李 峰， 張文蕾， 郝小雨， 劉 潔， 陳延娜， 馮世坤， 聶國興， 盧榮華

（河南師范大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng)453007）

魚粉和豆粕是動(dòng)物飼料中廣泛使用的蛋白源。近年來，由于野生海水魚類資源的逐漸枯竭[1]、栽培富含蛋白質(zhì)的植物需要較大的環(huán)境成本以及蛋白源的需求量不斷增大等因素[2-3]，尋找可持續(xù)性的蛋白源具有重大意義。昆蟲作為資源廣泛的動(dòng)物類群，具有良好的營養(yǎng)價(jià)值，富含蛋白質(zhì)（40-70%）和脂質(zhì)（31-43%），必需氨基酸（EAA）、維生素和礦物質(zhì)等也很豐富[4]。黑水虻（Hermitia illucens）學(xué)名亮斑扁角水虻，在自然界中主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū)[5-6]。其幼蟲營腐生生活，取食范圍廣，能迅速將餐廚垃圾、動(dòng)物糞便、腐爛有機(jī)物、食品廠廢渣等有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為自身生物量，是一種資源環(huán)保型昆蟲[7-8]。研究顯示，黑水虻幼蟲可替代魚粉、豆粕和魚油作為動(dòng)物飼料的添加成分[4-5，9]。學(xué)者目前針對(duì)黑水虻對(duì)有機(jī)廢棄物的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)利用啤酒糟飼喂黑水虻幼蟲其干粉粗蛋白含量高達(dá)49.89%[10]；利用餐廚垃圾飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲其氨基酸組成優(yōu)于豆粕[11]，但比較黑水虻對(duì)不同有機(jī)廢物的利用效率、以及黑水虻幼蟲生產(chǎn)性能和生長發(fā)育規(guī)律的相關(guān)研究較少，這在一定程度制約了黑水虻在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

本研究主要通過飼喂黑水虻幼蟲兩種常見有機(jī)廢物餐廚垃圾和豆腐渣，檢測對(duì)其生產(chǎn)性能的影響，比較兩種有機(jī)廢物對(duì)黑水虻幼蟲的飼喂效果和蟲體的營養(yǎng)價(jià)值成分差異，繪制飼喂餐廚垃圾和豆腐渣的黑水虻幼蟲生長曲線，提出黑水虻養(yǎng)殖過程中的關(guān)鍵注意事項(xiàng)，以期為改善環(huán)境污染和蛋白源、脂肪源匱乏等問題提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

在30 ℃左右溫棚中飼喂黑水虻幼蟲（由西北農(nóng)林科技大學(xué)安康水產(chǎn)試驗(yàn)站饋贈(zèng)），挑選出預(yù)蛹期幼蟲（蟲體變黑褐色），轉(zhuǎn)移至紗帳內(nèi)，于黑暗環(huán)境中等待羽化、產(chǎn)卵。開始產(chǎn)卵后，每天固定時(shí)間收集一次卵，將收集的卵稱量并分組，放置在罩有紗網(wǎng)的透明養(yǎng)殖盒上進(jìn)行孵化，養(yǎng)殖盒內(nèi)放有濕潤的麩皮，待幼蟲破卵而出，生長至3日齡，開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。餐廚垃圾由河南師范大學(xué)學(xué)生餐廳提供，豆腐渣于菜市場購買。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 測定最佳投喂量

選取同一天產(chǎn)下的黑水虻蟲卵，隨機(jī)分成36份，每份0.5 g，孵化后用麩皮作開口料。待幼蟲3日齡時(shí)，轉(zhuǎn)移至養(yǎng)殖盒內(nèi)，分別投喂兩種有機(jī)廢物，每種6個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，室溫下進(jìn)行（約30 ℃）養(yǎng)殖。出現(xiàn)預(yù)蛹期幼蟲后停食24 h，分離鮮蟲并稱量，計(jì)算料重比（料重比=投喂量/幼蟲鮮重）和最佳投喂量。

1.2.2 繪制黑水虻幼蟲生長曲線

在30 ℃溫棚中，根據(jù)最佳投喂量飼喂幼蟲，有機(jī)廢物含水量均為70%（含水量用鋸末進(jìn)行調(diào)節(jié)）。每種有機(jī)廢物均選取3日齡幼蟲，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每重復(fù)200只幼蟲。每2 d隨機(jī)抽樣稱量20只幼蟲重量，每重復(fù)抽樣3次。當(dāng)處理組出現(xiàn)第一只預(yù)蛹幼蟲時(shí)停止稱重，記錄時(shí)間并計(jì)算幼蟲生長周期，根據(jù)所得數(shù)據(jù)繪制生長曲線。

1.2.3 黑水虻預(yù)蛹期營養(yǎng)成分檢測

從每個(gè)處理中隨機(jī)挑選1 kg干凈的新鮮幼蟲，部分用于檢測水分，其余在105 ℃烘箱中烘干后（在烘干過程中多次翻動(dòng)，以保證均勻受熱），放于4 ℃的冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

