综述:黑水虻(Hermetia illucens)幼虫粉在水产饲料中的应用——面向可持续水产养殖业的综述

《Frontiers in Aquaculture》:Black soldier fly (Hermetia illucens) larvae meal in aquafeed for a sustainable aquaculture industry: a review

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月02日 来源:Frontiers in Aquaculture

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  对水产养殖生产中可持续且廉价蛋白质资源的日益关注,催生了对替代饲料原料的兴趣。水产养殖是全球增长最快且规模最大的食品生产行业之一。值得注意的是,由于生产成本高、原材料供应有限以及环境压力,水产饲料中的鱼粉正逐渐被替代蛋白质源所取代。黑水虻(Hermetia i

  
对水产养殖生产中可持续且廉价蛋白质资源的日益关注,催生了对替代饲料原料的兴趣。水产养殖是全球增长最快且规模最大的食品生产行业之一。值得注意的是,由于生产成本高、原材料供应有限以及环境压力,水产饲料中的鱼粉正逐渐被替代蛋白质源所取代。黑水虻(Hermetia illucens;BSFL)幼虫粉因其含有与鱼粉(FM)相似的较高蛋白质含量,作为水产饲料原料正受到越来越多的关注。H. illucens幼虫的培养也可利用不同的可生物降解底物实现,这些底物可转化为高价值生物质。以BSFL为基础的日粮已在多种有鳍鱼类和甲壳类物种中进行了评估,并以鱼粉基日粮作为对照,评估了终末体重(FBW)、特定生长率(SGR)、饲料转化率(FCR)、摄食量(FI)、饲料效率(FE)、存活率(SR)和表观消化率系数(ADC)。尽管以往的综述已考察过昆虫粉和黑水虻幼虫,但关于BSFL粉在水产饲料中的实际应用、可持续生产、益处及局限性的综合证据仍较为零散。因此,本综述旨在评估BSFL粉作为水产养殖中蛋白质源的实践应用,特别强调可持续的生产实践、营养益处,及其在更广泛应用中所面临的挑战,同时阐述其优势。
引言
水产养殖是全球主要的食品生产行业之一,需要大量鱼粉用于水产养殖。单胃动物(如鱼类)的饲料必须富含优质蛋白质。蛋白质源的基本营养需求包括高蛋白含量、平衡的氨基酸组成、良好的消化率、可接受的适口性以及不含抗营养因子。鱼粉满足上述许多要求,因此常被用作动物饲料中的高品质蛋白质原料。它是一种干燥、富含蛋白质的产品,通过加工、干燥和研磨整鱼或鱼类加工副产品制成细粉。据海洋原料组织(IFFO)数据,2021年超过87%的鱼粉用于养殖鱼类。2022年,从海洋中捕捞了约1.854亿吨水生动物,其中近89%(1.646亿吨)用于人类消费。在用于非食品用途的2080万吨中,约83%(1700万吨)被转化为鱼粉和鱼油。
