人工养殖美洲大蠊若虫的肠道消化酶活性研究

杨林富，李琦华，王乙茹，张德春，万德生，程志斌*

（1.云南农业大学，昆明650201；2.达州职业技术学院，四川 达州635001；3.云南腾药制药股份有限公司，云南 腾冲679199）

美洲大蠊（Periplaneta americana）属节肢动物门昆虫纲蜚蠊目蜚蠊科昆虫，长期作为我国传统中医药动物类药材的重要品种[1]。中医药应用美洲大蠊治疗癖血、症坚、寒热、下气等病症，在药书《本草纲目》中有详细记载[2]。当代以美洲大蠊活性成分为主体研发的“心脉隆”“康复新”等治疗人类心血管病的药物，扩大了美洲大蠊中医药药材的需求[3-4]。因此，为保障美洲大蠊原料药材的质量与安全性，美洲大蠊的人工养殖逐步受到了行业广泛重视[5-6]。

相对于畜禽人工养殖而言，目前美洲大蠊人工养殖比较粗放，其原因是美洲大蠊生存能力强，尤其是美洲大蠊成虫对环境有较强的适应能力[5]。相对美洲大蠊成虫而言，未发育成熟的美洲大蠊若虫（1～160日龄）的肠道消化系统不健全[7-8]，对饲料营养要求相对较高，是美洲大蠊人工养殖的技术关键点[7-9]。这与幼龄畜禽的人工养殖较为相似[10-11]。然而，目前国内外有关美洲大蠊若虫的肠道消化酶发育的科学研究与试验报道极少，据此本研究初步开展了美洲大蠊若虫肠道消化酶发育的研究，旨在指导人工养殖美洲大蠊若虫的营养需要量研究及饲料配方设计。

1 材料与方法

1.1 试验动物与分组

试验以人工养殖的美洲大蠊为研究对象，并按照90、120、150日龄设计3个处理组，每个处理组1 200只，共计3 600只，每个处理组分成6个重复，每个重复200只。

1.2 取样与指标检测

美洲大蠊若虫由云南腾药制药股份有限公司美洲大蠊养殖基地（位于云南省腾冲市）提供，取样的若虫均在规范的人工养殖条件下获得。在每个检测日龄，随机取200只美洲大蠊若虫称重，然后计算平均体重。随后将全肠腔取样，经匀浆、离心后所得的上清液用于肠道总蛋白酶、总淀粉酶、总脂肪酶的活性分析。3种肠道消化酶的活性检测采用酶联免疫法，酶活性单位为U·mg-1，检测试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.3 统计分析

3个日龄处理组之间酶活性数据采用SPSS统计软件的单因素方差分析和LSD法进行分析，P＜0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 美洲大蠊若虫体重的变化情况

美洲大蠊若虫体重随日龄的变化情况见图1。

由图1可知，美洲大蠊若虫90、120、150 d体重分别为0.34、0.81、1.38 g，若虫体重随着日龄呈显著的增加趋势（P＜0.05）。

2.2 美洲大蠊若虫肠道总蛋白酶活性的变化情况

不同日龄美洲大蠊若虫的肠道总蛋白酶活性测定结果见图2。

图1 美洲大蠊若虫90、120、150 d体重

图2 美洲大蠊若虫90、120、150 d肠道总蛋白酶活性

由图2可知，美洲大蠊若虫90、120、150 d肠道总蛋白酶活性分别为79.5、143.5、165.0 U·mg-1。肠道总蛋白酶活性，120 d和150 d肠道组间差异不显著（P＞0.05），但均显著高于90 d组（P＜0.05）。

2.3 美洲大蠊若虫肠道总淀粉酶活性的变化情况

不同日龄美洲大蠊若虫的肠道总淀粉酶活性测定结果见图3。

由图3可知，美洲大蠊若虫90、120、150 d肠道总淀粉酶活性分别为359.4、858.2、1 202.9 U·mg-1，美洲大蠊若虫肠道总淀粉酶活性随着日龄呈持续增加的趋势（P＜0.05）。

图3 美洲大蠊若虫90、120、150 d肠道总淀粉酶活性

2.4 美洲大蠊若虫肠道总脂肪酶活性的变化情况

不同日龄美洲大蠊若虫的肠道总脂肪酶活性测定结果见图4。

图4 美洲大蠊若虫90、120、150 d肠道总脂肪酶活性

由图4可知，美洲大蠊若虫90、120、150 d肠道总脂肪酶活性分别为44.2、87.8、150.7 U·mg-1，美洲大蠊若虫肠道总脂肪酶活性随着日龄呈持续增加的趋势（P＜0.05）。