水分：105 ℃常壓干燥，采用恒重法（GB/T 6435-2014）測定；粗灰分：采用550 ℃灼燒法（GB/T 6438-2007）測定；粗脂肪：采用索氏抽提法（GB/T 6433-2006）測定；粗蛋白質(zhì)：采用凱氏定氮法（GB/T 6432-2018）測定；氨基酸組成及含量：采用德國賽默A300全自動(dòng)氨基酸分析儀測定；脂肪酸組成及含量：采用Agilent 7890B氣相色譜儀測定。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步整理和分析，用spss 20.0進(jìn)行單因素方差分析。結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（mean±SD）表示，當(dāng)P＜0.05時(shí)，認(rèn)為數(shù)據(jù)差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑水虻幼蟲的鮮蟲增重及料重比分析

餐廚垃圾投喂量對(duì)幼蟲增重及料重比的影響如表1所示，每0.5 g黑水虻幼蟲投喂餐廚垃圾量從1.24 kg增加到3.04 kg時(shí)，鮮蟲增重從0.67±0.016 kg增加到1.36±0.085 kg，差異顯著（P＜0.05）；料重比從1.84±0.045增加至2.24±0.140，差異顯著（P＜0.05）。其中投喂量小于2.20 kg時(shí)，鮮蟲增重和料重比都較?。煌段沽看笥?.20 kg時(shí)，鮮蟲增重和料重比都較大；而當(dāng)投喂量超過1.87 kg時(shí)，鮮蟲增重變化不大，但料重比增加，故最佳投喂量應(yīng)控制在1.87～2.20 kg。

豆腐渣投喂量對(duì)幼蟲增重及料重比的影響如表2所示，當(dāng)每0.5 g黑水虻幼蟲中投喂豆腐渣量從1.43 kg增加到2.60 kg時(shí)，鮮蟲增重從0.35±0.007 kg增加到0.47±0.043 kg，差異顯著（P＜0.05）；料重比從4.03±0.219增加至6.78±0.788，差異顯著（P＜0.05）。其中投喂量小于1.90 kg 時(shí)鮮蟲增重和料重比都較小；投喂量為1.90 ～2.13 kg時(shí)，鮮蟲增重和料重比次之，當(dāng)投喂量超過2.37 kg時(shí)，料重比較大，故最佳投喂量應(yīng)控制在1.90 ～2.13 kg。

表1 餐廚垃圾投喂量對(duì)幼蟲增重及料重比的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）Tab.1 Effect of feeding amount of kitchen waste on larval weight gain and material weight ratio(The mean value±standard deviation)

表2 豆腐渣投喂量對(duì)幼蟲增重及料重比的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）Tab.2 Effect of feed amount of bean curd slag on larval weight gain and material weight ratio(The mean value ± standard deviation)

2.2 黑水虻幼蟲生長曲線比較分析

如圖1 所示，用餐廚垃圾和豆腐渣兩種有機(jī)廢物飼喂的黑水虻其幼蟲期分別為18 d、22 d（投喂每種有機(jī)廢物前，先用麩皮做開口餌料飼喂3 d），達(dá)到預(yù)蛹期時(shí)的平均體重分別為0.16 g/只、0.17 g/只，幼蟲快速生長期分別為第6～16 d、8～20 d。

圖1 不同原料飼喂黑水虻幼蟲生長曲線Fig. 1 Growth curve of larvae of black soldier fly fed with different raw materials

2.3 黑水虻幼蟲常規(guī)營養(yǎng)成分分析

如圖2所示，用餐廚垃圾和豆腐渣兩種有機(jī)廢物飼喂的黑水虻其幼蟲干粉的粗蛋白含量分別為29.26%、42.85%；粗脂肪含量分別為54.88%、25.56%；灰分含量分別為3.31%、17.08%。其中餐廚蟲的粗脂肪含量高達(dá)54.88%，豆渣蟲粗蛋白含量高達(dá)42.85%，豆渣蟲的灰分含量為17.08%。

圖2 不同有機(jī)廢物喂養(yǎng)黑水虻幼蟲常規(guī)營養(yǎng)成分分析與比較Fig. 2 Analysis and comparison of routine nutrients of black soldier fly larvae fed with different organic wastes

2.4 黑水虻幼蟲的氨基酸種類和含量比較分析

由表3 知，由餐廚垃圾、豆腐渣兩種有機(jī)廢物喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲中，氨基酸總量分別為28.61%、36.13%，必需氨基酸含量分別為11.51%、15.66%，并以纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸和精氨酸為主；豆渣蟲的必需氨基酸含量均高于餐廚蟲，其中豆渣蟲的纈氨酸、亮氨酸和賴氨酸含量明顯高于餐廚蟲。

