黑水虻油的研究与综合利用

袁海林,李向策,孙秋璇,高红燕,黄燕华*,周 萌*

(1. 仲恺农业工程学院健康养殖创新研究院,广州 510225;2. 仲恺农业工程学院动物科技学院,广州 510225;3. 广东省水环境与水产品安全工程技术研究中心,广州 510225;4. 广州市水产病害与水禽养殖重点实验室,广州 510225)

黑水虻HermetiaillucensL.属于双翅目Diptera水虻科Stratiomyidaek昆虫。作为一种腐生性昆虫,其肠道内较高的消化酶活性使其成为双翅目昆虫中最高效的生物反应器(Kimetal., 2011)。利用黑水虻可以有机废弃物为食这一特性,可有效解决城市餐厨垃圾、农业垃圾、人类与动物粪便等废弃物管理难度大的世界卫生问题,同时获得营养丰富的黑水虻生物产品(Banksetal., 2014)。与鱼粉、大豆及其它昆虫相比,黑水虻幼虫及预蛹油脂含量尤其丰富(15%～49%),油脂中的不饱和脂肪酸组成主要受养殖基质脂肪酸组成的影响,而以月桂酸为主的中链饱和脂肪酸含量则较稳定而丰富,主要来自于养殖基质中糖类的从头合成及其它脂肪酸的生物转化(Ushakovaetal., 2016; Lietal., 2022)。由于黑水虻油脂肪酸组成的鲜明特征,它同时具有作为饲用油或食用油,以及化妆品、生物柴油等工业用油的潜力。

1 影响黑水虻油产量和质量的因素

1.1 发育阶段的影响

黑水虻的一生包括卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫5个发育时期,各期虫体的营养组成各有差异。根据Liu等(2017)的研究,以鸡饲料饲养的黑水虻卵的脂肪含量为15.8%,孵化后第1天降到4.8%,但到预蛹前期可一直增加至28.0%,到成蛹后急剧下降,直到成虫后则可恢复至30.6%(雌)和32.2%(雄)。Zhu等(2019)也有类似的发现,即黑水虻脂肪含量从孵化后第1、4、8、12天至预蛹期持续增加,并在预蛹后期达到最高,在成蛹后则急剧下降。可见,黑水虻体脂的积累通常在预蛹期达到高峰,为变态为蛹和成虫做物质和能量储备。因此,在黑水虻养殖生产实践中,也多取5龄幼虫或预蛹作为提取虫油的原料。

1.2 环境因子的影响

环境因子主要通过影响黑水虻的生长发育来影响虫体营养物质的积累,包括脂肪的积累。目前已研究的环境因子包括光照、养殖密度、通气量等。

窦永芳(2020a)研究了3种光照条件下黑水虻的生长性能,发现遮光组(白天遮光15 h)的生产性能优于半光组(白天遮光7.5 h),其次是全光组。全光和半光条件下,蛹虫体内粗脂肪消耗显著多于遮光模式。说明适当减少光照时间,有利于黑水虻体脂的积累。此外窦永芳等(2020b)研究还发现随着养殖密度的升高(0.13～0.51头/cm3),黑水虻幼虫的干物质、粗蛋白和粗脂肪含量呈逐渐升高的趋势,认为这可能是虫体代谢产热使所处环境温度升高、促进了机体对营养物质的转化和积累所致。当养殖密度升高至0.64头/cm3时,幼虫上述营养成分含量下降,表明空间胁迫导致幼虫能获得的单位营养浓度减少,体内营养物质沉积不足,应激消耗增加。Barragan-Fonseca等(2018)测试了3种营养浓度的养殖基质及养殖密度(50、100、200、400头/盒,养殖盒规格15.5 cm3×10.5 cm3×6 cm3)对黑水虻产量和质量的影响,发现在3种营养浓度下,黑水虻的产量均随养殖密度的升高而增加,但平均体重则随养殖密度的增加而显著下降,虫体粗脂肪含量也随之下降,而粗蛋白含量变化不大。以上研究表明,控制幼虫的饲养密度,保证幼虫获得足够的单位营养浓度,对其生长发育及体内营养物质积累是有益的。

