利用黑水虻幼虫处理中草药渣和花生饼及幼虫营养价值分析

王慧姣， 李 峰， 张文蕾， 马帅兵， 王领贺， 赵伟芳， 白润成， 王玉玺， 王 欣， 卢荣华＊

（1.河南师范大学水产学院， 河南新乡453007； 2. 三门峡市陕州区农业农村局， 河南三门峡472100）

随着水产养殖业的迅速发展和海洋资源的衰退， 鱼粉作为优质的动物性蛋白源已不能充分满足蛋白质饲料持续增长的需求[1]。昆虫体内的粗蛋白质含量高、纤维少、易消化，微量元素丰富，必需氨基酸含量接近于鱼粉[1,2]。 其中黑水虻幼虫是一种营腐生型的昆虫，能利用有机废物，合成自身的蛋白质，常作为重要的蛋白质来源[3,4]。 研究显示，饲喂鲜鸡粪的黑水虻幼虫其蛋白质含量为42.46%, 脂肪含量为27.82%,营养价值较高[5]。 黑水虻可以降解豆粕、棉籽粕和菜籽粕中的抗营养因子[6]，能提供大量的不饱和脂肪酸其养殖周期短、饲养简单、经济效益高，粪便转化率也较高， 能够降解粪便， 减少臭味和蚊蝇滋生[7]，这对于可持续发展和保护环境具有重大意义，所以黑水虻也被称为“环保昆虫”。 我国每年的中药残渣产量很大，利用黑水虻处理中药残渣，不仅可以带来可观的经济效益，还可降低药渣对环境的污染。目前黑水虻对不同有机废物的利用和转化效果的研究已引起不少科学工作者的重视， 但比较黑水虻对不同有机废物利用效果的研究还很匮乏， 所以本试验通过饲喂中草药渣和花生饼， 分析黑水虻幼虫鲜重比和料重比、最佳投喂量、快速生长期和机体营养成分的差异，为节约资源、保护环境、大规模养殖黑水虻及作为饲料蛋白来源提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

黑水虻幼虫是由西北农林科技大学安康水产试验站馈赠， 幼虫饲养在25℃的温棚内， 待虫体稍发黑、行动缓慢不再进食（预蛹期）时将幼虫挑出，转移到纱帐内，使其处于黑暗环境中等待羽化，羽化为成虫后喷洒蜂蜜水为其补充能量， 并使用发酵腐败物质诱导其产卵。 待有卵产出且数量稳定时每日定时进行收集，并称量分组。 将分组后的虫卵放置在罩有纱网的长方形塑料盒上， 塑料盒中预放500 g孵化基质。 待其孵化出肉眼可见的幼虫时，将其分离用于试验备用。 花生饼购自河南师范大学附近的菜市场，中草药渣由河南师范大学校医院提供。

1.2 试验方法

1.2.1 试验分组

选取同一天收集的黑水虻的虫卵， 随机将其分为30份，每份0.5 g放在罩有纱网的长方形塑料盒上，盒中放置湿度适中的麸皮作为幼虫的开口饲料。 待幼虫3日龄时，转移至养殖盒内，分别投喂中草药渣和花生饼两种有机废物，每种有机物分别设置5个不同梯度的投喂组，每个投喂组均设置3个平行。 孵化出的幼虫达到三日龄后转移至25℃左右温棚中，每天记录投喂花生饼或中草药渣的重量以及幼虫的摄食情况，大批量出现预蛹期幼虫后，停止喂食24 h，把幼虫从基质中分离并称重。