全球对水生动物食品的需求多年来稳步增长。人均年消费量从1961年的9.1公斤增至2022年估计的20.7公斤。与此同时,野生鱼类种群面临的压力、鱼粉和鱼油的有限供应及成本上升,以及对其环境影响的担忧,促使研究人员探索水产饲料的替代蛋白质源。因此,过度捕捞的比例从2019年的35.4%增至2021年的37.7%。作为可能的替代蛋白质源,动物源性蛋白质添加剂如昆虫粉,可以部分或完全替代水产饲料中的鱼粉。昆虫粉被认为是水产养殖和动物饲料中传统植物源和动物源蛋白质的一种有前景的替代品。它们通常富含蛋白质并提供几种必需氨基酸,但其营养成分可能因昆虫种类、饲养条件和加工方法而异。然而,昆虫粉并非完全没有抗营养化合物。几丁质天然存在于昆虫外骨骼中,而丹宁酸、草酸盐、植酸盐、皂苷和生物碱也在一些昆虫种类中被报道。尽管全球已记录的昆虫种类约有100万种,但估计实际多样性可达8000万种。昆虫占已知全球生物多样性的58%以上。Grimaldi指出,仅有约20%的昆虫物种已被命名和描述。昆虫不仅服务于水产养殖,也作为人类的食物。在被评估用于水产饲料的昆虫种类中,黑水虻幼虫(BSFL)在研究及商业层面都引起了广泛关注。
黑水虻幼虫的普及归因于其生产周期短、生物量积累快,以及能够将选定的有机副产品转化为适用于动物饲料的原料。早期的饲喂研究评估了干燥的H. illucens幼虫在家禽和猪日粮中的应用,随后的研究将其应用扩展到水产养殖。然而,BSFL的营养成分并非恒定不变。蛋白质、脂质、纤维、灰分、氨基酸和脂肪酸的水平受饲养底物、发育阶段、收获时间、干燥方法和脱脂程度的影响。以干物质计,BSFL通常含有约32-53%的粗蛋白和18-33%的脂质。加工也会影响最终粉料的成分;例如,脱脂会降低脂质含量并增加蛋白质的相对浓度。总体而言,BSFL粉可以提供足量的蛋白质、能量、矿物质和必需氨基酸,但其在水产饲料中的成功应用取决于可消化营养平衡、脂质质量、几丁质含量、加工条件以及目标物种的营养需求。这为扩大饲料部门的昆虫生产规模提供了一个主要优势。此外,与几种植物源蛋白质替代品相比,BSFL粉被认为具有更适合鱼类的氨基酸谱。除了其蛋白质含量,BSFL粉也是矿物质和维生素的极佳来源。这些昆虫因其高营养价值长期以来一直被人类食用。BSFL越来越被认为是一种可持续、营养丰富的饲料原料,可能带来环境和经济效益,使其成为鱼粉的有前景的替代品。最近的饲喂试验证实,BSFL粉可以替代相当一部分传统的鱼类基础饲料,但这种反应取决于物种、生命阶段、加工方法和日粮添加水平。涉及BSFL粉的研究已成功在多种鱼类上进行,包括虹鳟(Oncorhynchus mykiss)、欧洲鲈鱼(Dicentrarchus labrax)、非洲鲶鱼(Clarias gariepinus)、大西洋鲑(Salmo salar)、建鲤(Cyprinus carpio var. Jian)、尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)和大菱鲆(Scophthalmus maximus)。
黑水虻幼虫的营养成分
蛋白质和脂质
先前的研究表明,BSFL可以将有机废物转化为可用于动物饲料的营养丰富的生物质。各种类型的有机废物被用于培养BSFL幼虫,包括水果废料、蔬菜废料、鸡粪、猪粪和牛粪。BSFL的一般营养成分在不同研究中差异很大,原因是饲养底物、发育阶段、收获条件和加工方法的差异。因此,蛋白质和脂质值应根据其指的是整幼虫、全脂粉还是脱脂粉,以及是以干物质还是饲喂状态为基础来解释。饲养底物的类型会影响其营养成分,特别是蛋白质和脂质含量。昆虫,尤其是BSFL,因其显著的营养益处和在动物饲料(特别是水产养殖、畜牧和家禽)中的潜在用途而引起了越来越多的兴趣。昆虫粉,包括BSFL粉,通常富含粗蛋白;然而,报道的浓度随昆虫种类、发育阶段、饲养底物和加工方法(特别是脱脂程度)而变化。