2.5 黑水虻幼蟲的脂肪酸種類和含量比較分析

由表4 知，餐廚垃圾、豆腐渣兩種有機(jī)廢物喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲脂肪酸含量不盡相同，其不飽和脂肪酸占總脂肪酸的25.26%和32.19%；脂肪酸中以月桂酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸為主。以餐廚垃圾喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲月桂酸、油酸含量最高，分別占總脂肪酸的47.88%、12.79%；而豆腐渣喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲亞油酸含量高達(dá)13.49%。

表3 黑水虻幼蟲粉的氨基酸含量（平均值± 標(biāo)準(zhǔn)差）10 mg/gTab.3 Amino acid content analysis of black soldier fly larvae(The mean value ± standard deviation)

表4 黑水虻幼蟲粉的脂肪酸組成及含量（平均值± 標(biāo)準(zhǔn)差） %Tab.4 Fattyacidcompositionandcontentanalysisof blacksoldierflylarvaepowder(Themeanvalue±standarddeviation)

3 討論

3.1 黑水虻幼蟲的最佳投喂量

用餐廚垃圾、豆腐渣兩種有機(jī)廢物喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲，隨投喂量逐漸增加，組間鮮蟲增重和料重比均有顯著差異；結(jié)合鮮蟲增重、料重比和經(jīng)濟(jì)效益所得出的最佳投喂量范圍分別為1.87～2.20 kg、1.90～2.13 kg，在最佳投喂量范圍內(nèi)黑水虻幼蟲的食物需求量已滿足，繼續(xù)增加投喂量，黑水虻幼蟲的增重較小，導(dǎo)致食物轉(zhuǎn)化率降低，料重比增大，增加成本。

3.2 兩種有機(jī)廢物對(duì)黑水虻幼蟲生長的影響

研究表明，飼喂不同的原料可能造成幼蟲生長期存在差異[12]。本實(shí)驗(yàn)中，從飼喂餐廚垃圾、豆腐渣兩種有機(jī)廢物的黑水虻幼蟲所擬合的生長曲線上得出，其快速生長期分別為第6～16 d和8～20 d（前三天以麩皮做開口餌料飼喂），這與徐齊云等[13]研究的黑水虻幼蟲發(fā)育參考周期為20 d基本一致。前期幼蟲個(gè)體較小，取食能力較差，抗逆能力較弱，建議投喂?fàn)I養(yǎng)全面的開口餌料（如麩皮、米糠)，快速生長期過后，攝食能力減弱，體重增長緩慢，蟲體慢慢變黃變黑進(jìn)入預(yù)蛹期，將不再進(jìn)食。為了增高效益，可從幼蟲6日齡左右開始投喂有機(jī)廢物，在快速生長期內(nèi)確保食物充足，快速生長期之后可以停止投喂，進(jìn)行收集。此外，由于食物不同可能造成幼蟲發(fā)育時(shí)間上存在差異。

3.3 兩種有機(jī)廢物飼喂的黑水虻幼蟲營養(yǎng)成分比較

因?yàn)楹谒涤紫x具有取食范圍廣，且能夠針對(duì)特定基質(zhì)富集特定營養(yǎng)物質(zhì)的特性，導(dǎo)致黑水虻幼蟲在取食不同基質(zhì)時(shí)所富集的營養(yǎng)成分含量存在一定差異[14]。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示，兩種黑水虻幼蟲干粉粗蛋白和粗脂肪含量都很豐富，其餐廚蟲的粗蛋白含量為29.26%，接近胡俊茹[7]等的餐廚蟲干粉的粗蛋白含量（35.14%）；豆渣蟲的粗蛋白為42.85%，低于Somroo等[15]的豆渣蟲干粉粗蛋白含量（55.3%）；餐廚蟲粗脂肪含量為54.88%明顯高于胡俊茹等[7]的餐廚蟲（38.17%）研究；豆渣蟲粗脂肪含量為25.56%與何釗等[16]的豆渣蟲（22.6%）和Bava等[17]的豆渣蟲（27.4%）基本一致，造成這些差異的原因可能是有機(jī)廢物的來源和本身營養(yǎng)成分不同所致[16-17]。

本實(shí)驗(yàn)所測得的兩種幼蟲干粉中氨基酸共17種，其中必需氨基酸有9種，并以纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸和精氨酸為主，這與于懷化[18]、Cappellozza等[19]的研究結(jié)果相符，必需氨基酸含量和種類可滿足幼蟲生長需求；而脂肪酸以月桂酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸為主，與何釗等[16]研究結(jié)果基本一致；且兩種幼蟲干粉的脂肪酸含量中月桂酸含量最高，與Meneguz M等利用蔬果廢物、酒糟和食物垃圾等有機(jī)廢物飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲中含有高脂肪酸與高月桂酸一致[20]。

綜合分析，黑水虻幼蟲能將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為蛋白、脂肪等含量豐富的生物資源，本實(shí)驗(yàn)中餐廚蟲粗脂肪含量高達(dá)54.88%，豆渣蟲粗蛋白含量高達(dá)42.85%，這也取決于其攝入的外源物質(zhì)本身脂肪和蛋白的比例。