Biopohjaiset pakkausmateriaalit: markkinat, raaka-aineet ja kestävyys
Hyönteistuotannon esiselvitys - Nina Huikuri, Technobug Oy
1. Entolab työpaja Ilmajoki 26.9.2018
Niina Huikuri
Toimitusjohtaja
Technobug Oy
The Superior Bug Growing Technology.
2. Hyönteistuotannon esiselvitys -hanke
Pikes ja Luke selvittivät yhteishankkeessa hyönteistuotannon mahdollisuuksia
Pohjois-Karjalassa
Projektityöntekijät Niina Huikuri (Pikes) ja Susanne Heiska (Luke)
96 000 € budjetti
Rahoitus P-K ELY Euroopan maaseudun kehittämisen maatalousrahastosta
90%
Toteutusaika 1.4.-30.11.2017
Hankkeen tavoitteena oli hankkia tietoa:
Markkinoista
Kilpailijoista
Teknologian tasosta ja tarjonnasta, sekä T&K-tarpeista
Tuotantomenetelmistä, ja T&K-tarpeista
henkilöstön osaamistarpeista massatuotannon käynnistämisen näkökulmasta
Tarvittavista materiaaleista, erityisesti tuotantohyönteisten ja niille tarkoitetun
rehun osalta
Tuotannonturvallisuudesta
Lupaprosesseista tuotannon käynnistämiseen liittyen
Koostaa Luken julkaisusarjassa julkaistava selvitys hyönteisliiketoiminnasta
kiinnostuneille
3. Hyönteisten käytön historia 1
Hyönteisiä on käytetty erityisherkkuna ja tärkeänä osana ihmisen
ravitsemusta kautta aikojen (Aasia, Afrikka, Oseania, Etelä ja Keski-
Amerikka)
=> Keräily ja ravintokäyttöä on todistettu olevan 4000 vuoden
takaa
Muuta käyttöä:
Silkin tuotanto, Silkkiperhosen toukka => 5000 vuotta
Hunaja ja mehiläistentarhaus
Väriaineet, vahat
Biologinen torjunta
Pölytyspalvelut
Lääkekäyttö
Eksoottisten eläinten rehu
Kalastus käyttö
4. Hyönteisten käytön historia 2
Länsimaiden mielenkiinto on herännyt hiljattain mm. FAO:n raportin (2013, Edible Insects)
julkaisun jälkeen
Vuosien 2012-2013 aikana länsimaihin alkoi syntyä hyönteisten elintarviketuotantoa. Näitä
maita olivat ja ovat edelleen USA, Kanada, Australia, Hollanti, Ranska, Tanska ja Englanti
Uuselintarvike asetuksen säätäminen (EU Novel Food Regulation, EFSA) 2015. Voimaantulo
1.1.2018.
Julkisrahoitteiset tutkimukset alkavat 2015 mm. Turun yliopisto, Luke.
Suomi ilmoittaa sallivansa hyönteiselintarvikkeet. 20.9.2017. Hyönteiset suomen
ruokakauppoihin 24.11.2017.
