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为探索昆虫养殖新策略,研究人员用草莓和菜豆废料养黄粉虫(MW),发现影响其生长和营养成分,为昆虫养殖提供参考。
在全球人口不断增长的今天,对营养均衡食物的需求也与日俱增。据预测,到 2050 年全球人口可能达到 95 亿,对蛋白质的需求也将大幅攀升,肉类需求预计会达到 4.35 亿吨。然而,资源的有限性和气候变化的影响,使得传统的线性生产模式难以为继,向循环经济转型迫在眉睫。昆虫养殖作为一种新兴的可持续发展策略,逐渐进入人们的视野。黄粉虫(Tenebrio molitor,MW)因其高蛋白质含量、适宜的氨基酸组成、丰富的不饱和脂肪酸、维生素和矿物质,以及易于大规模自动化生产的特点,成为了研究的焦点。同时,植物生产过程中产生的大量废料,如草莓和菜豆的茎叶等,通常被直接丢弃,造成资源浪费。将这些植物废料用于黄粉虫养殖,不仅能减少废料处理的压力,还能为黄粉虫提供新的饲料来源,实现资源的循环利用,这种结合植物生产和昆虫养殖的模式被称为 “昆虫养殖学(entomoponics)”。在此背景下,来自德国洪堡大学(Humboldt-Universit?t zu Berlin)等机构的研究人员开展了相关研究,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,对黄粉虫进行饲养实验,将不同预处理的植物废料按一定比例添加到麦麸饲料中,观察黄粉虫的生长情况;其次,运用化学分析方法,对黄粉虫及其饲料中的多种元素和黄酮类化合物进行测定;最后,通过统计分析软件 SPSS 28.0.0.0,对实验数据进行多变量方差分析(MANOVA)、单因素方差分析(ANOVA)等,以确定不同处理对黄粉虫生长性能和营养成分的影响。
研究结果如下:
- 生长性能:饲料底物对黄粉虫的综合生产变量,如收获时单幼虫重量、鲜产量、干产量、总干虫粪产量、死亡率和化蛹率有显著影响,但对饲料转化率(FCR)无显著影响。麦麸处理组的单幼虫重量最高,用发酵或未处理的菜豆废料替代 50% 麦麸会显著降低幼虫平均重量;用草莓废料处理的黄粉虫生长最差,且不同预处理方式之间无显著差异。在鲜产量和干产量方面,100% 麦麸组最高,用灭菌草莓叶替代 50% 麦麸时产量最低。此外,饲料中添加植物废料会增加虫粪量,且不同处理组的死亡率和化蛹率也存在显著差异。
- 营养成分:黄粉虫的部分元素分析显示,饲料中添加菜豆废料,无论是否预处理,都能使黄粉虫体内的钙(Ca)、锌(Zn)和铁(Fe)含量增加,铜(Cu)含量降低;添加草莓废料则会增加磷(P)、铁和锌的含量,同时提高钾(K)的含量。在黄酮类化合物方面,在实验所用的草莓废料中鉴定出三种黄酮类化合物,但在食用这些底物的黄粉虫中均未检测到;在菜豆废料中也检测到多种黄酮类化合物,且在黄粉虫体内发现了一些新的黄酮类衍生物,但总体而言,黄粉虫体内的黄酮类化合物含量低于相应的饲料底物。
研究结论和讨论部分表明,该研究首次测试了干燥的菜豆和草莓植物废料作为黄粉虫饲料补充剂的效果。结果发现,用草莓植物废料部分替代麦麸时,黄粉虫生长最差;而用灭菌的菜豆废料替代 50% 麦麸,不会降低黄粉虫的最终干产量,且能提高其体内的某些矿物质含量,提升了黄粉虫的营养价值。这一研究为利用植物废料作为黄粉虫饲料提供了理论依据,有助于降低养殖成本,实现资源的循环利用,在昆虫养殖和农业可持续发展领域具有重要意义。然而,研究也指出,还需要进一步研究预处理对饲料底物特性的影响,以及黄粉虫体内植物相关抗营养物质(如植酸)的积累情况,以确保产品的安全性和适用性。