脱脂黑水虻（Hermetia illucens）虫粉作为鱼粉替代物对日本沼虾（Macrobrachium nipponense）生长性能、可食肌肉营养品质和生理状态的新鲜度依赖性影响

《Food Science & Nutrition》：Freshness-Dependent Effects of Degreased Hermetia illucens Meal as a Fishmeal Substitute on Growth Performance, Edible Muscle Nutritional Quality, and Physiological Status of Macrobrachium nipponense

　　

脱脂黑水虻（Hermetia illucens）虫粉已被广泛用作传统蛋白质来源（包括鱼粉和大豆粕）的替代品，应用于畜牧和水产养殖，尤其是对凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）和罗氏沼虾（Macrobrachium rosenbergii）。日本沼虾（Macrobrachium nipponense）是中国淡水湖泊和河流系统中普遍存在的具有重要商业价值的虾类。研究人员通过评估不同替代比例和虫粉新鲜度对河虾生长的影响，探讨了在日本沼虾饲料中以脱脂黑水虻虫粉替代鱼粉的可行性。结果表明，20%替代比例显著提高了日本沼虾的特定生长率（SGR）和肥满度（condition factor）（p < 0.05），同时饲料转化率（FCR）显著降低（p < 0.05）。基于剂量-反应模型，当替代比例为24.25%时，特定生长率达到峰值。在20%替代比例下，日本沼虾肌肉中的粗蛋白和粗脂肪含量显著增加。此外，与对照组相比，若干种必需氨基酸以及单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的浓度显著升高（p < 0.05）。在20%替代组中，肝胰腺中的超氧化物歧化酶（SOD）、胰蛋白酶和脂肪酶活性，以及血淋巴中的酸性磷酸酶（ACP）和溶菌酶（LZM）活性均较对照组显著升高（p < 0.05）。该研究还评估了使用中度腐败（T1：TVB-N 65 mg/100 g）和高度腐败（T2：TVB-N 80 mg/100 g）的脱脂黑水虻虫粉以20%比例替代鱼粉的影响，并与新鲜脱脂黑水虻虫粉（TVB-N 50 mg/100 g）进行比较。在T1组中，特定生长率和饲料转化率均显著低于对照组（p < 0.05）。在中度（T1）和高度（T2）腐败处理组中，日本沼虾肌肉的粗脂肪含量显著降低，而粗灰分含量显著高于对照组（p < 0.05）。此外，T1和T2组的某些必需氨基酸、饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸和矿物元素含量均显著降低（p < 0.05）。在这些组中，肝胰腺和血淋巴中的丙氨酸氨基转移酶（ALT）活性以及肝胰腺中的丙二醛（MDA）含量均较对照组显著升高（p < 0.05）。另一方面，T2处理组的肝胰腺胰蛋白酶和脂肪酶活性较对照组显著降低（p < 0.05）。总之，研究人员建议在日本沼虾饲料中使用新鲜脱脂黑水虻虫粉，替代水平为20%–25%（模型推导的峰值接近24.25%）。

脱脂黑水虻虫粉替代鱼粉对日本沼虾的影响研究解读

一、研究背景与目的

全球海洋渔业资源因长期过度捕捞而持续衰退，水产养殖业同时面临鱼粉供应紧张和饲料安全风险，导致养殖成本不断上升。昆虫资源因其生长快、饲料转化率高、蛋白含量高等优点受到关注，其中黑水虻（Hermetia illucens）可高效转化低值农业有机废弃物为昆虫蛋白，其脱脂虫粉已在虹鳟、大黄鱼、大口黑鲈和罗氏沼虾等多种水产动物中应用。日本沼虾（Macrobrachium nipponense）是中国淡水湖泊和河流中广泛分布的重要经济虾类，但脱脂黑水虻虫粉能否用于其饲料尚不清楚。同时，虫粉在加工、储存和运输中易发生蛋白质降解，导致总挥发性盐基氮（TVB-N）升高，影响饲料新鲜度和适口性。已有研究表明鱼粉新鲜度可显著影响水产动物生长，但脱脂黑水虻虫粉新鲜度对日本沼虾的影响未见报道。本研究旨在评估脱脂黑水虻虫粉替代鱼粉的比例以及虫粉新鲜度对日本沼虾养殖效果的影响，为建立绿色循环农业生产技术体系提供依据。

