陳柏宇 李楚君 胡 斌 孫 茂 李國深 李雪玲 董 璐 胡文鋒*

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院應(yīng)用微生物實驗室，廣東廣州510642；2.廣州無兩生物科技有限公司，廣東廣州510640；3.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院動物科學(xué)研究所，廣東廣州510642)

隨著全球氣候變化和人口增長，我們將面臨耕地面積減少、對人用或飼料用優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)需求增加的困局。目前，可用于飼用動物的植物蛋白質(zhì)原料包括豆粕、菜籽粕等農(nóng)副產(chǎn)品，因其氨基酸組成沒有動物蛋白質(zhì)合理，因此魚粉一直是優(yōu)質(zhì)飼料蛋白質(zhì)的首選。過去幾十年來，由于過度捕撈，魚粉資源變得非常有限，導(dǎo)致魚粉價格大幅上漲，動物飼養(yǎng)成本增加，此時，昆蟲蛋白質(zhì)引起了大家的關(guān)注。

在自然界，昆蟲本是許多動物的重要營養(yǎng)來源，昆蟲的整個生命周期都可以為動物提供優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。對昆蟲營養(yǎng)的早期研究多集中在其水分、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分以及鈣磷上。Finke對黑水虻、黃粉蟲、家蠅、蟑螂四種常見的資源昆蟲做了更詳盡的營養(yǎng)成分分析，盡管不同昆蟲間營養(yǎng)成分差異較大，但總體而言昆蟲是一種優(yōu)良的食用和飼用原料，所含蛋白質(zhì)和脂肪豐富，基本符合NRC 建議。Makkar 等以及Sánchez-Muros等匯總了常見飼用昆蟲的營養(yǎng)成分并與魚粉進行了對比。

黑水虻是目前關(guān)注度較高的資源昆蟲，其幼蟲可以高效轉(zhuǎn)化多種有機廢棄物。黑水虻可作為食品、飼料或者飼料添加劑，在寵物、畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖方面的應(yīng)用已初步被人們所接受。其蛋白質(zhì)含量較高，氨基酸組成均衡，并富有多種脂肪酸、維生素及微量元素，可媲美傳統(tǒng)的飼料原料。

1 黑水虻營養(yǎng)組成

黑水虻含有較高的蛋白質(zhì)和油脂。一般情況下，黑水虻的老熟幼蟲蟲干含粗蛋白質(zhì)占其干重約40%～45%、粗脂肪23%～36%、灰分3.1%～19.7%，代謝能為20～24 MJ/kg。Al-qazzaz等測得蟲齡一周以內(nèi)的黑水虻蟲干粗蛋白質(zhì)含量高達55.6%，而粗脂肪僅1.86%。同批次黑水虻幼蟲養(yǎng)殖在不同飼養(yǎng)基質(zhì)，其灰分含量差異較大。Shumo等在試驗中發(fā)現(xiàn)，不同基質(zhì)飼養(yǎng)的幼蟲灰分含量介于9.3%～11.6%。類似情況也出現(xiàn)在Spranghers 等的報道中，其灰分含量介于2.7%～19.7%。

黑水虻幼蟲蛋白質(zhì)的氨基酸均衡。不同文獻記錄的數(shù)據(jù)差異較大，如丙氨酸含量從24.2 g/kg 到77 g/kg 不等；甘氨酸含量從10.9 g/kg 到57.0 g/kg 不等。但同一試驗中不同處理的黑水虻幼蟲各氨基酸的比例沒有顯著差異，如Spranghers等研究表明，分別用雞飼料、沼渣沼液、蔬菜廢棄物和潲水飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲，其精氨酸含量為19.9～20.3 g/kg，賴氨酸含量為22.6～25.7 g/kg，蛋氨酸含量為7.1～8.7 g/kg，色氨酸含量為5.4～6.7 g/kg。

黑水虻幼蟲體內(nèi)的脂肪酸以飽和脂肪酸為主，含量可達30%～82.8%。其脂肪酸組成中又以月桂酸含量最高，一般占粗脂肪40%～60%，最高可達60.89%。其次是棕櫚酸，一般為9%～13%，最高可達16.1%。

大部分昆蟲的外骨骼只含有少量的微量元素，但黑水虻外骨骼含有豐富的鈣，導(dǎo)致其整體灰分含量較高，其中鈣含量約為3%，鈣磷比約為2.6∶1。

黑水虻幼蟲體內(nèi)幾丁質(zhì)的研究報道相對較少。Caligiani等測得老熟幼蟲的幾丁質(zhì)占干重6%～7%，占預(yù)蛹干重8%～9%。Spranghers等測得潲水飼養(yǎng)的幼蟲體內(nèi)干物質(zhì)中含有6.7%的幾丁質(zhì)，而用蔬菜廢棄物飼養(yǎng)的僅有5.7%，沼渣沼液飼養(yǎng)的僅有5.6%，營養(yǎng)豐富的飼養(yǎng)基質(zhì)可能使得幼蟲體內(nèi)積累更多的幾丁質(zhì)。

