美洲大蠊人工養(yǎng)殖的營養(yǎng)與飼料研究進展

夏 濤，白華毅，蘇子峰，萬德生，李琦華，邵維在，李立華，程志斌*

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，昆明 650201；2.大理大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，云南 大理 671003；3.云南騰藥制藥股份有限公司，云南 騰沖 679199）

美洲大蠊原產(chǎn)于非洲北部，屬肢動物門、昆蟲綱、蜚蠊目、蜚蠊科昆蟲，是優(yōu)勢蜚蠊（Blattodea）之一[1]。美洲大蠊成蟲外觀鐵銹紅色、體圓長、扁平，因此又名紅蠊、船蠊。全世界蜚蠊的種類約5 000種，中國約250種，其中美洲大蠊占總數(shù)約90%，廣泛分布于中國各緯度地區(qū)[2]。美洲大蠊喜潮濕、溫暖環(huán)境，常棲身于人類居所；加之食性雜、繁殖力強，常污染人類食物、傳播多種病原和疾病，自古以來視為人居的主要衛(wèi)生害蟲之一[3]。近年來，隨著中醫(yī)藥研發(fā)水平的提高，發(fā)現(xiàn)美洲大蠊干粉及其提取物具有確切的藥理活性與特殊的藥用價值，迅速提升了美洲大蠊醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也直接促進了美洲大蠊的人工養(yǎng)殖需求[4]。

美洲大蠊生存與繁殖能力均較強、食性廣泛，人工養(yǎng)殖美洲大蠊并不困難。然而，為了保障美洲大蠊干粉醫(yī)藥原料的標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)及實現(xiàn)高效養(yǎng)殖、降低成本，美洲大蠊人工養(yǎng)殖的諸多關(guān)鍵技術(shù)仍需進一步探索。目前，美洲大蠊人工養(yǎng)殖的營養(yǎng)與飼料研究領(lǐng)域的報道較少。

1 美洲大蠊人工養(yǎng)殖的意義

美洲大蠊作為一種鮮為人知的傳統(tǒng)中藥材，常以鮮蟲或干粉入藥，其藥用價值最早見于《神農(nóng)本草經(jīng)》。《本草綱目》也詳載其“癖血、癥堅、寒熱、下氣、利血脈等功效，常用來治療小兒瘡積、療瘡、喉蛾、無名腫毒、膨脹、梅毒以及毒蛇、娛蛤咬傷等癥”。20世紀(jì)80年代，云南省著名中醫(yī)藥學(xué)家李樹楠教授從美洲大蠊中提取了活性核苷類成分，研發(fā)了“心脈龍注射液”“康復(fù)新”“肝龍”等系列中藥，主治人類心血管等疾病，開啟了中國對美洲大蠊現(xiàn)代中醫(yī)藥研究與應(yīng)用的先河[5]。隨后，美洲大蠊提取物的諸多藥用功效，包括：抑菌、抗病毒、消腫鎮(zhèn)痛、抗炎，殺死腫瘤細胞，促血管增生與組織修復(fù)等，被進一步證明與重視，充分展現(xiàn)了美洲大蠊這一特殊動物類中藥的廣闊應(yīng)用前景[6-9]。

美洲大蠊醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的巨大需求，促成了中國美洲大蠊人工養(yǎng)殖業(yè)的興起與快速發(fā)展。目前，中國云南省、福建省、四川省均出臺了美洲大蠊中藥材的地方標(biāo)準(zhǔn)，云南省、四川省、山東省等也形成了一批規(guī)模較大的美洲大蠊人工養(yǎng)殖基地與中藥制藥企業(yè)[3]。這些都對美洲大蠊人工養(yǎng)殖的質(zhì)量與效率有了更高的要求，從而促成美洲大蠊人工養(yǎng)殖技術(shù)的深入研究，這樣才能從源頭保障美洲大蠊醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的需求[10]。

