黑 Soldier Fly (Hermetia illucens) 幼虫粉作为可持续蛋白质源提升锯缘青蟹(Scylla paramamosain)生长性能、健康及肉质品质

《Animal Feed Science and Technology》：Black soldier fly (Hermetia illucens) larva meal as a sustainable protein enhances growth, health and flesh quality of Scylla paramamosain

　　

采用黑水虻(Hermetia illucens)幼虫粉(BSFM)替代鱼粉(FM)投喂锯缘青蟹(Scylla paramamosain)，评估其对青蟹生长性能、健康及肉质(包括营养、质地、风味)的影响。配制6种等氮(粗蛋白46%)、等脂(粗脂肪10%)试验饲料，分别以BSFM替代0、10%、20%、30%、40%和60%的FM，初始体重22.46±0.04 g的青蟹随机分组，每处理4重复每重复8只，养殖8周。结果表明：BSFM作为FM替代源不存在重金属或农药污染风险；与0%替代组(BSFM0)相比，FM被BSFM替代≤30%时对青蟹生长及肌肉营养价值无不良影响(P > 0.05)；适度添加BSFM可提高肝胰腺脂肪酸含量，增强肌肉硬度(hardness)、弹性(springiness)、咀嚼性(chewiness)和胶黏性(gumminess)，并提升肌肉胶原(collagen)含量(P < 0.05)；但当BSFM替代量>40%时，青蟹肠绒毛长度与宽度减小、肌层厚度降低并出现绒毛脱落，造成肠道损伤(P < 0.05)，且高替代水平导致氨基酸、鲜味游离氨基酸(umami free amino acids, UFAA)、风味相关核苷酸(腺苷一磷酸adenosine monophosphate, AMP及次黄嘌呤hypoxanthine)降低，感官评分(鲜、甜、咸)下降，降低蟹肉营养与风味(P < 0.05)。综上，用BSFM替代30% FM可促进锯缘青蟹生长、改善健康与肉质品质。

黑水虻(Hermetia illucens)幼虫粉(BSFM)替代鱼粉(FM)对锯缘青蟹(Scylla paramamosain)生长、健康及肉质品质影响的系统研究解读

研究背景与立项依据

水产养殖是全球动物蛋白的重要来源，饲料成本占总生产成本60%–70%，传统优质蛋白源鱼粉(FM)依赖海洋捕捞导致资源过度开发，亟需开发可持续替代蛋白。黑水虻(Hermetia illucens)幼虫粉(BSFM)因能高效转化有机废弃物为高质量生物质、含平衡必需氨基酸(EAA)、富含月桂酸(lauric acid)及抗菌肽等生物活性成分且无抗营养因子(ANFs)，成为潜在FM替代品。然而BSFM在甲壳类尤其是高经济价值锯缘青蟹中的应用研究匮乏，其对蟹肉综合品质(营养、风味、质构、安全性)的系统评价、BSFM源性污染物在蟹体的累积风险及最适替代比例均不明确，构成本研究拟解决的科学问题。本文发表于《Animal Feed Science and Technology》。

主要关键技术方法

研究人员以初始体重约22.46 g的锯缘青蟹幼蟹为试验动物，设6组等氮等脂试验饲料（BSFM分别替代FM 0、10%、20%、30%、40%、60%），每组4重复每重复8只个体，室内循环水系统(RAS)养殖8周。采样后进行：(1)污染物安全检测——采用ICP-MS测重金属(Pb、Cd)，气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)测六氯环己烷(HCH)与滴滴涕(DDT)残留；(2)常规营养与质构——常规生化法测水分/蛋白/脂肪/灰分，质构仪做纹理剖面分析(TPA)测硬度(hardness)、弹性(springiness)等，羟脯氨酸法算胶原(collagen)含量；(3)风味物质分析——氨基酸分析仪测水解氨基酸(HAA)与游离氨基酸(FAA)，GC-MS测脂肪酸，HPLC测风味核苷酸(AMP、IMP、GMP、Hx)，电子舌(electronic tongue)测滋味轮廓，计算味觉活度值(TAV)与等效鲜味浓度(EUC)；(4)组织与健康指标——石蜡切片观察肠与肌肉形态，qRT-PCR检测肠道屏障与炎症、肝胰腺抗氧化相关基因表达，酶标法测过氧化氢酶(CAT)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)及蛋白羰基(PC)。

研究结果

3.1 安全性检测(Safety inspection)

BSFM中未检出HCH与DDT，Pb(2.30 mg/kg)与Cd(0.05 mg/kg)符合GB 13078?2017；各试验组青蟹肝胰腺与游泳足肌肉中Pb、Cd均低于欧盟(EC) No 1881/2006及GB 2762?2022限量。表明所用BSFM替代FM饲养青蟹不带来重金属或农药残留风险。

3.2 生长性能与饲料利用(Growth performance and feed utilization)

FM被BSFM替代0%–60%时，增重率(PWG)、特定生长率(SGR)、蜕壳率(molting ratio)、饲料效率(FE)与摄食量(FI)均无显著差异(P > 0.05)；但60%替代组存活率显著低于0%组(P = 0.007)，其余组间存活率差异不显著。说明≤60%替代不影响生长与饲料利用，但过高替代(60%)会降低存活。

