XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Еда будущего: альтернативный белок
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I. Введение.
Питание является одним из важных факторов, влияющих на здоровье человека. Иногда люди могут сделать сознательный выбор в пользу тех или иных пищевых продуктов. Я слышала о вегетарианстве, веганстве, сыроедение. Но я была очень удивлена, когда увидела программу о том, что в учебных заведениях Великобритании и Австралии школьникам 4-11 лет начнут подавать блюда с измельченными насекомыми. И я подумала, неужели действительно можно употреблять насекомых в пищу?
Цель исследования:
Подробно изучить такое явление, как энтомофагия, причины его появления и степень распространенности в странах по всему миру.
Задачи исследования:
найти информацию об истории энтомофагии;
изучить литературу об альтернативном питании;
описать значение насекомых, выяснить, какие продукты из них производят;
собрать информацию об изготовлении и применении продуктов из насекомых в Белгородской области;
сделать выводы по проведенному исследованию.
Гипотеза:
Я предположила, что в настоящее время употребление в пищу съедобных насекомых широко распространено среди различных народов.
Методы исследования:
анализ источников информации по данной теме;
интервьюирование врача-диетолога;
слепая дегустация;
социологический опрос (анкетирование);
обобщение полученной информации.
II. Основная часть
1. История зарождения и распространения энтомофагии.
Насекомые — одни из самых древних и успешных классов беспозвоночных существ на Земле. Их первые представители появились в толще первичного океана Земли около 400 миллионов лет назад, и они достаточно долго доминировали как в море, так и на суше, куда они выбрались первыми среди всех многоклеточных животных. Сегодня на Земле около десяти миллионов видов насекомых, присутствующих на всех континентах планеты и занимающие почти все экологические ниши и среды обитания.
Энтомофагия — это потребление в пищу человеком насекомых и паукообразных и продуктов, из них приготовленных.
Энтомофагия встречается более чем в 100 странах мира. Она ведет свой отсчет со времени возникновения человечества. Анализы останков предков современного человека, найденных в американских и мексиканских пещерах, показывают, что те употребляли в пищу муравьев, личинок жуков, клещей еще задолго до того, как научились охотиться и разводить скота. Пристрастие наших предков к насекомым стимулировало их трудовую деятельность. Например, одно из самых распространенных орудий труда у неандертальцев-палочки для вылавливания термитов. Иоанн Креститель жил в пустыне, где пищею его были акриды (саранча) и дикий мед. На Ближнем Востоке в VII веке саранча считалась деликатесом, достойным царского стола. Насекомыми были не прочь полакомиться и в античном мире. В конце ХIX века в Европе было несметное количество майских жуков и их достаточно активно потребляли в пищу. Тогда самым известным европейским блюдом была похлебка из майских жуков. Одним из первых идеологов энтомофагии стал в ХIХ веке английский путешественник и естествоиспытатель Винсент Хольт.
На самом деле мы регулярно едим насекомых, не замечая этого. Подсчитано, что за свою жизнь человек независимо от своего желания съедает около 500 г насекомых. Например, вместе с хлебом. Это мучные жучки, мучные черви, которые иногда попадаются в виде твердых темных кусочков. Переработанные черви обязательно окажутся в джемах и вареньях фабричного изготовления, томатной пасте и кетчупах. Дело в том, что стандарты безопасности пищи не запрещают использовать червивые фрукты и овощи. Из насекомых даже получают некоторые пищевые добавки. Например, красный цвет многие блюда приобретают из-за использования порошкообразного красителя кармина, получаемого из паразитирующих на кактусах щитковых тлей-кошениль. Кармин зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е120. Его можно найти в йогуртах с клубникой и красными фруктами, в большинстве колбас, в кетчупе, в красных конфетах, в газированных напитках, таких как Кока-Кола, Меринда, Фанта, в желе и мармеладе, кексах. Его также активно используют в косметической промышленности, он содержится во многих помадах.
