利用黑水虻幼蟲(chóng)處理中草藥渣和花生餅及幼蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析

王慧姣， 李 峰， 張文蕾， 馬帥兵， 王領(lǐng)賀， 趙偉芳， 白潤(rùn)成， 王玉璽， 王 欣， 盧榮華＊

（1.河南師范大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院， 河南新鄉(xiāng)453007； 2. 三門(mén)峽市陜州區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局， 河南三門(mén)峽472100）

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展和海洋資源的衰退， 魚(yú)粉作為優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物性蛋白源已不能充分滿(mǎn)足蛋白質(zhì)飼料持續(xù)增長(zhǎng)的需求[1]。昆蟲(chóng)體內(nèi)的粗蛋白質(zhì)含量高、纖維少、易消化，微量元素豐富，必需氨基酸含量接近于魚(yú)粉[1,2]。 其中黑水虻幼蟲(chóng)是一種營(yíng)腐生型的昆蟲(chóng)，能利用有機(jī)廢物，合成自身的蛋白質(zhì)，常作為重要的蛋白質(zhì)來(lái)源[3,4]。 研究顯示，飼喂鮮雞糞的黑水虻幼蟲(chóng)其蛋白質(zhì)含量為42.46%, 脂肪含量為27.82%,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高[5]。 黑水虻可以降解豆粕、棉籽粕和菜籽粕中的抗?fàn)I養(yǎng)因子[6]，能提供大量的不飽和脂肪酸其養(yǎng)殖周期短、飼養(yǎng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益高，糞便轉(zhuǎn)化率也較高， 能夠降解糞便， 減少臭味和蚊蠅滋生[7]，這對(duì)于可持續(xù)發(fā)展和保護(hù)環(huán)境具有重大意義，所以黑水虻也被稱(chēng)為“環(huán)保昆蟲(chóng)”。 我國(guó)每年的中藥殘?jiān)a(chǎn)量很大，利用黑水虻處理中藥殘?jiān)?，不僅可以帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，還可降低藥渣對(duì)環(huán)境的污染。目前黑水虻對(duì)不同有機(jī)廢物的利用和轉(zhuǎn)化效果的研究已引起不少科學(xué)工作者的重視， 但比較黑水虻對(duì)不同有機(jī)廢物利用效果的研究還很匱乏， 所以本試驗(yàn)通過(guò)飼喂中草藥渣和花生餅， 分析黑水虻幼蟲(chóng)鮮重比和料重比、最佳投喂量、快速生長(zhǎng)期和機(jī)體營(yíng)養(yǎng)成分的差異，為節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、大規(guī)模養(yǎng)殖黑水虻及作為飼料蛋白來(lái)源提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黑水虻幼蟲(chóng)是由西北農(nóng)林科技大學(xué)安康水產(chǎn)試驗(yàn)站饋贈(zèng)， 幼蟲(chóng)飼養(yǎng)在25℃的溫棚內(nèi)， 待蟲(chóng)體稍發(fā)黑、行動(dòng)緩慢不再進(jìn)食（預(yù)蛹期）時(shí)將幼蟲(chóng)挑出，轉(zhuǎn)移到紗帳內(nèi)，使其處于黑暗環(huán)境中等待羽化，羽化為成蟲(chóng)后噴灑蜂蜜水為其補(bǔ)充能量， 并使用發(fā)酵腐敗物質(zhì)誘導(dǎo)其產(chǎn)卵。 待有卵產(chǎn)出且數(shù)量穩(wěn)定時(shí)每日定時(shí)進(jìn)行收集，并稱(chēng)量分組。 將分組后的蟲(chóng)卵放置在罩有紗網(wǎng)的長(zhǎng)方形塑料盒上， 塑料盒中預(yù)放500 g孵化基質(zhì)。 待其孵化出肉眼可見(jiàn)的幼蟲(chóng)時(shí)，將其分離用于試驗(yàn)備用。 花生餅購(gòu)自河南師范大學(xué)附近的菜市場(chǎng)，中草藥渣由河南師范大學(xué)校醫(yī)院提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)分組

選取同一天收集的黑水虻的蟲(chóng)卵， 隨機(jī)將其分為30份，每份0.5 g放在罩有紗網(wǎng)的長(zhǎng)方形塑料盒上，盒中放置濕度適中的麩皮作為幼蟲(chóng)的開(kāi)口飼料。 待幼蟲(chóng)3日齡時(shí)，轉(zhuǎn)移至養(yǎng)殖盒內(nèi)，分別投喂中草藥渣和花生餅兩種有機(jī)廢物，每種有機(jī)物分別設(shè)置5個(gè)不同梯度的投喂組，每個(gè)投喂組均設(shè)置3個(gè)平行。 孵化出的幼蟲(chóng)達(dá)到三日齡后轉(zhuǎn)移至25℃左右溫棚中，每天記錄投喂花生餅或中草藥渣的重量以及幼蟲(chóng)的攝食情況，大批量出現(xiàn)預(yù)蛹期幼蟲(chóng)后，停止喂食24 h，把幼蟲(chóng)從基質(zhì)中分離并稱(chēng)重。