黑水虻幼蟲體內(nèi)含有豐富的維生素，F(xiàn)ink 的檢測較為詳盡，折合成干重，黑水虻膽堿含量約為1 100 mg/kg，其次B 族維生素也相對豐富。此外，黑水虻幼蟲還含有β-胡蘿卜素、葉黃素等，但含量相對較低。

2 影響營養(yǎng)成分的因素

2.1 發(fā)育階段的影響

黑水虻蟲體營養(yǎng)成分是一個持續(xù)變化的動態(tài)過程。Liu等研究表明，隨著幼蟲的發(fā)育，蟲體蛋白質(zhì)含量從1日齡的56.2%降低至14日齡的39.2%；相反，蟲體粗脂肪從4.8%（1日齡）升高至28.4%（14日齡）。預(yù)蛹及蛹期蟲體蛋白質(zhì)維持在40%左右，而蟲體脂肪則從28%下降至7.2%。蟲體氨基酸及脂肪酸組分也隨蟲齡的變化而變化，如不飽和脂肪酸的比例在低齡幼蟲期最高，隨后持續(xù)下降，而飽和脂肪酸則相反。老熟幼蟲和預(yù)蛹相比，維生素E、鈣、磷含量及鈣磷比均存在較大差異。

2.2 食物的影響

食物對蟲體營養(yǎng)成分有顯著影響。Spranghers等用雞飼料、尾菜、沼氣渣、廚余分別飼養(yǎng)黑水虻幼蟲，結(jié)果表明不同的基質(zhì)飼養(yǎng)出的幼蟲脂肪、灰分含量以及脂肪酸譜差異較大，但氨基酸譜和其他礦物質(zhì)較為穩(wěn)定。Ewald用過期面包、虹鱒魚、廚余、鮮貽貝、青貯貽貝、變質(zhì)貽貝等基質(zhì)分別飼養(yǎng)黑水虻幼蟲，結(jié)果表明基質(zhì)的碳水化合物、粗蛋白質(zhì)、灰分等含量顯著影響幼蟲營養(yǎng)成分，特別是幼蟲的灰分、脂肪含量以及脂肪酸組成。以青貯貽貝和廚余分別飼養(yǎng)的幼蟲單頭體重最高；飽和脂肪酸比例，尤其是月桂酸，隨著幼蟲重量增加而增加；單不飽和脂肪酸及多不飽和脂肪酸則相反。幼蟲Omega-3 含量顯著受基質(zhì)Omega-3 含量的影響，因此為了使水產(chǎn)飼料用的幼蟲含有更豐富的Omega-3，可以向幼蟲食物中添加水產(chǎn)下腳料。

2.3 加工方式的影響

加工方式也會影響蟲體營養(yǎng)成分。Larouche 等對比了熱處理（熱燙40 s 或干燥60 ℃、30 min）、冷凍（-20 ℃、1 h 或-40 ℃、1 h 或液氮、40 s）、氣調(diào)（二氧化碳或氮氣或真空）、機械處理（研磨2 min 或高壓600 MPa、3 min）等10 種處理方式對幼蟲指標(biāo)的影響。其中氣調(diào)處理后含水量最高（83.2%～83.6%），冷凍和機械處理次之（80.3%～81.6%），熱燙最低（78.1%～78.6%）；熱燙處理后灰分含量最高（8.5%干基）；氣調(diào)處理后油脂含量較高（15.9%～16.6%干基），機械處理較低（11.9%～12.0%）；氣調(diào)處理組pH較低（6.1～6.3），熱燙處理后pH最高（8.7）；經(jīng)氧化鐵二甲酚橙法測定，氣調(diào)處理組油脂初級氧化程度最高（18.6～19.4 CHP/kg），顯著高于其他處理方式（5.8～7.9 CHP/kg）；經(jīng)丙二醛法測定，熱燙處理次級氧化程度最低（1.0 mg MDA/kg）。Caligiani 等將預(yù)蛹直接冷凍（-20 ℃）、低溫干燥后冷凍（10%含水量，-20 ℃）、熱燙（100 ℃、40 s）處理。冷凍處理組酰基甘油含量降低，游離脂肪酸顯著增加，冷凍初期樣品游離脂肪酸占總脂肪酸比例35.1%，在冷凍2個月后該比例超過90%。該結(jié)論與Montevecchi等發(fā)現(xiàn)相符，即直接粉碎預(yù)蛹所提取的脂肪中游離脂肪酸僅約2.5%，熱燙處理的樣品游離脂肪酸為10%，而冷凍后粉碎的樣品游離脂肪酸則高達15%。對于熱燙處理Caligiani 等則持不同意見，Caligiani 等的數(shù)據(jù)顯示熱燙處理組無論是處理初期還是兩個月后，脂肪成分穩(wěn)定，主要以三酰甘油形式存在，其游離脂肪酸幾乎檢測不到。因此推測蟲體本身較高的脂肪酶促使冷凍樣品脂肪的分解，熱燙可能使酶失活從而阻斷了樣品中脂肪的分解。

