昆虫蛋白在畜禽饲料中的开发与应用
2023-12-05宋柏辰张洪喜呙于明宋志刚
宋柏辰 ,张洪喜 ,呙于明 ,宋志刚
1.山东农业大学动物科技学院,山东泰安 271018;
2.山东中虫宠物食品有限公司,山东泰安 271229;
3.中国农业大学动物科技学院,北京 100193
随着全世界人口的增长和生活水平的提高,人们对于动物蛋白的需求量也不断增加。预计到2050 年,世界人口将超过100 亿,届时全球人口对鸡肉和猪肉的需求量将分别为2010 年的2.73 和2.05 倍(Food 和Nations,2011)。而更大规模的畜禽养殖会占用更多的农作物、土地和水等资源,据估计,未来将会有4 亿公顷的耕地用于生产畜禽养殖所需的饲料原料,“人畜争粮”的问题愈发加剧(Mottet 等,2017)。同时,畜禽饲料中传统的蛋白来源,如豆粕和鱼粉等,面临着资源有限、环境压力大和不可持续等问题。在中国,饲用豆粕资源面临短缺问题,我国在2021 年和2022 年分别进口大豆9647.1 万吨和9108.1 万吨,其中大多用于饲料业(钟雁明,2023)。因此,寻找可持续、安全和营养丰富的新型饲料原料实现传统饲料原料的替代减量,已成为饲料市场上的一项重要挑战。
昆虫是陆地现存种类最多的一类生物,世界上昆虫约有150 余万种,我国至少有6 万种以上(杨星科和赵建铭,2000)。家禽家畜在被人类驯化前,它们在自然界中的食谱本就包括昆虫,而野生动物们的挖土和抓地等自然行为,也是为了采食土壤中蚯蚓等昆虫及昆虫幼虫。近年来,昆虫作为一种可持续性的动物饲料原料,因其较高的营养价值,富含多种生物活性成分等优点而被广泛关注。充分开发利用昆虫蛋白资源,将会在一定程度上缓解蛋白类饲料原料短缺的局面。同时,立法正在为饲用昆虫在畜禽饲料中的应用提供便利。2015 年,美国国家食品药品监管局批准法国Ynsect 公司可以将昆虫产品销售给饲料生产商。2017 年7 月,欧盟法律规定,在水产饲料配方中可以加入昆虫蛋白。2021 年,美国已批准黑水虻作为狗粮和水产养殖饲料的原料,加拿大已批准黑水虻可用于家禽和水产养殖饲料。最近,法律已规定有13 种昆虫可以用于家禽等饲料中,其中欧盟规定了8 种昆虫可以被加工用于作为蛋白类的畜禽饲料原料(Turck 等,2021)。亚太地区的国家存在着最大的可食用昆虫的潜在市场,但是目前还没有关于使用昆虫作为饲料原料的立法规定。目前,昆虫在水产动物和宠物尤其是爬行宠物中应用较广,在鸡和猪等传统畜禽动物养殖中的影响力也在逐渐提高。随着昆虫替代传统饲料原料趋势的发展,世界上整个的昆虫市场价值每年迅速增长20%~30%(侯梦婷等,2019)。
目前,昆虫饲料产业迅速发展,但由于前期的基础研究较少、饲用营养价值不够明晰、配方师和养殖者等从业人员对饲用昆虫了解不足以及养殖者的保守心态,导致昆虫在动物饲料行业中仍未得到充分的利用。此外,关于饲用昆虫的开发、利用和优势等进行系统的汇总工作也较为缺乏。因此,本文针对这一问题,将综述昆虫蛋白在畜禽饲料中开发与利用的研究进展,列举常见饲用昆虫的品种,汇总饲用昆虫的优势、营养价值及其在鸡、猪和水产动物中的应用,以供相关产业人员借鉴。
1 饲用昆虫的常见品种