2017 vuoden aikana Suomeen syntyi toistakymmentä hyönteisalan yritystä
SEURA -lehti 5.2.2015
@Fazer
5. Miksi hyönteistuotantoa tarvitaan?
Proteiinin tarpeen kasvu tulevaisuudessa rehu ja ruokakäytössä
Laidun ja viljelymaan kapasiteetin täyttyminen
Nykyisen proteiinin tuotannon (karja, soija) ympäristö ja ilmasto-ongelmat
Tavoitteet proteiiniomavaraisuuden nostamiseksi (Suomi 15%)
Kasviproteiinin vaillinaisuus vrt. lihasta saataviin välttämättömiin aminohappoihin ja
vitamiineihin
Hyönteisproteiinin tuotannon tehokkuus => vähemmän vettä, vähemmän maapinta-
alaa, vähemmän rehua
Kiertotalous kytkökset => hukkaresurssit hyötykäyttöön
Ylivoimaisesti tehokkain ja ympäristöystävällisin lihaperäisen proteiinin tuotantomuoto
Hyönteistuotanto on maataloudelle uusi elinkeinomahdollisuus
Soveltuu hyvin Pohjoisempaan suomeen sillä proteiinikasvien tuotanto on näillä
leveysvyöhykkeillä haastavaa ellei mahdotonta
Paikallisen elintarviketuotannon sivuvirtoja voidaan kehittää edelleen hyönteisten
rehuksi
Tietyllä varauksella myös puuperäisiä sivuvirtoja on mahdollista käyttää joidenkin
hyönteisten rehussa
7. Hyönteisten kasvattaminen
Hyönteisten kasvattaminen on alkutuotantoa
”Alkutuotannoksi katsotaan hyönteisten kasvatus, mahdollinen elävien hyönteisten kuljetus ja muut
toimet hyönteisten lopetukseen saakka. Alkutuotantoon katsotaan kuuluvan myös itse lopetus silloin,
kun lopetus tapahtuu esimerkiksi jäädyttämällä tai pakastamalla hyönteiset.” [Evira, 2017]
Hyönteisten kasvatuksesta tulee tehdä alkutuotantoilmoitus. Mikäli ilmoitusta ei ole tehty, ei
hyönteisiä voi myydä elintarvikkeena.
Jos taho on ennestään alkutuottaja tehdään vapaamuotoisella ilmoituksella lisäys
alkutuotantopaikasta kunnan elintarviketarkastajalle
Elintarvikkeeksi jalostusta varten tarvitaan elintarvikelupa:
”Hyönteistuotannossa elintarvikehuoneistotoimintaa on kaikki sellainen toiminta, joka muuttaa
alkutuotannon tuotteen luonnetta merkittävästi. Tällaista toimintaa on esimerkiksi keittäminen,
paahtaminen, jauhaminen ja muu jalostus. Elintarvikehuoneistotoimintaa on myös lopetus
silloin, kun se tapahtuu keittämällä tai silppuamalla.” [Evira, 2017]
8. Hyönteisten jalostaminen elintarvikkeiksi
Toiminnan hygieniavaatimukset
Talousveden laatuvaatimukset
Elintarvikkeen laadunvalvonta
Elintarvike-erien jäljitettävyys ja kirjanpito
Pakkausmerkinnät
Henkilöstön osaaminen, hygieniapassi
Huoneistoa koskevat rakenteelliset vaatimukset
Omavalvontasuunnitelma
Elintarvikelisäaineet
Kontaktimateriaalit
Jos hyönteisiä valmistetaan elintarvikkeeksi, tarvitsee tehdä ilmoitus
elintarvikehuoneistotoiminnasta:
”Hyönteistuotannossa elintarvikehuoneistotoimintaa on kaikki sellainen toiminta, joka
muuttaa alkutuotannon tuotteen luonnetta merkittävästi. Tällaista toimintaa on esimerkiksi
keittäminen, paahtaminen, jauhaminen ja muu jalostus. Elintarvikehuoneistotoimintaa on
myös lopetus silloin, kun se tapahtuu keittämällä tai silppuamalla.” [Evira, 2017]
9. Hyönteisten ravintosisältö
– Energiaa
– Proteiinia
– Runsaasti ihmiselle välttämättömiä aminohappoja
– Tyydyttymättömiä ja monityydyttymättömiä rasvahappoja
– Mikroravinteita: kupari, rauta, magnesium, mangaani, fosfori, seleeni, sinkki
(rautaa on runsaasti verrattuna perinteiseen lihaan)
– Vitamiineja: riboflaviini, pantoteenihappo, biotiini, foolihappo
– Kuidut
10. Hyönteisistä valmistettavia tuotteita
Esijalosteita ovat pakastettu hyönteinen, kuivattu hyönteinen, hyönteisjauho, hyönteisrouhe
tai kypsentämättömät muut hyönteiselintarvikkeet
Markkinoille tulleita hyönteiselintarvikkeita ovat olleet mm. erilaiset välipalapatukat, sipsit,
kuivatut ja maustetut snacksit, leipä, pasta, näkkäri, suklaa..
