大麦虫的营养价值及其在动物生产中的应用

周根来，殷洁鑫

（江苏农牧科技职业学院，江苏泰州 225300）

饲料蛋白质原料资源短缺及饲料成本较高是制约当前饲料行业转型升级和高质量发展的关键问题。近几年来，特别是新冠疫情发生后，豆粕等饲料原料供应受阻，价格高涨，国际贸易也受到阻碍，因此，开发和应用质优价廉的饲料蛋白质资源显得十分必要（吴迪等，2020）。现有鱼粉、血浆蛋白粉等动物性蛋白饲料来源不足，生物安全性不高，价格较高；豆粕等植物性蛋白饲料资源紧缺，抗营养因子含量较高，氨基酸平衡性不高，其生物学利用率相对较低。而昆虫蛋白资源具有来源丰富、功能广泛、生物价高、生态安全等特点，完全可以作为新型蛋白质饲料替代常规蛋白饲料，以降低饲料成本，提高养殖效益（徐阿慧等，2019）。并且具有抗菌、抗癌等功效。我国1986 年将昆虫蛋白的研究纳入国家863 生物资源开发计划（吴迪等，2020）。昆虫是地球上最大的多样性生物类群，仅在我国就大约有20 万种，属于可再生资源（张号杰等，2015）。

大麦虫（Zophobas morio）与常见的面包虫、黄粉虫同属一个科，原产于巴拿马、巴西及秘鲁等南美地区，是我国近年从东南亚国家引进的新型蛋白源昆虫（容庭等，2015），目前主要用于高档宠物、人工养殖鱼类、鸟等食虫动物的鲜活巧料。据报道，与黄粉虫幼虫、蚕蛹、蟋蟀、家蝇等比较，大麦虫的蛋白质、氨基酸、脂肪酸、微量元素和维生素等含量较高，是一种不可多得的蛋白源昆虫（Rumbos 等，2021）。因此，深入研究大麦虫的营养价值及其在动物生产中的应用具有经济价值和发展潜力。

1 大麦虫的生物学特性

大麦虫属于全变态昆虫，一生要经历卵、幼虫、蛹、成虫4 个虫态，生育周期为180 d 左右。大麦虫卵为长圆形，乳白色，长1.5～2 mm。大麦虫初孵幼虫2.7～2.9 mm，体表乳白色，透明有光泽。每4～6 d 完成1 次蜕皮，幼虫期共完成6～10 次蜕皮。完成第一次蜕皮之后将变成黄褐色圆筒形，虫体细长，老熟幼虫体50～55 mm，体宽为5～8 mm，头壳较硬，为深黑色。当幼虫达到30日龄时，将在饲料中完成化蛹。大麦虫初化蛹为乳白色，后变为黄褐色，羽化前颜色变深，呈红褐色（王利娟，2014）。腹部末端有一对较尖的变刺，呈“八”字形，末节腹面有一对不分节的乳状突。蛹为裸蛹，体长31.0～35.0 mm，宽6.9～8.2 mm。在20 ℃的温度条件下，蛹经过7d 就会变为成虫。羽化以后，翅为白色且软、薄，1～2 d 后变成黑褐色并变硬。大麦虫成虫体长26～29 mm，长椭圆形，体稍扁，周身无毛刺，体色呈黑色，背表无光泽多斑点，复眼红褐色，触角念珠状。雌性成虫体型比雄性个体偏大，在羽化后7 d 开始产卵（许齐爱等，2009）。