Abduh等(2022)研究了通气量对黑水虻生物量和营养组成的影响,发现用豆腐渣培养幼虫时,通气量为0.84 m3/s时,黑水虻的生物量(52.85 g/m2/d)可达到最大,幼虫的粗蛋白、粗脂肪分别达到37.20%～48.60%、9.61%～20.02%。

1.3 养殖基质的影响

由于黑水虻可取食并生物转化各种有机废弃物,生产富含营养物质的昆虫产品,因此国内外对不同养殖基质对黑水虻生长性能和营养组成的影响进行了广泛的研究。

杨霞等(2020)用含水率为40%、50%、60%、70%、80%的5种饲料去饲养3日龄的黑水虻幼虫,结果发现黑水虻幼虫体内的粗脂肪含量随水分增加呈线性上升。何钊等(2018)研究发现,用豆腐渣、鸡粪及发酵鸡粪饲养刚孵化的黑水虻15 d,其脂肪含量分别为22.6%、5.13%和4.30%。Li等(2011)分别用牛粪、猪粪和鸡粪饲养刚孵化的黑水虻幼虫10 d,得到的粗脂肪含量相近,分别为29.9%、29.1%以及30.1%。胡俊茹等(2017)研究发现鸡粪和餐厨垃圾饲养的黑水虻幼虫脂肪含量分别为10.58%、38.17%。胡俊茹(2017)、何钊(2018)和Li(2011)用鸡粪养出来的黑水虻脂肪含量差异很大(分别为10.58%、5.13%和30.1%),这可能与鸡粪的营养组成以及养殖条件和养殖的时间有关。Danieli等(2019)将玉米、大麦、小麦、麦麸、麦秆和脱水苜蓿按不同比列配成3种能量相近的高非纤维碳水化合物饲料、高纤维饲料和高蛋白质饲料饲养6日龄黑水虻21 d,得到的虫体脂肪含量分别为40%、44%和40%。Ewald等(2020)用面包、鱼、食物垃圾、新鲜贻贝、青贮贻贝以及烂贻贝饲养黑水虻,所得的黑水虻脂肪含量分别为57.8%、46.7%、40.7%、33.1%、11.2%、29.7%,而用面包和贻贝(10%、20%、30%、40%、50%)组合饲养黑水虻,所得黑水虻脂肪含量分别为20.4%、19.6%、17.9%、17.9%、16.1%。Rachmawati等(2010)用棕榈仁粉饲养刚孵化的黑水虻幼虫 25 d,虫体脂肪含量可达27.5%。Nguyen等(2015)用鸡饲料、猪肝、蔬菜+水果以及鱼作为养殖基质饲养4日龄黑水虻至预蛹期,其虫体脂肪含量分别为12%、25.1%、6.6%和34.6%。徐歆歆等(2019)分别在麦麸中添加0%、10%、20%、30%、40%富含多不饱和脂肪酸的裂殖壶藻藻渣,饲养8日龄的黑水虻至对照组均重100 mg,虫体脂肪含量分别为6.27%、6.45%、6.09%、5.63%、5.10%(湿重)。尹靖凯等(2021)和Ebeneezar等(2021)用餐厨垃圾饲养7日龄的黑水虻幼虫8 d和15～18 d,虫体脂肪含量分别为48.10%和35.69%。袁志能等(2021)用大豆加工下脚料+小麦加工下脚料饲养5日龄的黑水虻幼虫10 d,虫体脂肪含量随小麦下脚料占比升高(占比分别为50%、60%、70%、80%和90%)而下降,分别为31.47%、29.77%、27.83%、26.57%、24.90%。路延等(2021)为探究添加钙和微生物对黑水虻富集油脂的能力的影响,在餐厨垃圾中分别添加湿重比例0%、2%、5%、7%、10%的CaCO3和0%、2%的Ca(OH)2,所得虫体脂肪含量分别为40.66%、40.02%、44.84%、50.60%、38.28%和39.04%、27.37%,其中添加CaCO3对黑水虻脂肪含量无显著影响,添加Ca(OH)2使其脂肪含量显著下降;在餐厨垃圾+湿重比例5% CaCO3的基础上添加餐厨垃圾湿重比例10%的枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis、地衣芽孢杆菌Bacilluslicheniformis、植物乳杆菌Lactobacillusplantarum、鼠李糖乳杆菌Lactobacillusrhamnosus、鲁梅利杆菌Rummeliibacillusstabekisii和耐久粪肠球菌Enterococcusdurans菌液,所得虫体脂肪含量为45.52%、42.09%、45.20%、50.16%、44.99%、50.53%;而以餐厨垃圾为基础分别添加湿重比例10%的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、植物乳酸杆菌、鼠李糖乳酸杆菌、鲁梅利杆菌和耐久粪肠球菌菌液,所得虫体脂肪含量为52.77%、44.10%、52.26%、35.93%、32.53%、49.19%。可见,黑水虻可有效利用各种养殖基质的蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维素、半纤维素,甚至木质素等合成丰富的体脂,这可能与其消化道可适应性地调整消化酶的分泌并协同肠道微生物进行转化利用有关(Sunetal., 2022)。

