黑水虻处理厨余垃圾及厨房废水的生物转化潜力与肠道菌群特征研究

《Animal Microbiome》：Bioconversion of kitchen wastewater into high-value larval biomass using black soldier fly larvae

　　

摘要

背景

厨房废水的高效资源化利用仍是可持续废物管理面临的关键挑战。本研究评估了黑水虻（BSF，Hermetia illucens L.）在处理厨房废水中的生物转化潜力，采用四种底物：厨余垃圾（KW）、新鲜鸡粪（FM）、用水复水的干鸡粪（DW）以及用厨房废水调质的干鸡粪（DK）。生物转化效率通过幼虫营养组成、生长性能、氨（NH₃）排放量以及基于16S rRNA的高通量测序所表征的肠道菌群组成进行评价。

结果

KW组幼虫表现出最高的营养品质，其必需氨基酸（苏氨酸：1.69%，缬氨酸：2.52%）、氨基酸总量（36.89%）以及中链饱和脂肪酸（C12:0；26.35%）含量均较高。与其他各组相比，该组生物量显著更高，鲜重转化率更有效，且氨排放量最低。相比之下，DK组（以厨房废水作为水分来源）所产幼虫中谷氨酸（Glu；5.18%）、半胱氨酸（Cys；0.32%）和总不饱和脂肪酸（60.52%）含量显著偏高。尽管DK组的氨基酸总量（35.44%）与KW组相当，但DK组的生长表现优于DW组，且氨排放量更低。微生物分析表明，各组肠道菌群均以Firmicutes（厚壁菌门）和Bacteroidota（拟杆菌门）为主导。FM组的微生物多样性最高，而KW组最低。

结论

本研究展示了一种科学可靠的方法，利用黑水虻将厨余垃圾转化为高价值的幼虫生物量。研究还突出了厨房废水作为补充物料在促进资源回收和降低环境影响方面的潜力。