大麦虫长期适应黑暗环境生活，喜暗怕光，活动速度快，一般不飞行，具有很强的生命力，喜爱干燥，且耐渴、耐饥，四季皆可繁殖。生长发育适宜温度为18～30 ℃，适宜湿度为60%～70%。虫卵外表是卵壳，内部为卵黄膜和卵内物质。卵期一般为7～10 d。当温度为26～32 ℃时，成虫最适宜产卵，产卵量可达1000 粒，且质量也很高（佟庆，2009）。大麦虫偏爱群集，温度达13 ℃时，可以活动取食。幼虫蜕皮后十分脆弱，极易被其他幼虫咬伤。大麦虫具有很强的自相残伤取食的习性，所以要把即将化蛹的大麦虫单独分开管理。基于此，养殖中要对卵、蛹、幼虫与成虫进行筛分，放在单独的容具当中进行养殖。成虫性成熟时具有持续交配和产卵的习性。交配时，雄性个体爬于雌性个体身体上，授精管和产卵管伸出，接触完成交配。雌虫交配2～3 d 后产卵，并且能够多次交配产卵。雌虫可连续产卵600～1000 粒，直至死亡（采克俊等，2008）。

2 大麦虫的营养价值

各阶段大麦虫特别是幼虫的营养价值较高，富含粗蛋白质和粗脂肪，还含有多种糖类、各类氨基酸、维生素、激素、酶及矿物元素等，适口性较好（董昌平等，2016）。

大麦虫的粗蛋白质含量较高，新鲜虫体中粗蛋白质含量在22%以上，其脱脂虫粉中最主要的蛋白组分是水溶蛋白，占脱脂虫粉的30.24%；其次为碱溶蛋白，占19.45%；酸溶蛋白和醇溶蛋白分别占9.52%和4.43%，其余13.86%为难溶性蛋白（Barker 等，1998）。大麦虫中氨基酸种类丰富，含有人体所必需的8 种氨基酸，必需氨基酸指数在92%以上，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值均超过FAO/WHO 标准的推荐值，为优质全蛋白源（郭倩等，2011）；谷氨酸、天冬氨酸和甘氨酸等呈味氨基酸含量丰富，说明其适口性很好。但其含硫氨基酸（蛋氨酸+胱氨酸）含量偏低，为第一限制性氨基酸（董昌平等，2016）。大麦虫中功能性氨基酸，如精氨酸和亮氨酸等含量丰富，在保证动物正常生长发育的同时，可参与合成多种生物活性物质。有报道称大麦虫中水解氨基酸总含量是黄粉虫的1.5 倍，且l8 种氨基酸组成更合理（赵国玉等，2015）。大麦虫也因此有“氨基酸虫”“第一活饵昆虫”“第一蛋白虫”等美称。大麦虫幼虫的概略养分及氨基酸的含量见表1。

表1 大麦虫幼虫的概略养分及氨基酸的含量%

大麦虫各发育阶段粗脂肪含量均较高，新鲜虫体中含量在10%～17%，3 种必需脂肪酸等不饱和脂肪酸的含量占脂肪酸总量的60%以上，其中主要是油酸和亚油酸，且这2 种脂肪酸的含量要高于牛奶中含量（杨学圳等，2016），不饱和脂肪酸的含量要高于黄粉虫，可见大麦虫体脂肪为优质脂肪源。大麦虫中常量元素钙含量较低，磷和钾含量较高。微量元素中铁、锌、铜等含量也较丰富，均高于鱼粉和豆粕，此外还含有硒、碘、钼等（容庭等，2015；Finke，2002）。大麦虫含有的维生素种类丰富，幼体中VC 含量丰富，VA、VD3、VB2含量较低，但均高于豆粕和鱼粉中含量，此外还含有VE、VB12等。由此可知，大麦虫中存在的部分矿物元素、维生素可弥补鱼粉和豆粕中的缺乏，为大麦虫推广应用提供参考。大麦虫幼虫的脂肪酸及矿物元素的含量见表2。

表2 大麦虫幼虫的脂肪酸及矿物元素的含量%

综上，大麦虫各营养成分的含量略有差异，饲养基质、加工处理方式、发育阶段等对其影响较大。但与豆粕、鱼粉、血浆蛋白粉等传统的蛋白饲料相比，大麦虫饲料具有养分含量丰富、营养价值较高和可持续获得的特点，将其应用于畜禽养殖业中，可减少畜禽动物对豆粕、鱼粉等原料的消耗，有望成为新的饲料蛋白质资源，从而改善当前蛋白质饲料资源短缺的现状。