處理過程中發(fā)酵或過濾可導(dǎo)致幾丁質(zhì)含量的改變。幾丁質(zhì)是粗纖維的一種，一般黑水虻幾丁質(zhì)含量為5%～8%（干基），過高的幾丁質(zhì)含量影響飼料蛋白質(zhì)消化率。Nafisah 等嘗試采用物理及生物的方法降低黑水虻產(chǎn)品中幾丁質(zhì)的含量。結(jié)果顯示，通過加入6%（干基）產(chǎn)幾丁質(zhì)酶的Bacillus subtilis ATCC 19659菌株，將預(yù)蛹置于40 ℃下發(fā)酵3 d，粗纖維含量從20.27%降至13.18%，同時由于菌株產(chǎn)生脂肪酶，發(fā)酵后油脂含量從36.13%降至10.30%，但蛋白質(zhì)含量不受影響；直接打漿過濾外骨骼，粗纖維含量從20.27%降至4.29%，但由于過濾掉外骨骼，濾液中蛋白質(zhì)含量從42.99%降低至30.82%，同時脂肪含量從36.13%升高至56.21%。發(fā)酵法在改變幾丁質(zhì)含量的同時，幾丁質(zhì)脫乙酰度受酶的影響從63.25%降低至44.11%。

2.4 儲存環(huán)境的影響

儲存環(huán)境對蟲體營養(yǎng)成分的影響也不容忽視。Wanjiku 檢測了樣品的化學(xué)成分、微生物菌群以及物理狀態(tài)受儲存時間（每45 d）、儲存溫度（室溫25 ℃或冷藏4 ℃）、包裝方式（聚丙烯袋、塑料罐、聚乙烯袋）影響的程度。結(jié)果表明樣品的過氧化值、P-茴香胺值、皂化值隨著時間增加而增加，而碘值則相反。常溫下上述指標(biāo)變化的幅度顯著大于冷藏。儲存時間越長，飽和脂肪酸比例越大，單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸比例越小。微生物菌群隨時間增加而增加。此外包裝方式對檢測指標(biāo)均有一定程度的影響。

因此，標(biāo)準(zhǔn)化的飼養(yǎng)加工流程對于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定至關(guān)重要。產(chǎn)品的加工方式可能對營養(yǎng)成分產(chǎn)生顯著影響。在飼養(yǎng)實驗期間，則需要注意蟲體樣品的儲存。飼養(yǎng)實驗應(yīng)提供蟲體營養(yǎng)成分檢測結(jié)果，此外，列明蟲體的飼養(yǎng)方式、來源、使用時的蟲齡蟲態(tài)、以及加工和儲存方式，便于同行參考對比。

3 黑水虻飼用效果

早在1987年Bondari等便用黑水虻代替魚粉添加到魚的飼料中，發(fā)展至今，已有不少學(xué)者在家禽和水產(chǎn)飼料方面進行了研究，實驗涉及所測動物的不同品種和生長階段。使用黑水虻原料，對飼養(yǎng)動物的生長性能、電解質(zhì)、代謝物、酶系、胴體、肉質(zhì)風(fēng)味及其物理指標(biāo)、營養(yǎng)成分、血液血清、腸道、組織病理、機體細胞免疫等指標(biāo)開展了各方面的研究。但因所用的蟲體成分存在差異、同一品種研究基數(shù)小、部分研究指標(biāo)不全面等問題，關(guān)于黑水虻飼用價值評估還需要大量工作。對不同動物不同階段的最適添加量、幼蟲及其副產(chǎn)物在動物體內(nèi)的作用機制等，需要進一步深入研究和探討。

3.1 肉雞

研究表明黑水虻對肉雞的鮮重、日增重、日采食量、料重比等指標(biāo)都有不同程度的改善。Dabbou 等向肉雞日糧中添加5%、10%、15%的脫脂黑水虻幼蟲粉（調(diào)整其余成分使最終營養(yǎng)成分相似），觀察到肉雞活重、平均日增重、日采食量隨著黑水虻幼蟲粉添加量先增加后減少，并在10%替代量時達到最大值。另一方面，隨著黑水虻幼蟲粉添加量的增加，料重比增加。因此Dabbou 等建議在飼料中添加低于15%的脫脂黑水虻幼蟲粉可改善肉雞的生長性能。Manangkot等分別用5%、10%、15%的黑水虻干蟲替代魚粉投喂肉雞，觀察到黑水虻干蟲可至少替代15%的魚粉，雖減少了肉雞采食量，但不產(chǎn)生不良影響，說明黑水虻的飼喂提高了飼料轉(zhuǎn)化率。Mohammed 等的實驗也表明，黑水虻幼蟲可替代至少肉雞日糧中33.3%的魚粉且對肉雞生長性能不產(chǎn)生負面影響。Velten 等則表示，部分脫脂幼蟲粉代替50%豆粕在未添加額外氨基酸時對生長、采食量、轉(zhuǎn)化率、腸道形態(tài)特征等指標(biāo)均有一定負面影響。但在調(diào)整氨基酸平衡后各項指標(biāo)均得到提升。因此Velten 等建議黑水虻用于肉雞時應(yīng)額外添加氨基酸對配方進行優(yōu)化，而其余文獻均認為黑水虻氨基酸成分合理且足夠。

