李振陽(yáng) 郭 震 孫嘉伯 丁向彬 張建斌 洪 亮 張林林 胡德寶

(天津農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)與動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院，天津市農(nóng)業(yè)動(dòng)物繁育與健康養(yǎng)殖重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300392)

必需脂肪酸是一類(lèi)維持機(jī)體功能不可缺少，但機(jī)體不能自身合成必須由食物提供的脂肪酸。被明確定義的人體必需脂肪酸有2類(lèi)，一類(lèi)是以α-亞麻酸(α-linolenic acid，ALA)為母體的n-3多不飽和脂肪酸(n-3 polyunsaturated fatty acids，n-3 PUFAs)；另一類(lèi)是以亞油酸(linoleic acid，LA)為母體的n-6多不飽和脂肪酸(n-6 polyunsaturated fatty acids，n-6 PUFAs)，均為多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids，PUFAs)。人體可將ALA轉(zhuǎn)化為二十二碳六烯酸(docosahexenoic acid，DHA)和二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)，且DHA和EPA也屬于n-3 PUFAs。隨著人們對(duì)不飽和脂肪酸研究的不斷深入，有研究者發(fā)現(xiàn)n-3 PUFAs具有促進(jìn)機(jī)體修復(fù)、提升免疫功能、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、防治心腦血管疾病及促進(jìn)大腦正常發(fā)育等重要作用[1-3]。

然而，當(dāng)前我國(guó)居民大多數(shù)日常食用的主要為L(zhǎng)A含量較高的玉米油、菜籽油、大豆油，導(dǎo)致我國(guó)居民膳食LA攝入量嚴(yán)重超標(biāo)，ALA攝入量嚴(yán)重不足，從而使人體內(nèi)n-6/n-3 PUFAs比值普遍較高，遠(yuǎn)高于中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦值(4∶1～6∶1)[4-5]。因此，飲食中提高n-3 PUFAs攝入量對(duì)人類(lèi)保持健康具有重要意義。亞麻籽是植物性ALA最豐富的來(lái)源之一，可作為深海魚(yú)油的替代品。亞麻籽油與其他食用油相比，其ALA含量較高，占總脂肪酸的50%以上，而LA含量相對(duì)較低，約占總脂肪酸含量13%[6]。由于亞麻籽的ALA含量高，所以人們一直提倡使用亞麻籽來(lái)對(duì)抗心血管疾病[7]。

黑水虻作為一種可處理廢棄物的經(jīng)濟(jì)昆蟲(chóng)，具有較高的利用價(jià)值，其脂肪和蛋白質(zhì)含量豐富，常被用作飼用蛋白質(zhì)資源的替代。Manangkot等[8]研究發(fā)現(xiàn)，黑水虻幼蟲(chóng)至少可替代15%的魚(yú)粉用于飼喂肉雞，且不會(huì)對(duì)肉雞生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生負(fù)面影響。Gariglio等[9]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加9%的部分脫脂黑水虻幼蟲(chóng)粉不會(huì)影響番鴨屠宰性狀和肉品質(zhì)，但會(huì)導(dǎo)致番鴨飽和脂肪酸含量增加。研究表明，自然條件下黑水虻在脂肪酸構(gòu)成上n-3 PUFAs含量較低，幼蟲(chóng)n-6/n-3 PUFAs比值約為18∶1[10-11]。若能將其n-6/n-3 PUFAs比值降低到4∶1以下，可提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。然而，目前黑水虻產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，大部分研究主要集中在飼養(yǎng)、蟲(chóng)體加工等簡(jiǎn)單技術(shù)層面，如何更好地提高黑水虻利用價(jià)值的研究相對(duì)較少[12-13]。因此，本研究采用適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)，利用不同濃度亞麻籽油與蛋雞糞復(fù)配組成飼養(yǎng)黑水虻基質(zhì)條件，探究亞麻籽油對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)性能、蟲(chóng)體營(yíng)養(yǎng)組分及PUFAs構(gòu)成影響，以期改善黑水虻幼蟲(chóng)n-6/n-3 PUFAs比值，使其達(dá)到推薦的n-6/n-3 PUFAs比值，為增加黑水虻的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及深入開(kāi)發(fā)利用奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

