胡文舉，宋艷畫

（1.河南開放大學，河南鄭州 450046；2.河南農業(yè)職業(yè)學院，河南中牟 451450）

黑水虻是食腐性昆蟲，其幼蟲繁殖周期短、數(shù)量多、生物轉化率高，可將50%以上的畜禽糞便快速轉化為可利用的生物物質。幼蟲體內不僅富含粗蛋白質和粗脂肪，還含有豐富的必需氨基酸、必需脂肪酸和微量元素，是聯(lián)合國糧農組織推薦的可飼用昆蟲之一。利用黑水虻規(guī)?；幹眯笄菁S便可有效減少環(huán)境污染，彌補我國蛋白質飼料的缺口，提高資源利用率。目前，國內外廣泛研究黑水虻養(yǎng)殖技術開發(fā)、幼蟲營養(yǎng)價值分析、幼蟲活性成分分析與提取、幼蟲飼用價值開發(fā)與利用等技術。本文綜述了黑水虻幼蟲的營養(yǎng)特性和藥用價值，并對當前黑水虻產品開發(fā)應用的現(xiàn)狀和難點進行分析，旨在為其進一步產業(yè)化開發(fā)提供參考。

1 黑水虻幼蟲的營養(yǎng)成分

黑水虻幼蟲干中粗蛋白質含量占42.0%～48.1%，粗脂肪含量占12.9%～35.0%。粗蛋白質含量與豆粕相當，低于魚粉，粗脂肪含量均高于二者。從營養(yǎng)學角度講，飼料品質除與粗蛋白質含量、粗脂肪含量有關外，還取決于其所含氨基酸和脂肪酸的種類、比例。蔡騰等（2021）對以餐廚垃圾為飼喂基質的黑水虻幼蟲粉氨基酸成分進行研究發(fā)現(xiàn)，16種水解氨基酸占蛋白質總量的36.16%，其中必需氨基酸有9種，含量占16.76%。胡俊茹等（2017）對以餐廚垃圾為飼喂基質的黑水虻幼蟲粉氨基酸組成進行分析，結果表明，蟲粉中的精氨酸、纈氨酸、組氨酸含量高于魚粉，異亮氨酸含量與魚粉接近，賴氨酸、蛋氨酸等其余必需氨基酸含量較魚粉低。黑水虻幼蟲粉的粗脂肪中含21.99%～60.85%的不飽和脂肪酸和39.17%～44.89%必需脂肪酸，其中油酸和亞油酸含量分別達30.7%和21.3%（王慧嬌等，2021）。黑水虻幼蟲干中還含有豐富的鈣、鐵、鋅等礦物質元素，其中鈣和磷的含量高于魚粉。另外，黑水虻幼蟲干中還富含各類維生素和類胡蘿卜素。基于此，研究者普遍認為，黑水虻幼蟲具有代替豆粕和魚粉作為飼料原料的潛力。

2 黑水虻的藥用成分

抗菌肽主要是通過破壞病原微生物細胞膜的完整性而起到抑菌作用的，其不針對特定受體，不易引起病原微生物突變，可有效防止病原微生物產生耐藥性，是最具潛力的抗生素替代產品。夏嬙等（2013）研究表明，黑水虻幼蟲產生的抗菌肽對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌及白色念珠菌有明顯的抑制作用。黑水虻幼蟲脂肪中飽和脂肪酸主要是月桂酸（Xu等，2021），含量為16%～20%。研究發(fā)現(xiàn)，在一定濃度下，月桂酸可插入病毒囊膜，破壞病毒膜結構、瓦解有囊膜的病毒，抑制病毒在體內增殖。月桂酸還具有良好的抗菌作用，其對細菌有顯著的抗菌活性。致敏性測試表明，月桂酸對人體皮膚沒有致敏性，可以廣泛應用在食品、化妝品、藥品等領域。黑水虻幼蟲中含有豐富的己二酸（陳巍等，2017），可以作為天然提取己二酸的重要來源之一。己二酸具有較強的廣譜抗菌能力，可有效抑制痢疾桿菌和金黃色葡萄球菌的增殖。小鼠口服己二酸后，表現(xiàn)出較好的抗肺炎克雷伯氏菌作用，并未呈現(xiàn)毒性作用。黑水虻幼蟲體內含有豐富的甲殼素，利用黑水虻幼蟲提取甲殼素將成為制備殼聚糖的重要途徑之一。