大部分學(xué)者表示，黑水虻對肉雞胴體指標(biāo)沒有影響。但Mohammed 等用黑水虻幼蟲粉代替魚粉后屠宰率上升，并表示可能與黑水虻蛋白質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)。此外，Pieterse 等使用預(yù)蛹粉后肉雞皮和脂肪比例增加，肌肉比例下降。

黑水虻對雞肉營養(yǎng)成分的影響主要體現(xiàn)在脂肪酸的組成，目前沒有數(shù)據(jù)表明食用黑水虻會改變雞肉氨基酸的組成。Marco 等用黑水虻油脂替代50%～100%大豆油添加到肉雞日糧中，觀察到替代后對肉雞雞胸肉和雞腿肉整體營養(yǎng)影響不大。同時，增加飼料中的脂肪攝入并不增加雞腿肉的膽固醇含量。此外，隨著黑水虻幼蟲油脂添加量的增加，雞肉內(nèi)總飽和脂肪酸含量增加，但是總不飽和脂肪酸含量降低，同時n-3系列和n-6系列脂肪酸含量降低。而Moula等使用解凍鮮蟲后雞肉的多不飽和脂肪酸增加。Nampijja 等使用幼蟲粉后雞肉n-3 系列脂肪酸降低，n-6 系列增加。

不少學(xué)者表示，黑水虻對改善肉雞健康有積極的影響。其中血液指標(biāo)如血紅細胞、紅細胞積壓、血紅蛋白等指標(biāo)的增加顯示雞的健康水平得到了改善。Lee等表示，在肉雞日糧外添加1%～3%的幼蟲粉，可增加肉雞免疫力，減少因感染沙門氏菌的死亡率。

黑水虻對雞肉香味、口感、腥味、汁液、質(zhì)地等感官指標(biāo)沒有影響。Altmann等觀察到添加黑水虻后雞肉柔嫩度和硬度的下降，并表示部分地區(qū)消費者可能更傾向于低硬度的雞肉。

3.2 蛋雞

黑水虻對蛋雞生長性能的影響主要體現(xiàn)在產(chǎn)蛋量、雞蛋重量及料重比等方面。Abdulhameed 等分別在蛋雞飼料中添加5%和1%的幼蟲粉。實驗證明，在蛋雞飼料中添加5%的黑水虻幼蟲粉能使日產(chǎn)蛋量從54.45%提高到58.77%，且不影響飼料攝入量、蛋重和孵化率。Abdulhameed 等還表示，日產(chǎn)蛋量的增加可能與飼料配方高蛋白質(zhì)和低能量有關(guān)。Secci 等用黑水虻幼蟲粉100%替代蛋雞日糧中的豆粕，也證實投喂黑水虻的母雞產(chǎn)蛋率高于投喂大豆。

此外Abdulhameed 等及Mwaniki等均觀察到料重比的升高，并表示增加的幾丁質(zhì)含量可能阻礙了飼料營養(yǎng)吸收。Cutrignelli 等發(fā)現(xiàn)，用脫脂幼蟲粉代替豆粕后，飼料的有機質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪等表觀回腸消化率均有所下降，同樣將原因歸咎于增加的幾丁質(zhì)含量，這是值得關(guān)注的問題。雖然料重比升高，但雞蛋的均勻度卻得到了改善。