Muita hyönteistuotannosta saatavia tuotteita ovat:
Lanta => lannoitteet
Hyönteisten kuori => kitiini, chitosaani.. => valmiiit markkinat olemassa, useita
sovelluskohteita, uutta: 3D printattava biomuovi
https://entomologytoday.org/2014/02/01/got-shrilk-insect-inspired-bioplastic/
https://wyss.harvard.edu/technology/chitosan-bioplastic/
Mahdollisuuksia: uudet lääkeaineet (mm. syöpälääkkeet, uudet antibiootit, HIV-lääke),
biokemikaalit,
Kuva: BBC 1.9.2015Kuva: Entomologytoday.orgKuva: Bugsolutely pasta. Heiska S.Kuva: Hyönteismyslipatukka
11. Hyönteisten rehukäyttö
Lukessa meneillään tutkimus mustasotilaskärpäsen toukan (=BSF)sopivuudesta
sianruokintaan. Sopivuutta esim. luomu-tuotantoon tutkitaan.
Kirjolohen kasvatuksessa 50% ja merilohella jopa 100% kalaperäisestä rehuvalkuaisesta
voidaan korvata BSF:llä
Tilapia kalan kasvatuksessa BSF-rouheella ei eroja kaupallisiin rehuihin
Kala- ja soijarehu on voitu korvata kokonaan tai osittain hyönteisillä (BSF, huonekärpänen,
jauhopukki, kanalakuoriainen, mormonisirkka, silkkiperhonen)
Kanoilla on saatu näyttöä kitiinin positiivisista vaikutuksista immuunisysteemiin, jonka
ansiosta on voitu vähentää antibioottien käyttöä
13. Tuotannon työvaiheet 2
Munantuotanto
käsityötä ja tarkkailua, tuotantohyönteisen biologian ymmärtäminen.
Hyönteisten munitukseen on kehitetty patentoituja menetelmiä, mutta menetelmät ovat käsityövaltaisia.
Prosessin automatisointi on ongelmallista.
Ruokinta ja juotto ovat kasvatusvaiheen tärkeitä työvaiheita. Hyönteisten kasvatukseen on
Hyönteisille markkinoilla vain muutama tarkoitukseen suunniteltu rehu.
Sirkoille käytetään usein sioille tai siipikarjalle optimoituja rehuja. Jauhopukin ja mustasotilaskärpäsen kasvatuksessa
rehu sekoitetaan itse. Ainesosina voi olla esim. vehnäleseitä, jauhoja tai kaurahiutaleita sekä hiivaa, tuoreita kasviksia,
myynnistä poistettuja kasviperäisiä entisiä elintarvikkeita.
Vedentarve vähäistä, mutta vedensaannin estyessä voi tuhoutua suuriosa populaatiosta
Vedensaannin voi turvata mm. kostuttamalla rehua suihkupullolla, tarjoilemalla tuoreita vihanneksia, tarjoamalla vettä
imukykyisistä kuitukankaista, tai synteettisistä vettä imevistä geeleistä.
Laitteistoja on hyönteistenjuottoon kehitteillä
Erottelu
Erottelu ylijäävästä rehusta, ulosteista ja muusta jätteestä. Sairaiden ja kuolleiden erottelu
Laajassa tuotannossa hyönteisten liikkeitä voidaan monitoroida ja arvioida
Mekaaniset erottelijat, seulat, tärisevät hihnat
Lopettaminen
Pakkanen, hiilidioksidi, nopea silppuaminen
14. Olosuhdehallinta
Monet massakasvatettavista lajeista ovat trooppista alkuperää ja ne eivät selviydy viileässä
Valtaosalla lajeista optimilämpötila onkin +30 astetta
Lämmityksen lisäksi voidaan tarvita viilennystä. Otettava huomioon suunniteltaessa
kasvatuslaatikoiden kokoa ja muotoa
Ilmankosteuden vaatimukset vaihtelevat lajeittain ja kehitysvaiheen mukaan esim. munien
hautominen
Tuotantoympäristön kaasupitoisuuden kontrollointi
Olosuhteiden säätelyssä oleellista on lämpötila- ja kosteusolosuhteiden pysyminen tasaisina
eri puolella kasvatustilaa, laatikoita tai linjastoa.