二、主要研究方法

实验用日本沼虾幼虾（约1000尾/kg）购自浙江吴越农业有限公司。替代比例实验设置对照组（CK）及10%、20%、30%、40%、50%替代组（T10–T50）；新鲜度实验通过25℃孵育脱脂黑水虻虫粉不同时间，配制TVB-N分别为50 mg/100 g（CK）、65 mg/100 g（T1）和80 mg/100 g（T2）的饲料，均以20%比例替代鱼粉。每组5个重复池塘，每池放养1000尾幼虾，养殖120天。实验期间监测水质，结束后测定生长性能指标（增重率WGR、特定生长率SGR、饲料转化率FCR、肥满度CF、存活率SR等），并分析肌肉常规营养成分、氨基酸、脂肪酸、矿物元素含量，以及肝胰腺和血淋巴中免疫、抗氧化及消化酶活性。数据采用SPSS 22.0进行单因素方差分析（ANOVA）和Tukey检验，显著性水平为p < 0.05。

三、主要研究结果

3.1 生长性能：替代比例实验中，20%替代组（T20）的终末体重、增重率、特定生长率、肥满度和存活率均显著高于对照组（p < 0.05），饲料转化率显著降低；50%替代组（T50）多项指标显著低于对照，表明高比例替代不利。剂量-反应模型（y=-0.0002x²+0.0097x+4.8811，R²=0.7147）预测SGR在替代率约24.25%时最高。新鲜度实验中，T1和T2组的终末体重、增重率、SGR均显著低于对照，FCR显著升高；T2组CF和SR也显著降低。

3.2 营养成分：20%替代组肌肉粗蛋白和粗灰分含量显著高于对照，粗脂肪也有所增加；但高替代组趋于下降。新鲜度实验中，T2组肌肉粗蛋白显著降低，T1和T2组粗脂肪显著降低而粗灰分显著升高。

3.3 氨基酸含量：20%替代组肌肉中多数必需氨基酸（赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸）和非必需氨基酸（天冬氨酸、丙氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、酪氨酸）显著高于对照，总氨基酸和总必需氨基酸亦显著升高。腐败虫粉处理组则相反，多种氨基酸显著降低，总氨基酸和总必需氨基酸随腐败程度增加而显著下降。

3.4 脂肪酸含量：20%替代组肌肉中部分饱和脂肪酸（C14:0、C15:0、C17:0）、单不饱和脂肪酸（C16:1、C17:1）和多不饱和脂肪酸（C18:2n-6、C18:3n-3、C22:5n-3、C22:6n-3）显著升高，总多不饱和脂肪酸（∑PUFA）显著高于其他组。腐败虫粉处理则显著降低多个脂肪酸含量，尤其总PUFA显著下降。

3.5 矿物元素含量：20%替代组肌肉钾、钙、铁含量显著升高；40%和50%替代组铜含量显著升高。腐败虫粉处理组中，镁、钙、钾、锌和铜含量显著升高，而钠、锰、铁、硒无显著变化。

3.6 血清和肝胰腺生化指标：20%替代组肝胰腺超氧化物歧化酶（SOD）活性显著升高，血淋巴酸性磷酸酶（ACP）和溶菌酶（LZM）活性显著升高；T50组肝胰腺天冬氨酸氨基转移酶（AST）显著升高。腐败虫粉处理中，T1组肝胰腺丙氨酸氨基转移酶（ALT）、SOD和丙二醛（MDA）显著升高；T2组肝胰腺AST、ALT和MDA显著升高而SOD显著降低。血淋巴中AST、ALT、ACP、ALP和LZM活性随腐败程度升高而显著增加。

3.7 肝胰腺消化酶活性：20%替代组胰蛋白酶（TPS）和脂肪酶（LPS）活性显著升高，α-淀粉酶（α-AMS）无显著变化。高度腐败组（T2）α-AMS、TPS和LPS活性均显著低于对照；中度腐败组（T1）TPS和LPS显著升高，α-AMS无显著差异。

四、讨论与结论

讨论认为，20%替代水平改善生长性能和营养品质可能归因于脱脂黑水虻虫粉使饲料氨基酸更平衡，且富含壳聚糖和抗菌肽，增强了机体免疫和消化能力。高比例替代可能导致氨基酸失衡或引入抗营养因子，抵消其益处。腐败虫粉中升高的TVB-N会加重肝胰腺氧化应激，升高AST、ALT和MDA水平，抑制消化酶活性，降低饲料利用效率，进而损害生长和营养积累。该研究首次系统评估了脱脂黑水虻虫粉在日本沼虾饲料中的应用效果。

结论：用新鲜脱脂黑水虻虫粉替代20%鱼粉可显著增强日本沼虾的生长性能、营养积累和免疫功能；而中度和高度腐败虫粉则显著损害这些指标。因此，在实际生产中应使用新鲜虫粉，推荐替代比例为20%–25%，模型预测的24.25%峰值支持该范围，但最佳精确比例仍需更细梯度的实验验证。该研究为日本沼虾饲料中合理利用昆虫蛋白提供了科学依据，并发表于《Food Science》。