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黑水虻的营养价值及其在动物生产中的应用进展

来源:伴沃教育
黑水虻的营养价值及其在动物生产中的应用进展

◆作者:张佳鑫

王晓娟

◆单位:湖南省浏阳市农业发展事务中心

氨基酸种类较齐全,且含有多种维生素、微量元素摘要:黑水虻繁殖能力强、养殖成本低、无毒无污染,蛋白质含量丰富、改和脂肪酸,是一种颇具潜力的新型蛋白质饲料。研究表明,动物饲粮中添加黑水虻及其制品能够部分替代常规蛋白质饲料,营养价值、利用优势及其在动善动物生长或生产性能、提升产品品质和提高机体健康水平。本文综述了黑水虻的生物学特性、物生产中的最新研究成果,旨在为其更好的应用于养殖业及学者们的进一步研究提供参考。

营养价值;动物;应用关键词:黑水虻;生物学特性;[中图分类号]S816.48

[文献标识码]A

(2019)05-0038-03[文章编号]1005-8613

黑水虻(又名亮斑扁角)属双翅目昆虫,

水虻,在全球大部分地区都有分营布。黑水虻幼虫生命力顽强,(李天腐生性生活,养殖成本低昊等,2017),同时其粗蛋白质和且含有多种必需氨基酸含量高,

已维生素、微量元素和脂肪酸,在动物蛋白质饲料生产、畜禽粪壳聚便和餐厨垃圾无害化处理、糖和抗菌肽提取等方面得到了较广泛地应用和推广(黄文庆等,2019;刘宏宇等,2015;李冠楠等,2014),开发潜力大。此外,动物饲粮中添加大量研究表明,

黑水虻及其制品能够部分替代改善动物生长常规蛋白质饲料,

或生产性能、提升产品品质和提高机体健康水平(陈晓瑛等,2019;张放等,2018;胡俊茹等,2016;Li等,2016;Newton等,

2005)。本文阐述了黑水虻的生物学特性、营养价值和利用优势,在参考国内外最新研究成果基础上综述了黑水虻在动物生并对黑水虻在产中的应用效果,

养殖业中的应用前景进行展望,以期为黑水虻更好的应用于动物生产中提供参考。

1黑水虻的形态特征及生物学特性

黑水虻整个生活史包括卵、幼虫、蛹、成虫四个时期。雌雄成虫交配两天后产卵于靠近食物源的干燥缝隙处。理想状态下,但是在两个月幼虫即趋于成熟,缺少食物的情况下则需要四个营腐生性生月,幼虫呈暗白色,活,可生长到27mm长、6mm宽,主要以新鲜的畜禽粪便、腐餐厨垃圾等废烂的水果和蔬菜、

弃物为食(何振伯,2017)。幼虫

一般认为此时后期也称为预蛹,

的幼虫不再进食,并寻找干燥、安全的化蛹场所。蛹期的持续时间为2周,但是在特殊情况下也可持续长达5个月之久。黑水虻通体黑色,体长成虫状如蚂蜂,

靠幼虫15~20mm。成虫不进食,阶段积累的脂肪维持生命活动,一般在灌木丛中生活,采食植物的汁液和露水(唐晓琴等,2015)。

2黑水虻的营养价值黑水虻幼虫和预蛹的营养黑水价值均很高,有研究表明,虻幼虫干物质的粗蛋白质含量约为45%~47%,粗脂肪含量约为33%,灰分含量约为7%,钙含量约为0.96%,总磷含量约为0.8%(郑丽卿等,2019;朱建平等,2017)。同时,黑水虻幼虫的必需氨基酸氨基酸组成较均衡,

含量较高,例如,含蛋氨酸0.74%、含赖氨酸2.62%、含亮氨

(1994-)硕士,,女,主要从事兽医与畜牧生产研究工作。[作者简介]张佳鑫

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酸3.1%、含赖氨酸2.65%(刘世胜,2016),与鱼粉的氨基酸组成非常接近,必需氨基酸含量与鱼粉几乎一致,某些氨基酸含量甚至优于鱼粉。此外,

黑水虻幼体还含有较丰富的维生素(尤其维生素B1)、胆固醇和脂肪酸(油酸和亚油酸含量较高)

(郑丽卿等,2019);黑水虻幼体中钾、镁、铁、锌、硒、铜等微量元素的含量也较丰富,且多氯联苯、苯并(α)芘、亚硝酸盐、重金属和霉菌、沙门氏菌的含量均符合我国最新饲料卫生标准的要求(崔锦良等,2019)。综上可知,黑水虻幼虫)是动物良好、安全的蛋白质饲料来源。

3黑水虻的利用优势黑水虻的生命力顽强,能够抵抗缺氧、干旱、缺乏食物的不利环境,它的成虫无须摄食,因此不需要精心饲养;