BSFL提供几种必需氨基酸,尽管其氨基酸组成可能随饲养底物而变化。在一项使用不同蔬菜副产品的研究中,黑水虻预蛹含有67-89 mg/g蛋白质的亮氨酸、47-72 mg/g蛋白质的赖氨酸、32-45 mg/g蛋白质的蛋氨酸加半胱氨酸、7-19 mg/g蛋白质的色氨酸和56-72 mg/g蛋白质的缬氨酸。在以厨房垃圾、鸡粪和啤酒糟为底物饲养的幼虫中也观察到了与底物相关的差异。以厨房垃圾喂养的幼虫含有更高水平的脯氨酸、羟脯氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸,而蛋氨酸、赖氨酸、异亮氨酸和亮氨酸在三种底物之间无显著差异。这些发现表明,仔细选择饲养底物对于获得营养品质一致的BSFL粉很重要。BSFL粉也已在家禽和水产养殖日粮中作为饲料原料进行评估。
Józefiak等人的研究表明,BSFL的高蛋白质和氨基酸含量在家禽中产生了更好的生长率。此外,BSFL已被用于水产养殖,其氨基酸组成已显示出对包括罗非鱼在内的多种鱼类的健康和生长有益。同样,BSFL中蛋白质的生物利用度对于牲畜的营养至关重要,确保动物能有效消化和吸收必需营养素,从而促进其生长和性能。除了蛋白质,BSFL还富含脂肪,使其成为脂质和脂肪酸的宝贵来源。它们尤其以其可观的脂肪含量而闻名,该含量可以从58%到72%的饱和脂肪酸以及19%到40%的单不饱和和多不饱和脂肪酸(PUFAs)不等。
Ewald等人发现,用由贻贝、鱼、面包和食物垃圾制备的11种日粮饲养的幼虫,其脂肪酸组成存在差异。然而,饱和脂肪酸,特别是月桂酸,仍然是幼虫脂肪的主要成分。改变日粮也可以提高BSFL中特定omega-3脂肪酸的水平。Barroso等人表明,通过改变幼虫的日粮,可以富集其体内的omega-3脂肪酸。类似地,Liland等人发现,向饲养介质中添加褐藻增加了幼虫的二十碳五烯酸(EPA)含量。然而,海藻添加量超过50%会降低幼虫生长、养分保留和总脂质含量。这些发现表明,底物选择可用于改变BSFL的脂肪酸谱,但必须仔细考虑底物的类型和添加水平。已发表的关于BSFL和BSFL粉一般成分的研究显示,由于饲养底物、发育阶段、加工方法、脱脂程度和分析基础的差异,结果存在显著变化。
黑水虻的生命周期与分布
黑水虻幼虫,学名Hermetia illucens(双翅目:水虻科),是腐食性昆虫,其外部结构类似于黄蜂。BSF成虫有两翼,缺乏任何螫刺器官。它们体型大、细长且呈黑色,带有棕色的翅膀和一个从头顶向外突出的三节触角。像双翅目群体中的其他昆虫一样,成虫身体由三部分组成:头部、胸部和腹部。它们的眼睛未被覆盖,彼此相距很远。腹部分为五节,每节装饰有白色斑块。通常,雌性比雄性小,但它们的生殖结构更长,翅膀也比雄性大。雌性身体和翅膀的典型尺寸范围分别为12至20毫米和8至14.8毫米。温度对黑水虻的发育和繁殖有很大影响。种群增长最适宜的温度约为30℃,而低于15℃的温度会阻止卵孵化。该物种起源于南美洲,此后通过人类活动传播到世界各地。随着时间的推移,它们的分布范围已扩展到其他地方,现在主要分布在赤道热带地区,在一些温带地区也有记录。其幼虫常见于腐烂的有机物中,包括堆肥、粪便以及植物和食物残渣。