Насекомые уже являются традиционной частью многих региональных и национальных рационов питания. Минимум 2 миллиарда человек употребляют в пищу около 2 тысяч видов насекомых. Их едят в 36 африканских, 29 азиатских и 23 странах Северной и Южной Америки. Причем, в одних государствах насекомых считают деликатесом, в других-насекомые составляют часть ежедневного рациона. По данным ВОЗ, 30% съедобных насекомых — это жуки, второе место — у гусениц, третье занимают осы, пчелы и муравьи. Лидерами по числу употребляемых видов являются Таиланд, Лаос, Индонезия, Китай, Вьетнам, Мексика, Бразилия, Австралия. Не едят насекомых в Северной и Восточной Европе, России и странах бывшего СССР, некоторых странах Ближнего Востока.
Предлагаю Вашему вниманию некоторые национальные блюда из насекомых.
Медовые муравьи
Их употребляют в пищу в качестве заменителя обыкновенных карамелек. Этот вид муравьев называется медовыми, благодаря брюшку наполненному медовой росой, иногда до такой степени, что насекомое становится больше, чем собратья в 3-4 раза, теряет способность передвигаться и висит на «потолке» подобно груше.
Вареные пчелы
Это блюдо под названием «хатиноко» прижилось в Японии. Личинки пчел варятся в соевом соусе с добавлением сахара. Блюдо стало особенно популярным в послевоенные годы, когда более традиционные блюда оказались в дефиците. В японских магазинах можно встретить консервированных пчел, которых производят пчеловодческие хозяйства. Блюда из диких пчел встречаются редко и стоят очень дорого.
Водные клопы в сливочном соусе
Это популярное тайское и вьетнамское блюдо. Там водятся клопы размером с ладонь. Их жарят во фритюре, затем заливают сливочным соусом. Говорят, что эти насекомые напоминают по вкусу креветки.
Зажаренные тарантулы
Гигантских пауков тарантулов любят в Камбодже. Их отлавливают, а затем обжаривают на сковородках над углями до черноты. Говорят, что по вкусу мясо пауков является чем то средним между курицей и рыбой.
Кузнечики, сверчки и саранча
Кузнечики и их ближайшие родственники-самые популярные съедобные насекомые, видимо потому, что распространены по всей планете и их достаточно легко поймать. Кузнечики очень богаты белком, они имеют нейтральный вкус, поэтому могут комбинироваться с другими продуктами. Их часто продают жареными с солью и едят, как чипсы или сухарики.
2. Животноводство и экологическая катастрофа.
Возникает вопрос: если употребление насекомых в пищу возникло давно, почему к этому вопросу стали возвращаться именно сейчас?
Из трех основных компонентов пищи, составляющих рацион человека, наименее дефицитным являются простые углеводы. Нехватка жиров и сложных углеводов- пищевых волокон ощущается в целом ряде стран. Однако наиболее остро стоит вопрос белкового голодания. В настоящее время основным источником белка является животноводство. Рост потребления мяса в мире начался в 1940-ые годы, когда широкое распространение получили домашние холодильники и появилась возможность относительно легко хранить мясо в домашних условиях. До этого времени потребление мяса в мире было в гораздо меньшем масштабе. Увеличение потребления, в свою очередь, привело к развитию промышленного животноводства, одна из основных проблем которого- экологическая катастрофа, которая грозит планете.
Сейчас на нашей планете живет около восьми миллиардов людей. По прогнозам ООН, к 2050 г. их число вырастет до десяти миллиардов. И чтобы накормить всех, придется увеличить производство пищи. В настоящее время под животноводство используется около 70% всех земель сельхозназначения, а всего для скотоводства занято 30% всей суши. Треть из этих земельных ресурсов приходится на выращивание корма для самого скота. Производство 1г белка из говядины или баранины занимает больше 1 м² . Ежегодно 70% пресной воды расходуется сельским хозяйством. Промышленное животноводство приводит к масштабному загрязнению планеты; на сегодняшний день животные вырабатывают в 140 раз больше отходов, чем люди. Животноводство- один из основных глобальных источников парниковых газов (СО2). На животноводство приходится почти 20% от всех выбросов. Для сравнения весь транспорт ( включая наземный, морской и воздушный) формирует всего 13%. Еще одна угроза- широкомасштабное использование антибиотиков и гормонов роста в промышленном производстве. Основная часть гормонов, которые в огромных количествах скармливают животным, попадают в почву и воду и окружающую среду через метаболизм животных и загрязняют ее. Применение антибиотиков, в частности в свиноводческой и птицеводческой промышленности, приводят к формированию устойчивости микроорганизмов человека к медицинским препаратам.