黑水虻蟲(chóng)卵購(gòu)自貴州織金縣黑水虻養(yǎng)殖基地。大豆油為金龍魚(yú)精煉一級(jí)大豆油，購(gòu)自浙江省杭州市余杭區(qū)。亞麻籽油為亞麻公社冷榨一級(jí)亞麻籽油，購(gòu)自?xún)?nèi)蒙古烏蘭察布市。37種脂肪酸混合標(biāo)準(zhǔn)品、十一碳酸甘油三酯標(biāo)準(zhǔn)品購(gòu)自美國(guó)NU-CHEK公司。

1.2 試驗(yàn)飼糧

通過(guò)在蛋雞糞中添加不同比例亞麻籽油和大豆油，制成3種脂肪酸構(gòu)成不同的試驗(yàn)飼糧。試驗(yàn)飼糧的配制方法如下：首先，使用種子法在添加的油脂中加入200 μg/g叔丁基對(duì)苯二酚(tert-butylhydroquinone，TBHQ)以防止其被氧化。每千克飼糧中分別含有0、20和50 g亞麻籽油(0、2%和5%)以及50、30和0 g大豆油(5%、3%和0)。使用水將蛋雞糞調(diào)至含水量70%，添加含量為2%的吐溫-20(Tween-20)溶液，再加入油脂制成水包油型混合物。試驗(yàn)飼糧配制完成后將其密封于自封袋中，在-20 ℃溫度下保存至使用。試驗(yàn)飼糧組成見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)飼糧組成(飼喂基礎(chǔ))Table 1 Composition of experimental diets (as-fed basis) %

1.3 儀器和設(shè)備

主要儀器和設(shè)備包括DHG-9246A型鼓風(fēng)干燥器、分析天平、Soxtec 8000 Extraction Unit型全自動(dòng)脂肪分析儀、QPHA-500G型氫空一體機(jī)、Agilent 7890B氣相色譜儀、電子天平、游標(biāo)卡尺。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

隨機(jī)選取了百蟲(chóng)鮮重相近、蠕動(dòng)能力強(qiáng)的1齡黑水虻幼蟲(chóng)2 400只，隨機(jī)分為3組(A組、B組、C組)，每組4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)200只幼蟲(chóng)。A組(對(duì)照組)試驗(yàn)飼糧為蛋雞糞中添加5%大豆油，B組為蛋雞糞中添加2%亞麻籽油和3%大豆油，C組為蛋雞糞中添加5%亞麻籽油。試驗(yàn)于2021年4月在天津農(nóng)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)實(shí)踐基地進(jìn)行。

1.4.2 蟲(chóng)卵的孵化

取500 g米糠和500 g麩皮加入養(yǎng)殖盒中，加水調(diào)節(jié)其濕度約80%，將蟲(chóng)卵均勻分散于基質(zhì)表面，放入生化培養(yǎng)箱，保持溫度28 ℃。每日觀(guān)察，直至基質(zhì)表面出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)幼蟲(chóng)為止，孵化完成。

1.4.3 幼蟲(chóng)飼養(yǎng)裝置及飼養(yǎng)數(shù)量

使用650 mL一次性注塑餐盒作為黑水虻幼蟲(chóng)飼養(yǎng)容器，餐盒蓋中間用剪刀剪出12 cm×6 cm通風(fēng)口以便黑水虻幼蟲(chóng)呼吸。每組設(shè)置4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)計(jì)數(shù)200只幼蟲(chóng)，將幼蟲(chóng)與試驗(yàn)飼糧共同加入一次性注塑餐盒，放入生化培養(yǎng)箱保持28 ℃，每天通風(fēng)補(bǔ)水，補(bǔ)水量以補(bǔ)至試驗(yàn)飼糧相對(duì)濕度約70%為準(zhǔn)，飼糧分多次添加，以上一次喂料剩余約50%為參照增添飼糧。

1.5 取樣和樣品檢測(cè)