3 讨 论

美洲大蠊卵荚成熟后，若虫破荚而出[12]。若虫有外骨骼，必须每隔10～18 d蜕去旧的外骨骼，才能进一步生长[13]。因此，人工养殖条件下，美洲大蠊若虫一般经历150～160 d、10～13次蜕去外骨骼才能最终蜕变为成虫阶段[14-15]。鉴于此，为了指导美洲大蠊若虫饲料配方设计，本研究以美洲大蠊若虫的3个阶段（90 d、120 d、150 d）为处理组，测定了美洲大蠊若虫不同生长阶段体重以及肠道总蛋白酶、总淀粉酶、总脂肪酶活性的变化情况。

结果显示美洲大蠊若虫90、120、150 d体重分别为0.34、0.81、1.38 g。与90 d若虫体重相比，120 d和150 d美洲大蠊若虫体重分别增加了138.24%（P＜0.05）和305.9%（P＜0.05）。本次试验的测定结果与张李香等[16]的报道结果基本一致，表明美洲大蠊若虫体重呈持续增加趋势，生长发育速度较快。

当前，研究美洲大蠊人工养殖的配合饲料的报道很少，原因包括：其一，美洲大蠊食性广泛，一般养殖户及养殖企业对美洲大蠊的人工饲喂比较粗放，基本上是就地取材，不重视美洲大蠊专用配合饲料的应用[5,7]；其二，缺乏美洲大蠊肠道消化生理的系统研究数据，无法有针对性地设计和应用美洲大蠊人工养殖专用配合饲料[16]。

基于以上原因，本试验初步研究了90～150 d美洲大蠊若虫的全肠道消化酶活性。结果显示：90、120、150 d美洲大蠊若虫肠道总淀粉酶活性分别为359.4、858.2、1 202.9 U·mg-1；与90 d若虫肠道总淀粉酶活性相比，120 d和150 d美洲大蠊若虫肠道总淀粉酶活性分别增加了138.8%（P＜0.05）和234.7%（P＜0.05）。90、120、150 d美洲大蠊若虫肠道总蛋白酶活性分别为79.5、143.5、165.0 U·mg-1；与90 d若虫肠道总蛋白酶活性相比，120 d和150 d美洲大蠊若虫肠道总蛋白酶活性分别增加了80.5%（P＜0.05）和107.6%（P＜0.05）。90、120、150 d美洲大蠊若虫肠道总脂肪酶活性分别为44.2、87.8、150.7 U·mg-1；与90 d若虫肠道总脂肪酶活性相比，120 d和150 d美洲大蠊若虫肠道总脂肪酶活性分别增加了98.6%（P＜0.05）和241.0%（P＜0.05）。由此可见，90～150 d阶段美洲大蠊若虫肠道总淀粉酶活性值高于总蛋白酶和总脂肪酶活性；总淀粉酶和总脂肪酶活性的增长趋势，显著高于总蛋白酶的增长趋势。

以上研究结果提示：为满足90～150 d阶段美洲大蠊若虫的快速生长需求，人工养殖美洲大蠊若虫的专用配合饲料应考虑蛋白质和能量营养的平衡供应。

鉴于当前尚无美洲大蠊专用配合饲料的试验研究报道，通过查找“国家知识产权局综合服务平台”网站，获得了2个公开授权的美洲大蠊若虫人工饲料配方发明专利[17-18]，并分析如下。

其一，何道峰等[17]、吴绍良等[18]公开的人工养殖美洲大蠊若虫饲料配方，较为全面地考虑了美洲大蠊若虫人工配合饲料的营养元素需求。专利配方中饲料原料包括多种碳水化合物（玉米、小麦、米糠、麦麸）、蛋白质饲料原料（豆粕、鱼粉、蚕蛹、豌豆）以及矿物质饲料原料（食盐、骨粉）。其二，何道峰等[17]公开的美洲大蠊若虫人工养殖饲料配方中添加了5%～6%的油脂，强化了美洲大蠊若虫对脂肪的营养需求。然而，吴绍良等[18]公开的美洲大蠊若虫人工养殖饲料配方中没有考虑油脂原料的额外添加。造成这一差异的原因是，吴绍良等[18]公开的专利配方中使用了高比例的鱼粉和蚕蛹粉等原料，而这些原料中含有较高的粗脂肪[19-20]。其三，何道峰等[17]、吴绍良等[18]公开的专利均没有对美洲大蠊若虫进行人工饲养阶段划分及其相应的专用配合饲料提供。笔者认为由于美洲大蠊若虫生长周期较长，且依据本次试验测定的肠道消化酶活性数据，为了提高美洲大蠊若虫人工养殖效率，其饲料配方应效仿猪鸡等畜禽分阶段饲养方式，将美洲大蠊若虫分为2～3个阶段，依据不同阶段肠道消化酶活性等消化生理特征，提供专用人工养殖配合饲料。

4 结论

本研究表明，90～150 d美洲大蠊若虫生长发育迅速，表现在增重和肠道总淀粉酶、总蛋白酶、总脂肪酶活性的持续增长上。这一结果提示人工养殖美洲大蠊若虫的配合饲料需要分阶段平衡考虑蛋白质和能量的营养提供。