Küresel ölçekte miktar olarak insan gıdası ve hayvan yemi birlikte ele alındığında, 8,4 milyar ton/yıl taze besin direkt insan gıdası olarak tüketilirken, 6,4 milyar ton/yıl kuru materyal hayvan yemi ya da yem bileşeni olarak değerlendirilmektedir. Dünya nüfusunun beslenmesinde 2018 yılında mevcut tarım arazilerinin %40’ının kullanılacağı hesaplanmıştır. Bu miktarın %70’i canlı hayvan besiciliği için, %30‘u ise hayvan yemi olarak kullanılacak tahılların (Soya, Mısır vs.) üretiminde kullanılacaktır. Akarsu kaynaklarının ise %70’i tarımsal amaçlar için kullanılmaktadır ki 110 milyon ton kimyasal gübre ve 2,3 milyon ton pestisit bu faaliyetler sırasında kullanılmaktadır. Bu süreçte toplam sera gazı emisyonunun %14-17’si atmosfere salınmaktadır (FAO, 2015; FAO 2017a).

Dünya nüfusunun 2050 yılına kadar 9,8 milyara ulaşacağı tahmin edilmektedir (FAO, 2017b). Küresel nüfus artışıyla yukarıda zikredilen rakamların da hızla artması kaynakların verimli kullanılması açısından önemli bir sorundur. Bu sorunlara çözüm getirebilecek farklı yaklaşımlar öne sürülebilir: organik atıkların verimli bir şekilde tekrar üretime kazandırılması, yatay üretim modelleri yerine dikey üretim modelleri kullanılarak alandan tasarruf, daha az su kullanımı, zirai ilaç/gübre/pestisitlerin sınırlandırılması, geride daha az ekolojik ayak izi bırakma ve atmosfere salınan sera gazlarının önlenmesi gibi. Konuya bütüncül yaklaşıldığında insektlerin bu hususları karşılama noktasında önemli canlılar olduğu öngörülmektedir.

İnsektlerin hayvan yemi olarak kullanımına bakıldığında, ipek kurtlarının pupaları (insektlerde larval aşamanın son evresi) Avrupa’dan Çin’e kadar yayılan geniş bir coğrafyada kanatlı çiftlik hayvanları üretiminde yem kaynağı olarak kullanılmaktadır. Termitler ise Afrika Kıtası ve Laos gibi ülkelerde kullanılmaktadır. Balık yemi üretiminde ise bilimsel çalışmalarda kullanılmaktadır (Hanboonsong ve Durst, 2014; Yen, 2014). Bu konuda farklı türler üzerinde yapılmış çok az sayıda çalışma bulunmaktadır. Wageningen Üniversitesi tarafından 2014 yılı Mayıs ayında Hollanda’da düzenlenen uluslararası konferansta, profesyonel insekt endüstrisinin tanınmasında dönüm noktası olmuştur. Son olarak 2016 yılı Nisan ayında Brüksel’de yapılan PROteINSECT “sürdürülebilir protein kaynağı olarak insektler” adlı konferans geniş bir katılımla yapılmış ve insekt konusu hem sektörel olarak hem de yapılan araştırmalarla geleceğe yönelik öngörüler ve özellikle araştırılmasına ihtiyaç duyulan konular açısından ele alınmıştır. İnsektlerin hem besleyicilik yönünden hem de atıkların değerlendirilmesi noktasında çevre dostu oluşu yönünden bilhassa son yıllarda uluslararası çevrelerde ciddi kabul, hatta teşvik görmektedir. Bu konuda ülkemizde henüz bilimsel çalışma olarak ciddi bir birikim bulunmamaktadır ancak sektörel bazda yalnızca 2016 yılında bir girişim başlatılmıştır (URL-1). İnsektlerin balık üretiminde kullanımı konusunda ülkemizde henüz herhangi bir girişimde bulunulmadığı gibi bilimsel araştırma da son derece kısıtlı sayıdadır (Karabulut vd., 2010).