黑水虻對雞蛋的物理及感官指標(biāo)影響較大。Abdulhameed 等表示，添加幼蟲粉后雞蛋質(zhì)地、味道、外觀和可接受度得到明顯改善。另一方面，雞蛋外殼厚度和重量隨黑水虻添加量增加而降低，分別降低了0.005 mm 和0.44 g。Abdulhameed 等推測，蛋雞可能無法利用黑水虻里的色素，或所用黑水虻樣品中不含胡蘿卜素，因此測得蛋黃顏色下降。該現(xiàn)象與Ruhnke 等觀察所得相符，Ruhnke 等表示所用黑水虻配方中色素較原配方少。然而Secci 等及Mwaniki 等則發(fā)現(xiàn)投喂黑水虻后，雞蛋蛋黃顏色得到改善。Secci 等表示，投喂黑水虻的蛋黃含有的γ-生育酚（4.0 mg/kg與2.4 mg/kg）、葉黃素（8.6 mg/kg 與4.9 mg/kg）、β-胡蘿卜素（0.33 mg/kg 與0.19 mg/kg）和總類胡蘿卜素（15 mg/kg與10.5 mg/kg）含量均高于投喂大豆的母雞產(chǎn)蛋蛋黃內(nèi)相應(yīng)物質(zhì)，有益于人體健康。此外雖然飼料脂肪酸組成影響著產(chǎn)品的脂肪酸組成，但并不一定都成比例地增減。如黑水虻中月桂酸含量豐富，但雞蛋里月桂酸含量與對照組差異不顯著。投喂黑水虻組的膽固醇含量則比豆粕組低11%，Secci 等認為可能與幾丁質(zhì)含量有關(guān)。

對蛋雞腸道揮發(fā)性脂肪酸的檢測發(fā)現(xiàn)，用脫脂幼蟲粉代替豆粕后，雞腸道中總揮發(fā)性脂肪酸增加，其中以乙酸、丁酸的增加為主。Cutrignelli等表示，揮發(fā)性脂肪酸的增加可能與腸道專性厭氧細菌有關(guān)。曾有報道稱，丁酸的增加與腸桿菌科細菌的減少有關(guān)。因此Cutrignelli 等認為，丁酸的增加可能參與了大腸桿菌和沙門氏菌的抑制，而黑水虻中的幾丁質(zhì)很可能作為一種益生元促進了丁酸的產(chǎn)生，但需要進一步的微生物學(xué)檢測才能證實。

3.3 鵪鶉

Mawaddah等用脫脂黑水虻幼蟲粉分別替代鵪鶉飼料中50%和100%的肉骨粉，發(fā)現(xiàn)鵪鶉的產(chǎn)蛋率分別增加了5.82%和6.13%。Cullere 等向10～28 日齡的鵪鶉中分別添加10%和15%的黑水虻幼蟲，并將胸肉用于肉質(zhì)評估。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著黑水虻添加量的增加，胸肉總膽固醇和單不飽和脂肪酸含量增加，但多不飽和脂肪酸含量減少。另一方面，黑水虻的添加提高了胸肉中丙氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、蘇氨酸和谷氨酸的含量，從而提高鵪鶉胸肉的營養(yǎng)價值。

3.4 番鴨

Gariglio等向飼料中分別添加3%、6%、9%的脫脂黑水虻幼蟲粉投喂番鴨，觀察到番鴨的死亡率、總體的活重、日增重量、日采食量及飼料轉(zhuǎn)化率均不受黑水虻添加量的影響。另一方面，在飼料中添加黑水虻幼蟲粉后，3～17 日齡的番鴨蛋白質(zhì)消化率隨黑水虻添加量增加而略有降低，但從18～38 日齡和39～50 日齡的番鴨消化率看，其蛋白質(zhì)消化率變化幾乎不受黑水虻添加的影響，脂肪消化率則隨日齡增加而增加。同時，對投喂黑水虻幼蟲的番鴨解剖后發(fā)現(xiàn)，其十二指腸中觀察到的黏膜狀態(tài)與完全使用玉米蛋白粉投喂的對照組相同，黑水虻的添加對番鴨腸道發(fā)育無負面影響。Gunawan等則發(fā)現(xiàn)，添加脫脂黑水虻能顯著增加屠宰率，其中添加量為2.5%時達到最高值，且腹部脂肪及屠宰體重不受影響，同時添加鮮活幼蟲高達10%也獲得類似結(jié)果。

3.5 魚類

添加一定量的黑水虻對魚的生長性能沒有不良影響，但過量的黑水虻會影響生長速度、增重、料重比等指標(biāo)，不同魚種的最適添加量差異較大。Devic 等在等氮等能的前提下往羅非魚日糧中摻雜幼蟲粉，結(jié)果表明添加量在8%以內(nèi)對其最終體重、增重、生長速度、料重比、采食量均沒有影響，而且死亡率有所下降。同樣是羅非魚，Kazibwe 等用幼蟲粉代替魚粉75%，胡俊茹等用幼蟲粉代替豆粕45%，均沒有觀察到任何對生長性能的負面影響。而Rana等用幼蟲粉代替魚粉0～100%，雖對生長速度沒有影響，但觀察到體重對添加量的增加呈先增后減。除了羅非魚，建鯉和三文魚日糧中可添加的黑水虻比例也相對較大，其中用幼蟲粉代替魚粉75%，用蟲油代替豆油100%或占飼料2.5%，建鯉各項生長性能均無負面影響；而三文魚日糧中幼蟲粉可以100%代替魚粉，或添加占飼料4.8%的蟲油。大部分采用預(yù)蛹粉的試驗均觀察到對增重、料重比、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)不同程度的影響。多篇文獻指出幾丁質(zhì)會影響營養(yǎng)物質(zhì)的消化，預(yù)蛹中幾丁質(zhì)含量比老熟幼蟲高，因此采用預(yù)蛹粉的配方在生長性能上不及幼蟲粉。