1.2.2 测量中草药渣和花生饼的最佳投喂量

记录每天黑水虻幼虫的摄食情况， 称量幼虫的体重并进行数据分析，计算料重比（料重比=投喂量/幼虫鲜重），从而分析出两种有机质的最佳投喂量。

1.2.3 绘制黑水虻幼虫生长曲线

选取备用黑水虻幼虫进行孵化，待其生长到3日龄后转移至25℃温棚中， 根据最佳投喂量分别投喂花生饼和中草药渣。每个投喂组均设置三个平行，每个平行组的黑水虻幼虫数量不少于200只。 试验开始后，每2 d随机抽取30只幼虫进行称量，重复抽取三次取平均值。 饲喂过程中出现预蛹期幼虫时即可停止称重，并记录时间，进而确定幼虫的生长周期并绘制出黑水虻幼虫的生长曲线。

1.2.4 幼虫营养成分检测

各个试验组中挑选1 kg干净的新鲜幼虫， 一部分在105℃下常压干燥，采用恒重法测定水分，其余部分全部烘干（注意要受热均匀），放置于4℃冰箱中备用。 粗灰分用550℃灼烧法测定，粗脂肪用索氏抽提法测定，粗蛋白质采用凯氏定氮法测定，氨基酸和脂肪酸的组成与含量分别用全自动氨基酸分析仪和气相色谱仪测定。

1.3 数据的统计分析

文中数据采用SPSS 20.0进行单因素方差分析。结果以平均值±标准差（mean±SD）表示，当P＜0.05时，认为数据有显著性差异。

2 结果与分析

2.1 分析两种有机废物的最佳投喂量

如表1所示，每0.5 g黑水虻幼虫投喂中草药渣量从1.65 kg增加到3.05 kg的过程中， 鲜虫的增重逐渐增加，尤其当投喂量从2.00 kg增加到2.35 kg时，鲜虫的增重有显著性差异（P ＜0.05）。在中草药渣投喂量由1.65 kg增加到2.35 kg时，料重比逐渐减小；但当继续增加投喂量至2.70 kg和3.05 kg时， 料重比先增大后又减小。其中投喂量小于2.35 kg时，显示饲料利用率低；投喂量大于2.35 kg时，鲜虫增重和料重比都没有显著性差异 （P＞0.05）， 考虑增重效果和饲料效率，故最佳投喂量应控制在2.35～3.05 kg。

如表2所示，每0.5 g黑水虻幼虫中投喂花生饼量从1.44 kg增加到2.69 kg时，鲜虫增重逐渐增加，但料重比的趋势正好相反； 当投喂量从2.69 kg增加到3.94 kg时，料重比逐渐增大，增重量由大到小。 其中投喂量小于2.69 kg时，鲜虫增重较小，料重比较大；当投喂量为2.69 ～3.31 kg时， 鲜虫增重和料重比都增大，但料重比没有显著性差异（P＞0.05）。 当投喂量超过3.31 kg时，幼虫增重开始减少，料重比较大；故根据以上的分析结果，最佳投喂量应控制在2.69 ～3.31 kg。

表1 中草药渣投喂量对幼虫增重及料重比的影响（平均值±标准差）

2.2 中草药渣和花生饼对黑水虻幼虫生长曲线的影响

如图1所示，用中草药渣、花生饼饲喂的黑水虻的生长情况存在不同。 中草药渣饲喂的黑水虻，幼虫期为26 d，而花生饼组的为18 d，相差8 d；幼虫快速生长期和预蛹期体重也有较大差异， 中草药渣组和花 生 饼 组 分 别 为 第10 ～20 d、4 ～16 d；0.17 g/只、0.21 g/只。

2.3 中草药渣和花生饼饲喂的黑水虻幼虫营养成分分析

图1 中草药渣和花生饼饲的喂黑水虻幼虫生长曲线

如图2所示，分析用中草药渣、花生饼两种有机废物饲喂的黑水虻幼虫的营养成分可知， 其粗蛋白和粗脂肪含量分别为33.28%、50.76%；22.61%、30.03%， 花生饼虫的粗蛋白和粗脂肪含量高于中草药渣组，可能是因为花生饼本身营养价值高，黑水虻幼虫本身对花生饼的利用转化能力更好； 中草药渣虫的灰分含量明显高于花生饼组， 分别为16.83%、6.80%。