1.5.1 取樣

以一次性注塑餐盒中出現(xiàn)第1只變黑幼蟲(chóng)為信號(hào)，將其一次性全部收集，利用幼蟲(chóng)蠕動(dòng)特點(diǎn)將其表面殘留糞便清理干凈。通過(guò)24 h饑餓處理，使蟲(chóng)體消化道內(nèi)未消化殘?jiān)懦?。然后將收集到的幼蟲(chóng)在溫度(65±5) ℃條件下，電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干6 h，除去蟲(chóng)體初水分并制成半干樣，利用研缽研磨成粉，保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5.2 幼蟲(chóng)粗脂肪、粗蛋白質(zhì)含量及生長(zhǎng)性能的測(cè)定

分別使用索氏提取法和凱氏定氮法測(cè)定幼蟲(chóng)粗脂肪、粗蛋白質(zhì)含量。將鮮蟲(chóng)放入105 ℃烘箱中10 min進(jìn)行滅活，采用四分法取100和50只黑水虻幼蟲(chóng)，分別用電子天平測(cè)定百蟲(chóng)鮮重和50分度游標(biāo)卡尺測(cè)量體長(zhǎng)和體寬。

1.5.3 幼蟲(chóng)PUFAs構(gòu)成的檢測(cè)

根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測(cè)定》(GB 5009.168—2016)對(duì)脂肪酸含量進(jìn)行測(cè)定，采用氣相色譜儀對(duì)脂肪酸構(gòu)成進(jìn)行分析。樣品前處理方法采用水解-提取法，用分析天平準(zhǔn)確稱(chēng)取全自動(dòng)脂肪分析儀提取的蟲(chóng)體脂肪150 mg，準(zhǔn)確加入2 mL十一烷酸甘油三酯(C11∶0)內(nèi)標(biāo)溶液。加入2% NaOH-CH3OH溶液8 mL，在80 ℃水浴回流至油滴消失，再使用15% BF3-CH3OH溶液進(jìn)行脂肪酸甲酯化。取37種脂肪酸甲酯混標(biāo)注入氣相色譜儀定性色譜峰，觀(guān)察色譜峰分離情況。

色譜條件如下。毛細(xì)管色譜柱：DB-WAX型毛細(xì)管色譜柱(Agilent，30 m×250 μm×0.25 μm)，進(jìn)樣口溫度：250 ℃，檢測(cè)器溫度：280 ℃。柱箱升溫程序：初始溫度40 ℃，持續(xù)2 min；40～171 ℃，升溫速率45 ℃/min，保持25 min；171～215 ℃，升溫速率10 ℃/min，保持20 min。載氣：氦氣，分流比10∶1，進(jìn)樣體積：3 μL，氣體流量2 mL/min。

1.6 數(shù)據(jù)整理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS 25.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，并采用LSD法進(jìn)行組間多重比較。P<0.05表示差異顯著，試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度亞麻籽油對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)性能的影響

由表2可知，B組幼蟲(chóng)的百蟲(chóng)鮮重、體長(zhǎng)顯著高于C組(P<0.05)，A組與C組之間百蟲(chóng)鮮重?zé)o顯著差異(P>0.05)。B組和C組幼蟲(chóng)的體寬顯著高于A(yíng)組(P<0.05)，B組和C組之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表2 不同濃度亞麻籽油對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)生長(zhǎng)性能影響Table 2 Effects of different concentrations of flaxseed oil on growth performance of Hermetia illucens larvae

2.2 不同濃度亞麻籽油對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量的影響

由表3可知，各組之間試驗(yàn)飼糧中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量無(wú)顯著差異(P>0.05)，保證了試驗(yàn)的可比性。

表3 試驗(yàn)飼糧中粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量Table 3 Contents of CP and EE in experimental diets %

由表4可知，B組和C組幼蟲(chóng)中粗蛋白質(zhì)含量顯著低于A(yíng)組(P<0.05)。C組幼蟲(chóng)中粗脂肪含量顯著高于A(yíng)組(P<0.05)，A組與B組之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。

表4 不同濃度亞麻籽油對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)粗蛋白質(zhì)、粗脂肪含量的影響Table 4 Effects of different concentrations of flaxseed oil on contents of CP and EE in Hermetia illucens larvae %