饲用昆虫相关研究最多的昆虫品种主要有黑水虻、家蝇、黄粉虫、蝗虫、蚯蚓和桑蚕等(Abd El–Hack 等,2020; Bovera 等,2016; Makkar 等,2014)(图1)。其中,黑水虻、家蝇和黄粉虫是最有希望实现规模化养殖与加工生产的昆虫(Veldkamp 和Bosch,2015)。
图1 一些常用于畜禽饲料的昆虫品种
2 饲用昆虫的优势及营养价值
2.1 饲用昆虫的优势
昆虫作为饲料原料具有很大的优势和潜力,原因有以下几点。首先,从营养成分上来看,其富含蛋白质、可消化的必需和非必需氨基酸、饱和氨基酸、脂肪、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、维生素和微量元素等。其次,家禽和鱼类等畜禽对昆虫的接受度较高,它们在自然界中也经常采食昆虫。再者,昆虫对于土地面积、水资源和饲料的需求量较低(Oonincx 和de Boer,2012),产生的温室气体也更少(Imathiu 和Samuel,2020)。另外,昆虫的饲料转换效率较高。生成同样数量的蛋白质,蟋蟀需要的饲料量是肉鸡的1/2,是绵羊的1/5,是牛的1/13(Van Huis和Arnold,2013)。最后,昆虫大多数是杂食性的,可以在不同的营养底物上生长(Spranghers 等,2018 ;Spranghers 等,2017)。因此,昆虫可以被用于处理动物粪便和厨余垃圾等有机废物,提高营养物质的利用率。
2.2 饲用昆虫的营养价值
昆虫主要由蛋白质和脂肪组成(Rumpold 和Schlüter,2013)。蛋白质含量为27%~71%(干物质),必需氨基酸的比例因昆虫的品种和发育阶段而异。昆虫中主要的饱和脂肪酸是棕榈酸(C16:0),主要的单不饱和脂肪酸是油酸(C18:1)。昆虫含有足够的矿物质来满足大多数动物的营养需求(Barker 等,1998)。昆虫含有大量的铁、锌、钙、镁、锰、磷 和 硒(Van Huis 和Arnold,2013)。一些昆虫还含有大量B 族维生素,如钴胺素、核黄素、泛酸和生物素(Finke,2002)。然而,昆虫缺乏维生素A、维生素C、烟酸、硫胺素和维生素D。不同品种昆虫的具体营养价值见表1。
表1 常见昆虫的化学成分(基于干物质)
3 生物活性成分
昆虫不仅富含蛋白质、脂肪、维生素和微量元素等营养素,还具有三大类经典的生物活性成分:几丁质、抗菌肽和脂肪酸。
3.1 几丁质
几丁质又叫甲壳素,是一种在节肢动物和真菌中大量存在的天然多糖,广泛存在于甲壳类动物外壳、海洋生物外骨骼和蘑菇中,可以启动II 型免疫反应。壳聚糖是几丁质的N– 脱乙酰基衍生物,是昆虫外骨骼的主要有机骨架材料(Suyatma 等,2004)。据报道,壳聚糖在生物系统中可作为螯合剂,对细菌、酵母菌和真菌具有抗菌活性(Vartiainen 等,2004)。其抗菌机制是可诱导细胞裂解、穿透细胞质膜和阳离子螯合(Dijksteel 等,2021)。值得说明的是,壳聚糖在治疗微生物感染方面更有效,而几丁质在治疗寄生虫感染方面更有效(Dong 等,2019)。但是,几丁质和壳聚糖在免疫调节作用方面有共同之处。
