从废弃物到饲料：家蚕副产物与猪粪饲养家蝇替代豆粕对反刍动物营养价值和甲烷减排的体外评估

为解决畜牧业温室气体排放和饲料资源短缺问题，Eslam Ahmed团队开展家蚕蛹(SW-N/SW-A)和猪粪饲养家蝇幼虫/蛹(HF-L/HF-P)替代豆粕的研究。通过体外批次培养技术证实，40%家蚕蛹可完全替代豆粕，提升营养物质消化率(IVDMD)并降低20%甲烷(CH4)产量，而家蝇类超过10%会抑制瘤胃发酵。该研究为可持续饲料开发和减排提供新策略。

　　

随着全球人口增长和肉类需求上升，畜牧业面临双重挑战：既要满足蛋白质供应，又需应对温室气体排放问题。反刍动物贡献了约18%的人为温室气体排放，其中甲烷(CH₄)是主要成分。同时，传统饲料如豆粕面临价格波动和土地资源竞争的压力。在此背景下，日本带广畜产大学的研究团队Eslam Ahmed、Belgutei Batbekh等探索了两种昆虫资源——丝绸工业副产品家蚕蛹(分自然饲喂SW-N和人工饲料SW-A两组)和猪粪饲养的家蝇幼虫(HF-L)及蛹(HF-P)——作为豆粕替代品的可行性，研究成果发表在《Scientific Reports》。

研究采用体外批次培养技术，模拟反刍动物瘤胃环境，通过测定营养组成、干物质消化率(IVDMD)、挥发性脂肪酸(VFA)产量和气体排放等指标，系统评估不同替代比例(5%-40%)的效果。实验使用荷斯坦奶牛瘤胃液，在严格控制的温度(39°C)和pH(6.8)条件下进行24小时培养。

营养组成分析
家蚕蛹粗蛋白含量(57%-63%)和脂肪(24%-32%)显著高于豆粕，且富含不饱和脂肪酸(70.9% SW-N，60.6% SW-A)。家蝇类蛋白含量约60%，但甲壳素(8.2% HF-L，7.5% HF-P)和瘤胃不可降解蛋白(23%-28%)较高。

瘤胃发酵特性
家蚕蛹在40%替代水平下，IVDMD提升4-5个百分点，总VFA产量稳定，氨氮(NH₃-N)浓度显著增加，表明其高瘤胃降解蛋白特性。而家蝇类在超过10%替代时会抑制发酵，IVDMD降低6-10个百分点，与甲壳素含量呈负相关。

甲烷减排效果
家蚕蛹使CH₄产量降低20%，归因于其不饱和脂肪酸对产甲烷菌的抑制作用。家蝇类虽能减排25%，但高剂量会减少底物利用率，呈现剂量依赖性效应。

讨论与意义
该研究首次证实家蚕蛹可完全替代豆粕，兼具营养提升和减排双重效益，而家蝇类需控制添加量。其创新性在于将农业废弃物(蚕蛹)和环境污染源(猪粪)转化为高值饲料，契合循环经济理念。未来需开展体内试验验证安全性，并解析甲壳素与脂肪酸的协同作用机制。这一成果为畜牧业可持续发展提供了"变废为宝"的新思路，同时助力"双碳"目标实现。