家蠅幼蟲可作為可持續(xù)蛋雞營養(yǎng)的來源

張相鑫譯 潘雪男校

摘 ?要：斯科特霍斯特飼料研究中心的大量研究證明，家蠅幼蟲在可持續(xù)蛋雞營養(yǎng)中是一種可行的蛋白質(zhì)來源，可以完全替代大豆。如果可以擴大家蠅幼蟲的生產(chǎn)規(guī)模，并將其用于蛋雞場，那么家蠅幼蟲在價格上與豆粕具有競爭性。目前，歐盟限制在家禽營養(yǎng)中使用家蠅幼蟲，但在未來這種情況很可能會發(fā)生改變。

關(guān)鍵詞：家蠅幼蟲;家禽;營養(yǎng)

中圖分類號：S816.48 文獻標(biāo)志碼：C 文章編號：1001-0769（2021）03-0069-05

在未來幾十年，全球食品和飼料對蛋白質(zhì)的需求量將以每年1.3%～1.5%的速度增長。預(yù)計到2030年，全球總?cè)丝跀?shù)將超過80億，同時發(fā)展中國家的人均肉類消費量預(yù)計也會相應(yīng)增加。

大豆是飼料蛋白質(zhì)的一個主要來源，主要產(chǎn)于北美洲和南美洲。由于多種原因——減少轉(zhuǎn)基因大豆（Genetically Modified，GMO）的生產(chǎn)、減少森林砍伐和擁有更多的循環(huán)農(nóng)業(yè)——歐盟的政策制定者和飼料行業(yè)主要關(guān)注減少大豆進口。肉骨粉可能是大豆的一種替代品。然而，在20世紀(jì)80年代暴發(fā)傳染性海綿腦病（Transmissible Spongiform Encephalopathies，TSE）之后，歐盟禁止在動物飼料中添加肉骨粉。作為高質(zhì)量蛋白質(zhì)來源的魚粉也被限制使用，以避免海洋生物被過度捕撈（圖1）。

昆蟲被認(rèn)為是高質(zhì)量蛋白質(zhì)來源中一種具有較高潛力的替代品，因為昆蟲生產(chǎn)只需要很少的水和土地，并且它們可以提高低價值副產(chǎn)品的價值。昆蟲大規(guī)模生產(chǎn)可以通過轉(zhuǎn)化有機廢液生產(chǎn)出具有高營養(yǎng)價值的動物蛋白。昆蟲排放的溫室氣體也相對較少，最重要的一點是，昆蟲具有豐富的氨基酸營養(yǎng)價值。

昆蟲生產(chǎn)的經(jīng)濟可行性將取決于昆蟲的營養(yǎng)價值和生產(chǎn)成本。當(dāng)然，生產(chǎn)成本必須低于營養(yǎng)價值。昆蟲的營養(yǎng)價值可能會受所喂的飼料和選擇的品種的影響。

昆蟲可以為魚類飼料和寵物飼料提供較高的營養(yǎng)經(jīng)濟價值。昆蟲可以代替這些產(chǎn)品中的魚粉。這兩種產(chǎn)品的氨基酸組成非常相似。然而，昆蟲對家禽和豬的營養(yǎng)經(jīng)濟價值比較低。可以將昆蟲加入這些動物的飼料中，取代部分的大豆、脂肪和合成氨基酸。

1 ?家蠅幼蟲的生產(chǎn)

為了確保以昆蟲為主要組成成分的蛋白質(zhì)生產(chǎn)具有合理的成本效益，理想的候選昆蟲應(yīng)具有較短的繁殖周期，且有豐富的營養(yǎng)，可提供高含量的蛋白質(zhì)和必需氨基酸。為了確保能夠持續(xù)供應(yīng)昆蟲蛋白，理想的候選昆蟲應(yīng)能夠方便地進行大規(guī)模的飼養(yǎng)。在某一國家非正常或自然生長的植物、動物或其他有機體可能會對該國的自然環(huán)境有害，理想的候選昆蟲必須普遍存在于世界各地，并且在發(fā)生逃逸的情況下不對當(dāng)?shù)鼗蛑苓叺沫h(huán)境構(gòu)成生物安全風(fēng)險。家蠅符合所有這些標(biāo)準(zhǔn)，并且幼蟲的生產(chǎn)具有良好的成本效益。