Valon vaikutus vaihtelee hyönteislajeittain ja valovaatimus voi olla erilainen eri
kehitysvaiheessa.
Hyönteistuotannon teknologiayrityksillä on erilaisia ratkaisuja olosuhdehallintaan.
Kansainvälisistä patenttitietokannoista löytyy yli 400 hyönteisten kasvatukseen liittyvää, jo
myönnettyä tai hakuasteella olevaa patenttia.
Patentteja on haettu hyönteiskasvatuksen menetelmille, laitteistoille, hyönteisten erottelu- ja
prosessointimenetelmille sekä hyönteisten rehuille.
15. Perinteinen sirkkatuotanto Thaimaassa
Kasvattamon sijainti Chiang Main maaseudulla, Pohjois-
Thaimaassa
Kasvattamorakennuksena toimi maapohjainen peltikatos,
jossa ei ollut seiniä. Kuumina päivinä säteilyn varjostaminen
harsoilla, ja tilojen viilentäminen sumuttamalla kasvatustiloihin
vettä reppuruiskulla.
Sirkkojen kasvatus katoksen alla harkoista muuratuissa
altaissa. Altaan yläreuna oli kaakeloitu tai pinnoitettu muovilla
Altaat olivat noin 3 m pitkiä, 75 cm korkeita ja 1,5 m leveitä.,
Altaat oli täytetty tiiviisti pystyyn pinotuilla pahvisilla
munakennoilla.
Kennostot oli asennettu puisten rimojen päälle, jolloin niiden
alle jäi tyhjää tilaa, jonne ulosteet ja muu jäte tippui.
Suojaus metallivahvisteisella hyönteisverkolla ei toivottujen
hyönteislajien, hämähäkkien, lintujen ja jyrsijöiden pitämiseksi
poissa
16. Perinteinen sirkkatuotanto Thaimaassa 2
Rehuna oli kaupallinen sianrehu, joka jauhettiin hienoksi
jauhoksi
Rehun tarjoilu matalista puisista astioista. Vesi tarjottiin soralla
täytetyiltä muovilautasilta
Veden lisäys päivittäin ja rehun lisäys joka toinen päivä. Lisänä
oli kakkoslaadun melonit
Sukukypsyyden saavuttaneiden sirkkojen kasvatusaltaaseen
asetettiin illalla kennojen päälle kostealla kookoskuidulla
täytetty munitusastia, jotka kerättiin joka päivän jälkeen pois
Joitain päiviä kuoriutumisen jälkeen pienet nymfit siirrettiin
uuteen altaaseen kasvamaan.
17. Perinteinen jauhopukkituotanto Malesiassa
Sijainti noin tunnin ajomatkan päässä Kuala Lumpurista hylätyssä kerrostalossa
Paikassa kasvatettiin jauhopukintoukkia (Tenebrio molitor ja Zophobas morio) sekä
sirkkoja kalanrehuksi.
Jauhopukkia kasvatettiin useassa huoneessa, joiden seinustat olivat täynnä puisia
hyllyköitä
Hyllyille oli sijoitettu puureunaiset, matalat kasvatuslaatikot, joissa oli alumiininen pohja.
Laatikoiden koko oli noin 50 x 80 x 20 cm. Kasvatuslaatikoita ei ollut suojattu verkoin, ja
niissä näkyikin jonkin verran myös muita, kuin kasvatettavia lajeja.
Rehuna vehnälese jota oli laatikoiden pohjalla muutaman sentti. Rehun lisäys 2-3
päivän välein.
Munien saamiseksi aikuisia pidettiin puukehikossa, jonka pohjana oli tiheäsilmäinen
metalliverkko.