BSF与其他可食用物种的不同之处在于其卓越的将残余有机材料转化为高质量蛋白质和脂质来源的能力,此外还可作为土壤改良剂。黑水虻的交配和产卵行为受环境条件,特别是光照、温度和相对湿度的强烈影响。在有自然阳光和足够空间进行空中交配的温室笼子中观察到可靠的交配行为。在冬季短暂的白昼期间,当阳光未被云层遮挡时,也发生了交配。由于冬季低光照水平抑制BSF交配,使用人工照明变得必要。人工照明可以支持室内繁殖,但其有效性取决于所使用的灯的类型。Zhang等人发现石英碘灯支持交配和产卵,尽管交配率低于自然阳光下的水平。相比之下,在稀土灯下没有发生交配。Heussler等人后来报告称,LED灯、荧光灯和卤素灯之间的产卵量无显著差异,并推荐LED灯用于小规模室内饲养,因为它们能效高。温度也影响卵的存活和发育。最高的孵化率记录在30℃和35℃,而在15℃、37℃和40℃时卵的活力非常低。培养的理想温度为27℃;高于或低于此偏差将对幼虫存活率和成虫羽化率产生负面影响。相对湿度同样重要,因为卵孵化和成虫羽化率随湿度增加而增加。因此,建议保持至少50%的相对湿度以维持BSF种群。
黑水虻经历完全变态,通过四个主要阶段:卵、幼虫、蛹和成虫。预蛹阶段代表幼虫发育的最后、非进食部分,在此期间幼虫离开进食底物并为化蛹做准备。雌性将卵块产在靠近潮湿、分解的有机物的干燥缝隙中,在适宜条件下卵通常在约四天内孵化。孵化后,幼虫进入有机底物并积极取食分解物质。一旦进食完成,它们颜色变深并从潮湿的底物迁移出去,寻找干燥且有保护的地点化蛹。成虫BSF是深色、形似黄蜂的苍蝇,可通过其腹部特有的透明窗来识别。温度和相对湿度强烈影响BSF的发育和存活。从4-6日龄幼虫到成虫的存活率在27℃和30℃时为74%至97%,但在36℃时降至仅0.1%。相对湿度也影响卵孵化、成虫羽化和成虫寿命。保持在25%相对湿度下的卵孵化所需时间比保持在70%下的长约1.5-2.5天,而保持在70%相对湿度下的成虫比暴露于较干燥条件下的成虫寿命长约2-3天。尽管成虫BSF可以在没有营养丰富日粮的情况下存活有限的时间,但饲喂试验表明,提供合适的营养物质可以延长成虫寿命并增加产卵量。
通过黑水虻养殖处理有机废物
食物垃圾在全球范围内大量产生,已成为一个主要的全球废物管理问题。不断增长的粮食需求,加上整个食品供应链和消费阶段的低效率,导致了日益严重的食物损失和浪费及相关社会经济挑战。平衡对食物、饲料和燃料日益增长的需求与有机废物的可持续管理,因此仍然是一个重大的全球挑战。食物损失通常发生在生产、采后处理、加工和分销过程中,而食物浪费主要发生在零售、餐饮服务和家庭消费阶段。2022年,零售、餐饮服务和家庭层面浪费了约10.5亿吨食物,占消费者可获得食物的近19%。
日益增加的食物浪费加剧了全球粮食系统的失衡,而危险废物对人类健康、生物多样性和生态系统构成风险。鉴于对食物、饲料和燃料的需求不断增长,以及对有机废物管理的日益关注,利用昆虫有效将有机废物转化为这些资源似乎是一种新颖且有前景的方法。此外,用昆虫处理有机废物产生的温室气体排放更低,减少了抗生素对地下水和地表水的污染,并降低了病原体水平。在有机废物价值化的领域,一种创新策略涉及利用有机废物。
昆虫,被认为是蛋白质和脂肪的丰富来源,可以从废物中生产,也可用于生物柴油生产。因此,昆虫为解决两个紧迫问题提供了有价值的解决方案:解决日益严重的有机废物问题(若管理不当可能导致重大环境挑战),以及满足对饲料、食物和燃料日益增长的需求。BSFL消耗大量腐烂的水果和蔬菜、动物粪便以及城市有机垃圾。这些幼虫是腐食性和贪婪的取食者,能够利用广泛的腐烂有机底物。在取食期结束时,预蛹停止取食并从底物中迁移出来,寻找干燥且有保护的化蛹地点,这便于它们分离和收获。它们在减少有机废物的同时产生富含蛋白质和脂质的预蛹生物量,这使得它们特别适合有机废物的生物转化。
