The demographic increase of the world’s population and the consequent rise in demand for animal proteins require efficient and sustainable solutions. In this context, insects have attracted the attention of the scientific community due to their excellent nutritional profile, low environmental impact, and the presence of bioactive compounds that could potentially exert numerous beneficial health effects. The aim of this thesis was to analyze and organize the available scientific literature on the nutritional values of insects, the characteristics of their bioactive compounds, and the effects of integrating insect-based diets in various animal species with particular emphasis on gut health and animal metabolism in order to critically assess the current state of knowledge in these fields. This thesis was carried out through a critical review of the scientific literature. The selection of sources was based on criteria of relevance and quality, prioritizing peer-reviewed studies. This approach allowed for a systematic collection of evidence, providing an effective analytical framework for interpreting the data and evaluating the effects on gut health. Rearing insects as novel protein sources for animal and human consumption has a lower environmental impact compared to traditional proteins from chicken, pork, and bovine sources. Insects exhibit an excellent nutritional profile, characterized by a high protein content; however, a direct comparison between insect and traditional protein sources was not possible due to data heterogeneity. Factors such as the insect species, developmental stage, and the consumer species greatly influence these values. Bioactive compounds can be classified as peptides, phenols and polyphenols, sterols, and polysaccharides, with antimicrobial, prebiotic, and antioxidant effects being the most thoroughly characterized. The inclusion of insects in the diet, as a partial substitute for the protein or lipid fraction at low inclusion levels (5-10%), can have positive effects on performance and health. These benefits are primarily attributed to the prebiotic action of chitin and antimicrobial peptides that modulate the microbiota, and the intestinal inflammation, decrease the feed conversion ratio, and improve intestinal histomorphometric indices. However, the analysed studies showed that the effectiveness of these effects is closely related to the insect species and their nutritional values, the animal species consuming them and the percentage of inclusion in the diet. Particularly it was observed that high level of inclusion (more than 10% in chickens and pigs, 35% and 50% in pets and fish) could reduce feed digestibility and negatively modulate the microbiota by limiting nutrient absorption.
Gli insetti nell’alimentazione animale: componenti bioattive e loro meccanismo d’azione sulla salute intestinale e sul metabolismo L’incremento demografico della popolazione mondiale ed il conseguente aumento della domanda di proteine animali impongono la ricerca di soluzioni efficienti e sostenibili. In questo contesto, gli insetti hanno suscitato l’interesse della comunità scientifica grazie ad un ottimo profilo nutrizionale, un basso impatto ambientale e la presenza di composti bioattivi che possono potenzialmente determinare numerosi effetti sulla salute. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è stato analizzare ed organizzare i dati disponibili in letteratura sui valori nutrizionali degli insetti, le caratteristiche dei loro composti bioattivi e gli effetti dell’integrazione degli insetti nella dieta di diverse specie animali con particolare attenzione sulla salute intestinale e sul metabolismo, in modo tale da effettuare una valutazione critica sullo stato attuale delle conoscenze in questi campi. La presente tesi è stata realizzata mediante una revisione critica della letteratura scientifica. La selezione delle fonti è stata eseguita adottando criteri di pertinenza e qualità, privilegiando studi peer-reviewed. Questo approccio ha permesso una raccolta sistematica delle evidenze in modo da poter fornire un quadro analitico efficace per l’interpretazione dei dati e per poter valutare gli effetti dell’integrazione degli insetti o loro componenti sulla salute intestinale degli animali. L’allevamento di insetti finalizzato alla produzione di proteine destinate al consumo animale ed umano ha un impatto ambientale ridotto rispetto alle proteine tradizionali di pollo, suino e bovino. Gli insetti presentano un ottimo profilo nutrizionale, grazie ad un elevato contenuto di proteine, ma non è stato possibile condurre un preciso confronto con le altre fonti proteiche poiché molti fattori condizionano i valori nutrizionali degli insetti quali la specie di appartenenza, lo stadio di sviluppo e l’animale consumatore. I composti bioattivi possono essere classificati in peptidi, fenoli e polifenoli, steroli e polisaccaridi, e le proprietà più caratterizzate sono stati gli effetti antimicrobici, prebiotici ed antiossidanti. L’inclusione degli insetti nella dieta degli animali in parziale sostituzione della quota proteica o lipidica in basse percentuali di inclusione (5-10% in media tra le specie) può determinare effetti positivi sulle performance produttive e sulla salute. Questi effetti sono rappresentati soprattutto dall’azione prebiotica della chitina ed antibatterica di alcuni peptidi che modulano il microbiota, dalla riduzione dell’indice di conversione alimentare, dal miglioramento degli indici istomorfometrici intestinali e dalla modulazione dell’infiammazione intestinale. Gli studi analizzati hanno però evidenziato che l’efficacia di tali effetti è strettamente correlata alla specie di insetto e pertanto ai suoi valori nutrizionali, alla specie animale consumatrice ed alla percentuale di integrazione nella dieta. In particolare, in relazione a quest’ultimo aspetto, è stato osservato che un alto livello di inclusione (oltre il 10% in polli e suini, 35 e 50% in animali d’affezione e pesci) potrebbe ridurre la digeribilità della razione e modulare negativamente il microbiota limitando l’assorbimento dei nutrienti.
