黑水虻幼虫粉与蛋白酶对蛋鸡盲肠微生物组、短链脂肪酸及排泄物成分的影响:菌群多样性提升与蛋白消化优化的新见解

【字体: 时间:2025年06月02日 来源:Animal Microbiome 4.9

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  为解决传统禽类饲料可持续性不足及蛋白消化效率低下的问题,研究人员开展黑水虻幼虫粉(BSFLM)与蛋白酶(Concentrase-P)对蛋鸡盲肠微生物组(SCFAs产生)及氮排泄影响的研究。结果表明,13% BSFLM显著提升菌群多样性但增加氮排泄,而蛋白酶补充有效改善蛋白利用率。该研究为昆虫蛋白在禽类饲料中的优化应用提供关键数据,兼顾生态与生产效益。

  

随着全球对可持续农业需求的增长,昆虫蛋白作为低环境足迹的饲料原料备受关注。黑水虻幼虫粉(BSFLM)富含蛋白质和几丁质(chitin),但其高几丁质含量可能影响蛋白质消化率,导致未被消化的蛋白质进入后肠发酵,进而改变肠道菌群和代谢。这一问题在蛋鸡生产中尤为关键,因为肠道健康直接关联产蛋性能和环境影响。然而,不同蛋鸡品系对BSFLM的响应差异及蛋白酶补充的调控机制尚不明确。

加拿大农业与农业食品部的研究团队在《Animal Microbiome》发表研究,通过20周饲喂试验,评估0%、6.5%和13% BSFLM(含或不含蛋白酶)对两种蛋鸡品系(Lohmann Brown-Lite和LSL-Lite White)盲肠微生物组、短链脂肪酸(SCFAs)及排泄物的影响。研究发现,白羽蛋鸡盲肠菌群多样性显著高于褐羽蛋鸡,且BSFLM喂养显著提升菌群丰富度,但13% BSFLM导致氮排泄增加,而蛋白酶补充有效缓解这一负面效应。该研究揭示了BSFLM通过改变菌群代谢途径影响宿主营养利用的机制,为优化昆虫蛋白在禽类饲料中的应用提供了重要依据。

研究采用16S rRNA测序分析盲肠微生物组,通过气相色谱测定SCFAs,并量化排泄物中氮、碳等成分。试验设计为3×2×2因子(BSFLM水平×品系×蛋白酶),每组6个重复笼(5只鸡/笼),样本来自52周龄蛋鸡。

结果部分:

  1. 盲肠微生物组多样性:白羽蛋鸡的菌群多样性(Shannon指数)显著高于褐羽蛋鸡(p<0.05),且BSFLM喂养(6.5%和13%)均增加菌群丰富度(Chao1指数)。13% BSFLM显著降低双歧杆菌(Bifidobacterium)和粪杆菌(Faecalibacterium)等有益菌丰度。
  2. SCFAs变化:BSFLM喂养导致乙酸比例上升而丁酸下降(p<0.05),表明白羽蛋鸡的丁酸基线更高,但13% BSFLM仍使其降至褐羽蛋鸡对照水平。
  3. 排泄物分析:13% BSFLM组的总氮和氨态氮排泄量显著增加(p<0.05),蛋白酶补充使氨态氮降低30%,接近对照组水平。

结论与意义
研究首次将BSFLM诱导的菌群多样性提升与蛋白消化不足关联,提出几丁质-蛋白复合物是限制消化率的关键。蛋白酶补充通过改善上消化道蛋白水解,减少后肠蛋白发酵,从而降低氮排放。这一发现为平衡昆虫蛋白的生态效益与动物生产性能提供了新策略,同时强调需针对不同蛋鸡品系定制饲料方案。未来研究可探索几丁质酶与蛋白酶联用,进一步优化BSFLM的营养价值。

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