3.3 肝胰腺与肌肉营养成分(Nutritional composition in hepatopancreas and muscle)

各组肌肉与肝胰腺粗蛋白、粗脂肪、水分、灰分无显著差异(P > 0.05)。BSFM替代＞30%时肝胰腺中精氨酸、赖氨酸、苏氨酸、谷氨酸、∑EAA、∑NEAA及∑AA显著降低(P < 0.05)，40%与60%替代组还降低组氨酸、蛋氨酸、天冬氨酸、甘氨酸与脯氨酸；肌肉中∑EAA与∑NEAA不变，但蛋氨酸与半胱氨酸升高、谷氨酸降低(P < 0.05)。肝胰腺中BSFM组20:0、18:1n?9、22:1n?11、18:3n?6、花生四烯酸(ARA, 20:4n?6)及∑MUFA升高，二十碳五烯酸(EPA, 20:5n?3)降低(P < 0.05)；肌肉中仅二十二碳五烯酸(22:5n?3)随BSFM替代升高显著增加(P = 0.009)。说明适度(≤30%)替代不影响可食部营养组成，高替代降低肝胰腺氨基酸及EPA。

3.4 健康响应(Health response)

60%替代组出现肠绒毛长/宽缩短、肌层变薄及绒毛脱落；肠道rab6a与il?16下调，tgf、toll1、toll2上调，mlck上调，紧密连接蛋白claudin与zo?1无显著变化(P > 0.05)。肝胰腺CAT活性在40%与60%组升高(P < 0.05)，GSH在30%组最高(P < 0.05)，硫氧还蛋白(trx)与过氧化还原酶(prx) mRNA在BSFM组上调(30%组峰值)，cu/zn?sod无变化，MDA与PC无显著差异。表明适度BSFM可通过上调抗氧化与抗炎基因增强肝胰腺抗氧化力，但≥60%替代致肠道结构损伤与存活下降。

3.5 形态与物理性质(Morphology and physical properties)

随BSFM替代增加肌纤维直径增大、密度降低(P < 0.05)；硬度(hardness)、弹性(springiness)、咀嚼性(chewiness)、胶黏性(gumminess)显著提高(P < 0.05)，液体保持能力(LHC)改善(保水性↑、liquid loss↓，P = 0.007)，胶原(collagen)含量在30%–60%组升高(P = 0.013)；4℃贮藏3 d后pH下降减缓(P = 0.039)，新鲜肌肉pH与失水率(water loss/lipid loss)无差异。说明BSFM改善肌肉质地与持水性。

3.6 非挥发性呈味物质(Non?volatile taste substances)

甜味游离氨基酸(SFAA：丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸等)先升后降，BSFM20组最高，BSFM60组甘氨酸与丙氨酸最低(P < 0.05)；鲜味游离氨基酸(UFAA = Asp + Glu)在BSFM60组显著低于BSFM0(P = 0.002)；苦味游离氨基酸(BFAA)亦先升后降。GMP的TAV在BSFM60组最低(P = 0.004)，次黄嘌呤(Hx)在BSFM替代组高于对照(P = 0.020)；等效鲜味浓度(EUC)在BSFM40与BSFM60组降低，BSFM60组最低(P = 0.019)。表明高BSFM替代降低鲜味与甜味物质、升高苦味代谢物Hx，削弱整体鲜味。

3.7 肉质电子舌与PCA(Flesh electronic tongue and PCA)

电子舌显示鲜味(umami)、甜味(sweetness)、咸味(saltiness)感知随BSFM替代升高而降低(P < 0.05)，丰富度(richness)降低，酸味(sourness)与苦味(bitterness)升高(P < 0.05)。PCA显示BSFM替代程度与苦味/酸味正相关，与鲜味/甜味/UFAA/AMP/GMP/IMP负相关。说明BSFM过高替代改变蟹肉滋味轮廓，向不理想方向偏移。

讨论与结论总结

讨论指出BSFM源自清洁底物故无污染物传递风险；≤60%替代不影响生长系因BSFM氨基酸较平衡且适口性好，60%组存活下降可能与高几丁质(chitin)致肠损伤及饲料水中稳定性略降有关；肝胰腺氨基酸下降源于游离晶体氨基酸与蛋白结合氨基酸吸收不同步及几丁质包裹减缓消化，但肌肉氨基酸靠代谢优先分配得以维持；适度BSFM通过几丁质介导免疫调节下调促炎因子、上调抗氧化基因改善健康，过量则几丁质损害肠屏障；质地改善关联肌纤维肥大与胶原增加；高替代降低EUC与甜味感知系Hx升高掩盖及核苷酸减少所致。

结论(Conclusions)翻译：

本研究表明，BSFM是锯缘青蟹饲料中部分替代FM的有前景的可持续蛋白源。FM被BSFM替代≤30%对青蟹生长性能、肝胰腺与肌肉氨基酸及脂肪酸组成无负面影响，且可改善肝胰腺与肠道健康并提升肌肉质地。但更高替代水平(40%和60%)虽未损害生长性能，却降低营养价值并改变肌肉风味。值得注意的是，60%替代水平诱发肠道损伤并提高死亡率。因此，锯缘青蟹饲料中BSFM替代FM比例不应超过30%(即122.5 g/kg饲料)。