3 大麦虫的功能性物质

大麦虫体内含有许多特殊性功能物质，如抗菌肽、几丁质等，添加到饲料中可提高动物免疫功能，维持机体健康（吴迪等，2020）。

3.1 抗菌肽 抗菌肽是一种大麦虫等昆虫体内具有的抗菌能力的多肽，具有分子量小、热稳定性强、水溶性好、抗菌谱广、无免疫原性及材料来源丰富等优点。抗菌肽仅对原核细胞有抑杀作用，而对真核细胞不起作用，并且抗菌肽的结构特殊，细菌很难通过变异而产生抗药性，因此抗菌肽成为替代抗生素的选择之一（许晓燕等，2020）。有试验研究表明，饲粮中添加6%大麦虫粉可提高对虾的免疫力。

3.2 几丁质 几丁质又称甲壳素，为自然界第二大天然多糖，仅次于纤维素，具有强化免疫系统，加快创伤修复，预防疾病和清除体内中重金属等重要功能（舒昊明等，2020）。大麦虫干物质中甲壳素含量可达4.6%～6.0%。甲壳素不仅具有非特异性的抗病毒和抗肿瘤活性，同时能够调节机体的免疫应答，对先天性和适应性免疫应答呈剂量依赖性。甲壳素也可促进动物生长，抑制肠道中的致病菌。

3.3 干扰素 干扰素具有抗肿瘤、抗病毒、调节免疫之功效，多产生于白蚁科和膜翅目昆虫的一类特殊蛋白，如大麦虫、黄粉虫等。因此，在动物饲料中添加大麦虫粉有利于增强抗病力，促进畜禽健康快速生长（徐阿慧等，2019）。

3.4 抗氧化肽 大麦虫中含有的活性肽具有抗氧化活性（欧晓峰等，2010）。郭倩等（2011）研究报道，大麦虫幼虫脱脂粉分离出的水溶蛋白、酸溶蛋白、醇溶蛋白及碱溶蛋白等蛋白液的总还原能力、对羟基自由基和超氧阴离子自由基的清除能力随蛋白液浓度提高而不断增强，其中水溶蛋白具有最强的还原力和清除超氧阴离子能力，酸溶蛋白清除羟基自由基能力最强。

4 大麦虫在动物生产中的应用

4.1 在猪生产中的应用

4.1.1 对猪生长性能的影响 大麦虫粉可用于替代猪饲粮中的鱼粉、豆粕和血浆蛋白粉等蛋白质原料，对猪的采食量、日增重等生长性能指标产生影响。Ji 等（2016）用大麦虫粉、黄粉虫粉和蝇蛆粉替代早期断奶仔猪饲粮中5%的血浆蛋白粉，结果显示，大麦虫组的平均日采食量较对照组显著提高，而黄粉虫粉组和蝇蛆粉组的平均日采食量较对照组显著降低。刘小雁等（2013）在断奶仔猪日粮中用不超过2%的大麦虫粉替代鱼粉，结果试验组的平均采食量、平均日增重和料重比与对照组均无显著差异。姬玉娇等（2013）研究表明，大麦虫粉替代断奶仔猪饲粮中5%的血浆蛋白粉后，平均采食量提高48.19%，平均日增重降低1.82%，饲料转化效率提高37.50%。综上，大麦虫粉应用于猪生产中，可降低饲养成本，提高经济效益。但应用研究还局限于断奶仔猪阶段，需要进一步扩大研究范围。