İnsektlerin besin değerleri son derece iyi olmakla birlikte oldukça değişkendir. Bu değişkenlik türe, metamorfik aşamaya, habitata ve insekt üretiminde kullanılan organik maddeye bağlıdır. Aynı zamanda insektlerin işlenmesi de besin içeriğinde önemli rol oynamaktadır. İnsektler bilhassa gıda ve besin destekleri olarak son derece önemlidir. Çünkü enerji ve protein miktarı balıklar için gereksinim duyulan değerlere yakın, hatta aminoasit gereksinimlerini önemli ölçüde karşılamaktadır. Tekli ve çoklu doymamış yağ asitleri bakımından oldukça zengindir. Mikronütrientler (bakır, demir, magnezyum, manganez, fosfor, selenyum, çinko, riboflavin, pantotenik asit, biotin, bazı durumlarda ise folik asit) bakımından da zengindir (Schabel, 2010; Rumpold ve Schluter, 2013). Karbon ayak izi bakımından sıralama yapıldığında insektler kanatlı çiftlik hayvanlarından sonra gelmektedir (FAO, 2016; FAO, 2017b). İnsekt yetiştiriciliği toplumsal açıdan da daha makul görülebilir; çünkü yüksek maliyetli yatırımlara ve geniş alan/arazi kullanımına ihtiyaç duymaz. Yıl boyunca çevresel şartların el verdiği her yerde her ölçekte yetiştirmek mümkündür. Özellikle yerel ekonomilerin kalkınmasında butik üretim olarak önemli bir sektör olabilir.

Balık unu yapımında kullanılan yemlik balık olarak tabir edilen pelajik balık stoklarındaki süregelen azalma, buna karşılık başta balık yemi olmak üzere diğer canlı stoklar için artan talep maalesef balık unu ve balık yağı tedarikinde hızlı bir azalmaya ve bunun doğal sonucu olarak önemli fiyat artışlarına yol açmıştır (FAO, 2017a). Ayrıca FAO balıkçılık istatistiklerine göre 2019 yılında bir önceki yıla göre yetiştiriciliğin yaklaşık %4 oranında artacağı, avcılık verilerinin ise %3,4 oranında düşeceği ve avlanan balıkların yem üretimi amaçlı kullanımının ise %14,2 oranında azalacağı tahmin edilmektedir (FAO, 2019). Bu verilere göre balık yemi üretiminde kullanılan balık unu ve balık yağı oranının azalacağı görülmektedir. Bu koşullar balık unu ve yağına alternatiflerin bulunmasını zorunlu hale getirmektedir.

Balık yetiştiriciliğindeki maliyetin %40-70’ini balık yemi teşkil etmektedir (Wilson, 2002; Rana vd., 2009), bu oran bilhassa karnivor balık türlerinde yüksek oranda balık ununa ihtiyaç duymaları sebebiyle yüksektir (Manzano-Agugliaro vd., 2012). Protein ve yağ bakımından zengin soya ve diğer karasal bitkiler balık unu ve yağını ikame etmek amacıyla balık yemlerinde kullanılmaktadır (Hardy, 2002; Espe vd., 2006; Gatlin vd., 2007). Ancak bitkisel unlardaki anti besinsel faktörlerin varlığı (Tacon, 1993; Francis vd., 2001; Ogunji, 2004; Collins, 2014), sindirim sisteminde yol açtığı inflamasyon problemleri (Merrifield vd., 2011), balık açısından düşük cezbedicilik ve lezzet gibi sorunları da (Papatryphon ve Soares, 2001) beraberinde getirmektedir. Üstelik insan nüfusundaki hızlı artış tarıma elverişli araziler üzerinde baskı oluşturmaktadır (Doos, 2002), şöyle ki bu tür proteince zengin bitkilerin ekolojik ayak izi, üretim için gerekli olan enerji ve su miktarı ile ilgili olarak balık unu ve yağına sürdürülebilir kısmi alternatif olma özelliğini sorgulanır hale getirmiştir (Naylor vd., 2009).

