黑水虻，一种功能性饲料原料—刘兴旺博士

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黑水虻不能简单被看作是蛋白原料或鱼粉替代原料，而更类似南极磷虾粉，可以起到诱食、抑菌、促生长、提高免疫活性等多重作用

文/飞禧特 整理

 

昆虫作为牲畜、宠物和水产动物饲料原料应用正受到越来越多的关注，因为它们可以有效地将废物流提升为有用的蛋白质和脂肪。以昆虫为原料生产的饲料美味且营养丰富，其应用已经在美国、加拿大、欧盟等地获得了相关监管部门的批准。黑水虻学名亮斑扁角水虻，是双翅目水虻科的一种昆虫，在全世界广泛分布。其不携带细菌，安全可控；具有强大的消化能力，生长速度快，高效的转化和产出；幼虫个体大，容易收集并适宜较长时间保存且具备解决环境卫生问题的能力，有助于可持续发展。

 

2021广东省农业科学院水产营养与健康养殖创新科技论坛上，广州飞禧特生物科技有限公司总经理刘兴旺博士对黑水虻研究成果做了介绍。

 

▲广州飞禧特生物科技有限公司总经理刘兴旺博士

刘兴旺博士表示，黑水虻产业发展之路可以分为五个阶段：驯化、繁育、养殖技术研究；资源开发与规模养殖技术；营养价值评价与工业化生产；功能性价值探索与应用方案完善；产业化应用与迭代升级。飞禧特从2009年开始涉足黑水虻的资源开发与规模养殖技术，并解决了相关问题，刘兴旺博士认为，产业当前处于第四阶段和第五阶段之间。

 

目前，黑水虻产业已实现工厂化生产，集约化养殖工艺日益成熟，生产成本有望进一步降低，更有研究表明，添加益生菌可增加黑水虻幼虫的蛋白、脂肪和短链脂肪酸含量以及饲料效率、废弃物转化率，减少不饱和脂肪酸的含量（Kooienga et al., 2018; Xiao et al., 2018）；黑水虻产品日趋多样化黑水虻干虫、鲜虫、发酵虫膏、酶解虫肽，有效提高使用效果，例如，酶解虫肽流动性好，酸溶蛋白及游离氨基酸含量显著增加且含有丰富的功能性小肽。

 

黑水虻营养价值评价

 

通过对不同来源黑水虻幼虫多批次、大规模（同时实现红外线建模）分析，对其粗蛋白、粗脂肪、灰分、水分、钙、磷、氨基酸组成、脂肪酸组成等营养组成以及酸价、组胺、新鲜度、重金属、有害微生物、农药残留等卫生指标进行分析。黑水虻幼虫蛋白含量约40%，脂肪含量约30%，相较鱼粉豆粕而言，其脂肪含量明显更高。黑水虻幼虫氨基酸组成与鱼粉极为相似，对其脂肪酸组成分析后发现，黑水虻幼虫富含53.14-62.08% 不饱和脂肪酸，单不饱和脂肪酸占31.61-36.49%，多不饱和脂肪酸占20.32-26.09%，含有较高的月桂酸。黑水虻幼虫还含有丰富的矿物质元素，Cu、Fe、Zn、Mn、Mg的含量较高。此外，黑水虻幼虫几丁质含量约为5.6-6.7%，几丁质的高含量既带来优势又带来劣势：少量添加增强免疫，过量添加难以消化吸收。黑水虻幼虫粉重金属含量、微生物指标符合我国“饲料卫生标准（GB13078-2001）”，农药残留未检出。

 

黑水虻营养物质表观消化率研究结果显示，水产动物对黑水虻幼虫粉营养物质具有较高的表观消化率。黑水虻抗菌性能研究结果显示，研究者从黑水虻幼虫的cDNA中筛选到了7种抗菌肽基因（cecropinZ1,sarcotoxin1, sarcotoxin (2a), sarcotoxin (2b), sarcotoxin3, stomoxynZH1, andstomoxynZH1(a)，并利用大肠杆菌表达系统成功表达了stomoxynZH1，活性研究表明，重组stomoxynZH1对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、大肠杆菌（Escherichia coli）、立枯丝核菌 (Rhizoctonia solani)核盘菌 (Sclerotinia sclerotiorum)均具有较高的抗菌活性。