2 美洲大蠊人工養(yǎng)殖的營養(yǎng)學(xué)研究

由于美洲大蠊長期作為居家害蟲，行為學(xué)領(lǐng)域研究較多，這對人工養(yǎng)殖美洲大蠊有一定裨益；但國外罕有研究美洲大蠊人工養(yǎng)殖營養(yǎng)需求的試驗報道。近年來由于中國美洲大蠊現(xiàn)代中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的興起，一定程度上推進了美洲大蠊人工養(yǎng)殖的營養(yǎng)學(xué)研究，盡管這一領(lǐng)域的研究剛剛起步。

從營養(yǎng)學(xué)角度而言，美洲大蠊的食物或飼料同樣包括水、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、礦物質(zhì)、維生素等6個基本營養(yǎng)元素。目前，有限的幾篇試驗報道主要集中在美洲大蠊對飼料蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪的營養(yǎng)需要總量及其之間適合的組成比例，對更進一步的礦物質(zhì)、維生素、氨基酸、脂肪酸等復(fù)雜營養(yǎng)元素的需求量研究，鮮有報道。

我國較早研究與報道了人工養(yǎng)殖的美洲大蠊對飼料粗蛋白、碳水化合物、粗脂肪的營養(yǎng)需要量，對美洲大蠊雌性成蟲生長階段的試驗按照飼喂的飼料營養(yǎng)水平不同，設(shè)計了3個處理組，分別為：低營養(yǎng)水平處理組（11.4%蛋白質(zhì)、5.2%脂肪、83.4%碳水化合物）；中營養(yǎng)水平處理組（14.4%蛋白質(zhì)、8.1%脂肪、77.5%碳水化合物）；高營養(yǎng)水平處理組（18.4%蛋白質(zhì)、10.2%脂肪、71.4%碳水化合物），試驗以美洲大蠊雌性成蟲的平均日增重、采食量、飼料轉(zhuǎn)化效率等指標(biāo)綜合統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，18.4%蛋白質(zhì)與10.2%高脂肪處理組飼料對美洲大蠊雌性成蟲的生長性能最佳[11]。

在此基礎(chǔ)上，進一步研究了飼料營養(yǎng)水平對美洲大蠊雌性成蟲繁殖階段的繁殖性能影響，該研究通過正交實驗設(shè)計9個營養(yǎng)水平的試驗飼料，以產(chǎn)卵莢重量、卵莢孵化率、飼料轉(zhuǎn)化效率等指標(biāo)綜合評價美洲大蠊雌蟲的繁殖性能，結(jié)果表明，含蛋白質(zhì)19.2%與脂肪15.6%的試驗飼料對美洲大蠊雌蟲繁殖性能最佳，尤其是卵莢孵化率顯著提升達81.9%，突破了卵莢孵化率較低的人工養(yǎng)殖技術(shù)難題[12]。

隨后，張李香等在國內(nèi)率先報道了美洲大蠊若蟲人工養(yǎng)殖營養(yǎng)需要量的研究結(jié)果，采用正交實驗方案，設(shè)計了9個不同蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物營養(yǎng)水平的處理組，以美洲大蠊若蟲的體長、平均日增重、采食量、飼料轉(zhuǎn)化效率等指標(biāo)綜合統(tǒng)計數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，22.5%高蛋白質(zhì)與18.2%高脂肪處理組飼料對美洲大蠊若蟲的生長性能最佳[13]。

綜合以上數(shù)據(jù)，相對現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖業(yè)的飼養(yǎng)動物營養(yǎng)需要量的研究，美洲大蠊人工養(yǎng)殖的營養(yǎng)需要量研究在氨基酸、礦物質(zhì)、維生素等領(lǐng)域還有很多空白急需完善。