4.1.2 对猪的其他作用效果 饲粮中添加大麦虫粉可促进养分吸收，降低仔猪腹泻率，提高机体免疫力。Liu 等（2020）研究发现，在断奶仔猪日粮中添加5%的大麦虫粉，与玉米豆粕型日粮相比提高了仔猪肠道氨基酸的转运。姬玉娇（2013）在断奶仔猪饲粮中分别添加5%的大麦虫粉、黄粉虫粉和蝇蛆粉发现，大麦虫粉试验组降低了仔猪腹泻率，在仔猪器官发育和免疫等方面达到与血浆蛋白粉组相近的效果。刘英春（2014）研究表明，大麦虫可促进断奶仔猪白介素2、白介素10、肿瘤坏死因子-α 的分泌，能明显改善断奶仔猪的机体代谢状况。刘小雁等（2013）的试验也发现，在日粮中用不同比例的大麦虫粉替代鱼粉，可以显著降低断奶仔猪的腹泻率和死淘率，分析认为这可能与大麦虫粉中含有的抗菌肽有关。研究表明，在日粮中添加含有抗菌肽的昆虫蛋白能显著降低仔猪的腹泻率，增强仔猪免疫力（陈晓伟，2012；杨海英等，2010）。

目前，有关大麦虫粉在猪生产的应用范围还有限，其对饲料养分消化率、猪肌肉品质、肠道菌群健康等方面的应用效果需进一步研究，而黄粉虫等昆虫蛋白已有类似的研究。Jin 等（2016）研究发现，添加6%黄粉虫可提高断奶仔猪饲粮的营养物质消化率，其中粗蛋白质消化率提高了7.8%；Yu 等（2019）报道，黑水虻幼虫粉可以显著提高育肥猪的眼肌面积、大理石纹评分和肌苷酸含量；曾正清等（2004）研究发现，蚯蚓粉应用于猪生产中能降低粪便中吲哚等臭气化合物的含量。

4.2 在肉鸡生产中的应用 大麦虫粉在肉仔鸡生产中的应用集中于提高消化率、促进生长、改善机体代谢、提高免疫力和改善肠道菌群等多个方面。Benzertiha 等（2019）研究表明，饲粮中添加0.2%或0.3%大麦虫粉提高了肉仔鸡对粗蛋白质和粗纤维的消化率，显著提高了小肠胰淀粉酶、胰蛋白酶活性和盲肠食糜α-半乳糖苷酶等活性。Islam 等（2017）报道，饲粮添加0.4%大麦虫幼虫粉显著提高了肉仔鸡末重、日增重和日采食量，显著降低了死亡率和增重比。Benzertiha 等（2020）研究发现，饲粮添加0.3%大麦虫粉后肉仔鸡血清总蛋白、白蛋白和葡萄糖含量显著提高，总胆固醇和游离脂肪酸含量显著降低，同时，肉仔鸡血清免疫球蛋白Y、肿瘤坏死因子-α 含量也显著提高。Jozefiak 等（2020）研究发现，饲粮添加0.2%或0.3%大麦虫粉提高了肉仔鸡盲肠微生物多样性，显著降低了放线菌门相对丰度，提高了保加利亚乳杆菌相对丰度。大麦虫粉在特种经济动物的养殖中也有少量报道。唐灵雪等（2012）在生长型黑豚日粮中添加一定量的大麦虫粉，发现添加比例为20% 时增重效果显著好于其他试验组，对黑豚的促生长效果最佳。

4.3 在水产动物生产中的应用 大麦虫粉在水产动物的应用研究较多，可作为较好的动物蛋白源部分替代鱼粉。刘丽燕等（2020）的研究认为，在凡纳滨对虾饲料中添加4%～6%的大麦虫粉对对虾的生长有促进作用，同时可以提高虾的免疫力，添加量为6%时免疫效果最佳。Jabir 等（2012）的试验结果表明，大麦虫粉在罗非鱼饲料中配比高达25%时生长正常，且与对照组相比优势明显。赵海运等（2011）的研究同样发现，添加30%大麦虫粉且与鱼粉的添加比例为1：1 时，南美白对虾幼体养殖效果最好，能不同程度地提高体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和磷酸酶等免疫指标，且对水质无不良影响。潘红平等（2014）的研究结果也显示，用10%的大麦虫粉替代鱼粉饲喂锯缘青蟹，此时体重增长率最佳和消化酶活力最高。