 

总结，黑水虻幼虫含有较高水平的蛋白质和脂肪，营养物质全面，氨基酸组成与鱼粉相似。黑水虻脂肪酸组成以棕榈酸(C16:0)、油酸(C18:1)和亚油酸(C18:2)等不饱和脂肪酸为主，并且含有丰富的月桂酸(C12:0)，含量高达20% 。黑水虻含有丰富的矿物质，Cu、Fe、Zn、Mn、Mg的含量较高。黑水虻重金属含量、微生物指标符合我国“饲料卫生标准（GB13078-2001）”，农药残留未检出。黑水虻营养物质消化利用率较高。含有抗菌肽、溶菌酶等丰富的生物活性物质。

 

黑水虻在饲料中的应用研究

 

黑水虻幼虫粉在凡纳滨对虾上的研究结果显示，替代30%的鱼粉对凡纳滨对虾末均重、增重率以及存活率无显著影响（P>0.05），饵料系数以替代量为15%时最低，显著低于对照组（P<0.05）；20%替代组血清总抗氧化能力（T-AOC）、过氧化物酶（POD）活性最高，显著高于对照组（P<0.05），25%替代组血清过氧化氢（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著高于对照组（P<0.05）。

 

黑水虻幼虫粉在鲈鱼上的研究结果显示，替代50%的鱼粉对鲈鱼末均重、增重率以及饵料系数无显著影响（P>0.05），替代组鲈鱼的存活率高于对照组，但综合而言，30%替代最好。

 

黑水虻脱脂虫粉在黄颡鱼上的研究结果显示，随着脱脂虫粉替代量的增加，黄颡鱼生长呈现先增加后降低的趋势，T20组的末均重、增重率和特定生长率最高，且显著高于T60组（P＜0.05）；T60组的成活率显著降低（P＜0.05）；随着脱脂虫粉替代量的增加，腹脂指数呈下降趋势，其中T60组显著低于对照组(P＜0.05)，各组肝体比、肥满度、脏体比、肠体比及胃体比没有显著差异（P>0.05）。此外，黑水虻脱脂虫粉替代鱼粉不影响黄颡鱼的生长性能和体组成，并可降低腹脂指数、血清甘油三酯、胆固醇含量及灰分、钙的沉积率。以20%替代比例生长最佳，且优于对照组。

 

黑水虻鲜虫在杂交鳢上的研究结果显示，与对照组相比，干虫粉组和鲜虫浆组杂交鳢背肌粗脂肪含量增加， 其中干虫粉组显著高于对照组(P<0.05)；各组杂交鳢背肌的干物质、粗蛋白、 灰分、钙及总磷含量差异均不显著(P<0.05)。对照组相比，干虫组的末均质量、质量增加率、特定生长率和鲜虫组的特定生长率显著升高(P<0.05) ；干虫粉组和鲜虫浆组的饵料系数显著低于对照组(P<0.05)；各组杂交鳢摄食量，形体指标肥满度、脏体比、肝体比和肠体比均无显著差异(P>0.05)。5％的黑水虻干幼虫粉或10％鲜虫浆可以用于杂交鳢饲料中替代乌贼膏作为促摄食物质使用，而且较乌贼膏具有更好的促生长作用。

 

黑水虻鲜虫在加州鲈上的研究结果显示，与对照组相比，添加2%鲜虫可以显著提高加州鲈的末均重、增重率、特点生长率、存活率(P<0.05)，添加鲜虫对饲料系数和蛋白质效率无显著影响(P>0.05)；与对照组相比，添加2%鲜虫可以显著提高加州鲈的脂体比(P<0.05)。

 

黑水虻虫粉适量替代鱼粉（添加量为2.5-5%），黄鳝生长性能比对照组显著提高，饲料系数显著降低，存活率提高，显著改善肉质。

 