除了营养组成,养殖基质的pH值和重金属也会影响黑水虻的体脂含量。曾小宇等(2021)研究发现,碱性养殖基质更有利于黑水虻幼虫的脂肪沉积,而酸性培养基有利于蛋白质的沉积。李逵(2019)发现养殖环境中镉离子浓度越高,黑水虻脂肪细胞中脂肪滴数量越少,细胞体积越小,虫体的脂肪积累也越少。这可能是由于高浓度的重金属诱导昆虫脂肪体产生了抗氧化防御作用,产生了丙二醛等过氧化物所致。

养殖基质不但影响黑水虻虫体的油脂含量,还影响其脂肪酸组成。胡俊茹等(2019)用餐厨垃圾和鸡粪作为养殖基质饲养黑水虻,得到的餐厨虫粗脂肪含量为38.17%,不饱和脂肪酸与必需脂肪酸分别占总脂肪的60.85%和23.72%,其中油酸和亚油酸含量高达30.7%和21.3%;得到的鸡粪虫粗脂肪含量为10.58%,不饱和脂肪酸与必需脂肪酸分别占总脂肪的34.61%和8.2%,且还检测到十三烷酸和十五碳一烯酸等奇数碳脂肪酸。徐歆歆等(2019)用不同水平的裂殖壶藻藻渣(10%、20%、30%和40%)饲养黑水虻,发现20%、30%和40%藻渣组黑水虻粗脂肪含量显著低于对照组,且4个藻渣实验组的单不饱和脂肪酸含量都显著低于对照组,但n-3系列多不饱和脂肪酸含量皆显著高于对照组。为了解黑水虻利用脂肪酸的规律,Li等(2022)分别含有用5%和10%的猪油、豆油、椰子油、花生油、亚麻籽油和鱼油的饲料饲喂黑水虻,结果发现,无论饲料脂肪源和水平如何,黑水虻始终能在体内积累比例稳定的月桂酸(17.4%～28.5%)、肉豆蔻酸(3.9%～8.0%)和棕榈油酸(1.3%～4.3%),虫体内棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸的比例则与饲料中的呈线性相关,线性方程的斜率为0.39～0.60。为揭示黑水虻体内高效生成月桂酸等饱和脂肪酸的机制,Hoc等(2020)用同位素氘(氘化水)饲养黑水虻,发现某些脂肪酸(癸酸、月桂酸或肉豆蔻酸)仅以氘化形式存在,而其它脂肪酸(棕榈酸、棕榈油酸或油酸)则以两种形式存在(氘化或不氘化),而在添加氘的虫体中几乎没有发现氘化多不饱和脂肪酸。该结果表明,黑水虻可利用碳水化合物从头合成某些饱和脂肪酸,而不饱和脂肪酸则部分来自于生物合成,部分来自于食物供给。另外,尽管饮食中富含亚麻酸,但黑水虻只会生物积累约13%的亚麻酸,却将其中约2/3用于代谢,或生成月桂酸或肉豆蔻酸等饱和脂肪酸。可见,黑水虻体内高比例的月桂酸等饱和脂肪酸,得益于脂肪酸的从头合成和生物转化途径,即黑水虻可利用养殖基质中的糖类和某些不饱和脂肪酸合成月桂酸等饱和脂肪酸。