Gli insetti nell’alimentazione animale: componenti bioattive e loro meccanismo d’azione sulla salute intestinale e sul metabolismo
PIZZULLI, GIANBATTISTA
2023/2024
Abstract
Gli insetti nell’alimentazione animale: componenti bioattive e loro meccanismo d’azione sulla salute intestinale e sul metabolismo L’incremento demografico della popolazione mondiale ed il conseguente aumento della domanda di proteine animali impongono la ricerca di soluzioni efficienti e sostenibili. In questo contesto, gli insetti hanno suscitato l’interesse della comunità scientifica grazie ad un ottimo profilo nutrizionale, un basso impatto ambientale e la presenza di composti bioattivi che possono potenzialmente determinare numerosi effetti sulla salute. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è stato analizzare ed organizzare i dati disponibili in letteratura sui valori nutrizionali degli insetti, le caratteristiche dei loro composti bioattivi e gli effetti dell’integrazione degli insetti nella dieta di diverse specie animali con particolare attenzione sulla salute intestinale e sul metabolismo, in modo tale da effettuare una valutazione critica sullo stato attuale delle conoscenze in questi campi. La presente tesi è stata realizzata mediante una revisione critica della letteratura scientifica. La selezione delle fonti è stata eseguita adottando criteri di pertinenza e qualità, privilegiando studi peer-reviewed. Questo approccio ha permesso una raccolta sistematica delle evidenze in modo da poter fornire un quadro analitico efficace per l’interpretazione dei dati e per poter valutare gli effetti dell’integrazione degli insetti o loro componenti sulla salute intestinale degli animali. L’allevamento di insetti finalizzato alla produzione di proteine destinate al consumo animale ed umano ha un impatto ambientale ridotto rispetto alle proteine tradizionali di pollo, suino e bovino. Gli insetti presentano un ottimo profilo nutrizionale, grazie ad un elevato contenuto di proteine, ma non è stato possibile condurre un preciso confronto con le altre fonti proteiche poiché molti fattori condizionano i valori nutrizionali degli insetti quali la specie di appartenenza, lo stadio di sviluppo e l’animale consumatore. I composti bioattivi possono essere classificati in peptidi, fenoli e polifenoli, steroli e polisaccaridi, e le proprietà più caratterizzate sono stati gli effetti antimicrobici, prebiotici ed antiossidanti. L’inclusione degli insetti nella dieta degli animali in parziale sostituzione della quota proteica o lipidica in basse percentuali di inclusione (5-10% in media tra le specie) può determinare effetti positivi sulle performance produttive e sulla salute. Questi effetti sono rappresentati soprattutto dall’azione prebiotica della chitina ed antibatterica di alcuni peptidi che modulano il microbiota, dalla riduzione dell’indice di conversione alimentare, dal miglioramento degli indici istomorfometrici intestinali e dalla modulazione dell’infiammazione intestinale. Gli studi analizzati hanno però evidenziato che l’efficacia di tali effetti è strettamente correlata alla specie di insetto e pertanto ai suoi valori nutrizionali, alla specie animale consumatrice ed alla percentuale di integrazione nella dieta. In particolare, in relazione a quest’ultimo aspetto, è stato osservato che un alto livello di inclusione (oltre il 10% in polli e suini, 35 e 50% in animali d’affezione e pesci) potrebbe ridurre la digeribilità della razione e modulare negativamente il microbiota limitando l’assorbimento dei nutrienti.| File | Dimensione | Formato | |
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Gianbattista Pizzulli - Gli insetti nell’alimentazione animale componenti bioattive e loro meccanismo d’azione sulla salute intestinale e sul metabolismo.pdf
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Descrizione: Analisi del ruolo degli insetti nell’alimentazione animale, con focus sui composti bioattivi e i loro effetti sulla salute intestinale e il metabolismo.
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https://hdl.handle.net/20.500.14240/167317