3 黑水虻的產業(yè)化開發(fā)應用

3.1 規(guī)?；幚碛袡C廢棄物黑水虻處理有機廢棄物具有速度快、效率高、養(yǎng)殖技術簡單、投資小和對環(huán)境友好等優(yōu)勢，已成為資源化利用有機廢棄物研究和應用的熱點。我國在不斷探索如何實現(xiàn)黑水虻集約化、模塊化、標準化和產業(yè)化養(yǎng)殖，讓黑水虻資源化利用畜禽糞便和餐廚垃圾成為環(huán)境治理的重要措施。國際上已經有包括Ynsect公司（法國）、Agriprotein公司（南非）、EnviroFlight公司（美國）等在內的多家公司實現(xiàn)了黑水虻的規(guī)模化養(yǎng)殖（許豐孟等，2020）。目前，國內黑水虻養(yǎng)殖產業(yè)也呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，河南、山東、廣東等地已經涌現(xiàn)出大批小規(guī)模養(yǎng)殖戶，部分地方政府開始與相關企業(yè)合作利用黑水虻處理餐廚垃圾。河南大用集團、牧原集團等大型養(yǎng)殖公司也在進行黑水虻大規(guī)模資源化利用畜禽糞便的研究。據(jù)國家知識產權局中國專利公布公告網顯示，自2010年第一個關于黑水虻養(yǎng)殖的專利申請以來，截至2021年10月已累計申請相關專利646條，從2010年申請3條到2020年申請139條，每年新申請的數(shù)量都在不斷增加。當前，黑水虻養(yǎng)殖的相關研究主要集中在養(yǎng)殖方式、養(yǎng)殖程序優(yōu)化、養(yǎng)殖設備、幼蟲產品高附加值開發(fā)應用等方面。

3.2 飼料的開發(fā)應用黑水虻幼蟲富含畜禽生長所需的營養(yǎng)成分，可以完全或部分代替魚粉或豆粕用于飼料配制。王斌等（2021）研究表明，在蛋雞飼料中添加3%～6%的黑水虻幼蟲干，可顯著提高蛋雞的產蛋性能。在肉雞飼料中添加黑水虻幼蟲干可以提高雞肉中蛋白質、氨基酸和脂肪酸的含量，并不會對肉雞生產性能產生不良影響（Hartinger等，2021）。余苗等（2019）研究表明，黑水虻幼蟲粉作為優(yōu)質蛋白質飼料添加到育肥豬日糧中，可以提高豬的生產性能。大量研究表明，在水產動物飼料中用一定比例的黑水虻蟲干粉代替魚粉是可行的，甚至還能促進水產動物的生長，提高其肉質和免疫力。

除黑水虻幼蟲全蟲干粉、鮮蟲被用于飼料原料外，還有進行脫脂處理后的脫脂蟲干粉和幼蟲油被用于飼料原料。車彥卓等（2020）使用黑水虻幼蟲脫脂蛋白代替豆粕，在不降低蛋雞生產性能和蛋品質的同時，可將飼糧粗蛋白質水平降低至14.85%，從而提高了飼料利用率。Secci等（2018）在蛋雞日糧中添加17%高度脫脂黑水虻蟲干，在不對產蛋性能產生顯著影響的條件下，可以提高蛋黃顏色和蛋黃比。黑水虻脂肪主要是代替大豆油應用于水產養(yǎng)殖。研究表明，黑水虻油完全替代豆油添加到飼料中，對魚的生長性能、飼料利用率、體成分和抗氧化性能均無顯著影響。雖然黑水虻幼蟲可以代替魚粉或豆粕用于畜禽養(yǎng)殖，但受制于產量，其作為畜禽飼料還多限于中小規(guī)模的養(yǎng)殖場使用，還鮮有報道應用于大規(guī)模養(yǎng)殖企業(yè)。