3. Насекомые — ценный питательный продукт
В этой ситуации человечество вынуждено искать другие виды пищи, и прежде всего белка. В течение последних 15 лет сформировался даже отдельный термин в области альтернативных источников сырья — «небелковые продукты». Они созданы на основе растительного белка и микроорганизмов. Говоря об альтернативном протеине (белке), подразумеваются 3 вида продукции: культивируемое (искусственное) мясо, растительное мясо и насекомые.
Употребление насекомых в пищу считают одним из альтернативных вариантов получения достаточного количества белка, поскольку они не только доступны и питательны, но и не вредят экосистеме. Для производства 1 кг белка из насекомых требуется в 500 раз меньше воды, в 12 раз меньше корма, в 10 раз меньше земли в сравнении с производством 1 кг говяжьего белка. Съедобные насекомые по питательной ценности мало чем отличаются от ракообразных и моллюсков, которыми люди не брезгуют. И те, и другие принадлежат к типу членистоногих. Существует несколько причин, согласно которым насекомых можно использовать в пищу. Во-первых, в насекомых много белка и ненасыщенных жиров, что делает их хорошей заменой птицы или рыбы. В некоторых насекомых доля белка в общей массе достигает 80%. Богаты они и другими полезными элементами — жирами, кальцием, железом, цинком. Например, в говядине содержание железа составляет 6 мг на 100 г сухого веса, тогда как в саранче оно может достигать 20 мг на 100 г. Также насекомые содержат в себе в два раза больше антиоксидантов, чем цитрусовые. Во-вторых, физически собирать насекомых гораздо проще, чем ухаживать за животными. В-третьих, граждане бедных стран не всегда могут позволить себе покупку мяса, а вот насекомых они смогут насобирать себе самостоятельно. В-четвертых, сбор насекомых мог бы дать работу безработным в развивающихся странах, что тоже является большим плюсом. Поскольку для выращивания насекомых не требуется много пространства, им можно заниматься как в городских, так и в сельских районах, что делает разведение насекомых выгодным там, где другие виды сельского хозяйства не применимы. Съедобные насекомые также легко транспортируются и зачастую их легко разводить без специальной подготовки. Таким образом, разведение насекомых открывает возможности для тех, кто имеет ограниченный доступ к земле, обучению и другим ресурсам.
4. Экономика мухи «Черная львинка» (Hermetia illucens).
Есть два направления: насекомые, как еда для человека и насекомые, как корм для животных. В России речь об употреблении насекомых в пищу человеком пока не идет. Насекомых отличает высокая скорость размножения и наращивания белковой массы, поэтому они подходят для выращивания в промышленных условиях. Российские компании проявляют интерес к южно-американской мухе «черная львинка». Насекомое отличается неприхотливостью, а ее личинка всеядностью, способностью развиваться в широких диапазонах температур (20-50 градусах Цельсия) и влажности (40-90%). Живет она всего 20 дней. От одного насекомого можно получить шесть миллионов личинок. Взрослых мух черной львинки не привлекает жилище человека, они не имеют развитого ротового аппарата, не питаются, не кусаются, не являются переносчиками болезней, не беспокоят человека в отличие от домашней мухи. В организме черной львинки вырабатывается определенное защитное вещество, своего рода антибиотики. Это позволяет им не болеть. Личинки этой мухи содержат около 40% протеина и около 40% жира, богаты кальцием, фосфором. Мука, полученная из них, не токсична, не содержит условно-патогенных грибов, сальмонеллы, что подтверждается исследованиями ставропольской и белгородской межобластных ветеринарных лабораторий Россельхознадзора. Вопросами разведения мухи черная львинка уже активно занимаются в ЮАР, Нидерландах, Франции. Что касается России, то первую и единственную пробную линию по производству муки и липидного концентрата из личинок мухи черная львинка запустили в ноябре 2021г. в промышленном парке «Северный» в Белгородском районе Белгородской области. Белгородская область была выбрана, как одна из передовых аграрно ориентированных областей страны. Производством продукта занимаются экологи и биологи БГТУ им. Шухова совместно