2.3 亞麻籽油對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)PUFAs構(gòu)成的影響

圖1為37種脂肪酸甲酯混標(biāo)注入氣相色譜儀定性色譜峰的各色譜峰保留時(shí)間。由圖可知，本試驗(yàn)選取色譜柱和建立的脂肪酸含量測(cè)定的方法能有效地分離出37種脂肪酸甲酯，雖然C18∶1cis和C18∶1trans之間較難分離，但是對(duì)總體試驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響。

圖1 脂肪酸混標(biāo)色譜圖Fig.1 Mixed standard chromatogram of fatty acids

由表5可知，隨著亞麻籽油添加濃度的升高，3組試驗(yàn)飼糧中亞麻酸(C18∶2 trans)含量呈逐漸降低的趨勢(shì)，與A組相比，B組和C組試驗(yàn)飼糧中亞麻酸含量顯著降低(P<0.05)，且B組顯著高于C組(P<0.05)；3組試驗(yàn)飼糧中ALA含量呈逐漸上升趨勢(shì)，與A組相比，B組和C組試驗(yàn)飼糧中ALA含量顯著提高(P<0.05)，且C組顯著高于B組(P<0.05)。

由表6可知，A組、B組和C組之間試驗(yàn)飼糧中PUFAs含量差異不顯著(P>0.05)。與C組相比，A組和B組試驗(yàn)飼糧中n-6/n-3 PUFA比值顯著提高(P<0.05)，且B組顯著低于A(yíng)組(P<0.05)。

由表7可知，與A組相比，B組和C組黑水虻幼蟲(chóng)亞麻酸含量顯著降低(P<0.05)，且B組顯著高于C組(P<0.05)。與A組和B組相比，C組黑水虻幼蟲(chóng)ALA含量顯著提高(P<0.05)，且B組顯著高于A(yíng)組(P<0.05)。A組、B組和C組中均未檢測(cè)出EPA和DHA。

表5 不同濃度亞麻籽油對(duì)試驗(yàn)飼糧脂肪酸構(gòu)成的影響Table 5 Effects of different concentrations of flaxseed oil on fatty acid composition of experimental diets %

表6 不同濃度亞麻籽油對(duì)試驗(yàn)飼糧PUFAs構(gòu)成的影響Table 6 Effects of different concentrations of flaxseed oil on PUFAs composition of experimental diets

表7 不同濃度亞麻籽油對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)脂肪酸構(gòu)成的影響Table 7 Effects of different concentrations of flaxseed oil on fatty acid composition of Hermetia illucens larvae %

由表8可知，與A組相比，B組和C組黑水虻幼蟲(chóng)PUFAs含量顯著提高(P<0.05)，且C組顯著高于B組(P<0.05)。與C組相比，A組和B組黑水虻幼蟲(chóng)n-6 PUFAs含量顯著提高(P<0.05)，且A組與B組之間無(wú)顯著差異(P>0.05)。與A組和B組相比，C組黑水虻幼蟲(chóng)n-3 PUFA含量顯著提高(P<0.05)，且B組顯著高于A(yíng)組(P<0.05)。與A組和B組相比，C組黑水虻幼蟲(chóng)n-6/n-3 PUFAs比值顯著降低(P<0.05)，且B組顯著低于A(yíng)組(P<0.05)。以上結(jié)果表明，飼糧中添加亞麻籽油能顯著降低黑水虻幼蟲(chóng)n-6/n-3 PUFAs比例。

表8 不同濃度亞麻籽油對(duì)黑水虻幼蟲(chóng)PUFAs構(gòu)成的影響Table 8 Effects of different concentrations of flaxseed oil on PUFAs composition of Hermetia illucens larvae