研究发现,昆虫的几丁质和壳聚糖可以被包括鸟类在内的许多动物的免疫细胞通过半乳糖苷–3、甘露糖受体、RegIIIγ、Dectin–1 和各种TLRs 受体所识别(Elieh Ali Komi 等,2018),进而激活动物的先天性免疫系统(Istiqomah 等,2017)。据报道,使用黄粉虫幼虫粉替代25% 豆粕可显著提高蛋鸡血清球蛋白水平,显著降低血清白蛋白/ 球蛋白比值(Bovera 等,2018)。以此类似,用黑水虻幼虫粉完全替代母鸡日粮中的豆粕,可显著提高血清球蛋白水平,显著降低血清白蛋白/ 球蛋白比值,增强免疫功能(Marono等,2017)。研究发现,日粮添加0.4% 的黄粉虫和桑蚕幼虫可显著提高血清IgG 和IgA 水平,显著降低肠道中大肠杆菌和沙门氏菌数量,这可能与IgG 和IgA 水平的提高有关(Islam 和Yang,2017)。此外,几丁质和壳聚糖具有抗大肠杆菌(Hoseini 等,2016)和艾美耳球虫(Abdel–Latif等,2016)的活性。几丁质和壳聚糖通过增强动物的免疫活性直接或间接地显示出抗菌和抗寄生虫作用。
有趣的是,甲壳质以其降血脂和降胆固醇特性 而 闻 名(Koide,1998)。日 粮添 加50 mg/kg的几丁质可显著降低肉鸡的体脂率,显著降低血清胆固醇和甘油三酯的水平(Hossain 和Blair,2007)。小鼠日粮添加几丁质可引发小鼠胃膨胀,通过诱导胃簇细胞产生IL–25 等机制激活II型天然淋巴细胞,增强的II 型免疫介导了几丁质酶AMCase 的分泌,使小鼠适应了膳食几丁质。给食源性肥胖小鼠补充几丁质可改善其代谢;而在缺乏几丁质消化酶的小鼠中,补充几丁质可使其抵抗肥胖,这可能与增强的II 型免疫有关(Kim 等,2023)。
3.2 抗菌肽
抗菌肽是指昆虫体内经诱导而产生的一类具有抗菌活性的碱性多肽物质。抗菌肽大多具有广谱抗菌、无耐药性和热稳定性等特点。昆虫产生的抗菌肽主要包括α– 螺旋肽、富含半胱氨酸的肽、富含脯氨酸的肽和富含甘氨酸的肽。抗菌肽具有靶向识别革兰氏阴性细菌的脂多糖的磷酸基团和阴离子磷脂以及革兰氏阳性细菌的肽聚糖层的功能(Veldkamp 等,2022)。抗菌肽与这些特定位点结合,通过创建离子通道或跨膜孔来干扰病原体的细胞膜,从而杀死细菌(Park和Hahm,2005)。
Choi 等(2013a,2013b)发现,日粮添加60 mg/kg AMP–P5 或 者90 mg/kg AMP–A3 可 改善Ross308 肉鸡的生长性能、营养消化率和肠道形态,并减少肠道和鸡粪中的大肠杆菌数量。另一个研究发现,日粮中添加天蚕抗菌肽cecropin显著降低了盲肠食糜中需氧菌的数量且与剂量相关,显著提高了十二指肠的绒毛高度(Wen 和He,2012)。Wang 等(2015)发现,日粮添加抗菌肽sublancin 可显著提高患坏死性肠炎肉鸡十二指肠的绒毛高度,显著降低回肠中IL-1β、IL-6 和TNF-α 的水平以及盲肠中产气荚膜梭菌的数量,并提高乳酸杆菌的数量。研究表明,抗菌肽可抑制有害微生物增殖,促进有益微生物增长,从而通过改善肠道微生态来改善宿主动物的肠道健康。
3.3 脂肪酸
据报道,饲喂高淀粉有机垃圾的黑水虻幼虫体内的月桂酸的浓度高达60%(Spranghers 等,2017),但昆虫体内的月桂酸浓度与其饲料成分有关(St-Hilaire 等,2007)。月桂酸是一种以12 个碳为骨架的饱和中链脂肪酸,其具有抗病毒和抗菌活性(Lieberman 等,2006),但主要是针对革兰氏阳性细菌(Skřivanová 等,2005)。未解离的中链脂肪酸可渗入细菌的脂膜,并移动到细胞质中解离并降低pH。为了维持pH 保持中性,细菌需要消耗大量ATP 来产生质子,最终导致细菌细胞因能量耗竭而死亡(Ricke,2003)。