с Институтом проблем экологии и эволюции им. Северцова и компанией «Агроакадемия». Белково-липидный концентрат из личинок обладает высокой пищевой ценностью и сбалансированным составом. Сейчас он используется в качестве кормовой добавки для домашних животных. На запущенной линии по производству белка установлено программное обеспечение, разработанное специалистами университета. Линия полностью роботизирована, человек только контролирует производственный цикл. Основная часть выпускаемой продукции планируется на экспорт, но со временем эксперты планируют постепенно вводить продукт и в пищевую промышленность. Помимо производства белка будет запущено еще одно направление. Личинки черной львинки способны перерабатывать почти любые органические отходы, включая осадки сточных вод, пищевые и растительные отходы, такие как картофельная кожура, свекольный жом. Ученые «технолога» планируют использовать эту возможность и разработать направление эффективной утилизации органических отходов. На сегодняшний день потери при транспортировки и хранении составляют около трети всей продукции. Использование насекомых позволит сократить отходы и повысить эффективность производства продовольствия.
Но биомасса мух — не только сырье для производства белковых продуктов, но и источник ценных веществ. Так личинка черной львинки содержит аминокислоту аргинин (человек получает ее с молоком матери). Сейчас это вещество для детского питания получают из кедровых орехов, но в личинке черной львинки его в семь раз больше. Сушенных насекомых используют в целом виде или перерабатывают в муку, на 70% состоящую из белка. Ее можно использовать для приготовления хлеба и выпечки. Характеристики готовых продуктов из такой муки улучшаются: свежесть хлеба сохраняется до десяти суток и улучшается работа кишечника. Также она может использоваться как сырье для производства функциональных белковых продуктов, таких как батончики, печенье, суспензии, хлебцы. Мука из насекомых способна заменять и соевую муку в составе мясного фарша и колбас. Биомасса личинки может использоваться как источник хитина-ценного сырья для фармацевтической, микробиологической, косметической промышленности. Но это пока только в планах. Российское законодательство не регламентирует работу в данной области.
5. Пищевая безопасность насекомых
Есть еще одна проблема. У большинства из нас насекомые ассоциируются с болезнями и нечистотами. Для разъяснений я обратилась к врачу диетологу- нутрициологу Болдышевой Ирине Анатольевне. Она объяснила мне, что насекомые сами никогда не становятся непосредственными источниками инфекций, опасных для человека. Реальные источники инфекций- наши четвероногие и пернатые питомцы. В процессе одомашнивания коровы наградили наших предков оспой и туберкулезом, утки- гриппом, свиньи- гепатитом Е. Всего от 12 видов домашних животных мы получили 50% всех зоонозных вирусов. Ученые склонны считать, что наиболее вероятный источник пандемии COVID-19 в мире — это тоже животные. Таким образом, увеличение количества животных и внедрение промышленных методов скотоводства несет огромные риски возникновения новых мировых пандемий. Но если вирусам и бактериям, которые развиваются в птицах и, особенно, в млекопитающих, ничего не стоит перекинуться на людей, то энтомопатогенным инфекциям такой прыжок не под силу — слишком велика пропасть, отделяющая насекомых от человека на уровне физиологии и генетики. Так что культивирование насекомых- это прекрасная альтернатива скотоводству. Доктор считает, что сам термин «энтомофагия» не совсем корректный. Мы же не говорим «свинофагия», когда употребляем в пищу продукты свиноводства. Развитие данной кулинарной ниши можно сравнить с суши и растительным молоком, которые лишь спустя несколько десятилетий полноценно закрепились на продуктовом рынке. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) в 2021г. разрешило употреблять в пищу мучного червя и перелетную саранчу. Но потребление насекомых и продуктов питания из них не закреплено на законодательном уровне в Российской Федерации, каких-то серьезных научных исследований о длительном приеме насекомых и их отсроченном влиянии на организм человека в настоящее время не проводится.