İnsektler hem tatlısu hem de deniz balıklarının doğal besinlerinin bir parçası (Howe vd., 2014; Whitley ve Bollens, 2014) olduğu için aminoasit, lipit, vitamin ve mineral bakımından zengindir (van Huis, 2013), düşük enerji ve su ihtiyaçları ve tarıma elverişli araziye ihtiyaç duymamaları sebebiyle de geriye küçük bir ekolojik ayak izi bırakırlar (Oonincx ve de Boer, 2012) ki bu avantajlarından dolayı balık unu ve proteinine ilave potansiyel alternatif oldukları düşünülmektedir (Henry ve Fountoulaki, 2014).

İnsekt larvaları düşük kalitedeki organik atıkları hızlı bir şekilde iyi kalitede gübreye dönüştürebilirler (van Huis vd., 2013), böylece hayvan gübresinin nihai kütlesini %50, azot atıklarını %30-50 ve fosfor atıklarını ise %61-70 oranında azaltabilir (Newton vd., 2005; Diener vd., 2009; van Huis vd., 2013). Gübre mikroflorasındaki patojenik bakteri yükünü de düşürürler (Erickson vd., 2004; Liu vd., 2008). Üstelik gübrenin bu çok etkin biyolojik dönüşümü sonucunda nihai ürün olarak protein (%40) ve lipit (%30) bakımından zengin insekt larvaları ve prepupalar elde edilir (Sheppard vd., 1994; Newton vd., 2005). Çoğu insekt türleri (Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Coleoptera, Trichoptera, Hemiptera, Odonata) antifungal ve antibakteriyel etki gösterir (Ravi vd., 2011). Bu yönüyle insekt içeren yemlerin raf ömrünün de arttırılabileceği bildirilmiştir (Zhao vd.,2010). İnsektlerin yukarıda bahsedilen özellikleriyle balık yetiştiriciliğinde hem maliyet hem de zengin protein ve lipit içermesiyle önemli bir avantaj sağlayacağı düşünülmektedir.

Günümüze kadar yapılmış olan balık besleme çalışmalarında genel esansiyel amino asit (EAA) gereksinimleri ortaya konulmuştur. Ticari balık yemlerinin gelişimi geleneksel olarak başlıca protein kaynağı olan balık ununa dayanmaktadır. Bu da balık ununun yüksek protein içeriği ve iyi dengelenmiş EAA profilinden kaynaklanmaktadır ve lisin, metionin ve lösin gibi yüksek oranda sindirilebilir EAA içermektedir. Fakat bitkisel kaynaklı yem hammaddelerinin genellikle daha düşük protein içeriği ve dengeli olmayan EAA profili olduğu ve çoğunlukla da lisin ve metionin gibi amino asitlerin yetersiz olduğu bildirilmektedir.  Bu yetersizlikler balığın yem alımını arttırmaktadır çünkü balık daha bol tüketerek temel gereksinimlerini karşılamaya çalışmaktadır, bu durum Dabrowski vd. (2007) tarafından lisin üzerinde yapılan çalışmada ortaya konulmuştur. Özetle, dengelenmemiş yem balıklarda büyüme ve yem değerlendirme oranını etkilemekte ve gereksinimlerin karşılanamaması istenen üretim başarısını olumsuz etkilemektedir.

Genel olarak insektlerin amino asit (AA) profili taksona bağlı olmakla birlikte Dipteraların AA profilinin balık ununa yakın olduğu, Coleoptera ve Orthopteraların ise soya ununa yakın olduğu ve lisin ve metionin yönünden yetersiz olduğu bilinmektedir (Barroso vd., 2014). Yapılan çalışmalarda çoğu insekt türünün AA profilinin balıkların gereksinim duyduğu değerlerle korelasyon gösterdiği (Hasan, 2001; NRC, 2011; Alegbeleye vd., 2012), bazı durumlarda ise bu gereksinimleri bile aştığı (Rumpold ve Schluter, 2013; Yi vd., 2013; Barroso vd., 2014) bildirilmiştir. Bitkisel kaynaklı yem hammaddeleri balık ununda bulunan taurine ve hidroksiprolin gibi balık sağlığı ve gelişiminde faydalı olan belirli bazı bileşenlerden yoksundur (Aksnes vd., 2008; Kousoulaki vd., 2009; Pinto vd., 2013). Buna karşılık çekirge, ev sinekleri, un kurtları, sivrisinekler ve hatta bal arıları, ipek böceği kurtları, meyve sinekleri ve hamam böcekleri gibi çoğu insekt önemli miktarda taurine (Whitton vd., 1987; Bicker, 1992) ve hidroksiprolin içerirler (Sowa ve Keeley, 1996).