月桂酸可显著抑制断奶仔猪肠道中的D 群链球菌的数量(Spranghers 等,2018),因此在预防和治疗断奶仔猪胃肠道疾病时可以使用月桂酸(Liu,2015)。肠道细胞可以吸收利用月桂酸等中链脂肪酸来产生能量,有助于增强断奶仔猪的肠道屏障功能(Guillot 等,1993)。
肉鸡试验中,月桂酸可改善科宝500 肉鸡的料重比和胸肌率(Zeitz 等,2015),也能显著提高Ross308 肉鸡的平均体重和体增重,显著提高肠道中免疫球蛋白(IgA、IgM 和IgY)的水平,并下调IL-1β、IL-6 和TNF-α 等促炎细胞因子的水平(Wu 等,2021)。同时,月桂酸可形成月桂酸单甘酯,其抗菌性更强(Lieberman 等,2006)。Kong 等(2021)发现,日粮添加1200 mg/kg 月桂酸单甘脂可显著提高肉鸡采食量,改善肠道形态结构,显著上调空肠紧密连接蛋白相关基因表达,提高血清和空肠免疫球蛋白水平,改善肠道菌群,并在LPS 攻毒肉鸡中也能发挥缓解免疫应激引起的肠道炎症性损伤(Kong 等,2022)。这些研究结果证明月桂酸作为畜禽饲料添加剂的潜力,为了使动物摄取更多昆虫中的月桂酸,提倡使用完整的幼虫来饲喂畜禽。
4 饲用昆虫在畜禽动物上的应用
昆虫作为蛋白饲料原料的替代品在畜禽养殖中的应用已取得一定进展。国内外有一些研究报道,昆虫作为蛋白类饲料原料,其安全性和营养价值较好,并且对畜禽的生产性能和产品质量无明显负面影响(Nakimbugwe 等,2021;Truzzi 等,2020)。但是,还需要进一步研究,以确定不同品种、发育阶段和加工方式的昆虫制品对畜禽的营养、功能价值和最佳的使用比例。本文汇总了不同品种昆虫在鸡、猪和水产动物上的应用研究,以期为产业相关人员应用昆虫于饲料中提供参考依据。
4.1 饲用昆虫在鸡上的应用研究
4.1.1 黑水虻研究表明,黑水虻是提高肉鸡生产性能、屠宰性能和肉品质的优良昆虫蛋白。作为豆粕的替代物,烘干的黑水虻幼虫粉可显著降低肉鸡的采食量,改善料肉比,但对体增重有负面影响(Makkar 等,2014)。据报道,在1~10 日龄肉鸡日粮中分别使用0%、2.5%、5%、7.5% 和10% 黑水虻幼虫粉,在11~21 日龄以及22~42日龄肉鸡日粮中分别使用0%、5%、10%、15% 和20% 黑水虻幼虫粉,结果发现,11~21 日龄时肉鸡日粮中添加10% 黑水虻幼虫粉组的生产性能最好(Newton 等,2005)。日粮中使用5% 或10% 黑水虻幼虫粉可改善罗斯308 肉鸡的生产性能,但是,15% 黑水虻幼虫粉会显著提高料肉比和肠道隐窝深度,显著降低肠道绒毛高度,损害肠道形态结构(Dabbou 等,2018)。日粮中使用5% 黑水虻幼虫粉可显著降低肉鸡腹脂率,添加10% 黑水虻幼虫粉可显著提高肉鸡体重和胸肌率,15% 黑水虻幼虫粉可显著提高肉鸡体重、腹脂率、鸡肉红度值、肉蛋白比率和胸肌单不饱和脂肪酸水平,显著降低胸肌多不饱和脂肪酸水平(Schiavone 等,2019)。日粮中使用5%、10%、15% 和20% 黑水虻幼虫粉对罗斯308 肉鸡主要的屠宰率和肉品质指标影响不显著,但是,20%黑水虻幼虫粉可显著提高胸肌中月桂酸、肉豆蔻酸和二十碳五烯酸含量(Vilela 等,2021)。
