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在反刍动物营养研究中,为探究昆虫粉加工对瘤胃消化性和脂肪酸(FA)生物氢化的影响,研究人员以不同干燥温度的全脂及不同残醚提取物(EE)含量的脱脂黑水虻(HI)和黄粉虫(TM)粉为对象。结果发现低干燥温度影响小,脱脂可提升瘤胃消化性。该研究为反刍动物饲料选择提供依据。
在全球可持续发展备受关注的当下,反刍动物营养研究致力于降低养殖活动的环境影响,并推动循环经济模式的应用。昆虫养殖凭借高效处理有机废弃物,将其转化为可用于人类和动物的营养物质,在循环经济中占据重要地位。昆虫衍生产品,如昆虫粉和昆虫油,因其富含蛋白质、多种脂肪酸,以及适量的维生素和矿物质,被视为传统饲料成分的理想替代品。其中,黑水虻(Hermetia illucens,HI)和黄粉虫(Tenebrio molitor,TM)由于生长迅速、易于管理,尤其是黑水虻能在多种有机底物上养殖,成为饲料研究的热门对象。
然而,目前昆虫粉在反刍动物营养应用方面仍存在诸多未知。在加工环节,干燥温度对昆虫粉理化性质和感官属性的影响尚未完全明晰;而且,由于昆虫粉脂肪含量较高,直接使用全脂昆虫粉可能导致日粮脂质供应过剩,影响饲料颗粒稳定性,因此多数行业采用脱脂技术。但脱脂过程缺乏标准化,导致产品脂肪含量差异较大。此外,现有研究多聚焦于全脂昆虫粉,对于脱脂昆虫粉中残留醚提取物(EE)对反刍动物营养的影响,以及昆虫粉加工对瘤胃消化性和脂肪酸(FA)生物氢化的作用,相关研究十分匮乏。
为解决这些问题,来自法国、意大利和比利时的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Journal of Animal Science and Biotechnology》上,为反刍动物营养领域提供了关键的理论支持和实践指导。
研究人员采用了体外发酵试验和实验室分析等技术方法。在体外发酵试验中,选取 4 只安装瘤胃瘘管的特克塞尔成年去势公羊作为瘤胃液供体。将不同干燥温度处理的全脂昆虫粉和不同 EE 含量的脱脂昆虫粉,分别与瘤胃液在体外进行 24 小时的厌氧发酵培养。同时设置空白对照,以准确测定饲料降解量和发酵终产物的净产量。在实验室分析方面,运用多种标准分析方法对昆虫粉的化学组成、脂肪酸谱,以及瘤胃内容物中的甲烷(CH4)产量、氨含量、挥发性脂肪酸(VFA)含量等指标进行精确测定。
研究结果主要分为以下几个方面:
- 昆虫粉的化学组成和脂肪酸谱:不同干燥温度处理的全脂昆虫粉,同一昆虫种类内化学组成和脂肪酸谱相似,但 HI 和 TM 之间存在差异。HI 全脂粉饱和脂肪酸(SFA)比例高,TM 全脂粉单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)比例高。脱脂后,昆虫粉 CP 含量升高,EE 含量降低,脂肪酸谱中各脂肪酸比例基本不变。
- 干燥温度对全脂昆虫粉体外瘤胃发酵的影响:干燥温度对总气体和 CH4产量影响不显著,但总 VFA 产量随温度升高而降低,氨产量也显著下降,表明蛋白质体外降解减少。同时,干燥温度对瘤胃消化物中部分脂肪酸比例有影响,如 C16:1 c9、总 n-6 FA、总 SFA 等,但影响较小。
- EE 含量对昆虫粉体外瘤胃发酵的影响:随着 EE 含量增加,总气体、CH4和总 VFA 产量均降低,IVOMD(体外有机物消失率)也下降,且 HI 粉受影响更明显。在脂肪酸谱方面,总 SFA、奇数链脂肪酸(OCFA)和支链脂肪酸(BCFA)比例下降,总 MUFA 和部分脂肪酸比例变化因昆虫种类而异。
研究结论和讨论部分指出,30 - 70°C 的干燥温度对全脂 HI 和 TM 粉的体外瘤胃消化率和瘤胃消化物脂肪酸谱影响较小,但会降低昆虫粉蛋白质的体外降解,可能增加肠道蛋白质流量,不过其对肠道蛋白质消化率的影响还需进一步研究。脱脂处理通过减少脂肪对瘤胃微生物群的抑制作用,提高了 HI 和 TM 粉的体外瘤胃消化率,表现为总气体和 VFA 产量显著增加。然而,脱脂也导致 CH4产量增加,同时降低了瘤胃消化物中 PUFA 的比例,增加了 SFA 和 BCFA 的比例,这对牛奶和肉类脂质部分的质量可能产生影响。
总的来说,该研究系统地评估了干燥温度和脱脂处理对昆虫粉在反刍动物营养中关键指标的影响,为合理利用昆虫粉作为反刍动物饲料提供了重要的科学依据。未来研究可进一步聚焦于确定昆虫粉作为瘤胃非降解蛋白源的潜力,以及优化脱脂工艺,以平衡瘤胃发酵性能和动物产品质量之间的关系,推动反刍动物养殖行业的可持续发展。