3 討 論

研究表明，在自然環(huán)境下(低n-3 PUFAs含量環(huán)境)生長(zhǎng)的昆蟲(chóng)體內(nèi)n-6/n-3 PUFAs比值普遍在18∶1～36∶1，如黃粉蟲(chóng)的n-6/n-3 PUFAs比值為19∶1[25]。該比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了目前人們飲食結(jié)構(gòu)中推薦的n-6/n-3 PUFAs比值(4∶1～6∶1)[4-5]。Liput等[26]研究報(bào)道，高n-6/n-3 PUFAs比值可能導(dǎo)致各類(lèi)慢性疾病尤其是心腦血管疾病發(fā)生率明顯增高。在本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，飼糧中添加2%的亞麻籽油能夠?qū)⒑谒涤紫x(chóng)n-6/n-3 PUFAs比值降低到2.688∶1，而且亞麻籽油添加濃度升高到5%時(shí)，幼蟲(chóng)n-6/n-3 PUFAs比值降低到0.851∶1。該結(jié)果表明隨著亞麻籽油添加濃度的升高，幼蟲(chóng)n-6/n-3 PUFAs比值明顯降低。

通常n-3 PUFAs主要包括ALA、EPA和DHA 3種，亞麻籽油中所含的n-3 PUFAs主要以ALA的形式存在。從本研究的結(jié)果分析，黑水虻幼蟲(chóng)飼糧中添加亞麻籽油降低了n-6/n-3 PUFAs比值，其變化主要是由于蟲(chóng)體內(nèi)n-3 PUFAs含量的增加引起的。有研究報(bào)道，利用亞麻籽油對(duì)豬及肉雞進(jìn)行飼喂能顯著提高肉中ALA含量，同時(shí)EPA含量也隨之升高[27-28]。然而在本試驗(yàn)中，通過(guò)氣相色譜測(cè)定脂肪酸組成時(shí)未檢測(cè)到EPA和DHA，更多的是ALA含量的增加。程慧林等[29]在研究紫蘇籽油對(duì)蛋雛雞PUFAs組成的影響時(shí)，也未檢測(cè)到EPA和DHA。此外，Oonincx等[30]研究發(fā)現(xiàn)，蟋蟀可以有選擇地保留了EPA，當(dāng)稀釋飼糧中EPA的相對(duì)濃度時(shí)，蟋蟀體內(nèi)EPA的相對(duì)濃度依舊可以保持不變。本試驗(yàn)顯示未檢測(cè)到蟲(chóng)體含有EPA和DHA，表明蟲(chóng)體內(nèi)DHA、EPA含量極低。在雞飼糧添加含有2%亞麻籽油養(yǎng)殖的黑水虻幼蟲(chóng)n-6/n-3 PUFAs比值為1.8∶1[30]，本試驗(yàn)在含有2%亞麻籽油的蛋雞糞上養(yǎng)殖的黑水虻幼蟲(chóng)n-6/n-3 PUFAs比值為2.688∶1，稍高于前人研究結(jié)果，其原因可能與本試驗(yàn)使用大豆油(低n-3 PUFAs含量)將油脂添加量統(tǒng)一控制在5%有關(guān)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，未檢測(cè)到蟲(chóng)體含有EPA和DHA，表明蟲(chóng)體內(nèi)DHA、EPA含量極低。這與已發(fā)表的關(guān)于包括雙翅目、直翅目、鱗翅目和鞘翅目在內(nèi)的多種昆蟲(chóng)的數(shù)據(jù)一致，這些昆蟲(chóng)選擇性地保留了EPA。Van Broekhoven等[25]研究了3種可食性黃粉蟲(chóng)在有機(jī)副產(chǎn)物飼糧上的生長(zhǎng)性能和飼料轉(zhuǎn)化效率，檢測(cè)了多種由有機(jī)副產(chǎn)物養(yǎng)殖的黃粉蟲(chóng)(黃粉蟲(chóng)屬于鞘翅目昆蟲(chóng))在脂肪酸構(gòu)成上的特點(diǎn)，其結(jié)果也符合Oonincx等[30]的研究結(jié)論，昆蟲(chóng)可選擇性保留EPA。這能夠解釋本次試驗(yàn)黑水虻幼蟲(chóng)DHA和EPA含量極低。

4 結(jié) 論

綜上所述，黑水虻幼蟲(chóng)飼糧中添加2%亞麻籽油可提高黑水虻幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)性能及蟲(chóng)體中粗脂肪含量，并且可改善蟲(chóng)體中n-6/n-3 PUFAs比值，在一定程度上提高了黑水虻的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。