4.1.2 家蝇家蝇是很常见的昆虫,在各种气候下的地区都能被发现,通常以动物的粪便和厨余垃圾等为食。作为豆粕和鱼粉的替代品,肉鸡日粮中添加家蝇蛆粉对于肉鸡的生产性能和肉品质无显著的负面影响。据报道,家蝇蛆粉的使用量最高可达7%,如果超过10% 可能会对肉鸡的生产性能产生不良影响(Awoniyi 等,2003)。日粮中使用4%家蝇蛆粉可显著改善罗斯308 肉公雏的生产性能,但8% 家蝇蛆粉可显著下调生产性能(Elahi 等,2020)。日粮中使用10% 家蝇蛆粉可显著改善28~35 日龄罗斯308 肉鸡的体增重、采食量、饲料转化效率、胸肌率和肉品质,日粮中使用50% 家蝇蛆粉会显著下调21~35 日龄肉鸡的体增重、饲料转化效率和蛋白质效率系数(Pretorius,2011)。使用家蝇蛆粉替代日粮中40% 的豆粕时,肉鸡的体增重和腹脂率会显著增加,替代60% 豆粕时会显著降低肉鸡的采食量(Khan 等,2018a)。
4.1.3 黄粉虫黄粉虫是一种暗纹黑色甲壳虫的幼虫,常见于腐烂的树木和树叶下等温暖、黑暗潮湿的环境中。黄粉虫可以将厨余废物转化为蛋白质、脂肪和甲壳素等营养物质,同时减轻有机垃圾对环境的污染。关于黄粉虫在肉鸡中的应用发现,日粮中使用10% 黄粉虫粉,豆粕比例从31% 降低到20%,对肉鸡的体增重、采食量和饲料转化率没有负面影响(Hall 等,2018)。日粮中使用15% 黄粉虫粉可显著提高12 日龄罗斯708 肉公雏平均体重,10% 黄粉虫粉可提高25 日龄平均体重,5% 黄粉虫粉可提高53 日龄平均体重(Biasato 等,2018)。还有研究使用黄粉虫粉完全替代豆粕,发现并未对肉鸡的生产性能、屠宰性能和肉品质有负面影响(Bovera 等,2016)。
4.1.4 蝗虫蝗虫也是蛋白质、氨基酸、脂肪酸、矿物质和维生素的丰富来源(Wang 等,2007)。日粮中使用5%或10%的蝗虫粉可显著改善AA肉鸡的生产性能(Kipkoech 等,2021)。Sun 等(2013)研究发现,饲喂10% 的活蝗虫可改善青脚麻鸡的活体重、屠宰率和鸡肉的抗氧化能力。Sanusi 等(2013)发现,在Anak 2000 肉鸡的饲料中可以用蝗虫粉代替鱼粉,而不会有任何负面影响。日粮使用蝗虫粉代替25% 鱼粉可显著提高伊萨褐蛋鸡的鸡蛋哈氏单位,蝗虫粉代替75%鱼粉还能改善蛋黄颜色(Brah 等,2017)。
4.1.5 蚯蚓蚯蚓作为一种潜在的蛋白质来源,富含蛋白质、能量和氨基酸(Istiqomah 等,2017)。Loh 等(2009)报道,在日粮中使用10%、15% 和20% 的蚯蚓粉可提高罗斯肉公鸡的采食量、平均体重,改善FCR,显著提高粪便乳酸菌的数量。其他相关研究表明,日粮中使用2%、3% 和4%蚯蚓粉可显著提高罗斯308 肉鸡的平均体重和采食量(Zang 等,2018 ;Gholami 等,2016)。日粮中使用3%蚯蚓粉可显著提高科宝500 肉鸡的体增重,5% 蚯蚓粉可显著改善FCR 和胸肌pH,7% 蚯蚓粉可以改善鸡肉的系水力和风味等肉品质指标(Nalunga 等,2021)。日粮中使用2%、4%和6%的蚯蚓粉可显著提高罗斯308 肉鸡的平均体重、采食量、胸肌率、血清高密度脂蛋白水平,显著降低血清低密度脂蛋白水平(Gholami 等,2016)。