4.4 在其他方面的应用 动物饲粮是影响宿主肠道中微生物组成的主要因素。而大麦虫粉含有丰富的抗菌肽和几丁质等物质，可作为饲料添加剂在促进机体代谢和维系肠道健康方面发挥重要作用。大麦虫的食塑习性决定其可用于塑料垃圾的生物降解。苗少娟等（2010）发现，大麦虫与黄粉虫有着相似的取食塑料的习性，大麦虫幼虫对不同塑料的取食具有选择性，对薄、软、泡沫化较高的塑料较为喜食，不喜取食相对厚、硬的塑料制品。另外，大麦虫养殖可以转化利用秸秆、沼渣、工业下脚料等各种废弃物资源，直接将腐屑资源转换成动物蛋白资源。

5 大麦虫应用中存在的问题

大麦虫粉在动物饲料行业中仍未得到充分利用，影响其广泛应用的因素主要有大规模养殖、安全性、使用量和作用机制等。只有充分重视这些因素并开展技术攻关，其潜在的利用价值才有望不断增加。

5.1 大规模养殖受限 客观地讲，鱼粉、豆粕等蛋白资源数量是昆虫蛋白产量的数百或数千倍，大麦虫等昆虫饲料目前的养殖成本导致其价格优势不明显。目前养殖技术中，大麦虫老熟幼虫必须单头饲养才能化蛹，大麦虫在群养时保幼激素会阻断其化蛹机制。攻克群养化蛹问题才会推动大麦虫的大规模产业化养殖，降低劳动力成本。另外大麦虫粉制备工艺及加工设备、安全贮藏技术的解决，也是获得大批量产业化大麦虫粉的必备条件。

5.2 适宜添加量问题 目前有关大麦虫粉的研究还不够广泛，不同种类、同一种类、不同性别、不同生长阶段等的适宜使用量尚不明确。因此，很有必要研究大麦虫粉在各类动物饲粮中适宜添加量或替代常规蛋白饲料的比例，以不断推广大麦虫粉在各类动物生产中的应用。

5.3 机制研究不充分 大麦虫粉的营养价值较高，还含有丰富的抗菌肽、几丁质、不饱和脂肪酸等功能性物质。目前的研究集中于大麦虫粉对动物生长性能、养分消化率、免疫力等方面，其可能的作用机制研究不够。因此，可进一步开发专门化的饲料添加剂，用于促进动物生长、调节肠道菌群、改善肉品质等方面。

5.4 安全性问题 对于用废弃物、下脚料及动物粪便等养殖的大麦虫，其体内含有农药、毒素、重金属离子以及一些病原微生物等有害物质，可能具有同源性污染等生物安全隐患。食用大麦虫的肉用动物可能会出现肉质异味，昆虫体内积累的有毒有害物质和重金属会进一步影响到动物产品的食用安全。因此，需要通过长时期的体内体外试验，系统评估大麦虫粉应用于动物生产中的安全性。

总之，大麦虫粉相比较于豆粕、鱼粉、血浆蛋白粉等常规蛋白饲料资源，在蛋白质含量、氨基酸组成、不饱和脂肪酸含量等方面具有较高的营养价值优势，而且富含几丁质等功能性物质，因此可以替代常规蛋白饲料用于动物生产中。但是其应用研究不够、规模化养殖等问题的存在限制了大麦虫粉的广泛使用。解决这些问题以扩大大麦虫粉的应用对节约蛋白饲料资源，提高畜禽养殖效率，实现畜牧业高质量发展均具有重要意义。