不同類型餐廚垃圾對黃粉蟲生長發(fā)育的影響

胡婷 彩智慧 辛語 王營 張文頡

摘要 ［目的］探究不同類型餐廚垃圾對黃粉蟲生長發(fā)育的影響，以期對餐廚垃圾進行資源再利用。［方法］將餐廚垃圾分為清洗組、未清洗組，米飯組、蔬菜組和肉類組，探究高油、高鹽、淀粉、纖維素、蛋白質等不同飼養(yǎng)環(huán)境對黃粉蟲幼蟲生長發(fā)育、死亡率、化蛹率以及蟲體蛋白質和脂肪含量的影響。［結果］黃粉蟲幼蟲能夠攝入餐廚垃圾中的營養(yǎng)進行生長，清洗組餐廚垃圾利用率顯著高于未清洗組；取食未清洗組幼蟲死亡率高于對照組；清洗組肉類組化蛹率及脂肪含量高于對照組和其他各組。［結論］餐廚垃圾可以用來飼養(yǎng)黃粉蟲補充營養(yǎng)物質，將餐廚垃圾進行清洗后能夠顯著降低死亡率，蛋白質含量高的肉類組能夠提高蟲體脂肪含量和化蛹率。

關鍵詞 黃粉蟲；餐廚垃圾；生長發(fā)育；脂肪；蛋白質

中圖分類號 S 899? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）23-0071-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.23.016

Effects of Different Types of Kitchen Waste on Growth and Development of Tenebrio molitor

HU Ting， CAI Zhi-hui， XIN Yu et al

（College of Life Sciences， Anqing Normal University， Anqing， Anhui 246000）

Abstract ［Objective］To explore the effects of different types of kitchen wastes on the growth and development of T.molitor with a view to resource reuse of kitchen wastes. ［Method］Kitchen waste was divided into washed and unwashed groups， rice， vegetable and meat groups，the effects of different feeding environments such as high oil and high salt conditions， starch， cellulose， and protein on the growth and development， mortality， pupation rate，protein and fat content of the worms were studied. ［Result］The larvae of T.molitor were able to ingest the nutrients from kitchen waste for growth， and the utilization rate of kitchen waste in the washed group was significantly higher than that in the unwashed group;the mortality of larvae feeding on the unwashed groups were significantly higher than that in the control group and the washed groups;the pupation rate and fat content in the meat group with washed were significantly higher than all other groups. ［Conclusion］Kitchen waste can be used to raise T.molitor to supplement nutrients， and it is recommended that washed kitchen waste can significantly reduce mortality， and the meat group with high protein content can increase the fat content of the worms and improve pupation rate.

Key words Tenebrio molitor;Kitchen waste;Growth and development;Fat;Protein

基金項目 皖西南重點實驗室開放基金項目（Wsz202211，Wxn202306）；安徽省教育廳重點項目（2108085QC138）；貴州省教育廳重點項目（黔教合KY字［2021］046）。

作者簡介 胡婷（1988—），女，安徽銅陵人，講師，博士，從事功能性食品研究。

收稿日期 2022-11-04

餐廚垃圾是指居民日常生活及食品加工、飲食服務、單位供餐等活動中產(chǎn)生的垃圾，包括剩菜、剩飯、果皮、蛋殼、茶渣、骨頭等，其主要來源為家庭廚房、餐廳、飯店、食堂、市場及其他與食品加工有關的行業(yè)［1］。近幾年來，隨著餐飲業(yè)的高速發(fā)展，人民生活水平的提高，外出就餐的頻次持續(xù)上升，餐廚垃圾產(chǎn)生量持續(xù)增長［2］。我國餐廚垃圾在生活垃圾中占比較高，因此，在當前餐廚垃圾資源化處理設施能力不足、運行不夠順暢這一日益嚴峻的背景下，資源化利用餐廚垃圾具有迫切性和重要性。餐廚垃圾主要由蛋白質、脂類、淀粉、纖維素和無機鹽等物質組成，其理化特性表現(xiàn)為有機質含量高、鹽分含量高、油脂含量高等特點［3］。目前，常見的餐廚垃圾資源利用技術主要包括堆肥、厭氧消化、飼料化、協(xié)同焚燒等［4-5］。在踐行“碳達峰”“碳中和”“節(jié)能減排”及“綠色發(fā)展”的過程中，餐廚垃圾的無害化、資源化處理將是發(fā)展的趨勢和要求。