最近,使用BSFL处理有机废物引起了昆虫研究人员的极大兴趣。黑水虻有效地将畜禽粪便和其他有机废物转化为富含蛋白质和脂肪的幼虫生物量,这些生物量可直接使用或干燥后用于动物饲料。此外,这种幼虫生物量可经过加工提取蛋白质和脂肪,其中脂肪可转化为生物柴油,蛋白质可用作动物饲料。BSFL发育后剩余的残留物可用作有机肥料或土壤改良剂。因此,基于BSFL的生物转化可以同时减少有机废物的积累,并产生富含蛋白质和脂质的生物量,用于动物饲料和其他增值应用。Rehman等人通过实验证明了将奶牛粪便和大豆残渣转化为幼虫生物量和堆肥的可能性。该过程还会产生残留部分,可进一步开发为堆肥或有机土壤改良剂,从而支持有机废物减量和资源回收。
生命周期评估与环境绩效
除了其营养和经济潜力外,BSFL生产的环境可持续性是其大规模应用的重要考量。生命周期评估(LCA)研究表明,BSFL生产的环境绩效在很大程度上取决于饲养底物、加热和干燥所用的能源、运输需求以及环境影响在幼虫粉、油脂和残留物之间的分配。使用当地可获得的、低价值的有机残留物可以减少废物管理负担和对传统饲料蛋白质的依赖,而能源密集型的干燥和加工可能会抵消部分这些效益。未来的LCA研究应应用明确定义的系统边界、功能单位、分配方法和特定区域的能源情景。环境绩效还应与营养质量、饲料效率、经济可行性、安全性和可扩展性一起评估。这种综合方法对于确定BSFL粉在何种条件下相对于鱼粉和植物基水产饲料原料提供真正的可持续性优势是必要的。
水产养殖中的功能性益处
对免疫力、肠道健康和抗病力的影响
除了提供蛋白质和能量外,BSFL粉还含有几丁质、月桂酸、抗菌肽和其他生物活性化合物,这些物质可能影响抗氧化状态、先天免疫和肠道微生物群落。在欧洲鲈鱼中,用BSFL粉替代25-50%的鱼粉蛋白改善了抗氧化和非特异性免疫反应,并增强了对溶藻弧菌(Vibrio alginolyticus)的抵抗力。在饲喂昆虫基日粮的鲑科鱼类中也报道了肠道微生物多样性的变化,而在精心平衡的日粮中,完全替代鱼粉并未损害海水期大西洋鲑的肠道健康。尽管如此,这些反应并非在所有添加水平下都有益。功能性效应应与生长、营养物质消化率、肠道组织学和攻毒实验结果一同解释。近期研究表明,适当配制的BSFL基日粮可以维持肠道完整性,同时调节肠道微生物群落、免疫反应和抗氧化状态。然而,这些效应仍然取决于添加水平和目标物种。
BSFL粉在甲壳类水产养殖中的应用
BSFL粉的应用并不局限于有鳍鱼类。在对太平洋白虾(Litopenaeus vannamei)的饲喂研究中,已证明其作为部分鱼粉替代品的潜力。Cummins等人报告称,当BSFL粉维持在日粮约25%以下时,大多数估计的生长反应仍接近其最大值。Chen等人随后发现,替代10%或20%的鱼粉蛋白不会显著降低虾的生长。10%替代组在副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)攻毒后存活率也有所提高。相比之下,30%的替代降低了生长并对肠道结构产生了不利影响。这些结果证实,BSFL粉可用于虾饲料,但其添加应根据物种、加工方法、日粮组成和替代水平进行评估。在凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)幼体中,在营养均衡的育苗日粮中完全替代鱼粉在技术上是可行的,尽管经济竞争力取决于BSFL粉的价格和日粮添加水平。
经济可行性