1.4 制取工艺对黑水虻油质量的影响

提取工艺主要影响黑水虻油的产量、物理和化学性能。首先,处死方式会影响其油脂储存性能。Caligiani等(2019)发现,被冷冻杀死的黑水虻油在储存过程中显示出酰基甘油的急剧减少,以及游离脂肪酸大量释放,而经热水煮杀死黑水虻的油脂比较稳定。孔凡等(2021)用压榨法、浸出法以及亚临界丁烷萃取法3种方法提取黑水虻油,结果表明,浸出法的提油率最高(78.95%),而压榨法最低(54.10%)。亚临界丁烷萃取法所得的黑水虻油的酸值和过氧化值最低,浸出法所得的黑水虻油的水分含量最低,压榨法的水分含量最高,但3种提取方法得到的黑水虻油脂肪酸组成变化不大,其中月桂酸含量为16%～20%,亚油酸和油酸分别约22%和20%。徐歆歆(2021)对浸提法与压榨法2种方法提取的黑水虻油理化性质进行了比较,并评估了浸提法相关参数对黑水虻油提取率的影响,结果发现,黑水虻粉与石油醚的比例为1∶12时,在50℃的条件下持续反应5 h后,提取的油脂效率最高。提取的黑水虻油颜色为淡黄色或浅黄色,其酸价、过氧化值、碘价、皂化值等与压榨法制备的黑水虻油之间无显著性差异。Mai等(2019)用碱精制法处理黑水虻油,在保留了大部分有价值的脂肪酸外,还显著降低了黑水虻油的粘度、浊度、密度、蛋白质含量和游离脂肪酸指数。Smets等(2020)发现绿色溶剂2-甲基四氢呋喃可替代己烷从新鲜的黑水虻中提取脂质,两者之间的最大溶剂效率没有显著差异,且2-甲基四氢呋喃提取了更多的游离脂肪酸和磷脂。

从目前的研究结果来看,黑水虻油的提取成本仍高于大多数植物油。比如,与油菜籽中提取菜油相比,从黑水虻中提取1 kg黑水虻油会增加9.8 MJ的能耗及0.2 kg二氧化碳(温室气体)当量,但可减少6.44 m2的土地使用。因此,尽管目前黑水虻油的提取成本还较高,但考虑到未来生产传统油脂(向日葵、油菜籽等)对土地占用导致的不可持续发展性,利用有机废弃物生产黑水虻油仍具有资源和环境上的明显优势(Salomoneetal., 2017)。

2 黑水虻油的综合利用研究

2.1 黑水虻油作为饲用油脂的应用研究

2.1.1畜禽饲用油

黑水虻油在畜禽饲料中的研究主要集中在鸡饲料。Kim等(2021)研究发现黑水虻油可替代肉鸡饲粮中50%和100%的豆油,对挥发性脂肪酸水平、血液学特性或健康参数无任何不良影响,且对肠道形态有积极影响。Dabbou等(2021)研究表明,用改良黑水虻油部分替代豆油饲喂肉鸡可以正向调节肉鸡肠道菌群,且不会影响其生长性能和肠道形态,也没表现出任何不良的组织病理变化。还有研究表明,可以用黑水虻油替代1.5%、3.0%和4.5%豆油饲养蛋鸡,对蛋鸡生长性能、采食量、料肉比、产蛋率以及蛋重等都无不良影响,并有利于蛋黄的着色(Pattersonetal., 2021)。