黑水虻幼虫粉在断奶仔猪上的研究结果显示，黑水虻虫粉50%替代，在第 1 阶段，即使不补充氨基酸平衡，也能表现较好生长性能（增重提高4%，饲喂效率提高9%）；黑水虻虫粉100%替代时，第 2阶段 (肥育阶段) 不论是否添加氨基酸平衡，仔猪生长性能均比对照组差 (生产性能下降3-13%）。添加黑水虻虫粉减轻仔猪大肠杆菌K88攻毒后肠道损伤，添加黑水虻虫粉显著提高肠道回肠和结肠上皮屏障claudin-3 和 occludin 蛋白水平。

 

黑水虻幼虫粉在育肥猪上的研究结果显示，日粮添加4%黑水虻幼虫粉，提高育肥猪最终体重和平均日增重，肌内脂肪含量显著升高；添加4%和8%黑水虻幼虫粉，眼肌面积、大理石花纹评分和肌苷单磷酸含量均显著增加。日粮中添加4%的黑水虻虫粉可通过上调肥育猪背最长肌成脂潜力和肌纤维组成相关基因的表达，从而影响肉品的品质。日粮中添加 4%的黑水虻幼虫粉显著提高了乳酸菌和一些产丁酸菌(假丁酸弧菌、罗氏菌属和粪杆菌属)的丰度，链球菌丰度显著下降，增加了结肠中总短链脂肪酸的浓度、促进抗炎细胞因子和肠道屏障基因的表达，从而增强猪的粘膜免疫动态平衡。

 

黑水虻幼虫粉在肉鸡上的研究结果显示，活重和胴体重呈二次曲线关系，添加100g/kg脱脂黑水虻虫粉组最高；随着饲料中黑水虻虫粉添加量的增加，肌肉中水分含量呈线性下降，蛋白质含量呈上升趋势；肉鸡日粮中添加100g/kg黑水虻虫粉，可作为一种有价值的蛋白质来源。

 

黑水虻幼虫粉在蛋鸡上的研究结果显示，与对照组相比，添加2％、3％黑水虻虫粉组蛋鸡的产蛋率显著高于对照组(P<0.05) ，料蛋比显著低于对照组(P<0.05)；添加3％黑水虻虫粉组蛋鸡的破软蛋率显著低于对照组(P<0.05)。

 

黑水虻幼虫粉在蛋鹌鹑上的研究结果显示，与对照组相比，添加脱脂黑水虻虫粉极显著提高蛋形指数、蛋壳重、蛋壳百分率和蛋黄颜色(P <0.001)。

 

黑水虻幼虫粉在蛋鹌鹑上的研究结果显示，添加黑水虻虫粉显著提高种鸽的受精率和孵化率（P< 0.05)；添加黑水虻虫粉显著提高种鸽的血清GSH-Px、T-AOC水平；日粮添加黑水虻虫粉显著提高种鸽血清IgG和IgM的水平（P < 0.05)；日粮添加黑水虻虫粉显著提高种鸽血清生殖激素FSH和E2的水平（P <0.05)。

 

黑水虻功能性价值探讨

 

从黑水虻在饲料中的应用研究结果显示，黑水虻在不同水产动物中可替代一定水平鱼粉而不影响生长，但高添加量有可能对生长有抑制作用，适宜添加量因动物而异，但在所有水产动物中少量添加黑水虻，均会显著促进生长，无论是替代鱼粉、鱿鱼膏、还是额外添加；黑水虻具有强大诱食作用，可替代鱿鱼膏、鱼溶浆、虾膏等诱食类原料，已在对虾、生鱼等品种得到生产验证；黑水虻具有较强的促生长作用，少量使用可促进对虾、加州鲈、生鱼等水产动物，以及鸡、猪等畜禽动物的生长速度；黑水虻具有强大免疫活性，可显著提高仔稚鱼虾成活率，提高动物机体抗氧化能力和抗病力；同时具有肠道抑菌活性以及改善肠道健康的作用；黑水虻能够改善禽类繁殖性能，同时改善肉、蛋品质。

 

总而言之，黑水虻不能简单被看作是蛋白原料或鱼粉替代原料，而更类似南极磷虾粉，可以起到诱食、抑菌、促生长、提高免疫活性等多重作用，其价值甚至优于南极磷虾粉。

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