BSFL粉的经济价值取决于当地的鱼粉价格、昆虫粉的市场价格、饲养底物的可获得性、加工和运输成本、饲料转化率以及养殖物种的市场价值。简单地减少鱼粉并不自动导致日粮成本降低,因为商业生产的昆虫粉有时可能比传统蛋白质源更昂贵。然而,在某些养殖系统中,更好的饲料效率有助于平衡较高的原料成本。在欧洲鲈鱼中,用脱脂BSFL粉替代高达50%的鱼粉蛋白保持了生长,同时使估计的饲料成本降低了约15.6%。Rawski等人也发现,在西伯利亚鲟中,含有10-15%全脂BSFL粉的日粮产生了最佳的经济效果。在池塘条件下,与鱼粉基对照日粮相比,用BSFL粉替代25-75%的鱼粉维持了尼罗罗非鱼的生长并改善了利润相关指标。因此,经济研究不应仅仅报告每公斤饲料的成本,还应包括单位增重的饲料成本、经济转化率、投资回报率以及利润对BSFL价格变化的敏感性。
BSFL利用中的挑战
在水产饲料中使用BSFL潜力巨大,但要有效利用它,仍有几个关键挑战需要解决:
高脂肪含量:BSFL天然具有高脂质浓度,这会使为鱼类设计均衡日粮变得困难。高脂肪含量还会引起实际问题,例如降低饲料颗粒的稳定性并增加储存期间脂肪氧化的风险。为了解决这个问题,研究人员建议使用脱脂BSFL粉。最近的研究还表明,全脂和脱脂BSFL产品可能产生不同的生理反应,即使整体生长得以维持,非常高的替代水平也可能导致不良的组织学或肠道变化。
几丁质的存在:BSFL的外骨骼含有大量的几丁质,这是一种坚韧的纤维,某些鱼类难以消化。升高的几丁质水平会阻碍营养吸收并影响生长性能。屠宰、干燥和脱脂方法会影响BSFL脂肪的氧化品质。发酵等技术有助于降低几丁质含量,从而提高消化率。
氨基酸谱:与鱼粉相比,BSFL可能缺乏某些必需氨基酸。如果不加以处理,这会影响鱼类的生长和整体健康。可以通过向BSFL基日粮中添加特定氨基酸,或将BSFL与其他蛋白质源混合以形成更均衡的营养谱来解决这一问题。
潜在污染物:用于饲养BSFL的底物类型起着关键作用,因为它决定了其营养价值及其可能携带的污染程度。当幼虫在被污染的有机废物上生长时,有可能积累毒素或病原体,这可能危害水产养殖物种。使用清洁和受管制的底物以最小化这一风险至关重要。
监管与消费者接受度:昆虫在动物饲料中的应用仍是新事物,各地的监管框架尚未完全建立。此外,消费者对昆虫基饲料的态度会影响市场认可度。为了提高接受度,与监管机构合作并开展公众意识项目非常重要。还需要更多的研发来应对这些挑战。解决这些问题将有助于增加BSFL在水产饲料中的使用,并支持更具可持续性和成本效益的水产养殖。
BSFL用作食品和饲料的安全性
黑水虻因其突出的营养益处,日益被视为最有前途的用于饲料和食品生产的昆虫物种之一。为了经济可持续性并支持循环经济,BSFL理想情况下应在几乎没有其他饲料或食品用途的底物上饲养。这些幼虫能有效将有机废物转化为有价值的生物量,这使得它们因其化学成分而对一系列工业用途具有重要意义。确保化学安全性对于将BSFL用作饲料原料至关重要。BSFL体内可能积累各种无机和有机污染物,如重金属、真菌毒素和农药,这引发了安全问题,使得饲养底物的选择至关重要。鉴于缺乏安全性数据,欧盟目前限制了可用于BSFL饲养的某些有机废物流,只允许使用消费前的果蔬废料。有机废物流可能含有有害物质,包括药物、农药、重金属、二恶英、多氯联苯(PCBs)和多环芳烃(PAHs),导致人们对污染物在食物和饲料链中转移和积累的担忧。研究工作集中于验证BSFL用于食品和饲料的安全性。调查表明,BSFL处理可以降低底物中的微生物水平。此外,结果表明,二恶英、PCBs、PAHs、某些农药、抗生素和真菌毒素等污染物通常不会在BSFL中积累。