4.1.6 桑蚕桑蚕是鳞翅目蚕蛾科昆虫的幼虫,是丝绸工业的副产品,其营养含量很高(Banday等,2023)。全蚕粉含有蛋白质、脂肪、氨基酸、矿物质和维生素,是理想的饲料原料(Longvah等,2011)。在家禽饲料中可以使用全蚕粉在不同程度上替代豆粕或鱼粉。日粮中使用25% 的蚯蚓粉,可提高肉鸡的体增重、采食量、胸肌率和胸肌n-3 多不饱和脂肪酸水平,显著降低n-6 多不饱和脂肪酸水平,50% 蚯蚓粉对生产性能的影响不如25%(Miah 等,2020)。使用蚯蚓粉替代75% 豆粕的日粮可显著提高罗斯308 肉鸡的平均体重、饲料消耗、每只鸡的毛收益、每千克肉的利润;100% 替代组具有相反的效果;50% 替代组可显著降低每千克肉的利润(Ullah等,2017a)。相关研究发现全蚕粉可以成功替代肉鸡日粮中的鱼粉或豆粕,且无明显负面影响(Jintasataporn,2012 ;Acay,2011 ; Ijaiya 和Eko,2009)。Ullah 等(2017b)研究发现,在白来航蛋鸡日粮中使用全蚕粉完全替代豆粕无任何显著负面影响。
4.2 饲用昆虫在猪上的应用研究
4.2.1 黑水虻有关黑水虻在猪上的应用研究发现,在日粮中使用10% 黑水虻幼虫粉对断奶仔猪的生长性能、营养物质消化率、血液特征、肠道形态组织学特征不会产生负面影响(Biasato等,2019)。还有研究发现,饲喂含有8% 全脂黑水虻幼虫粉的日粮对断奶仔猪的生长性能、空肠绒毛高度和隐窝深度没有显著的负面影响(Spranghers 等,2018)。据报道,使用黑水虻幼虫粉替代50% 血浆粉对断奶仔猪的生产性能有益(体增重提高4%,FCR 改善9%),但是100%替代组生产性能降低了3%~13%(Makkar 等,2014)。对 于 生 长 猪,Chia 等(2019)研 究 发现,在日粮中使用18.5% 黑水虻幼虫粉完全替代鱼粉时,对生长猪的生长性能、红细胞指数和白细胞指数等血液生化参数没有负面影响。对于育肥猪,Chia 等(2021)发现,在日粮中使用9%~14% 黑水虻幼虫粉来替代50%~100% 鱼粉时,可显著提高育肥猪的平均体重、日增重和胴体重,并且改善饲料转化率。
4.2.2 家蝇关于家蝇粉在猪上的研究发现,日粮中使用10% 家蝇粉替代鱼粉对断奶仔猪的生长性能和胴体特性没有显著的负面影响(Dankwa等,2000)。
4.2.3 黄粉虫关于黄粉虫在猪上的研究发现,日粮中添加6% 黄粉虫粉可显著提高断奶仔猪的平均体重和日增重,改善饲料转化率(Jin 等,2016)。还有研究报道,日粮中使用5% 黄粉虫粉对14 日龄断奶仔猪的生长性能无负面影响,并可降低2~4 周期间腹泻率(Ji 等,2016)。也有研究发现,日粮中使用10%黄粉虫粉对断奶仔猪的新陈代谢无不利影响(Meyer 等,2020)。
4.2.4 大麦虫关于大麦虫在猪上应用研究发现,与5% 血浆蛋白粉、5% 黄粉虫幼虫粉和5% 黑水虻幼虫粉组对比,日粮添加5% 大麦虫幼虫粉对28 日龄断奶仔猪的氨基酸和粗蛋白质的表观回肠消化率无显著影响(Ji 等,2016)。
4.3 饲用昆虫在水产动物上的应用研究
人们在食用传统牲畜的同时,对于鱼类的消费量也在逐渐增加(Bank,2013)。然而,水产养殖饲料目前严重依赖来自较小鱼类的鱼粉,这对野生鱼类种群造成了巨大的压力(Naylor 等,2009)。