理想的昆蟲繁殖場應(yīng)該對動物友好。這意味著家蠅和幼蟲需要最佳的光照、休息和活動環(huán)境，并且可以自由獲得飼料和飲水。卵床是家蠅產(chǎn)卵的地方，作為一個完全安靜的空間，對雌蠅應(yīng)有強烈的吸引力。幼蟲應(yīng)生長在溫度、空氣、飼料和飲水完全可控的區(qū)域。

理想條件下，家蠅幼蟲要飼喂經(jīng)過GMP認(rèn)證的飼料。昆蟲也是抗微生物肽或蛋白質(zhì)（Antimicrobial Peptides/Proteins，AMPs）的主要來源之一。為了使AMP的使用達到最優(yōu)狀態(tài)，昆蟲幼蟲應(yīng)按營養(yǎng)需求精準(zhǔn)飼喂。幼蟲的飼料轉(zhuǎn)化應(yīng)達到最佳水平，以確保幾乎沒有殘留。所有這些措施產(chǎn)生的積極效果是，幼蟲不需要被分離出來，這大大節(jié)省了生產(chǎn)成本。

2 ?在家禽中的應(yīng)用

室外生長的家禽在其生命的各個階段都可以捕食昆蟲，并能靈活地食用，這表明家禽通過進化已經(jīng)適應(yīng)捕食昆蟲，并將其作為食物的一個自然組成部分。家禽和豬產(chǎn)生的幾丁質(zhì)酶可以部分分解幾丁質(zhì)，產(chǎn)生N-乙酰-D氨基葡萄糖，后者具有免疫調(diào)節(jié)功能，并可減少病原體對細胞壁的黏附。因此，考慮將昆蟲蛋白作為商用飼料的蛋白質(zhì)原料并為畜禽場配備集約化昆蟲生產(chǎn)系統(tǒng)似乎是合理的。為了評估昆蟲在蛋雞飼料中的經(jīng)濟價值和實際應(yīng)用價值，我們需要分析昆蟲的化學(xué)組成，包括脂肪酸和氨基酸的含量;也需要分析昆蟲的消化率系數(shù)，可以根據(jù)初步研究和體外試驗結(jié)果來進行此項工作。在飼料中使用昆蟲必須遵守歐盟法律和GMP標(biāo)準(zhǔn)。

3 ?昆蟲的營養(yǎng)價值

可以預(yù)測動物生產(chǎn)性能的營養(yǎng)成分首先是代謝能（Metabolisable Energy，ME）、可消化氨基酸和可保留礦物質(zhì)（retainable mineral）。在營養(yǎng)平衡的飼料中，ME的成本占飼料總成本的65%～70%，而可消化氨基酸的成本占24%～26%。在所有22種氨基酸中，賴氨酸、蛋氨酸或半胱氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸、異亮氨酸和精氨酸被認(rèn)為是限制性的（按所述順序）。相關(guān)文獻表明， 家蠅幼蟲的灰分含量較小，脂肪含量較多（表1）。應(yīng)注意的是，幼蟲的脂肪含量和脂肪酸組成取決于它們采食的飼料，蛋白質(zhì)含量與豆粕中的蛋白質(zhì)濃度相接近。家蠅幼蟲所含的纖維主要是幾丁質(zhì)。

家禽對家蠅幼蟲的消化率最好通過體內(nèi)消化試驗來評估。通過仿造胃（胃蛋白酶/HCl）和小腸（緩沖液/胰腺）的狀態(tài)模擬動物消化道可能是有效的。因此，將它們與飼料表中詳細描述的成分進行比較很有用。對家禽而言，昆蟲粉所含的必需氨基酸在體內(nèi)的消化率為89%～95%，與魚粉接近，具體情況取決于氨基酸。在有機物質(zhì)（Organic Material，OM）和蛋白質(zhì)的體外消化率上，家蠅蛹與魚粉和禽肉骨粉相近，通常低于幼蟲，這可以用蛹含有更多的幾丁質(zhì)來解釋，因為幼齡動物，如肉雛雞不易消化幾丁質(zhì)。根據(jù)體內(nèi)試驗和體外試驗的結(jié)果，家蠅幼蟲的消化率系數(shù)與肉骨粉和豆粕的相同（表2）。幼蟲蛋白質(zhì)的消化率被認(rèn)為高于肉骨粉的。