6. «Слепая» дегустация.
Изучив большое количество литературы о насекомых, продуктах питания из них, о пользе этих продуктов для здоровья, побеседовав с врачом, я решила присоединиться к двум миллиардам человек, которые уже едят насекомых и попробовать что-нибудь, приготовленное из съедобных насекомых. Но это оказалось нелегко сделать.
Просто в обыкновенных магазинах, в гипермаркетах купить еду из насекомых невозможно. Я нашла несколько онлайн-магазинов (Bug Bazar, Qx-Shop, Bug Shop), которые предлагают «экзотическую» еду. Эти магазины расположены или в Финляндии, или в Бельгии или в Юго-Восточной Азии, но доставка у них по всему миру. Ассортимент в этих магазинах очень необычный: съедобные тарантулы, скорпионы в белом и черном шоколаде, бамбуковые черви, шашлык из кузнечиков и шелкопрядов и так далее. Оказалось, что такая еда не такая уж и дешевая. Крохотная порция насекомых (15-20г), содержащая 20-25 штук насекомых стоит 300-600 рублей. Придется купить порций пять-шесть, чтобы утолить голод.
Я выбрала самый нейтральный продукт — энтомо протеиновый батончик из сверчков со вкусом банана. А в гипермаркете «Лента» в отделе функционального питания я купила обыкновенный протеиновый батончик Bombbar с банановым пудингом. Батончик с энтомо протеином оказался дороже, он стоит 120 рублей, а батончик Bombbar-80 рублей.
В описании на сайте энтомо батончик- это абсолютно натуральный продукт, содержащий хитин, аминокислоты, омега-3 и омега-6, витамин В2 и В12, витамин Е, калий, натрий, железо, цинк, кальций. Содержание протеина в нем 12,5г, клетчатки 13г, жиров 4г, углеводов 10г. Энергетическая ценность 160 ккал. В этот батончик добавлена мука из смолотых в порошок хитиновых панцирей сверчков, а, конечно, не целые сверчки.
Протеиновый батончик Bombbar содержит концентрат сывороточного белка, концентрат молочного белка, водорастворимые волокна кукурузы, какао, эмульгатор, ароматизаторы, подсластители, влагоудерживающие агенты, регулятор кислотности, антиокислитель. Содержание протеина в нем 10г, жиров 6,3г, углеводов 3,3г, клетчатки 15г. Энергетическая ценность 140 ккал.
Если сравнивать состав, то протеиновый батончик из сверчков содержит больше белка и меньше жиров. И состав его выглядит более натуральным. В обычном протеиновом батончике содержится большое количество различных наполнителей.
Я устроила слепую дегустацию: откусила по небольшому кусочку от одного и другого батончика и сравнила свои впечатления. Оказалось, что батончик из сверчков менее сладкий, чуть более твердый и хрустящий. У батончика Bombbar очень сладкий и какой-то химический вкус, и он сильно прилипает к зубам. Вывод: по вкусу батончик из муки сверчков мне понравился больше.
7. Социологический опрос.
После моей смелой дегустации я решила провести социологическое исследование, посвященное различным аспектам энтомофагии. В анкетировании участвовали ученики ОГБОУ «Лицей №9» г.Белгорода, студенты МГИМО и сотрудники медицинского центра «Гармония здоровья». Респондентам были предложены следующие вопросы: ваш пол, ваш возраст, «Считаете ли Вы, что еда из насекомых безопасна?», «Готовы ли Вы попробовать съедобных насекомых, если услышите из компетентных источников, что это очень полезно?», «Как Вы считаете, нужно ли разрешать в России производство съедобных насекомых?». Опрос распространялся в мессенджерах WhatsApp, Viber. Проведенное исследование охватило 53 респондента. Опросная анкета была распространена среди респондентов в возрасте от 9 лет. Доля мужчин составила 24,5%, женщин — 75,5%.
