用不同收获后加工方法制成的赫米蒂亚（Hermetia illucens）粉替代金鲷（Sparus aurata）饲料中的鱼粉；研究其营养利用和生长指标，以及对中间代谢和消化过程中几丁质分解活性的影响

《Aquaculture》：Substitution of fishmeal in Sparus aurata feed with Hermetia illucens meal elaborated by different successive post-harvest processing methods; nutrient utilization and growth indices, effects on intermediary metabolism and digestive chitinolytic activity

昆虫饲料替代鱼粉对欧洲海鲈鱼生长和代谢的影响研究。摘要：将15%黑腐霉黑水虻幼虫粉（BSFL）经三种方法（BLP/BOP/BOE）加工后替代鱼粉，结果显示生长性能和蛋白质利用率均受抑制，但肌肉生化指标无显著差异。肝脏中氨基酸代谢和糖异生相关酶活性升高，其中BOE（烤箱干燥+超临界脱脂）处理下肠道Vibrio菌属显著增加，提示加工方法影响营养吸收与菌群生态。

　　

阿格涅斯·蒂梅娅·瓦尔加（ágnes Timea Varga）|德米特里·法布里科夫（Dmitri Fabrikov）|玛丽亚·何塞·桑切斯-穆罗斯（María José Sánchez-Muros）|阿玛莉亚·佩雷斯·希门尼斯（Amalia Pérez Jiménez）|埃娃·恩卡纳西奥娜·鲁菲诺·帕洛马雷斯（Eva Encarnación Rufino Palomares）|克里斯蒂娜·埃琳娜·特伦萨多（Cristina Elena Trenzado）|戴安娜·马丁（Diana Martín）|费尔南多·加西亚·巴罗索（Fernando García Barroso）|玛丽亚·德尔卡门·瓦尔加斯·加西亚（María del Carmen Vargas García）

阿尔梅里亚大学（University of Almería）生物与地质系，CEIA3，04120 阿尔梅里亚，西班牙

摘要

昆虫可以作为水产饲料的宝贵替代蛋白质来源，尽管在活体水产养殖实验中，对昆虫粉后续加工的影响研究甚少。本研究将15%的Hermetia illucens粉添加到Sparus aurata的饲料中。昆虫粉的制备采用了三种干燥和脱脂方法：BLP（焯水、冻干、热压脱脂）、BOP（焯水、烘箱干燥、热压脱脂）和BOE（焯水、烘箱干燥、超临界流体脱脂）。总体而言，无论采用哪种制备方法，昆虫粉的添加都会影响鱼的生长表现和蛋白质利用率，但在基于昆虫的饲料中并未发现鱼片生物指标或化学成分的显著差异。昆虫粉的添加还影响了Sparus aurata肝脏中中间代谢酶的活性，尤其是与氨基酸代谢和通过糖异生作用合成内源性葡萄糖相关的酶。研究表明，昆虫粉的添加似乎不会显著影响鱼体内的几丁质酶活性。当使用烘箱干燥昆虫时，在Sparus aurata的消化道中发现了具有几丁质降解能力的细菌，其中最常见的是Vibrio属细菌。本研究为H. illucens的加工方法提供了有益的见解，这些方法可应用于水产饲料的生产中。

引言

近年来，已经开发并评估了多种蛋白质来源用于水产饲料，其中昆虫粉是最有前景的替代品之一。昆虫具有较高的饲料转化效率；昆虫养殖所需的淡水较少，且温室气体排放量较低（Smetana等人，2019年）。此外，某些昆虫种类能够利用食品工业的废弃物和副产品（Oonincx和De Boer，2012年；van Huis，2013a年；van Huis等人，2013b年）。这使得昆虫成为鱼粉的更可持续的替代品，并为循环经济做出了重要贡献。Hermetia illucens（Linnaeus，1758年）幼虫（也称为黑兵蝇幼虫，BSFL）就是可以利用副产品饲养的昆虫之一，其在欧盟被认定为安全的饲料原料（欧盟法规2017/893号，2017年7月生效；2021/1372号，2021年8月生效；2022/1104号，2022年7月生效）。昆虫粉的蛋白质含量可占干重的约一半，但这取决于所用底物和幼虫发育阶段（Liu等人，2017年）。BSFL还含有较高的脂质，主要成分是月桂酸（12:0）和亚油酸（18,2n6）（Barragan-Fonseca等人，2017年；Barroso等人，2019年；Fabrikov等人，2021年）。与其他节肢动物一样，BSFL的外骨骼含有几丁质，这种多糖的含量占干物质的5%至25%（Hahn等人，2018年；Triunfo等人，2022年）。

尽管BSFL粉通常具有适当的营养组成，但在试验中部分或完全替代鱼粉可能会对鱼类的正常发育产生不利影响。与鱼粉相比，尽管昆虫粉的蛋白质含量较高且氨基酸组成合理，但在活体实验中其表现较差（Fabrikov等人，2021年）。这种表现下降可能与昆虫粉中营养成分的生物可利用性较低有关。其他研究也观察到，用于生产昆虫粉的不同技术工艺（如屠宰、干燥和脱脂）可能会影响其性能（Huang等人，2019年）。最近，人们对昆虫粉制备过程中的处理方法（如屠宰、干燥和脱脂）产生了兴趣，因为这些步骤对于获得易于处理、营养价值更高、保质期更长且卫生条件更好的饲料至关重要（Liceaga，2021年）。