4 ?高脂肪

由于脂肪含量高，幼蟲的ME值明顯高于魚粉、肉骨粉和豆粕的。應(yīng)注意的是，脂肪含量和脂肪酸組成取決于幼蟲采食的飼料。ME的價格或市場價值取決于飼料和燃料中能量的價格。飼料中大約68%的原料成本用于ME。假設(shè)蛋雞飼料中這些原料的價格為每噸 ? 210歐元，則該飼料中ME（11.82 MJ/kg）的價格為每噸142歐元。根據(jù)這個假設(shè)價格，可以推斷家蠅幼蟲的能量價格（16.74 MJ/kg）為每噸201歐元。此外，幼蟲中的蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)將會增加它們的價值。

昆蟲的氨基酸組成和魚粉的相似。與豆粕相比，幼蟲在賴氨酸、蘇氨酸和纈氨酸的含量上與其相似，蛋氨酸的含量較高，精氨酸、谷氨酰胺和色氨酸的含量較低。根據(jù)它們的氨基酸組成，幼蟲在價值上更接近魚粉，而不是豆粕或肉骨粉（圖2）。

為了評估家蠅幼蟲的脂肪價值，我們有必要認(rèn)識到粗脂肪還含有非脂肪酸成分，如甘油、維生素、樹脂和聚合物。應(yīng)注意的是，幼蟲的脂肪含量和脂肪酸組成取決于所喂的飼料。在（可洗脫的）總脂肪中，脂肪酸占80%～93%。在脂肪酸中，C6脂肪酸～C12脂肪酸可能是成比例的，因為它們都具有抗微生物的特性。C16：0脂肪酸+C18：0脂肪酸是長鏈飽和脂肪酸，由于乳化緩慢，消化率較低。亞油酸（n-6）和亞麻酸（n-3）是必需脂肪酸，能夠產(chǎn)生有意義的代謝產(chǎn)物。亞油酸可引發(fā)促炎反應(yīng)，而亞麻酸具有抗炎作用，兩者的最佳比例為5∶1，但在許多以玉米-大豆為基礎(chǔ)的飼料中，它們的比例超過了10∶1。在這種情況下，更適合用魚油來補充Ω-3脂肪酸。與豆粕中的脂肪酸組成相比，家蠅幼蟲中的亞油酸含量較低，但亞麻酸的含量較大，兩者的最佳配比為5.1∶1，接近5∶1的最佳配比，而豆粕含有較高濃度的亞油酸，與亞麻酸的比例達7.5∶1。

5 ?幼蟲在蛋雞飼料中的應(yīng)用

在肉雞日糧中，家蠅幼蟲的添加量可多達25%，且不會影響動物的生產(chǎn)性能，所獲得的生產(chǎn)性能接近在日糧中添加魚粉的。家蠅幼蟲可替代蛋雞飼料中20%的魚粉，而且也不會影響蛋雞生產(chǎn)性能和蛋的品質(zhì)。當(dāng)幼蟲干物質(zhì)價格在250歐元/t時，最佳添加水平為18.5%。在這種飼料中，豆粕和菜籽粕在價格上沒有競爭優(yōu)勢，因此不添加。

隨著家蠅幼蟲價格逐步上漲至500歐元/t，添加水平降至5.6%。每噸的價格在525歐元或以上時，家蠅幼蟲的價格被證明過高。這些計算結(jié)果表明，在價格低于450歐元/t時，用家蠅幼蟲完全替代豆粕具有成本效益。如果由蛋雞場生產(chǎn)昆蟲，則用幼蟲替代全部大豆時的最高成本可能達到485歐元/t，加入飼料中的最高成本可能達到560歐元/t。在有機雞蛋生產(chǎn)中，使用的大豆僅限于非轉(zhuǎn)基因大豆，與此同時還禁止使用合成氨基酸。這將進一步提高昆蟲在這一特殊生產(chǎn)系統(tǒng)中的價值。

如果可以擴大幼蟲的生產(chǎn)規(guī)模，并能夠應(yīng)用于蛋雞場，且在蛋雞場水平上家蠅幼蟲的成本不到530歐元/t，那么家蠅幼蟲在價格上將與豆粕具有競爭力，進而可為蛋雞提供優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來源，同時還有利于可持續(xù)的養(yǎng)殖場循環(huán)系統(tǒng)。

原題名：Housefly larvae contribute to sustainable layer nutrition（英文）

原作者：Laura Star（斯科特霍斯特飼料研究中心）和Gert Hemke（漢姆克營養(yǎng)顧問公司）