Респондентам был задан вопрос «Считаете ли Вы, что еда из насекомых безопасна?» с возможными вариантами ответа «да» и «нет». По результатам опроса, мнение отвечающих, вне зависимости от их пола разделилось: 45,3% опрошенных считает использование насекомых в качестве источника пищи безопасным, в то время как 54,7% убеждены, что нет. Далее ответы респондентов проанализированы с учетом их пола. Установлено, что женщины относятся к безопасности употребления насекомых более настороженно, чем мужчины. Половина всех опрошенных женщин заявила, что, по их мнению, продукты питания из насекомых безопасно употреблять в пищу, в то время, как большая часть опрошенных мужчин считает их небезопасными.
В рамках данного исследования респондентам было предложено ответить на второй вопрос: «Готовы ли Вы попробовать съедобных насекомых, если услышите из компетентных источников, что это очень полезно?». По результатам опроса, 45% женщин готовы пробовать продукты из насекомых, такого же мнения придерживаются 61,5 % опрошенных мужчин.
Респондентам предлагали ответить на третий вопрос: «Как Вы считаете, нужно ли разрешать в России производство съедобных насекомых?». Среди общего количества ответивших 54,7% высказались в пользу запрета на производство съедобных насекомых в России. Мужчины выступают за запрет легализации реже, чем женщины, более половины из которых считают, что не следует разрешать производство продуктов питания из насекомых в России.
Исходя из выше изложенного, можно сделать вывод, что отношение к съедобным насекомым практически не зависит от пола респондента. Между тем, возраст неоднозначно влияет на предрасположенность к энтомофагии- молодые люди более склонны пробовать продукты из съедобных насекомых по сравнению со взрослыми. Население старше 45 лет имеет устоявшиеся предпочтения в выборе продуктов питания. Отношение людей к энтомофагии может поменяться в будущем, благодаря увеличению количества научных исследований и представления информации покупателям в доступной форме. Доказательства благоприятного воздействия на здоровье от употребления насекомых в пищу выступает важным фактором, способствующим повысить спрос на альтернативные продукты питания.
Результаты опроса
III. Заключение
По результатам проведенного исследования моя гипотеза подтвердилась: действительно, употребление в пищу продуктов питания, изготовленных из насекомых, широко распространено среди народов различных государств по всему миру, однако причины подобной «популярности» варьируются в зависимости от страны. В государствах Азии, Африки, Южной Америки в основу внедрения в рацион насекомых и приготовленных из них блюд легли традиции, обычаи, доступность насекомых в следствии климатических условий. В странах Западной Европы — это современный тренд на инновации, позволяющие создавать продукты питания, которые не причиняют вреде планете и делают жизнь людей более здоровой и долговечной.
Говоря о мировом сообществе, необходимо также упомянуть и Российскую Федерацию. В нашей стране отсутствует стандарты качества по производству съедобных насекомых, а также требования к готовой продукции из них, даже не смотря на в целом нейтральное отношение общественности к такому явлению, как «энтомофагия», и готовности предпринимателей внедрять подобную продукцию в производство. Следовательно, существует обширные перспективы для дальнейшего совершенствования законодательства, проведению серьезных научных исследований и информирования граждан Российской Федерации об употреблении насекомых в пищу.
IV. Источники информации
https://ru.wikipedia.org/wiki/
Журнал «Наука и жизнь», N2, 2021г.
«Насекомые как пища и корм: от производства до употребления». Арнольд ван Хейс. 2011г.
Журнал «Пищевые системы», том 5 N1, 2022г.
Еда из насекомых: главный тренд мирового FoodTech рынка. Электронный ресурс: https://trends.rbc.ru/trends/futurology/5f849de69a794721c98cc185 (дата обращения: 18.02.2022).
Еда будущего: Евросоюз одобрил сверчков в качестве альтернативы мясу. Электронный ресурс: https://www.kp.ru/daily/27365/4546538/ (дата обращения: 22.02.2022).