3 美洲大蠊人工養(yǎng)殖的配合飼料研究

美洲大蠊的生長周期有1年有余，基本上可分為3個階段：卵期、幼蟲期、成蟲期[14]。自然條件下的美洲大蠊卵期為28～90 d，視卵莢的孵化溫度、濕度等條件而有較大變化。自然條件下的美洲大蠊幼蟲（若蟲）期一般歷時30～450 d，差異巨大，隨后羽化為成蟲，即進入繁殖期或藥用階段。自然條件下的美洲大蠊成蟲生命周期1～2年[14]。美洲大蠊若蟲、成蟲的生長周期視環(huán)境溫度、濕度、食源等條件影響較大，為人工養(yǎng)殖美洲大蠊及美洲大蠊?fàn)I養(yǎng)與飼料研究留下了巨大空間，尤其是可以通過配合飼料的研發(fā)，縮短養(yǎng)殖周期，提高養(yǎng)殖效率與產(chǎn)品藥用質(zhì)量。

然而，迄今為止有關(guān)美洲大蠊配合飼料的研究與相關(guān)試驗尚無報道。因此，課題組通過“國家知識產(chǎn)權(quán)局綜合服務(wù)平臺”網(wǎng)站，獲得了已經(jīng)授權(quán)發(fā)明專利并公開的一些美洲大蠊人工飼料配方的初步數(shù)據(jù)，匯總成表1[15-19]。分析表1所統(tǒng)計的5個美洲大蠊人工飼料的發(fā)明專利，發(fā)現(xiàn)美洲大蠊人工養(yǎng)殖的配合飼料基本由4類飼料原料組成，包括：能量飼料原料、蛋白質(zhì)飼料原料、礦物質(zhì)飼料原料與誘食劑。構(gòu)成美洲大蠊人工飼料的能量飼料原料，主要包括：玉米、小麥（粉）、麥麩、米糠、油脂，與構(gòu)成一般畜禽配合飼料的能量飼料原料種類基本相似，說明美洲大蠊食性廣泛[20]。美洲大蠊人工飼料的蛋白質(zhì)飼料原料，主要包括：豆粕、魚粉、豌豆、蠶蛹、干酵母粉。其中，中國飼料工業(yè)企業(yè)常用的是豆粕、魚粉，豌豆一般歐洲飼料企業(yè)常用，而中國主要供人類食品，用于飼喂畜禽較少，至于蠶蛹、干酵母粉的貨源較少，中國畜禽配合飼料使用較少。以上說明，美洲大蠊對蛋白質(zhì)飼料原料有一定的偏好，值得進一步研究，以提高美洲大蠊人工養(yǎng)殖的效率。除了添加骨粉與食鹽外，有關(guān)美洲大蠊人工飼料的專用礦物質(zhì)飼料添加劑報道較少，這一領(lǐng)域有待于深入研究。此外，為提高養(yǎng)殖效率，增加美洲大蠊的采食量，美洲大蠊人工配合飼料一般會根據(jù)美洲大蠊的食性，添加以甜味為主的誘食劑，主要包括白糖、紅糖及糖蜜等[16]。在對不同食物對德國小蠊的誘食作用的研究中發(fā)現(xiàn)，糖類中對蟑螂最具誘食效果的是葡萄糖，其次是蔗糖[16]。

綜合張李香課題組對美洲大蠊若蟲、生長期成蟲、繁殖期成蟲營養(yǎng)需要量研究的持續(xù)報道，可以總結(jié)美洲大蠊對飼料粗蛋白質(zhì)（CP）的營養(yǎng)需求量趨勢是：若蟲（CP 22.5%）＞繁殖期成蟲（CP 19.2%）＞生長期成蟲（CP 18.4%）[12-14]。這一科學(xué)試驗結(jié)果與吳紹良等授權(quán)的2個美洲大蠊配合飼料發(fā)明專利結(jié)果相符，其通過生產(chǎn)實踐獲得的配方顯示：美洲大蠊若蟲飼料配方中粗蛋白質(zhì)水平要高于美洲大蠊成蟲，因為專利顯示若蟲飼料配方中的蛋白質(zhì)飼料原料所占比例高于成蟲飼料配方[18-19]。然而，何道峰等授權(quán)的2個美洲大蠊配合飼料發(fā)明專利，明顯與吳紹良等授權(quán)的專利結(jié)果相反，何道峰等認(rèn)為人工養(yǎng)殖的美洲大蠊若蟲階段飼料配方的粗蛋白質(zhì)水平應(yīng)該低于成蟲階段的蛋白質(zhì)水平，甚至何道峰等未在美洲大蠊若蟲配合飼料中選用任何蛋白質(zhì)飼料原料[15-16]。