Balıkların enerji gereksinimleri memelilerden daha düşüktür (Finke, 2002). Salmonidler gibi soğuksuda yaşayan karnivor balıklar yemlerdeki %35’e varan yüksek orandaki yağ içeriğine uyum sağlayabilmektedir fakat yemlerde yüksek oranda yağ bulunması balıkların büyümesini yavaşlatabilmekte ve vücutta yağ depolanmasına sebep olmaktadır (New ve Wijkstroem, 2002). Yemdeki protein/yağ oranı (DP/DY) 16 g CP/MJ’e kadar düşük olabilir (Bowyer vd., 2013). Sıcak su balıkları daha yüksek oranda DP/DY seviyesine gereksinim duyarlar (25-26 g CP/MJ) (Bowyer vd., 2013), herbivor ve omnivor sıcak su balıklarının lipit gereksinimlerinin daha düşük olduğu görülmektedir. Genel olarak %10-20 arasındaki yağ oranı karkasta aşırı yağlanma problemine sebep olmaksızın optimum büyümeyi sağlamaktadır (Hasan, 2001; Sales ve Janssens, 2003). Yüksek yağ oranı (%20) bazı omnivor deniz türlerinin bağışıklık sistemini bozabilir (Henry ve Fountoulaki, 2014). Balık unundaki yağ oranı (%8,2) ve soya unundaki yağ seviyesi (%3,0) insektlerden (son derece değişken olmakla birlikte genel olarak %10-30 aralığındadır) daha düşüktür (DeFoliart, 1991). İnsektlerin lipit ve yağ asitleri bakımından gösterdikleri değişkenlik çoğunlukla insektin beslendiği besin kaynağındaki varyasyonlardan kaynaklanmaktadır (Barroso vd., 2014).

Balıkların esansiyel yağ asidi gereksinimleri söz konusu balık türünün biyo-dönüşüm ve elongaz enzimi kapasitesine bağlıdır (Sargent vd., 1999). Tatlı su balıkları genel itibariyle çoklu doymamış yağ asitlerine (PUFA) gereksinim duyarken (Tocher vd., 2008; Tocher, 2010), deniz balıkları genellikle yüksek doymamış yağ asitlerine (HUFA) gereksinim duyar (Tocher vd., 2008; Tocher, 2010). Sucul insektlerle karşılaştırıldığında, karasal insektlerdeki HUFA eksikliği hem balık büyümesini hem de sağlığını zayıflatabilir çünkü HUFA membran yapımı veyahut eicosanoid üretimi gibi pek çok fonksiyonda rol oynamaktadır (Tocher, 2003). Diğer taraftan, deniz balıklarına verilen yemlerdeki HUFA ve/veya PUFA eksikliği yada bir dereceye kadar eksikliği C18’i C20 ve hatta C22 yağ asidine biyo-dönüştürmeyi sağlayan adaptasyon mekanizmasını uyarabilir (Seiliez vd., 2003; Robin ve Skalli, 2007). Yapılan araştırmada farklı n-3 yağ asitleri seviyelerine sahip Hermetia illucens içeren diyetlerle beslenen gökkuşağı alabalıklarının yağ asidi profilini dengelemek için bir adaptasyon mekanizması geliştirebildiği ortaya konulmuştur (Sealey vd., 2011). Özetle literatür incelendiğinde genel olarak tüm insekt larvalarının özelde ise H. illucens larvalarının yağ asidi profili tamamen beslendiği kaynağa bağlı olarak değişmektedir. Bu yüzden H. illucens larvalarına verilecek besinin niteliği HUFA ve PUFA yönünden nihai yağ asidi kalitesini belirleyebilir.

