροϊόντα, με υψηλότερη θρεπτική περιεκτικότητα σε ακατέργαστες πρωτεΐνες 50%-80%, με σημαντική ποσότητα μεθειονίνης (2%-3% πρωτεΐνης), λυσίνης (6%-16% πρωτεΐνης) και λιπιδίων (21-38%). Πιο συγκεκριμένα, η σύνθεση αμινοξέων εκφρασμένη ως γραμμάρια επί τις % σε γραμμάρια πρωτεΐνης, που περιγράφεται από μελετητές, είναι μεθειονίνη 4,6, λυσίνη 7,5, ασπαρτικό οξύ 10,9, θρεονίνη 5,4, σερίνη 4,7, γλουταμινικό οξύ 14,9, προλίνη 4,0, γλυκίνη 4,6, αλανίνη 5,5, κυστίνη 1,4, βαλίνη 5,6, ισολευκίνη 5,7, λευκίνη 8,3, τυροσίνη 5,4, φαινυλαλανίνη 5,1, ιστιδίνη 2,5 και αργινίνη 6,8.
Συμπεράσματα
Τα έντομα μπορούν να αποτελέσουν μια θρεπτική εναλλακτική λύση για την κάλυψη της συνεχώς αυξανόμενης ζήτησης τροφίμων στο παρόν και το μέλλον. Το μέλλον της σηροτροφίας εξαρτάται από μια αλλαγή παραδείγματος προς τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και την ενίσχυση της οικονομικής και κοινωνικής ζωής, αποτιμώντας όλα τα προϊόντα που παράγονται από αυτόν τον τομέα.
Από τις αναφορές μας προκύπτει ότι οι μεταξοσκώληκες είναι ωφέλιμοι για τον άνθρωπο, όχι μόνο λόγω της υψηλής διατροφικής τους αξίας, αλλά και λόγω των πολλών υγειοπροστατευτικών ιδιοτήτων τους. Τα αβγά, οι προνύμφες και οι νύμφες του μεταξοσκώληκα περιέχουν υψηλή ποσότητα πρωτεϊνών, ελαίων, μετάλλων, βιταμινών και πολλών άλλων ευεργετικών συστατικών που είναι θρεπτικά και έχουν θετική επίδραση στην ανθρώπινη υγεία.
Μελέτες έχουν δείξει ότι οι νύμφες του μεταξοσκώληκα προστατεύουν το συκώτι, ενισχύουν την ανοσία, αναστέλλουν την απόπτωση, τον καρκίνο, την ανάπτυξη όγκου και μικροβίων, ρυθμίζουν τη γλυκόζη και τα λιπίδια του αίματος και μειώνουν την αρτηριακή πίεση.
Περαιτέρω έρευνα για τους μεταξοσκώληκες μπορεί να διευκολύνει τη διερεύνηση της εξημέρωσης των εντόμων, της μορφογένεσης, της ενδοκρινολογίας, της αναπαραγωγής, της γνωσιακής συμπεριφοράς και της ανοσολογίας. Μπορεί, επίσης, να βοηθήσει στην αποσαφήνιση του ρόλου των ομολόγων γονιδίων, που χρησιμοποιούνται ως οργανισμοί-πρότυπο για ιατρικούς σκοπούς.
Τέλος, η σηροτροφία θα μπορούσε να αναπτύξει και να διαφοροποιήσει τα παραγόμενα προϊόντα της και παραπροϊόντα, δημιουργώντας μια μεγάλη κατηγορία προϊόντων προστιθέμενης αξίας. Απλώς, ως κοινωνία, το είδαμε μίζερα και την προσπεράσαμε ως μια καλλιέργεια χαμηλών προσδοκιών. Μήπως να το ξαναδούμε;
