美洲大蠊人工养殖的营养与饲料研究进展

夏 涛，白华毅，苏子峰，万德生，李琦华，邵维在，李立华，程志斌*

（1.云南农业大学，昆明 650201；2.大理大学农学与生物科学学院，云南 大理 671003；3.云南腾药制药股份有限公司，云南 腾冲 679199）

美洲大蠊原产于非洲北部，属肢动物门、昆虫纲、蜚蠊目、蜚蠊科昆虫，是优势蜚蠊（Blattodea）之一[1]。美洲大蠊成虫外观铁锈红色、体圆长、扁平，因此又名红蠊、船蠊。全世界蜚蠊的种类约5 000种，中国约250种，其中美洲大蠊占总数约90%，广泛分布于中国各纬度地区[2]。美洲大蠊喜潮湿、温暖环境，常栖身于人类居所；加之食性杂、繁殖力强，常污染人类食物、传播多种病原和疾病，自古以来视为人居的主要卫生害虫之一[3]。近年来，随着中医药研发水平的提高，发现美洲大蠊干粉及其提取物具有确切的药理活性与特殊的药用价值，迅速提升了美洲大蠊医药产业的发展，也直接促进了美洲大蠊的人工养殖需求[4]。

美洲大蠊生存与繁殖能力均较强、食性广泛，人工养殖美洲大蠊并不困难。然而，为了保障美洲大蠊干粉医药原料的标准供应及实现高效养殖、降低成本，美洲大蠊人工养殖的诸多关键技术仍需进一步探索。目前，美洲大蠊人工养殖的营养与饲料研究领域的报道较少。

1 美洲大蠊人工养殖的意义

美洲大蠊作为一种鲜为人知的传统中药材，常以鲜虫或干粉入药，其药用价值最早见于《神农本草经》。《本草纲目》也详载其“癖血、症坚、寒热、下气、利血脉等功效，常用来治疗小儿疮积、疗疮、喉蛾、无名肿毒、膨胀、梅毒以及毒蛇、娱蛤咬伤等症”。20世纪80年代，云南省著名中医药学家李树楠教授从美洲大蠊中提取了活性核苷类成分，研发了“心脉龙注射液”“康复新”“肝龙”等系列中药，主治人类心血管等疾病，开启了中国对美洲大蠊现代中医药研究与应用的先河[5]。随后，美洲大蠊提取物的诸多药用功效，包括：抑菌、抗病毒、消肿镇痛、抗炎，杀死肿瘤细胞，促血管增生与组织修复等，被进一步证明与重视，充分展现了美洲大蠊这一特殊动物类中药的广阔应用前景[6-9]。

美洲大蠊医药产业的巨大需求，促成了中国美洲大蠊人工养殖业的兴起与快速发展。目前，中国云南省、福建省、四川省均出台了美洲大蠊中药材的地方标准，云南省、四川省、山东省等也形成了一批规模较大的美洲大蠊人工养殖基地与中药制药企业[3]。这些都对美洲大蠊人工养殖的质量与效率有了更高的要求，从而促成美洲大蠊人工养殖技术的深入研究，这样才能从源头保障美洲大蠊医药产业稳定发展的需求[10]。

2 美洲大蠊人工养殖的营养学研究

由于美洲大蠊长期作为居家害虫，行为学领域研究较多，这对人工养殖美洲大蠊有一定裨益；但国外罕有研究美洲大蠊人工养殖营养需求的试验报道。近年来由于中国美洲大蠊现代中医药产业的兴起，一定程度上推进了美洲大蠊人工养殖的营养学研究，尽管这一领域的研究刚刚起步。

从营养学角度而言，美洲大蠊的食物或饲料同样包括水、蛋白质、碳水化合物、脂肪、矿物质、维生素等6个基本营养元素。目前，有限的几篇试验报道主要集中在美洲大蠊对饲料蛋白质、碳水化合物、脂肪的营养需要总量及其之间适合的组成比例，对更进一步的矿物质、维生素、氨基酸、脂肪酸等复杂营养元素的需求量研究，鲜有报道。