Kehikko asetettiin kasvatuslaatikkoon rehun päälle. Aikuisten syödessä munat tippuivat
verkon läpi alapuolella sijaitsevan rehun sekaan. Samoilla aikuisilla munitus kesti 4
viikkoa.
Kaikki erottelu tapahtui käsin
Kun toukat olivat valmiita korjattaviksi, ne eroteltiinn ulosteesta, ylijääneestä rehusta
ja muusta jätteestä seulomalla.
18. Pilotointi- ja kehityskokoluokan sirkkatuotanto
Yhdysvalloissa
Kasvattamo sijaitsi Coloradon osavaltiossa, esikaupunki- ja teollisuusalueella
Kasvattamo oli rakennettu polyuretaanivaahdolla eristettyyn merikonttiin, jossa olosuhteita
säädeltiin laitetoimittajalta hankitun teknologiakomponentin avulla. Laitteistoon kuului
lämmitin, kosteutin ja ilmanpuhallin, jotka olivat kytkettyinä yhteiseen hallintajärjestelmään.
Koko kontin ilmanvaihdosta ja lämpötilan säätelystä vastasi digitaalinen ilmastointijärjestelmä.
Kontin sisäosa oli osastoitu foliopinnoitetun teltan avulla niin, että eri osastoihin saatiin
erilaiset lämpötila- ja kosteusolosuhteet. Energiatarvetta täydennettiin kontin katolle
asennetun aurinkokeräimen avulla.
Sirkkoja kasvatettiin elintarvikemuovilaatikoissa, joiden sisälle oli pinottu pahvisia kennostoja.
Rehut tehtiin itse luomupohjaisista elintarviketeollisuuden sivuvirroista
Ruokinta 3-4 krt viikossa. Vesi tarjoiltiin kertakäyttöisistä muoviastioista, joiden kannen läpi oli
työnnetty suodatinmateriaali, joka johti vettä kapillaarisesti kannen läpi. Kaikki erottelu tehtiin
käsin.
20. Massatuotantolaitos
Suunnittelu pohjoisiin olosuhteisiin on haastavaa, sillä talvella seinän
sisällä oleva lämpötilagradientti on jyrkkä (n. -30 - +30°C), minkä vuoksi
eristeiden on oltava paksuja
Olosuhdehallinnassa voidaan hyödyntää kasvihuone- ja
sensoriteknologiaa, jota on kehitetty muille aloille olosuhteiden valvontaan
ja säätelyyn
Ilmanvaihdon toteuttaminen yksi haasteellisimmista osioista. Cortes Ortiz
et al.mukaan Tuotannon kannalta optimaalinen, laminaarinen ilmanvirtaus
saadaan aikaan sijoittamalla tuloilman aukot kattoon ja poistoilman aukot
alas seinään.
Kaikkein käsityövaltaisimmat osiot, kuten munien tuotanto, kasvatustilojen
siivoaminen, veden ja ruoan jakelu, ”sadon korjuu” tulisi pystyä tekemään
mahdollisimman automaattiseksi.
21.
22. Jatkokehitys
Hyönteistuotanto on otollinen ala erilaisten agro-teollisten
symbioosien kehittämiselle
Tutkimukseen ja kokemukseen perustuvan tiedon karttuessa
voisi tulevaisuuden visioissa hyönteistuotannossa hyödyntää
erilaisia agro-teollisia sivuvirtoja. Näiden avulla voisi olla
mahdollista tuottaa erilaisia elintarvikkeita hyödyntämällä
resurssien kierrätystä niin, että systeemin ulkopuolelta tuleva
tuotantopanos (lannoitteet, hiilidioksidi, lämpö, happi) olisi
pieni.
Potentiaaliset raaka-aineet rehukäyttöön:
Nurmi (vaatii säilöntämenetelmän kehittämistä)
Muut pellolla kasvatettavat hyönteisten rehuksi kelpaavat kasvit
Elintarviketeollisuuden sivuvirrat (osaa voi jo käyttää)
Kuva: Zhiying Lim