表1 美洲大蠊人工養(yǎng)殖的配合飼料 %

以上矛盾的主要原因是美洲大蠊人工養(yǎng)殖的條件、管理水平與生產(chǎn)目標(biāo)的綜合差異，而造成的配方思路不同。王柏海等在對比研究人工養(yǎng)殖美洲大蠊與野生美洲大蠊的腸道消化酶活性的試驗報道中顯示：人工飼養(yǎng)的美洲大蠊若蟲腸道蛋白酶活性顯著低于成蟲（P＜0.05）；野生美洲大蠊若蟲腸道蛋白酶活性與成蟲差異不顯著（P＞0.05）；且人工飼養(yǎng)的美洲大蠊若蟲與成蟲腸道蛋白酶活性均顯著高于野生的美洲大蠊若蟲與成蟲[21]。鑒于人工飼養(yǎng)的美洲大蠊若蟲腸道蛋白酶活性顯著低于成蟲，精細化美洲大蠊人工養(yǎng)殖條件下，使用吳紹良等的專利飼料配方思路，顯然整體更有利于提升美洲大蠊的生長速度，達到高效養(yǎng)殖的生產(chǎn)目標(biāo)，這與當(dāng)前精細化管理條件下幼齡仔豬或雛雞商業(yè)飼料粗蛋白水平高于生長期豬雞的結(jié)果一致[18-19,22-23]。此外，仔細分析何道峰等授權(quán)的兩個美洲大蠊飼料配方，可發(fā)現(xiàn)配方中添加了更高比例的誘食劑（紅糖2%～4%、糖渣6%～8%），與吳紹良等專利飼料配方誘食劑添加1%～3%白糖差異顯著[16-19]。顯然，何道峰的配方思路更期待通過誘食劑增加美洲大蠊的采食量而提高美洲大蠊人工養(yǎng)殖的生長速度。這一配方思路與過去中國傳統(tǒng)豬雞養(yǎng)殖配制“低質(zhì)、低成本”的飼料配方較為一致[24]。因此，這兩套配方思路與具體配方的實際選用，需要根據(jù)美洲大蠊人工養(yǎng)殖企業(yè)（或?qū)I(yè)養(yǎng)殖戶）的養(yǎng)殖條件、規(guī)模、管理水平、生產(chǎn)目標(biāo)等因素，具體分析選用。

4 小結(jié)

國內(nèi)外對美洲大蠊人工養(yǎng)殖的營養(yǎng)需要量與飼料配方及配比的研究報道很少，且現(xiàn)有的研究結(jié)果差異較大、空白點較多，直接影響美洲大蠊人工養(yǎng)殖的效率與產(chǎn)品質(zhì)量，這是與美洲大蠊這一特色動物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展不相符的。因此，建議應(yīng)該從以下幾個方面迅速開展探索研究：參考豬雞營養(yǎng)學(xué)的研究歷程，深入研究不同階段人工養(yǎng)殖的美洲大蠊生理特性，尤其是消化系統(tǒng)生理發(fā)育特性，據(jù)此細分美洲大蠊人工養(yǎng)殖的飼養(yǎng)階段與營養(yǎng)需求。重點研究美洲大蠊若蟲與成蟲的營養(yǎng)需要量，包括能量、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、氨基酸、礦物質(zhì)、維生素等，盡快制定產(chǎn)業(yè)相關(guān)飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在營養(yǎng)需要量基本確定的同時，開展美洲大蠊不同養(yǎng)殖模式下，飼料原料的選用與配方比例的研究，提高美洲大蠊養(yǎng)殖生產(chǎn)效率與成品干粉的質(zhì)量。