2.1.2水产饲用油

近年来,黑水虻油在水产饲料中的应用研究十分丰富,研究对象包括建鲤Cyprinuscarpiovar、镜鲤Cyprinuscarpio.var.specularis、草鱼Ctenopharyngodonidella、黄颡鱼Pelteobagrusfulvidraco、虹鳟Oncorhynchusmykiss、血鹦鹉鱼Amphilophuscitrinellus×Cichlasomasynspilum、淇河鲫Carassiusauratus、泰国斗鱼BettasplendensRegan、大西洋鲑Salmosalar和加利福尼亚石首鱼Totoabamacdonaldi等养殖鱼类。Li等(2016)用4个梯度(25%、50%、75%和100%)的黑水虻油替代豆油来饲养幼龄的建鲤,发现对建鲤的生长性能、饵料系数和营养沉积等没有任何负面影响,并可以增加建鲤肌肉中n-3系列多不饱和脂肪酸的含量,降低腹膜内脂肪的沉积。吉红等(2016)用黑水虻油替代豆油,在添加量不超过25 g/kg的范围内对幼龄的建鲤生产性能不会产生显著影响,并可以提高鱼体肌肉二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,DHA)和饱和脂肪酸(Saturated fatty acid,SFA)的含量和降低鱼体腹腔脂肪组织的沉积。Dumas等(2018)用黑水虻油替代虹鳟饲料中的鱼油,发现不会对虹鳟的生长性能和饵料系数造成不良影响,且用黑水虻油替代鱼油更优于用脱脂黑水虻粉替代鱼粉。Kumar等(2021)研究证实,用黑水虻油替代鱼油和豆油并不会对虹鳟的生长性能、饵料系数和营养沉积产生负面影响,但在替代组添加胆汁酸会对生长性能产生负面影响,这可能是胆汁酸添加过量对肝细胞产生了毒性作用。此外,还有学者发现,黑水虻油替代鱼油或者豆油还可以提高虹鳟的免疫功能增强,降低炎症发生率(Fawoleetal., 2021)。在镜鲤幼鱼饲料中,用黑水虻油替代豆油比用黄粉虫油或者蚕蛹油替代豆油对镜鲤的生长性能和饵料效率具有更好的效果,可降低镜鲤幼鱼腹腔脂肪组织中的脂质沉积,提高肝脏的抗氧化能力(Xuetal., 2020a),用4个梯度(25%、50%、75%和100%)富含n-3系列多不饱和脂肪酸的黑水虻油替代豆油饲养幼龄镜鲤,替代量为50%～100%时,对镜鲤的生长性能、饲料利用率和肠道健康均有积极影响,还可调节脂质代谢,提高抗氧化能力,并对免疫系统有积极作用(Xuetal., 2021)。石洪玥等(2020)用4个梯度(25%、50%、75%和100%)的黑水虻油替代豆油饲养血鹦鹉鱼,发现对血鹦鹉的生长有促进作用,且对其非特异性免疫能力有积极作用。用黑水虻油完全替代鱼油和豆油可以提高泰国斗鱼的成活率,并显著提高雄鱼的特定生长率、增重率和肥满度,此外还可以显著提高泰国斗鱼血清总蛋白、球蛋白及白蛋白的含量(谢醒达,2019)。Belghit等(2018)用黑水虻油全替代菜籽油,发现不会对大西洋鲑的生长性能、饲料转化率、表观消化率以及全鱼体成分产生不良影响。胡俊茹等(2020)用5个梯度(20%、40%、60%、80%和100%)的黑水虻油替代豆油饲养黄颡鱼,结果表明黑水虻油完全替代豆油对黄颡鱼幼鱼的生长性能、形体指标、体成分、营养物质表观消化率和抗氧化指标无显著影响。以生长性能为评价指标,当黄颡鱼幼鱼基础饲料中添加4%豆油时,黑水虻虫油可以完全替代豆油。陈延娜等(2019)用4个梯度(25%、50%、75%和100%)的黑水虻油替代豆油饲养草鱼,发现草鱼的生长性能不受影响,并且抗氧化能力、肠道菌群的丰度和多样性得到显著提高,但在替代量提高至100%时,草鱼肝脏出现了一定程度的损伤,因此建议在草鱼饲料中黑水虻油替代豆油的比例不宜超过75%。贾申宗等(2022)的研究与之相似,用4个梯度(25%、50%、75%和100%)的黑水虻油替代豆油饲养淇河鲫,当替代比例不超过75%时,淇河鲫的生长性能不受显著影响,并且可以提高鱼体的抗氧化能力和肠道消化酶活力,但100%替代会增加血清中低密度脂蛋白含量。Maldonado-Othón等(2022)则发现用黑水虻油替代30%的鱼油不会对加利福尼亚湾石首鱼的生长性能产生负面影响,但替代60%会显著降低末重和增重率,以及肌肉中二十碳五烯酸的含量。综上,虽然不同水产动物对黑水虻油的利用率不一,但黑水虻油全部或部分替代鱼油或豆油,对水产动物的生长性能、肠道健康和免疫力不会产生负面影响,甚至是有积极的影响。