最近的研究表明,黑水虻表现出高的呕吐毒素承受力且毒素不在体内积累,黑水虻的存活率和体增重不受高剂量呕吐毒素的影响(陈漪汶等,2019)。同时,黑水虻不是病毒的载体,它不在腐败的有机物质上产卵,由于缺乏真正意义上的口器也不会与食物直接接触,可不必担心它成为疾病的潜在携带者。黑水虻成虫不受人类生活环境和食物的吸引,也不会滋扰人类的生活。

饲养黑水虻被认为是将有机废弃物转化为富含蛋白质和脂肪的生物资源的一种有效途径。例如,黑水虻幼虫可以调节粪便中的微生物区系(余苗等,2018),减少粪便中有害菌的数量(Liu等,2008;Erickson等,

2004),极大限度降低产品的腐败气味(陈杰等,2014);在无需其它资源的前提下,

黑水虻幼虫可减少蛋鸡和猪粪便50%的积累(吴震洋等,2019);据报道,用6kg的动物粪便就能够生产出1kg的黑水虻虫蛹(朱建平等,2017),生产效率很高。可见,饲养黑水虻可以缓解畜禽粪便中有机废物蓄积造成的生态环境压力,有利于养殖业的可持续发展。另外,有研究表明,黑水虻幼虫可以产生抗生素,

且其蛹壳可以作为生产几丁质和壳聚糖的原料(徐齐云等,2012),黑水虻幼虫干燥后能够长期储存,可作为畜禽、观赏鱼和宠物等的饲料,并可用来生产生物柴油和抗菌肽产品(李森林,2012;李冠楠等,2014)。

4黑水虻在动物生产中的应用

4.1在水产动物生产中的应用

水产养殖对鱼粉的过度依赖已成为制约其可持续发展的主要瓶颈之一,

因此,开发适宜的蛋白质替代资源成为亟待解决的问题。另外,豆粕是水产动物养殖的优质蛋白原料,在水产动物饲料中的用量可达到45%,但近年来,受豆粕价格居高的影响,豆粕在饲料配方中的添加量受限。已有大量研究表明,黑水虻能够部分替代水产动物饲料中的鱼粉、豆粕而不影响动物的生产性能和机体健康,甚至还有利于提高动物的生产性能和机体健康水平,并改善产品的质量。

大西洋鲑(Salmosalar)饲粮

中添加5%~25%的黑水虻幼虫粉,同时添加赖氨酸和蛋氨酸,试验鱼的日增重没有受到影响(Lock等,2014)。胡俊茹等(2018)报道,黑水虻幼虫粉替代基础饲料中50%的鱼粉(黑水虻幼虫粉在基础饲料中的添加量为27.8%,占饲料蛋白质的23.7%)对鲈鱼幼鱼的生长性能无显著影响。最近的研究表明,黑水虻幼虫粉替代40%以下鱼粉对草鱼的生长性能无显著影响,而其替代20%的鱼粉可以提高草鱼的生长性能和机体抗氧化功能(黄文庆等,2019)。此外,用黑水虻幼虫粉替代基础饲粮中鱼粉用量的30%后不会影响黄颡鱼幼鱼的生长性能和肌肉呈味氨基酸组成,

同时可降低血清谷草转氨酶和谷丙转氨酶活性、尿素和甘油三酯的浓度(陈晓瑛等,2019),提示黑水虻幼虫粉有利于改善黄颡鱼的新陈代谢,维护肝脏功能。

据报道,黑水虻油可能通过提高过氧化物酶体增殖物激活受体ɑ的表达水平,减小鱼体腹脂脂肪细胞体积,

降低鱼体腹腔脂肪组织的脂质沉积(吉红等,2016)。胡俊茹等(2016)研究发现,在豆粕用量为35%的基础饲料中,黑水虻幼虫培养基可替代豆粕用量的45%显著降低了罗非鱼全鱼粗脂肪含量以及肝体比。Li等(2016)报道,用黑水虻油替代豆油显著提高了建鲤幼鱼肌肉二十二碳六烯酸和总饱和脂肪酸含量。

上述试验结果提示,黑水虻油能够调节鱼产品中的脂肪含量,利于改善产品的营养价值。

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(4.2在猪和鸡生产中的应用目前,仔猪饲料主要以血浆蛋白粉和鱼粉作为蛋白质来源。血浆蛋白粉的加工工艺比较复杂,存在传播疾病的潜在风险,生物安全性倍受质疑。当前,受非洲猪瘟疫情的影响,全球多个国家已在仔猪饲料中停止使用血浆蛋白粉。另外,