然而,重金属,特别是镉和铅,是一个重要的关注点。虽然镉、铅和锌对BSFL生理学影响不大,但已知镉会在幼虫体内积累。其他研究表明,包括镉和铬在内的重金属可以在幼虫和预蛹阶段积累,有时会超过动物饲料的允许水平。BSFL处理过程中生物废物体积的减少也会加剧残留物中的重金属浓度,限制其作为土壤改良剂或生物肥料的使用。此外,幼虫体内或表面以及底物残留物中存在的细菌可能对动物饲料的安全性以及人类和环境健康构成风险。研究表明,向生物废物中接种有益细菌可以提高BSFL处理的效率。因此,为保证BSFL在食品和饲料中的安全应用,监测幼虫和底物残留物中的重金属(如镉和铅)以及病原微生物至关重要。
结论
鱼粉成本的增加和对可持续性的日益重视促进了寻找替代水产饲料原料。昆虫基日粮,特别是那些含有BSFL粉的日粮,在水产养殖饲喂试验中显示出有希望的结果。BSFL富含粗蛋白,使其成为鱼粉的可行替代品,其高能量和脂肪含量可为饲料配方提供额外优势。然而,其营养成分高度可变。尽管如此,幼虫外骨骼中存在的几丁质可能会降低营养物质的利用率和消化率,从而限制了BSFL粉在高日粮添加水平下的使用。目前的饲喂研究并未提供明确证据表明用BSFL替代超过50%的鱼粉是有害的。事实上,一些物种如大西洋鲑、建鲤和尼罗罗非鱼已经成功地在高比例甚至完全替代鱼粉的日粮中饲养。非常近期的研究通过报道在Parachanna obscura后期幼体中完全替代鱼粉、评估成虫黑水虻粉作为虾饲料原料,以及直接评估Penaeus vannamei对BSFL粉的消化率和适口性,拓宽了现有证据。相比之下,其他物种如大菱鲆、虾和一些其他物种在较低的替代水平下表现出生长减慢、营养吸收较差或肠道健康问题。这可能是由于BSFL中高含量的几丁质和脂肪,以及一些物种不适应消化昆虫基饲料。由于这些差异,BSFL的合适添加水平需要针对每个物种和生命阶段单独确定。这应使用均衡的日粮和质量一致的BSFL产品来完成。饲喂BSFL的鱼类通常在身体成分方面有所改善,但需要在更广泛的有商业重要性的鱼类物种中进行更多研究以充分了解其潜力。除了水产养殖,BSFL还为废物管理提供了一个有前景的解决方案。它们可以将有机废物转化为有用的产品,如蛋白质、脂肪、生物柴油、几丁质和黑色素。这个过程有助于减少温室气体排放,并最大限度地减少垃圾填埋和焚烧造成的环境问题。用于饲养BSFL的有机废物类型在决定其蛋白质和脂肪含量方面起着重要作用。例如,纤维含量过高的废物会因营养不良而减缓BSFL的生长。最近关于组合不同类型有机废物和添加有益微生物的研究提高了BSFL的营养质量,使其更适合废物处理和动物饲料生产。然而,不能仅仅根据幼虫将有机废物转化为有用生物量的能力就假定BSFL基水产饲料的可持续性。需要进行生命周期评估以确定BSFL粉是否真的比鱼粉或标准植物蛋白原料对环境更好。现有的LCA研究表明,环境影响很大程度上取决于几个因素:幼虫吃什么、底物来自哪里、加热和干燥使用了多少能量、材料的运输距离、加工方法、电力来源以及影响如何在幼虫粉、油脂和虫粪之间分配。能源密集型加工或使用专门种植的底物可能会抵消部分与废物价值化相关的效益。未来的研究应使用清晰一致的系统边界、功能单位、分配方法和特定区域的能源数据,同时将环境指标与营养性能、经济可行性、饲料安全性、法规合规性和规模化生产能力相结合。只有通过这种透明的、基于LCA的方法,我们才能确定哪些BSFL生产系统真正带来了可持续性效益,并支持BSFL作为水产饲料原料的负责任发展。
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