飼料營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率也受黑水虻原料的影響。Hu等以及Belghit等觀察到多項氨基酸的消化率不如原飼料配方。但Magalh?es等用黑水虻替代不同比例的魚粉飼喂歐洲鱸魚，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各實驗組的干物質(zhì)、蛋白質(zhì)和能量的表觀消化率都比較高，而且不受黑水虻的替代水平影響。Magalh?es 等指出，精氨酸一般是植物性原料的第一限制氨基酸，而黑水虻不僅是優(yōu)質(zhì)的精氨酸來源，而且數(shù)據(jù)顯示精氨酸的表觀消化率較原配方有所提高。Vargas-Abúndez 等同樣指出，植物蛋白質(zhì)存在氨基酸成分不平衡、利用率低的弊端，而黑水虻氨基酸組成合理，利用率高，作為三文魚日糧原料與魚粉無異。Devic 等觀察到添加黑水虻后，脯氨酸的消化率提高了。羥脯氨酸被認為是脊椎動物中連接組織（皮膚、結(jié)締組織、骨頭）的主要成分，在用于水產(chǎn)飼料的植物原料中含量很低，而維生素C 則常用于提高脯氨酸-羥脯氨酸的轉(zhuǎn)化率。因此Devic 等認為，黑水虻配方提高了羥脯氨酸的消化率，可促進骨骼健康，減低水產(chǎn)飼料中維生素C的使用。

黑水虻的使用對魚肉營養(yǎng)成分的影響主要體現(xiàn)在脂肪酸的組成上。大部分檢測了魚肉脂肪酸的文獻都發(fā)現(xiàn)，使用黑水虻后魚肉的飽和脂肪酸增加了，尤其是月桂酸和肉豆蔻酸。Zhou等研究表明，隨著黑水虻幼蟲替代建鯉魚日糧中的魚粉水平的升高，各組間魚體肌肉和全魚的粗蛋白質(zhì)含量，肌肉和全魚的粗脂肪含量，肌肉中必需氨基酸或非必需氨基酸含量沒有顯著差異。但飽和脂肪酸顯著增加，而不飽和脂肪酸顯著降低。此外，添加黑水虻后魚肉中的n-3脂肪酸也普遍降低。Xiao 等提出消費者可能不希望看到魚肉中Omega-3含量下降，通過調(diào)控黑水虻的食物可以改變黑水虻產(chǎn)品中脂肪酸的組成，從而減少魚肉中的Omega-3 含量下降的程度。Amala 等用預(yù)蛹粉代替魚粉25%～50%后斑馬魚的增重下降，通過檢測發(fā)現(xiàn)黑水虻的使用增加了魚飼料中短鏈脂肪酸的比例。Amala 等指出，很多淡水魚可將短鏈脂肪酸轉(zhuǎn)化成多不飽和脂肪酸，可能由于這一過程耗能從而導(dǎo)致生長遲緩。

魚的臟體系數(shù)也受到日糧中黑水虻原料的影響。劉世勝用75%黑水虻替代魚粉飼喂建鯉，魚的肝臟體指數(shù)顯著高于對照組，脾臟體指數(shù)顯著高于對照組和100%替代組。脾臟影響魚類造血和免疫，升高的脾臟體指數(shù)表明喂食黑水虻飼料后對魚的健康產(chǎn)生了一定影響。喂食普通日糧的斑馬魚，其肝細胞彌漫性存在，胞質(zhì)內(nèi)充滿脂肪；喂食黑水虻幼蟲粉替代25%、50%魚粉的斑馬魚，其肝細胞腫脹，胞質(zhì)內(nèi)脂質(zhì)大量積聚。再次證實了Amala等的研究結(jié)果，即較高的短鏈脂肪酸和n-6/n-3 比例容易引起斑馬魚脂肪肝。雖然已有文獻普遍反映添加黑水虻后肝體比不變或有所上升，但是臟體比和肥滿度不變或有所下降。此外，Lock 等用黑水虻幼蟲粉100%替代大西洋鮭日糧的魚粉后，其肝臟與對照組一樣表現(xiàn)出正常的組織學(xué)，中腸、后腸組織學(xué)正常，各組之間的魚的肌層都沒有喪失結(jié)構(gòu)或發(fā)炎。