图2 中草药渣和花生饼饲喂黑水虻幼虫常规营养成分分析

2.4 中草药渣和花生饼饲喂的黑水虻幼虫氨基酸种类及含量分析

由表3可知，中草药渣、花生饼这两种有机废物饲养的黑水虻幼虫体内的氨基酸总量分别为28.59%、41.89%，其中花生饼虫的氨基酸总量明显高于药渣虫； 两种幼虫干粉中必需氨基酸含量分别为11.78%、18.92%。

2.5 中草药渣和花生饼饲喂的黑水虻幼虫脂肪酸组成和含量分析

由表4可知，由中草药渣、花生饼喂养的黑水虻幼虫其脂肪酸种类存在差异， 花生饼虫组比中草药渣虫组少了辛酸、十五碳一烯酸、十七烷酸、硬脂酸、亚麻酸和花生一烯酸这几种脂肪酸；且由中草药渣、花生饼喂养的黑水虻幼虫， 其不饱和脂肪酸与必需脂肪酸分别占总脂肪酸的33.72%、44.89%；21.99%、39.17%； 喂养花生饼的黑水虻幼虫亚油酸含量为39.17%，高于中草药渣虫的（21.62%），其次为月桂酸，含量为38.25%，和中草药渣虫的相当（39.10%）；由此可见，喂养不同的基质成分（中草药渣和花生饼），会影响虫体中脂肪酸的含量变化。

表3 黑水虻幼虫粉的氨基酸含量（平均值±标准差）

表4中草药渣虫和花生饼虫的脂肪酸组成及含量（平均值±标准差）

3 讨论

3.1 中草药渣和花生饼的最佳投喂量

在本试验中， 每0.5 g黑水虻幼虫投喂中草药渣和花生饼的最佳投喂量分别为：2.35～3.05 kg、2.69 ～3.31 kg，其中中草药渣组的最佳投喂量与刘瑜彬等[8]研究结果(每1 g幼虫最佳投喂量为10～13 kg)有所差异，造成差异的原因可能是黑水虻消化能力弱，以及中草药渣成分、含水量不同等造成的；按照最佳投喂量进行饲喂可以使黑水虻获得足够营养， 并使有机废物得到最大利用。

3.2 最佳投喂量下黑水虻幼虫的生长曲线和营养成分分析

本试验中饲喂中草药渣和花生饼的黑水虻的幼虫 期 和 快 速 生 长 期 分 别 为26 d、18 d；10～20 d、4～16 d；与刘瑜彬等[8]的研究结果（中药渣养殖的黑水虻快速生长期为第4～15 d）有些差异，造成差异的原因可能是中草药渣成分和含水量不同，但幼虫的发育参考周期相似[9]，为19 d～29 d左右。饲喂花生饼的黑水虻幼虫的干粉，其粗蛋白和粗脂肪含量都比较高，且粗蛋白含量高达50.76%，高于李峰等[10]测定的豆腐渣虫的粗蛋白（42.85%）含量，可能与花生饼本身的高蛋白含量（43.15%）有关[11]；药渣虫的粗蛋白含量为33.28%，与刘瑜彬等[8]药渣虫的粗蛋白（35.1%）含量近似。中草药渣虫脂肪酸的种类较多且含量丰富，尤以月桂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸为主，且出现了十五碳一烯酸和十七烷酸。 蔡鑫华[12]利用黑水虻处理鸡粪后同样检测出奇数脂肪酸， 脂肪酸种类的增加使黑水虻幼虫的功能更强大，应用范围更广。

4 结论

综合以上研究结果表明， 黑水虻幼虫能将中草药渣和花生饼这两种有机物转化成自身的营养物质且效果较好， 中草药渣组黑水虻的脂肪酸种类更为丰富，花生饼虫蛋白含量高达50.76%。