虽然这些工艺在昆虫粉加工中很常见且被常规使用，但评估这些工艺组合的研究很少，大多数研究仅关注单个步骤的效果。Varga等人（2024年）的研究表明，不同的屠宰、干燥和脱脂方法组合会影响昆虫产品的氧化稳定性、抗菌性和抗氧化活性。这些生产过程对昆虫粉的体外消化性、面粉的氧化状态以及最终产品的卫生质量也有显著影响。

仅有少数研究探讨了加工方法对活体水产养殖实验中昆虫粉效果的影响。大多数文献关注的是脱脂与未脱脂昆虫粉作为饲料的效果，而非脱脂方法本身（Busti等人，2023年；Karapanagiotidis等人，2023年）。Rostika等人（2022年）研究了不同干燥方法对罗非鱼幼鱼BSFL粉的影响，发现实验组与对照组在生长和血液学参数上没有差异。Mastoraki等人（2024年）和Radhakrishnan等人（2024年）研究了不同加工方法制备的BSFL粉在虹鳟鱼、欧洲海鲈鱼和大西洋鲑鱼中的体内消化性。

另一种解释是BSFL粉在活体实验中表现不佳的原因与其含有的几丁质有关，几丁质可能具有抗营养作用（Shiau等人，1999年；Eggink等人，2022年）。几丁质是一种结构多糖，构成节肢动物外骨骼的一部分；因此，在水产饲料中添加昆虫会增加几丁质的摄入量。其他研究表明，适量的几丁质实际上可以作为免疫刺激剂和益生元（Esteban等人，2001年；Bruni等人，2018年；Henry等人，2018年）。由于Sparus aurata在野外主要以甲壳类动物为食，因此需要采取措施处理BSFL中的几丁质（Karasuda等人，2004年）。消化道中的几丁质降解酶（几丁质酶）有助于营养吸收并提高消化性，将其加入饲料可能有助于改善生长指标（Agbohessou等人，2024年）。

研究表明，肠道细菌可以产生帮助分解宿主无法用内源性酶分解的营养化合物的消化酶（Ray等人，2012年）。多项研究指出，从海洋鱼类中分离出的肠道细菌能够降解几丁质（Gao等人，2017年；Holen等人，2023年）。目前仅有一项研究表明S. aurata表达了几丁质降解基因，但未检测到实际的几丁质降解活性（Daniso等人，2024年）。

本研究的主要目的是探讨用不同后续加工方法制备的BSFL粉部分或完全替代鱼粉对Sparus aurata生长和营养利用的影响。这些组合基于之前的体外实验结果（Varga等人，2024年）。研究考察了鱼的生长和营养利用指标、鱼片质量以及消化系统中几丁质降解酶的活性。

昆虫粉的制备

Hermetia illucens幼虫由Entomo Agroindustrial（西班牙塞埃金）提供。干燥和脱脂后的昆虫粉按照Hurtado-Ribeira等人（2023c）描述的方法制备。具体步骤如下：幼虫先在90°C下焯水40秒，然后分成两部分，分别通过冻干（L）或烘箱加热（O）进行干燥。干燥后的幼虫再分为两组，分别通过热压（P）或其他方法进行脱脂。

生长和营养利用指标

生长和营养利用指标见表3。实验组的最终体重（FBW）和最终体长（FBL）显著低于对照组。在体重增长（WG）方面，BOE处理的组别最低（200.5%），其次是BLP和BOP处理组，而对照组最高（238.7%）。特定生长率（SGR）和蛋白质效率比（PER）也呈现类似趋势，基于昆虫的饲料组值较低。

讨论

昆虫可以作为鱼粉在水产饲料中的有价值替代品。BSFL粉可以部分替代鱼粉，而不会对生产参数产生不利影响。然而，与其他替代蛋白质来源一样，需要研究优化所有营养成分利用的工艺。对于昆虫而言，这些工艺包括屠宰、干燥和脱脂（Liceaga，2021年；Ojha等人，2021年）。在本研究中，我们……

结论

本研究首次探讨了用不同后续加工方法制备的BSFL粉对Sparus aurata活体实验的影响。BSFL粉的部分替代对鱼的生长表现和饲料利用产生了不利影响。冻干处理的饲料与对照组最为相似。肝脏中间酶分析显示，食用BSFL粉的鱼类氨基酸分解代谢增强，而烘箱干燥处理的饲料则……

作者贡献声明

阿格涅斯·蒂梅娅·瓦尔加（ágnes Timea Varga）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、方法学设计、实验设计、数据分析。德米特里·法布里科夫（Dmitri Fabrikov）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、实验设计、数据分析。玛丽亚·何塞·桑切斯-穆罗斯（María José Sánchez-Muros）：撰写 – 审稿与编辑、项目监督、资金筹集、概念构思。阿玛莉亚·佩雷斯·希门尼斯（Amalia Pérez Jiménez）：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计、实验设计、数据分析。

未引用参考文献

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Van Soest等人，1991

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本研究得到了西班牙农业、渔业和食品部国家水产养殖计划的支持，项目名称为ACUINSECT（将昆虫粉优化为可持续的水产饲料成分）。项目编号：PROYECTO P_FORT_GRUPOS_2023/108（阿尔梅里亚大学）。