黃粉蟲（Tenebrio molitor），又稱面包蟲，屬昆蟲綱鞘翅目擬步甲科粉甲屬［6］，其蟲體具有很高的營養(yǎng)價值，被稱為“蛋白質飼料庫”，可以利用其進行食品的加工以及雞、鴨、鵝等動物的飼養(yǎng)［7］。黃粉蟲是常見的倉儲性害蟲、食性雜、適應性強、繁殖快、易養(yǎng)殖［8］。該研究利用黃粉蟲的特性，探索不同種類餐廚垃圾對黃粉蟲幼蟲生長發(fā)育的影響，并將其應用于降解餐廚垃圾，達到促進生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)、能量流動的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗以麥麩為基礎飼料，將餐廚垃圾進行分類，包括蔬菜類、米飯類、肉類，取一半進行清洗后瀝干水分，一半不清洗。餐廚垃圾簡易干濕分離裝置如圖1所示。用70 ℃鼓風烘干，蔬菜和肉類碾碎至4～6 mm碎片。

1.2 試驗儀器

長方形帶透氣孔塑料飼養(yǎng)盒（20 cm×10 cm）；KND-100全自動凱氏定氮儀；723型-可見紫外分光光度計。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗處理。

試驗共設置7個處理，分別為對照組（CK）、未清洗組A（米飯組A1、蔬菜組A2、肉類組A3）、清洗組B（米飯組B1、蔬菜組B2、肉類組B3）。以基礎飼料（麥麩）和餐廚垃圾飼料比例為2∶3，混合并攪拌均勻。

1.3.2 飼養(yǎng)方法。

試驗在安慶師范大學生命科學學院實驗室內進行。黃粉蟲取室內常溫飼養(yǎng)狀態(tài)下繁殖多代的同一批黃粉蟲幼蟲，挑選發(fā)育良好、個體大小均一且約為1 cm的3齡幼蟲作為實驗室用蟲。隨機分成7個小組，每組4個重復，每個重復200條幼蟲，記錄初始蟲的長度和重量。以不同餐廚垃圾飼料進行飼養(yǎng)，間隔6 d添加1次飼料，并清理蟲糞和蛻皮。培養(yǎng)室溫為（26±1）℃，相對濕度60%，自然光照。

1.4 檢測指標

1.4.1 幼蟲生長發(fā)育情況。

每7 d清理蟲糞和脫皮的同時，記錄死亡情況，并稱取幼蟲體重。幼蟲生長到49 d以后，統(tǒng)計幼蟲化蛹數(shù)量，并計算化蛹率。

1.4.2 幼蟲攝食量測定。

通過加減法計算黃粉蟲對飼料的利用率（ECI）：ECI=（總飼料量-剩余飼料量）/總飼料量。

1.4.3 蟲體蛋白質含量測定。

培養(yǎng)到49 d以后，隨機選擇10頭黃粉蟲幼蟲，烘干粉碎后，采用凱氏定氮方法測定蟲體總氮含量（N），蛋白質含量=6.25×N［9］。

1.4.4 蟲體脂肪含量測定。

培養(yǎng)到49 d以后，隨機選擇10頭黃粉蟲幼蟲，烘干粉碎后，采用索氏提取法，參考GB/T 6433—2006，測定幼蟲脂肪含量［10］。

1.5 統(tǒng)計分析

運用Excel 2010軟件整理數(shù)據(jù)，并計算平均值和標準誤差，采用SAS對數(shù)據(jù)進行顯著性分析，利用Sigmplot 12.3制圖。

2 結果與分析

2.1 黃粉蟲對不同餐廚垃圾的利用率

從黃粉蟲幼蟲培養(yǎng)49 d內不同餐廚垃圾的利用情況（圖2）可以看出，未清洗組（A）餐廚垃圾利用率顯著低于對照組（CK）和清洗組（B）（P<0.05）。清洗組餐廚垃圾利用率與對照組無顯著差異（P>0.05），均超過80%。未清洗肉類組（A3）餐廚垃圾利用率僅65.6%，顯著低于其他各組（P<0.05）。

2.2 不同餐廚垃圾對黃粉蟲幼蟲體重的影響

由圖3可見，未清洗肉類組（A3）黃粉蟲幼蟲體重顯著低于對照組（P<0.05）。7～14 d，未清洗米飯組（A1）、未清洗蔬菜組（A2）、清洗組（B）與對照組（CK）幼蟲體重無顯著差異（P>0.05）。21～49 d，未清洗米飯組（A1）、未清洗蔬菜組（A2）幼蟲體重顯著低于對照組（P<0.05）。清洗肉類組（B3）在21 d后幼蟲增重明顯，到49 d體重達到66.5 mg。

2.3 不同餐廚垃圾對黃粉蟲幼蟲死亡率的影響

黃粉蟲幼蟲生長至49 d，統(tǒng)計其死亡率。由圖4可見，未清洗組（A）死亡率均高于對照組（CK），其中未清洗米飯組（A1）和蔬菜組（A2）死亡率達到10%以上。清洗米飯組（B1）和清洗肉類組（B3）死亡率與對照組無顯著差異（P>0.05），而清洗蔬菜組（B2）死亡率顯著高于對照組（P<0.05），達到9.0%。