2.2 黑水虻油作为食用油的应用研究

尽管东南亚、非洲、拉丁美洲的某些国家已有以昆虫为食的传统,但全球大部分国家或地区对昆虫食品的接受度仍然有限。Higa等(2021)调查了美国成年人对食用黑水虻及其产品的意愿,结果表明,参与者明显更愿意尝试用黑水虻粉或黑水虻油制作的食物,而不是直接吃整个昆虫,即间接消费途径(食用吃过昆虫的动物)比直接食用更容易被接受。尽管如此,由于黑水虻油在加工特性及营养性上具有优势,人们对其接受度比黑水虻的其它产品高。如Delicato等(2020)用25%和50%的黑水虻油替代黄油制作蛋糕、饼干和华夫饼供人们品尝,结果发现25%的替代比例不会影响人们对食品的体验感,在华夫饼上甚至可替代50%的黄油。Smetana等(2020)在中试生产试验中用黑水虻油和黄粉虫油替代人造黄油,发现在工艺上是可行的,且这两种昆虫油可替代75%的人造黄油,并能改善黄油的色泽。

此外,由于目前人们对黑水虻油安全性评价仍然不足,也是限制其开发作为食用油的原因之一。作为腐食性昆虫,黑水虻可能会从环境中富集有毒物质或者重金属,因此需对黑水虻的养殖基质作出要求,使用所谓的“清洁基质”(Bessaetal., 2020),并加强食品安全性的检测。

2.3 黑水虻油作为生物柴油的应用研究

生物柴油作为一种清洁能源,可再生和生物降解,并且在燃烧时可以大大减少CO、碳氢化合物以及大颗粒物的排放(Fonsecaetal., 2019),却因其造价过高而未得到广泛的运用。其中,主要成本来自于生产生物柴油的原料(Michaeletal., 1998; Atharetal., 2020)。黑水虻幼虫的粗脂肪经酯化可转化为生物柴油,其主要酯类成分是月桂酸甲酯(35.6%)、油酸甲酯(23.6%)和棕榈酸甲酯(14.8%),燃料性能如密度(885 kg/m3)、黏度(5.8 mm2/s)、酯含量(97.2%)、燃点(123°C)和十六烷值(53)与油基生物柴油的燃料性能相当(Lietal., 2011),大部分性能符合欧盟生物柴油的标准(EN14214)。利用有机废弃物生产黑水虻制备生物柴油的研究取得了积极的成果。Li等(2011)分别在1 kg的牛粪、猪粪和鸡粪中接种1 000头黑水虻幼虫,饲养10 d分别可获得35.6 g、57.8 g和91.4 g生物柴油。Zheng等(2012)用1 kg稻秆(30%)和餐厨固体垃圾(70%)混合饲料饲养6龄的黑水虻幼虫(2 000头)10 d可获得约43.8 g生物柴油。Li等(2015)以400 g玉米芯沼渣饲养6龄的黑水虻幼虫(500头)可获得约3.17 g生物柴油,以稻杆为养殖基质的基础上添加葡萄糖和果糖可以显著提高黑水虻脂肪含量,从而也提高了生物柴油的产量。Rehman等(2018)首次将黑水虻生物柴油添加到纯柴油中,应用于共轨喷射系统的四缸轻型柴油机,检测其燃烧性能与烟雾排放。结果发现低比例添加黑水虻生物柴油(10%),氮氧化物排放量可减少50%,而等效油耗(245～260 μg/kwh)和纯柴油组相当。因此,黑水虻生物柴油具有商业上的可行性。