我国鱼粉产量低,长期依赖进口,鱼粉价格昂贵,因此开发一种能替代或部分替代血浆蛋白粉和鱼粉作为畜禽养殖的蛋白质原料具有十分重要的意义。

Newton等(2005)用猪粪饲养的黑水虻干虫粉在断奶仔猪早期饲养阶段按0、50%、100%的比例替代干燥血浆粉(干燥血浆粉在断奶仔猪第1阶段添加比例为5.0%,第2阶段添加比例为2.5%,第3阶段添加比例为0),且没有额外补充氨基酸,试验结果表明,

用黑水虻虫粉替代50%干燥血浆粉,

断奶仔猪的平均日增重提高了4%,饲料转化效率提高了9%。这提示用黑水虻干虫粉部分替代血浆粉用于仔猪饲料中是可行的,但今后还需开展更多的动物试验作进一步的验证。陈巍等(2017)研究指出,黑水虻虫粉代替血浆蛋白粉和鱼粉不影响保育猪的平均日增重、料肉比、存活率和腹泻率,这间接说明黑水虻虫粉代替血浆蛋白粉和鱼粉用于保育猪的饲养是可行的。

张放等(2018)通过使用餐厨饲养的黑水虻全虫取代鱼粉、豆粕进行动物试验,发现其对提高育肥猪的生长性能、营养物质消化率、机体免疫力和降低腹泻率具有一定优·40·

势;同时,他们也发现,饲粮中添加2.5%黑水虻虫粉不影响生长猪的生长性能,且显著或极显著提高了生长猪血清白蛋白和高密度脂蛋白的含量,

有利于机体代谢,以上提示黑水虻虫粉可以替代生长猪基础饲粮中的部分豆粕。

豆粕是畜禽养殖的优质蛋白质原料,但受豆粕价格居高的影响,其在动物饲料配方中的添加量受限。刘学林(2011)利用餐厨垃圾养殖黑水虻,

并将饲喂后得到的转化产物作为蛋白质饲料,按不同替代比例替代肉鸡饲料中的豆粕,结果表明,黑水虻转化产物可部分替代肉鸡饲料中的豆粕,不影响肉鸡的采食量和平均日增重,同时发现其最佳替代比例为12%。以上学者的研究表明,用猪粪或餐厨垃圾饲养的黑水虻(虫粉或产物)作为猪或鸡饲粮中的蛋白质原料是可行的,能够部分替代血浆蛋白粉或鱼粉,有利于降低养殖成本,值得进一步关注和探讨。

5小结与展望

综上所述,黑水虻蛋白质含量高,氨基酸组成较均衡,且含有多种维生素、微量元素和脂肪酸,同时具有独特的利用优势。利用黑水虻开发成高品质蛋白质原料有助于缓解全球对动物蛋白质饲料日益增长的需求压力,又可以抑制畜禽粪便中有害细菌数量,降低有机废物蓄积,实现生态养殖,有利于全球养殖业的健康、可持续发展。

可见,黑水虻资源的开发利用前景广阔,但目前关于黑水虻作为动物蛋白质饲料安全性的

评估试验很少,且关于其在不同种类动物饲粮中替代常规蛋白质饲料的适宜替代比例还缺乏系统、深入的研究,尤其在家禽生产中的应用研究非常少;同时,饲粮添加黑水虻是否影响动物产品品质也还需进一步研究,其调节畜禽产品品质的机制也需深入探究;另外,我们也尚需制定一套完备的黑水虻饲养规程和加工工艺流程,

为黑水虻在动物饲粮中的全面推广奠定基础。随着黑水虻饲养规程和加工工艺的不断完善、

提升以及其在动物生产中应用研究的不断推进、深入,我们相信黑水虻将为未来养殖业的可持续发展提供重要支撑。

参考文献:

[1]陈杰,邝哲师,肖明,等.畜禽粪便处理的优质昆虫黑水虻[J].安徽农业科学,2014(24):8180-8182.

[2]陈漪汶,郭奕轩,陈婉滢,等.黑水虻对呕吐毒素的耐受性及积累量探究[J].饲料工业,2019(08):41-45.

[3]陈巍,朱剑锋,周海泳,等.黑水虻幼虫虫粉替代仔猪饲料中血浆蛋白粉或鱼粉对仔猪生长性能的影响[J].饲料工业,2017,38(24):36-39.

[4]陈晓瑛,胡俊茹,王国霞,等..黑水虻幼虫粉替代鱼粉对黄颡鱼幼鱼生长性能、肌肉品质及血清生化指标的影响[J/OL].动物营养学报:1-12[2019-05-02].

[5]崔锦良,郑丽卿,王月晖,等.黑水虻幼体微量元素与污染物及微生物指标分析[J].生物化工,2019,5(01):63-65.

[6]何振伯.黑水虻生物处理技术的应用[J].中国畜牧兽医文摘,2017,33(11).

[7]胡俊茹,王国霞等.黑水虻幼虫粉替代鱼粉对鲈鱼幼鱼生长性能、体组成、血浆生化指标和组织结构的影响[J].动物营养学报,2018,30(02):613-623.

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