適量添加黑水虻對魚的健康有一定的促進作用。Xiao 等研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，用黑水虻替代日糧魚粉48%，其血清溶菌酶活性增加6.8%；代替日糧魚粉25%，血清溶菌酶活性增加31.9%。用幼蟲粉代替部分魚粉飼喂虹鱒魚后，觀察到其黏膜及腸道菌群豐度升高。Bruni等認為菌群豐度的增加與幾丁質(zhì)有關(guān)，幾丁質(zhì)促進了虹鱒魚黏膜上乳酸菌、假單胞菌等微生物的生長。Huyben 等同樣指出，幾丁質(zhì)含量的增加可能促進了能分解幾丁質(zhì)的細菌的生長，此外高油脂的配方還促進了產(chǎn)脂肪酶的谷氨酸棒桿菌的相對豐度。Xiao等用幼蟲粉代替48%的魚粉，發(fā)現(xiàn)血清溶菌酶、血清超氧化物歧化酶等指標(biāo)上升，應(yīng)歸因于配方中幾丁質(zhì)含量的提高。

沒有證據(jù)表明黑水虻會引起魚肉感官指標(biāo)的改變，雖然黑水虻在一定程度上改變了魚肉的脂肪酸組成，而脂肪酸被認為與風(fēng)味有關(guān)。Sealey 等用牛糞、牛糞和鱒魚內(nèi)臟飼養(yǎng)出兩種不同營養(yǎng)價值的黑水虻分別替代25%，50%的魚粉。隨機選取30名未經(jīng)培訓(xùn)的人員對對照組和實驗組的魚肉進行感官評定，并未發(fā)現(xiàn)明顯差異。

3.6 蝦類

易昌金等研究表明，凡納濱對蝦對餐廚垃圾和雞糞飼養(yǎng)的兩種不同的黑水虻幼蟲粉干物質(zhì)的表觀消化率分別為82.15%、82.44%，粗蛋白質(zhì)的表觀消化率分別為86.81%、88.85%，均高于王文娟等測定的凡納濱對蝦對白魚粉、低溫蒸汽紅魚粉、國產(chǎn)直火干燥魚粉、進口直火干燥魚粉等四種魚粉干物質(zhì)及粗蛋白質(zhì)表觀消化率?？梢?，黑水虻蟲粉是凡納濱對蝦飼料中魚粉的理想替代品。Cummins 等嘗試用黑水虻替代蝦飼料中魚粉，隨蟲粉替代魚粉的水平上升，蝦的采食量和存活率基本不受影響，而蝦體增重、特定生長率則先增后減。

3.7 生豬

早在1977 年，Newton 等將牛糞和尿液飼養(yǎng)的野生黑水虻幼蟲收集、曬干并少量飼喂生長豬，結(jié)果顯示，雖然黑水虻的脂肪含量可能影響適口性和消化率，但總體而言黑水虻幼蟲適合用于豬飼料。近幾年更多的研究報告表明，黑水虻含有豐富的氨基酸、脂肪和鈣，作為一種可持續(xù)的、富含營養(yǎng)的豬禽飼料原料在技術(shù)上是可行的。

在仔豬生產(chǎn)上，黑水虻蟲粉在斷奶仔豬早期替代干燥血漿粉，仔豬生產(chǎn)性能均有提高，其中50%比例替代組生產(chǎn)性能提高4%、飼料轉(zhuǎn)化效率提高9%。Ilaria 等表示含有不超過10%的部分脫脂黑水虻幼蟲粉的飼料可用于斷奶豬，而不會對其生長性能、血液狀況、營養(yǎng)物質(zhì)消化率、腸道形態(tài)或組織學(xué)特征產(chǎn)生任何不良影響。Hayden 等認為黑水虻幼蟲粉作為仔豬飼料的一種替代蛋白質(zhì)來源，對仔豬的血液參數(shù)沒有影響。胡文鋒等多年的應(yīng)用觀察發(fā)現(xiàn)，添加黑水虻對斷奶仔豬的采食量有明顯的改善。在育肥豬生長階段，采用等能等氮的配方設(shè)計，添加黑水虻蟲粉對育肥豬的生長性能、養(yǎng)分消化率、機體免疫水平均沒有不良影響。用幼蟲粉完全替代魚粉對豬生長、血液特征或經(jīng)濟參數(shù)沒有負面影響，血清生化指標(biāo)均在正常范圍內(nèi)。

對于豬肉的口感，Altmann 等研究表明添加黑水虻對豬肉品質(zhì)和感官參數(shù)沒有負面影響；多汁性得到改善；同時其背部脂肪的多不飽和脂肪酸含量更高，這可能是由于幼蟲的高脂肪含量導(dǎo)致的。

3.8 寵物

隨著昆蟲研究的深入，昆蟲在寵物食品中的應(yīng)用也越來越受到重視。目前有許多公司在推出昆蟲寵物食品。研究發(fā)現(xiàn)昆蟲通常被世界各地的野貓吃掉，占它們食物的6%。