2.4 黑水虻油作为化妆品用油的应用研究

基于化妆品对油脂成分的营养和工艺需求,昆虫油脂是良好的化妆品用油的来源(Francoetal., 2022),它可以部分替代某些动物油和植物油,比如会引起伦理问题的貂油,以及可供食用的澳洲坚果油(Plannthin, 2016; Verheyenetal., 2018)。无论养殖基质如何,黑水虻油都富含月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和油酸,这些脂肪酸组合及其衍生物很适合生产香皂,以及洗涤剂和洗发水中的表面活性剂。其中,亚油酸可以减少开放性烧伤伤口的水分流失,有助于保护皮肤免受干燥损伤,而月桂酸具有良好的抑菌和防腐效果,可以防止膏霜类化妆品发生氧化和腐败,月桂酸衍生物(酯、乙氧基化合物等)则可以起到表面活性剂的作用,使水与油、污垢互溶,从而起到清洁皮肤和头发,以便冲洗干净的作用(Francoetal., 2022)。Verheyen等(2018)用索氏抽提法提取3种昆虫(黑水虻、蝗虫和家蚕)的脂肪,做作为护手霜的配方成分之一,和含有5%水貂和澳洲坚果油的配方相比较,蝗虫和家蚕油昆虫油不饱和度高(61%),更适合生产化妆品,但其较低的棕榈烯酸的含量会影响产品的穿透性。而黑水虻油的脂肪酸组成与棕榈仁和椰子油相似,不饱和度低(21%),所以更适合制造沐浴露和肥皂等清洁产品。

目前,用黑水虻油制作的化妆品还不多,可能是因为毛油中富含磷脂和游离脂肪酸,其颜色和气味会影响的产品的感官效果(Yew and Chung, 2015)。而要解决这些问题,需要进行油脂的精炼,包括中和、漂白及除臭等处理(Francoetal., 2022),以上工艺还需要进一步的研究。

3 小结与展望

目前,黑水虻作为一种环境昆虫,已广泛应用于有机废物的生物处理,由此获得的黑水虻幼虫或预蛹已成为最有潜力的昆虫源饲料原料。但有关黑水虻的饲料化研究主要集中在将其作为蛋白质原料方面,作为脂肪原料的研究与开发尚不成熟,相关研究主要集中在油脂的提取工艺及应用技术方面。目前存在的主要问题是,黑水虻虫体的油脂含量及脂肪酸组成受养殖基质的影响较大,其优点是可以通过调节养殖基质的营养组成来获得高脂及适宜脂肪酸的虫油,缺点是黑水虻油产品难以标准化。

尽管如此,由于黑水虻廉价易得,其油脂含量高于很多经济昆虫,且富含饱和脂肪酸、月桂酸等中链脂肪酸含量丰富,在作为饲用油、生物柴油、化妆品用油、甚至食用油开发方面都具有巨大潜力。未来需要在黑水虻养殖的无害化、功能化上作进一步的研究,以推进黑水虻油使用的安全化及合法化,为相关行业提供有价值的昆虫油脂产品。