我国较早研究与报道了人工养殖的美洲大蠊对饲料粗蛋白、碳水化合物、粗脂肪的营养需要量，对美洲大蠊雌性成虫生长阶段的试验按照饲喂的饲料营养水平不同，设计了3个处理组，分别为：低营养水平处理组（11.4%蛋白质、5.2%脂肪、83.4%碳水化合物）；中营养水平处理组（14.4%蛋白质、8.1%脂肪、77.5%碳水化合物）；高营养水平处理组（18.4%蛋白质、10.2%脂肪、71.4%碳水化合物），试验以美洲大蠊雌性成虫的平均日增重、采食量、饲料转化效率等指标综合统计数据，结果表明，18.4%蛋白质与10.2%高脂肪处理组饲料对美洲大蠊雌性成虫的生长性能最佳[11]。

在此基础上，进一步研究了饲料营养水平对美洲大蠊雌性成虫繁殖阶段的繁殖性能影响，该研究通过正交实验设计9个营养水平的试验饲料，以产卵荚重量、卵荚孵化率、饲料转化效率等指标综合评价美洲大蠊雌虫的繁殖性能，结果表明，含蛋白质19.2%与脂肪15.6%的试验饲料对美洲大蠊雌虫繁殖性能最佳，尤其是卵荚孵化率显著提升达81.9%，突破了卵荚孵化率较低的人工养殖技术难题[12]。

随后，张李香等在国内率先报道了美洲大蠊若虫人工养殖营养需要量的研究结果，采用正交实验方案，设计了9个不同蛋白质、脂肪、碳水化合物营养水平的处理组，以美洲大蠊若虫的体长、平均日增重、采食量、饲料转化效率等指标综合统计数据，结果表明，22.5%高蛋白质与18.2%高脂肪处理组饲料对美洲大蠊若虫的生长性能最佳[13]。

综合以上数据，相对现代畜禽养殖业的饲养动物营养需要量的研究，美洲大蠊人工养殖的营养需要量研究在氨基酸、矿物质、维生素等领域还有很多空白急需完善。

3 美洲大蠊人工养殖的配合饲料研究

美洲大蠊的生长周期有1年有余，基本上可分为3个阶段：卵期、幼虫期、成虫期[14]。自然条件下的美洲大蠊卵期为28～90 d，视卵荚的孵化温度、湿度等条件而有较大变化。自然条件下的美洲大蠊幼虫（若虫）期一般历时30～450 d，差异巨大，随后羽化为成虫，即进入繁殖期或药用阶段。自然条件下的美洲大蠊成虫生命周期1～2年[14]。美洲大蠊若虫、成虫的生长周期视环境温度、湿度、食源等条件影响较大，为人工养殖美洲大蠊及美洲大蠊营养与饲料研究留下了巨大空间，尤其是可以通过配合饲料的研发，缩短养殖周期，提高养殖效率与产品药用质量。

然而，迄今为止有关美洲大蠊配合饲料的研究与相关试验尚无报道。因此，课题组通过“国家知识产权局综合服务平台”网站，获得了已经授权发明专利并公开的一些美洲大蠊人工饲料配方的初步数据，汇总成表1[15-19]。分析表1所统计的5个美洲大蠊人工饲料的发明专利，发现美洲大蠊人工养殖的配合饲料基本由4类饲料原料组成，包括：能量饲料原料、蛋白质饲料原料、矿物质饲料原料与诱食剂。构成美洲大蠊人工饲料的能量饲料原料，主要包括：玉米、小麦（粉）、麦麸、米糠、油脂，与构成一般畜禽配合饲料的能量饲料原料种类基本相似，说明美洲大蠊食性广泛[20]。美洲大蠊人工饲料的蛋白质饲料原料，主要包括：豆粕、鱼粉、豌豆、蚕蛹、干酵母粉。其中，中国饲料工业企业常用的是豆粕、鱼粉，豌豆一般欧洲饲料企业常用，而中国主要供人类食品，用于饲喂畜禽较少，至于蚕蛹、干酵母粉的货源较少，中国畜禽配合饲料使用较少。以上说明，美洲大蠊对蛋白质饲料原料有一定的偏好，值得进一步研究，以提高美洲大蠊人工养殖的效率。除了添加骨粉与食盐外，有关美洲大蠊人工饲料的专用矿物质饲料添加剂报道较少，这一领域有待于深入研究。此外，为提高养殖效率，增加美洲大蠊的采食量，美洲大蠊人工配合饲料一般会根据美洲大蠊的食性，添加以甜味为主的诱食剂，主要包括白糖、红糖及糖蜜等[16]。在对不同食物对德国小蠊的诱食作用的研究中发现，糖类中对蟑螂最具诱食效果的是葡萄糖，其次是蔗糖[16]。