昆蟲作為寵物飼料研究發(fā)現(xiàn)，黑水虻含有高質(zhì)量的蛋白質(zhì)，其氨基酸在狗體內(nèi)有很高的消化率。Bosch 等證明，狗的腸道微生物菌群可以利用來自黑水虻、家蠅和黃粉蟲幼蟲的未消化的氨基酸。但在其他研究中發(fā)現(xiàn)，家蠅和黑水虻蛋白質(zhì)含量高，氨基酸值高，但犬的體外消化實驗表明其消化率低于蟋蟀等。因此，在將昆蟲加工成蛋白質(zhì)并添加到寵物食品中時，應(yīng)確保氨基酸的高生物利用度。

在飼喂爬行動物時，采食添加黑水虻的飼料比采食標(biāo)準(zhǔn)小鼠的玉米蛇生長速度快，因此，以黑水虻幼蟲為基礎(chǔ)的飲食能夠為蛇提供適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)和有效的飼料轉(zhuǎn)換。黑水虻幼蟲具有豐富的營養(yǎng)價值和支持爬行動物健康和生長的成分。然而，在自然狀態(tài)下，它們不能提供足夠的鈣、鈉或脂溶性維生素。

由此可見，黑水虻可以作為貓、狗和爬行動物的飼料添加成分，但需要注意氨基酸平衡和微量元素以及維生素的使用平衡。

4 尚存問題

除營養(yǎng)組成外，飼用黑水虻是否受到微生物或化學(xué)污染是另一個需要關(guān)注的問題?；诤谒档纳瞽h(huán)境及習(xí)性，黑水虻主要利用于有機廢棄物資源化處理，如餐廚垃圾、禽畜糞便，其處理效率高，處理量大，解決環(huán)境污染問題，為廢棄物處理提供一種具有前景的新模式。但有機廢棄物存在多種重金屬、致病微生物。雖然黑水虻體內(nèi)的抗菌物質(zhì)能幫助黑水虻消減大腸桿菌、沙門氏菌等有害微生物以及清除黃曲霉毒素、嘔吐毒素等霉菌毒素，最終進入飼料的蟲體衍生產(chǎn)品是否還存在超標(biāo)的污染物仍需要評估。目前關(guān)于黑水虻作為飼料原料的安全性評估還不夠全面。因此推進黑水虻對有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化機制的研究，是產(chǎn)業(yè)化進程的必要過程。

除上述問題，關(guān)于黑水虻養(yǎng)殖技術(shù)存在的不足與風(fēng)險，如規(guī)?；B(yǎng)殖、標(biāo)準(zhǔn)化流程及產(chǎn)業(yè)鏈經(jīng)濟效益，都需要投入大量的科學(xué)實驗、市場評估，才能逐步完善。黑水虻乃至昆蟲資源作為一種新興產(chǎn)業(yè)，存在的首要問題是產(chǎn)量不足，因此需要探索提供一種科學(xué)的規(guī)?；B(yǎng)殖供應(yīng)模式，其中涉及黑水虻養(yǎng)殖、繁殖階段對飼料要求、生長環(huán)境、種群基數(shù)等多種因素，都需要投入大量研究，突破育種和繁殖的瓶頸才能實現(xiàn)規(guī)?；B(yǎng)殖。其次，黑水虻產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性問題，如上述提及的諸多因素可影響到產(chǎn)品的營養(yǎng)成分，從而影響對飼用經(jīng)驗的提煉總結(jié)。再者，提高產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟效益，對于黑水虻產(chǎn)業(yè)乃至昆蟲資源產(chǎn)業(yè)的增長具有促進作用，而昆蟲資源的深加工及其副產(chǎn)品的開發(fā)，不僅可使產(chǎn)品趨于穩(wěn)定，還能提高產(chǎn)品的附加值和利用率。以上問題的解決可能需要廣大的科研工作者、產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員幾十年的努力。

5 結(jié)論

總體而言，黑水虻是一種具有量產(chǎn)潛力的蛋白質(zhì)和脂肪原料。雖然在產(chǎn)品營養(yǎng)成分的穩(wěn)定化及使用安全性上還需投入大量的研究，但就目前動物實驗的數(shù)據(jù)來看，黑水虻不僅是替代魚粉豆粕的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)源，富含月桂酸、幾丁質(zhì)等特殊性還可能賦予其促進動物健康的潛在作用。

關(guān)于黑水虻用于動物飼料的研究，應(yīng)采取產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的方式，將實驗室研究拓展至規(guī)?；芯?，深入檢測黑水虻利用過程的安全性問題，并逐步提高和完善產(chǎn)業(yè)鏈過程中產(chǎn)品穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)化問題，提升產(chǎn)品品質(zhì)，進一步發(fā)揮黑水虻乃至昆蟲資源的作用，提高附加值。飼用黑水虻產(chǎn)品乃至整個黑水虻行業(yè)的前景廣闊，相關(guān)的科研工作、市場開拓將為該行業(yè)的未來發(fā)展提供重要的理論實踐支撐。