1.2.2 測(cè)量中草藥渣和花生餅的最佳投喂量

記錄每天黑水虻幼蟲(chóng)的攝食情況， 稱(chēng)量幼蟲(chóng)的體重并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算料重比（料重比=投喂量/幼蟲(chóng)鮮重），從而分析出兩種有機(jī)質(zhì)的最佳投喂量。

1.2.3 繪制黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)曲線(xiàn)

選取備用黑水虻幼蟲(chóng)進(jìn)行孵化，待其生長(zhǎng)到3日齡后轉(zhuǎn)移至25℃溫棚中， 根據(jù)最佳投喂量分別投喂花生餅和中草藥渣。每個(gè)投喂組均設(shè)置三個(gè)平行，每個(gè)平行組的黑水虻幼蟲(chóng)數(shù)量不少于200只。 試驗(yàn)開(kāi)始后，每2 d隨機(jī)抽取30只幼蟲(chóng)進(jìn)行稱(chēng)量，重復(fù)抽取三次取平均值。 飼喂過(guò)程中出現(xiàn)預(yù)蛹期幼蟲(chóng)時(shí)即可停止稱(chēng)重，并記錄時(shí)間，進(jìn)而確定幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)周期并繪制出黑水虻幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)曲線(xiàn)。

1.2.4 幼蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)成分檢測(cè)

各個(gè)試驗(yàn)組中挑選1 kg干凈的新鮮幼蟲(chóng)， 一部分在105℃下常壓干燥，采用恒重法測(cè)定水分，其余部分全部烘干（注意要受熱均勻），放置于4℃冰箱中備用。 粗灰分用550℃灼燒法測(cè)定，粗脂肪用索氏抽提法測(cè)定，粗蛋白質(zhì)采用凱氏定氮法測(cè)定，氨基酸和脂肪酸的組成與含量分別用全自動(dòng)氨基酸分析儀和氣相色譜儀測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

文中數(shù)據(jù)采用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)有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 分析兩種有機(jī)廢物的最佳投喂量

如表1所示，每0.5 g黑水虻幼蟲(chóng)投喂中草藥渣量從1.65 kg增加到3.05 kg的過(guò)程中， 鮮蟲(chóng)的增重逐漸增加，尤其當(dāng)投喂量從2.00 kg增加到2.35 kg時(shí)，鮮蟲(chóng)的增重有顯著性差異（P ＜0.05）。在中草藥渣投喂量由1.65 kg增加到2.35 kg時(shí)，料重比逐漸減??；但當(dāng)繼續(xù)增加投喂量至2.70 kg和3.05 kg時(shí)， 料重比先增大后又減小。其中投喂量小于2.35 kg時(shí)，顯示飼料利用率低；投喂量大于2.35 kg時(shí)，鮮蟲(chóng)增重和料重比都沒(méi)有顯著性差異 （P＞0.05）， 考慮增重效果和飼料效率，故最佳投喂量應(yīng)控制在2.35～3.05 kg。

如表2所示，每0.5 g黑水虻幼蟲(chóng)中投喂花生餅量從1.44 kg增加到2.69 kg時(shí)，鮮蟲(chóng)增重逐漸增加，但料重比的趨勢(shì)正好相反； 當(dāng)投喂量從2.69 kg增加到3.94 kg時(shí)，料重比逐漸增大，增重量由大到小。 其中投喂量小于2.69 kg時(shí)，鮮蟲(chóng)增重較小，料重比較大；當(dāng)投喂量為2.69 ～3.31 kg時(shí)， 鮮蟲(chóng)增重和料重比都增大，但料重比沒(méi)有顯著性差異（P＞0.05）。 當(dāng)投喂量超過(guò)3.31 kg時(shí)，幼蟲(chóng)增重開(kāi)始減少，料重比較大；故根據(jù)以上的分析結(jié)果，最佳投喂量應(yīng)控制在2.69 ～3.31 kg。

表1 中草藥渣投喂量對(duì)幼蟲(chóng)增重及料重比的影響（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

2.2 中草藥渣和花生餅對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)曲線(xiàn)的影響

如圖1所示，用中草藥渣、花生餅飼喂的黑水虻的生長(zhǎng)情況存在不同。 中草藥渣飼喂的黑水虻，幼蟲(chóng)期為26 d，而花生餅組的為18 d，相差8 d；幼蟲(chóng)快速生長(zhǎng)期和預(yù)蛹期體重也有較大差異， 中草藥渣組和花 生 餅 組 分 別 為 第10 ～20 d、4 ～16 d；0.17 g/只、0.21 g/只。

2.3 中草藥渣和花生餅飼喂的黑水虻幼蟲(chóng)營(yíng)養(yǎng)成分分析

圖1 中草藥渣和花生餅飼的喂黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)曲線(xiàn)

如圖2所示，分析用中草藥渣、花生餅兩種有機(jī)廢物飼喂的黑水虻幼蟲(chóng)的營(yíng)養(yǎng)成分可知， 其粗蛋白和粗脂肪含量分別為33.28%、50.76%；22.61%、30.03%， 花生餅蟲(chóng)的粗蛋白和粗脂肪含量高于中草藥渣組，可能是因?yàn)榛ㄉ灡旧頎I(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，黑水虻幼蟲(chóng)本身對(duì)花生餅的利用轉(zhuǎn)化能力更好； 中草藥渣蟲(chóng)的灰分含量明顯高于花生餅組， 分別為16.83%、6.80%。