2.4 不同餐廚垃圾對黃粉蟲幼蟲化蛹率的影響

統(tǒng)計生長至49 d黃粉蟲幼蟲的化蛹率，如圖5可見。對照組（CK）和清洗組（B）化蛹率均高于15%，其中清洗肉類組（B3）化蛹率達到24.0%，顯著高于其他各組（P<0.05）；清洗米飯組（B1）和清洗蔬菜組（B2）化蛹率與對照組無顯著差異（P>0.05）。未清洗組（A）化蛹率顯著低于對照組（P<0.05），其中未清洗肉類組（A3）化蛹率僅為6.8%。

2.5 不同餐廚垃圾對黃粉蟲幼蟲蛋白質、脂肪含量的影響

分析生長至49 d黃粉蟲幼蟲蟲體蛋白質和脂肪含量（表1）發(fā)現(xiàn)，不同處理中蟲體蛋白質含量無顯著差異，均能達到44.0%以上，蛋白質含量豐富。未清洗肉類組（A3）和清洗肉類組（B3）蟲體脂肪含量顯著高于對照組和其他各組，均不低于36.0%。

3 討論

黃粉蟲屬于雜食性昆蟲，具有生長周期短、繁殖快、營養(yǎng)全面等特點。黃粉蟲在處理農(nóng)業(yè)生活垃圾、城市廢棄物、降解塑料方面都具有不可替代的潛在價值［11-12］。該研究發(fā)現(xiàn)，黃粉蟲幼蟲能夠以餐廚垃圾作為飼料進行生長發(fā)育，且清洗肉類組黃粉蟲幼蟲脂肪含量顯著高于對照組。張育平等［13］研究發(fā)現(xiàn)黃粉蟲取食不同的食物可使蟲體內營養(yǎng)成分不同。齊乃萍［14］研究發(fā)現(xiàn)添加30%豬肉配方飼料的黃粉蟲體中粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、灰分含量顯著提高，且微量元素含量顯著高于對照組。

不同種類的餐廚垃圾對黃粉蟲的飼養(yǎng)具有重要影響，張連俊等［15］采用不同類果蔬飼養(yǎng)黃粉蟲研究發(fā)現(xiàn)，南瓜和甜瓜較白菜、胡蘿卜和梨補充營養(yǎng)效果更好。該研究發(fā)現(xiàn)未清洗餐廚垃圾飼養(yǎng)黃粉蟲幼蟲死亡率高于對照組。餐廚垃圾高鹽、高油可能對黃粉蟲幼蟲的生長具有一定的抑制作用。餐廚垃圾與有機物合理配比對飼喂黃粉蟲具有重要意義，張帥等［16］研究發(fā)現(xiàn)麩皮與餐廚垃圾比重為4∶6條件下黃粉蟲死亡率最低。飼料濕度過大會引起黃粉蟲幼蟲的濕腐敗病，導致黃粉蟲死亡。同時，高油、高鹽也會導致黃粉蟲出現(xiàn)死亡率上升、體重降低、化蛹率減少的現(xiàn)象。

對安慶師范大學北校區(qū)校園餐廚垃圾進行調查發(fā)現(xiàn)，餐廚垃圾每日可有800 kg，主要以剩菜剩飯、果皮果核等構成。該研究發(fā)現(xiàn)黃粉蟲能夠80%以上利用餐廚垃圾，劉玉升［7-8］利用黃粉蟲處理濕垃圾資源發(fā)現(xiàn)，黃粉蟲通過食用或與微生物組成食用，能夠達到將濕垃圾資源減量95%的效果。利用黃粉蟲轉化餐廚垃圾是未來發(fā)展的重要方向，餐廚廢棄物無害化處理會受到越來越多的關注，黃粉蟲處理餐廚廢棄物將發(fā)揮快速、處理徹底、資源再循環(huán)等優(yōu)勢。干燥的黃粉蟲幼蟲蛋白質含量40%左右，被譽為“蛋白質飼料寶庫”［17］。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)1 kg黃粉蟲種蟲能夠在一個生長周期后生產(chǎn)50 kg商品蟲，具有較高的蛋白質、脂肪生產(chǎn)力［18］。因此，利用黃粉蟲處理餐廚垃圾，不僅能夠對餐廚垃圾進行資源再利用，而且為緩解動物蛋白飼料短缺提供了新思路。

4 結論

未清洗餐廚垃圾飼養(yǎng)黃粉蟲會明顯提高黃粉蟲死亡率和降低其化蛹率。黃粉蟲幼蟲對清洗餐廚垃圾的利用率超過80%。清洗肉類餐廚垃圾組能夠顯著提高黃粉蟲幼蟲的化蛹率和蟲體脂肪含量。因此，利用黃粉蟲處理餐廚垃圾需要考慮對垃圾進行清洗才能達到較好的飼養(yǎng)效果。

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