Insect-mediated bioconversion for organic waste valorization: understanding and exploiting the digestion capability of Hermetia illucens larvae

La bioconversione mediata da insetto di rifiuti organici e sottoprodotti delle filiere agroalimentari può rappresentare una strategia innovativa per valorizzare biomasse di ridotto valore e ottenere bioprodotti sostenibili in accordo con i criteri di economia circolare. Uno dei più promettenti agenti di bioconversione utilizzabile in questo ambito è la mosca soldato nera (Hermetia illucens; Diptera: Stratiomyidae), le cui larve saprofaghe possono crescere su svariati substrati organici. In particolare, stiamo valutando l’efficienza di biotrasformazione della Frazione Organica del Residuo Solido Urbano (FORSU) da parte delle larve di questo insetto con l’obiettivo di ottenere biomateriali a basso impatto ambientale e alto valore tecnologico, come bioplastiche e biodiesel (rispettivamente, dalle proteine e dai lipidi estratti dagli insetti). L’intestino medio degli insetti è coinvolto nei processi di digestione e assorbimento dei nutrienti e ha quindi un ruolo fondamentale nei processi di bioconversione. Per questa ragione abbiamo valutato la performance digestiva delle larve di H. illucens allevate su due diversi substrati che mimano la composizione della FORSU. I risultati indicano che l’insetto è in grado di sfruttare efficacemente diete con differenti valori nutrizionali grazie a meccanismi di regolazione dell’espressione genica e dell’attività degli enzimi digestivi. Infatti, nonostante le differenze nella composizione delle diete, non abbiamo osservato differenze né nei parametri di sviluppo delle larve né nella composizione chimica delle larve e delle pupe. Per valutare in dettaglio il profilo lipidico abbiamo condotto un’analisi lipidomica su larve e pupe allevate sulle due diete. I risultati hanno indicato che il substrato di allevamento influenza la composizione lipidica in entrambi gli stadi di sviluppo. Questi dati pongono le basi per valutare come lo stadio di sviluppo e il substrato di allevamento influenzino il metabolismo e la composizione lipidica di questi insetti, inoltre possono essere utili per valutare se i lipidi ottenuti da H. illucens allevata su FORSU siano adatti alla produzione di biodiesel. Lo studio è stato finanziato da Fondazione Cariplo (Titolo del progetto: Turning Rubbish Into biobased materials: a sustainable CHain for the full valorization of organic waste (RICH), protocol n. 2020-0900).