在水产养殖方面的研究显示,昆虫粉替代鱼粉几乎不会产生任何负面影响,而昆虫中的长链ω-3 脂肪酸含量不高,因此,只要能找到ω-3脂肪酸的替代来源,昆虫粉也是一种优良的蛋白类水产饲料原料。据报道,日粮中含40% 黑水虻幼虫不会对虹鳟鱼的存活率、生长性能或状态因子(衡量鱼类健康状况的指标)产生负面影响(Renna 等,2017)。还有研究发现,在日粮中使用黑水虻幼虫粉替代鱼粉,对欧洲鲈鱼、幼年尖吻鲈和大西洋鲑鱼的生长性能和饲料利用率都没有负面影响(Belghit 等,2019; Katya 等,2017;Magalhães 等,2017)。在日粮中使用黄粉虫粉替代25%鱼粉,对鲷鱼的生长性能没有负面影响(Piccolo 等,2017)。同样的是,在尼罗罗非鱼日粮使用10% 黄粉虫粉对其生产性能也没有显著的不利影响(Tubin 等,2020)。在镜鲤日粮中使用4%蚕蛹粉替代鱼粉对镜鲤的生产性能没有负面影响,但8% 和12% 蚕蛹粉会显著降低镜鲤的生长性能和饲料利用率(Zhou 等,2017)。
5 展望与挑战
作为畜禽饲料的蛋白类饲料原料,昆虫在营养价值、消化率和保健功能性方面具有巨大的潜力。然而,在畜禽饲料中使用昆虫仍旧需要面临一些挑战。
首先,目前饲用昆虫的供给量严重不足。为了满足畜禽动物的广大需求,提高饲用昆虫的价格竞争力和供给的稳定性,昆虫养殖业需要进一步扩大规模(Hong 等,2020)。其次,应关注饲用昆虫的安全性问题。昆虫一般以动物粪便和厨余垃圾作为食物,其中可能掺杂重金属、农药、细菌、真菌和霉菌毒素等,这不仅可能影响昆虫生长和增加昆虫死亡率,而且还可能会影响畜禽的生产性能、健康和产品品质,甚至最终危害人类健 康(Chen 等,2019 ;Jiang 等,2019 ; Schrögel和Wätjen,2019 ;Van der Fels-Klerx 等,2018;Vijver 等,2003)。因此,需要建立标准化的产品质量控制流程,筛查并清除饲用昆虫对畜禽和人类 的 健 康 隐 患(Moruzzo 等,2021 ;Sogari 等,2019)。最后,为了最大化地利用昆虫的营养成分,需要进一步的研究,进而确定更精准的不同阶段的各种昆虫对不同阶段的各种畜禽的营养价值、消化率和功能性等数据,确定饲用昆虫在畜禽的每一个生长阶段日粮中的最佳使用水平,确定其对畜禽生长性能、繁殖性能、产品品质和健康的影响。随后,需要根据不同畜禽的特点和需要,开发特异性饲用昆虫的加工方式,满足不同畜禽的需求(Cho 等,2020)。
随着畜禽养殖业对饲用昆虫需求的增加、昆虫在畜禽上研究的扩展与深入以及昆虫养殖和加工技术的发展,相信在不久的将来饲用昆虫将大规模地应用于畜禽饲料中,缓解豆粕等饲料原料供给不足等畜牧业难题。
6 结论
本文就饲用昆虫的主要品种(黑水虻、家蝇和黄粉虫等)在各类畜禽上的应用进行了综述,发现昆虫的营养价值和畜禽利用率较高。另外,研究发现,在日粮中使用适当比例(10% 以下)的昆虫对畜禽的生产性能没有显著的负面影响,昆虫在替代豆粕和鱼粉等蛋白质来源显示出了的巨大潜力。未来需要研究不同生长阶段的各种畜禽的饲用昆虫的最佳使用比例,以提高畜禽的生产性能、产品质量、机体健康和安全性。同时,通过对饲用昆虫中生物活性成分的研究提高消费者对昆虫在畜禽饲料中应用的认可度。此外,还需根据不同畜禽对各种昆虫的需要和应用特点,开发饲用昆虫的各种加工方式,以提高其在畜禽饲料应用中的利用效率和安全性。