Doğaya salınan organik atıklar önemli bir sorun oluştururken hiçbir girdi maliyeti olmayan bu atıkların biyolojik olarak geri kazanılması önemli bir fırsattır. Obur bir canlı olan BSF larvaları bir günde kendi vücut ağırlığının iki katı ağırlığında materyal tüketebilmektedir. Böylece organik atıkların biyolojik olarak yüksek oranda protein ve lipit kaynağına dönüştürülmesi mümkündür. Üretilen yüksek oranda hayvansal protein ve lipit içeriğine sahip BSF larvaları alabalıkların beslenmesinde etkin bir şekilde kullanılabilir. Bu kullanımda yetiştirilen canlılarda büyüme, yaşama oranı ve bazı patojenlere karşı nasıl bir tepkinin gelişeceği, belirlenmesi gereken önemli noktalardır. Şu ana kadar BSF ile yapılan balık besleme denemelerinde kullanılan BSF ürünleri (canlı, kurutulmuş veya un haline getirilmiş) BSF üreten işletmelerden temin edilerek icra edilmiştir. Ancak bu proje ile hem BSF üretimi hem de balık besleme denemeleri tam kontrollü ve tek elden yürütüleceğinden elde edilecek veriler bakımından çok daha güvenilir bir özgünlüğe sahiptir. Üstelik ülkemizde alabalık beslenmesinde kullanılmak üzere BSF üretimi/kullanımı bilimsel olarak ilk kez yapılacak olup, yöntem ve metodu ticarileştirme potansiyeli de yüksektir.

Alabalık beslenmesinde yemlere BSF ilavesine yönelik daha önce yapılmış çalışmalar mevcut olup,  bu çalışmalarda kullanılan BSF, BSF üretimi yapan işletmelerden tedarik edilerek kullanıldığından BSF’nin ne ile beslendiğine dair bilgi eksikliği bulunmaktadır. Bu projenin özgünlüğü ise BSF üretimini tamamen kendi ekibimiz yapacak, BSF üretiminde farklı organik maddeler kullanılacak ve elde edilen ürün yine kontrollü şartlarda doğrudan alabalık üretiminde ve balık ununa belli oranlarda ikame şeklinde besleme çalışmaları tek elden yürütüleceğinden özgün değer taşımaktadır.  

Bu bağlamda;

1. Oraganik atıklar biyodönüşümle tekrar üretime kazandırılacak ve böylece organik atıklar sorun olmaktan çıkarılırken yüksek besin kalitesine sahip katmadeğere dönüştürülmüş olacaktır.

2. Balık unu ve yağı içerdiği esansiyel aminoasitler ve esansiyel yağ asitleri bakımından bugüne kadar alabalık yetiştiriciliğinde alternatifi bulunamamış yem hammaddesidir. Balıklarda yağ asitlerinin karbon sayısını ve çift bağın yapısını değiştirebilecek elongaz enzimi yoktur ve bu yüzden esansiyel yağ asitlerinin yemle birlikte alınması zorunludur. BSF larvalarının elongaz enzimine sahip olmaları organik atıklarda bulunan bazı yağ asitlerinin daha uzun zincirli ve çift bağlı yüksek doymamış yağ asitlerine dönüştürülmesi mümkün olabilir. Kullanılacak organik atığın türüne göre araştırma sonucunda elde edilecek sonuçlar alabalık yetiştiriciliğine özgü BSF üretiminde kullanılacak en verimli organik atık türü belirlenmiş olacaktır. Dolayısıyla alabalık yetiştiriciliğinde kullanılacak BSF larvalarının üretiminde en etkin organik atığın belirlenecek olması ile proje özgündür.

3. Ticari üretim planlamasında organik atığın yönetiminden başlamak üzere BSF üretimi ile Alabalık üretiminin kombine edilmesi bu projenin diğer bir özgünlüğüdür.