综合张李香课题组对美洲大蠊若虫、生长期成虫、繁殖期成虫营养需要量研究的持续报道，可以总结美洲大蠊对饲料粗蛋白质（CP）的营养需求量趋势是：若虫（CP 22.5%）＞繁殖期成虫（CP 19.2%）＞生长期成虫（CP 18.4%）[12-14]。这一科学试验结果与吴绍良等授权的2个美洲大蠊配合饲料发明专利结果相符，其通过生产实践获得的配方显示：美洲大蠊若虫饲料配方中粗蛋白质水平要高于美洲大蠊成虫，因为专利显示若虫饲料配方中的蛋白质饲料原料所占比例高于成虫饲料配方[18-19]。然而，何道峰等授权的2个美洲大蠊配合饲料发明专利，明显与吴绍良等授权的专利结果相反，何道峰等认为人工养殖的美洲大蠊若虫阶段饲料配方的粗蛋白质水平应该低于成虫阶段的蛋白质水平，甚至何道峰等未在美洲大蠊若虫配合饲料中选用任何蛋白质饲料原料[15-16]。

表1 美洲大蠊人工养殖的配合饲料 %

以上矛盾的主要原因是美洲大蠊人工养殖的条件、管理水平与生产目标的综合差异，而造成的配方思路不同。王柏海等在对比研究人工养殖美洲大蠊与野生美洲大蠊的肠道消化酶活性的试验报道中显示：人工饲养的美洲大蠊若虫肠道蛋白酶活性显著低于成虫（P＜0.05）；野生美洲大蠊若虫肠道蛋白酶活性与成虫差异不显著（P＞0.05）；且人工饲养的美洲大蠊若虫与成虫肠道蛋白酶活性均显著高于野生的美洲大蠊若虫与成虫[21]。鉴于人工饲养的美洲大蠊若虫肠道蛋白酶活性显著低于成虫，精细化美洲大蠊人工养殖条件下，使用吴绍良等的专利饲料配方思路，显然整体更有利于提升美洲大蠊的生长速度，达到高效养殖的生产目标，这与当前精细化管理条件下幼龄仔猪或雏鸡商业饲料粗蛋白水平高于生长期猪鸡的结果一致[18-19,22-23]。此外，仔细分析何道峰等授权的两个美洲大蠊饲料配方，可发现配方中添加了更高比例的诱食剂（红糖2%～4%、糖渣6%～8%），与吴绍良等专利饲料配方诱食剂添加1%～3%白糖差异显著[16-19]。显然，何道峰的配方思路更期待通过诱食剂增加美洲大蠊的采食量而提高美洲大蠊人工养殖的生长速度。这一配方思路与过去中国传统猪鸡养殖配制“低质、低成本”的饲料配方较为一致[24]。因此，这两套配方思路与具体配方的实际选用，需要根据美洲大蠊人工养殖企业（或专业养殖户）的养殖条件、规模、管理水平、生产目标等因素，具体分析选用。

4 小结

国内外对美洲大蠊人工养殖的营养需要量与饲料配方及配比的研究报道很少，且现有的研究结果差异较大、空白点较多，直接影响美洲大蠊人工养殖的效率与产品质量，这是与美洲大蠊这一特色动物医药产业蓬勃发展不相符的。因此，建议应该从以下几个方面迅速开展探索研究：参考猪鸡营养学的研究历程，深入研究不同阶段人工养殖的美洲大蠊生理特性，尤其是消化系统生理发育特性，据此细分美洲大蠊人工养殖的饲养阶段与营养需求。重点研究美洲大蠊若虫与成虫的营养需要量，包括能量、粗蛋白质、粗脂肪、氨基酸、矿物质、维生素等，尽快制定产业相关饲养标准。在营养需要量基本确定的同时，开展美洲大蠊不同养殖模式下，饲料原料的选用与配方比例的研究，提高美洲大蠊养殖生产效率与成品干粉的质量。