圖2 中草藥渣和花生餅飼喂黑水虻幼蟲(chóng)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析

2.4 中草藥渣和花生餅飼喂的黑水虻幼蟲(chóng)氨基酸種類(lèi)及含量分析

由表3可知，中草藥渣、花生餅這兩種有機(jī)廢物飼養(yǎng)的黑水虻幼蟲(chóng)體內(nèi)的氨基酸總量分別為28.59%、41.89%，其中花生餅蟲(chóng)的氨基酸總量明顯高于藥渣蟲(chóng)； 兩種幼蟲(chóng)干粉中必需氨基酸含量分別為11.78%、18.92%。

2.5 中草藥渣和花生餅飼喂的黑水虻幼蟲(chóng)脂肪酸組成和含量分析

由表4可知，由中草藥渣、花生餅喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲(chóng)其脂肪酸種類(lèi)存在差異， 花生餅蟲(chóng)組比中草藥渣蟲(chóng)組少了辛酸、十五碳一烯酸、十七烷酸、硬脂酸、亞麻酸和花生一烯酸這幾種脂肪酸；且由中草藥渣、花生餅喂養(yǎng)的黑水虻幼蟲(chóng)， 其不飽和脂肪酸與必需脂肪酸分別占總脂肪酸的33.72%、44.89%；21.99%、39.17%； 喂養(yǎng)花生餅的黑水虻幼蟲(chóng)亞油酸含量為39.17%，高于中草藥渣蟲(chóng)的（21.62%），其次為月桂酸，含量為38.25%，和中草藥渣蟲(chóng)的相當(dāng)（39.10%）；由此可見(jiàn)，喂養(yǎng)不同的基質(zhì)成分（中草藥渣和花生餅），會(huì)影響蟲(chóng)體中脂肪酸的含量變化。

表3 黑水虻幼蟲(chóng)粉的氨基酸含量（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

表4中草藥渣蟲(chóng)和花生餅蟲(chóng)的脂肪酸組成及含量（平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）

3 討論

3.1 中草藥渣和花生餅的最佳投喂量

在本試驗(yàn)中， 每0.5 g黑水虻幼蟲(chóng)投喂中草藥渣和花生餅的最佳投喂量分別為：2.35～3.05 kg、2.69 ～3.31 kg，其中中草藥渣組的最佳投喂量與劉瑜彬等[8]研究結(jié)果(每1 g幼蟲(chóng)最佳投喂量為10～13 kg)有所差異，造成差異的原因可能是黑水虻消化能力弱，以及中草藥渣成分、含水量不同等造成的；按照最佳投喂量進(jìn)行飼喂可以使黑水虻獲得足夠營(yíng)養(yǎng)， 并使有機(jī)廢物得到最大利用。

3.2 最佳投喂量下黑水虻幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)曲線(xiàn)和營(yíng)養(yǎng)成分分析

本試驗(yàn)中飼喂中草藥渣和花生餅的黑水虻的幼蟲(chóng) 期 和 快 速 生 長(zhǎng) 期 分 別 為26 d、18 d；10～20 d、4～16 d；與劉瑜彬等[8]的研究結(jié)果（中藥渣養(yǎng)殖的黑水虻快速生長(zhǎng)期為第4～15 d）有些差異，造成差異的原因可能是中草藥渣成分和含水量不同，但幼蟲(chóng)的發(fā)育參考周期相似[9]，為19 d～29 d左右。飼喂花生餅的黑水虻幼蟲(chóng)的干粉，其粗蛋白和粗脂肪含量都比較高，且粗蛋白含量高達(dá)50.76%，高于李峰等[10]測(cè)定的豆腐渣蟲(chóng)的粗蛋白（42.85%）含量，可能與花生餅本身的高蛋白含量（43.15%）有關(guān)[11]；藥渣蟲(chóng)的粗蛋白含量為33.28%，與劉瑜彬等[8]藥渣蟲(chóng)的粗蛋白（35.1%）含量近似。中草藥渣蟲(chóng)脂肪酸的種類(lèi)較多且含量豐富，尤以月桂酸、棕櫚酸、油酸、亞油酸為主，且出現(xiàn)了十五碳一烯酸和十七烷酸。 蔡鑫華[12]利用黑水虻處理雞糞后同樣檢測(cè)出奇數(shù)脂肪酸， 脂肪酸種類(lèi)的增加使黑水虻幼蟲(chóng)的功能更強(qiáng)大，應(yīng)用范圍更廣。

4 結(jié)論

綜合以上研究結(jié)果表明， 黑水虻幼蟲(chóng)能將中草藥渣和花生餅這兩種有機(jī)物轉(zhuǎn)化成自身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)且效果較好， 中草藥渣組黑水虻的脂肪酸種類(lèi)更為豐富，花生餅蟲(chóng)蛋白含量高達(dá)50.76%。