3.3 藥用價值的開發(fā)應用黑水虻幼蟲體內含有抗菌肽、己二酸、甲殼素、月桂酸等活性物質，這些活性物質在體內具有抗菌消炎、抗病毒、調節(jié)免疫等作用，因此，在醫(yī)藥、食品、飼料和化妝品等領域有巨大的市場潛力。但由于從黑水虻幼蟲體內分離、提取的抗菌肽產量低、成本高、耗時長，不足以達到規(guī)?；a，從而限制了黑水虻抗菌肽的產業(yè)化應用。黑水虻幼蟲體內月桂酸、己二酸、甲殼素等藥用成分的提取和開發(fā)仍顯不足，還沒有商業(yè)化產品被開發(fā)出來。

3.4 蟲糞的開發(fā)應用黑水虻幼蟲在攝食后，未被吸收的食物殘渣被排出體外成為蟲糞。蟲糞的pH、有機質、總養(yǎng)分含量及重金屬含量均滿足我國有機肥料標準，其含有較多的腐植酸和類胡敏酸，不僅能提高農作物產量，還能提高農產品質量。吳翔（2019）研究表明，施用黑水虻蟲糞不僅能提高番茄產量，還能顯著提高番茄內的葉綠素和維生素C含量，且效果優(yōu)于雞糞。龔小燕（2021）發(fā)現(xiàn)，將6%黑水虻蟲糞加入水稻育秧基質中能提高秧苗葉片葉綠素含量和光合速率，促進秧苗生長。隨著我國黑水虻養(yǎng)殖規(guī)模的不斷擴大，以黑水虻蟲糞為基礎的有機肥生產正在向規(guī)?；较虬l(fā)展。

4 產業(yè)化開發(fā)應用的難點

4.1 經濟效益黑水虻幼蟲能處理畜禽糞便、餐廚垃圾，并將其轉化為可利用的生物物質，可以緩解環(huán)境壓力、拓展飼料來源，具有良好的社會效益，已逐漸被相關部門所認可并廣泛推廣。但考慮到幼蟲營養(yǎng)成分不一致，對致病菌、病毒、寄生蟲的殺滅效果不穩(wěn)定等因素，黑水虻幼蟲最多是被應用在小型養(yǎng)殖場或在水產養(yǎng)殖中代替部分魚粉，規(guī)?；B(yǎng)殖場的應用還鮮有報道。出于儲存和安全性考慮，黑水虻幼蟲往往需要進行高溫烘干處理，導致生產成本偏高，生產黑水虻幼蟲干的平均成本在0.9～1.1萬元/ t（王斌等，2021），與魚粉價格相當（1.17萬元/t），用黑水虻幼蟲干代替魚粉的價格優(yōu)勢并不明顯。此外，黑水虻生長需要經過卵-幼蟲-蛹-成蟲4個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)對溫度、濕度、飼料水分、光照、pH等要求較高，常年持續(xù)養(yǎng)殖需要在室內恒溫條件下進行，與魚粉和豆粕相比，這些對黑水虻養(yǎng)殖推廣應用都是不利的。

4.2 飼料安全性黑水虻幼蟲的飼養(yǎng)基質主要是畜禽糞便、餐廚垃圾等容易受到微生物污染的有機廢棄物，用其作為畜禽飼料，生物安全性不容忽視，特別是重金屬、抗生素、霉菌毒素等難以降解的有害物質殘留問題（Zhu等，2021）。雖然黑水虻幼蟲被認為是優(yōu)良的蛋白飼料來源，但畜禽糞便、餐廚垃圾中有害成分復雜，幼蟲對有害物質的富集、降解能力與飼養(yǎng)基質、飼養(yǎng)環(huán)境有一定關系。研究表明，用富含汞、鉛、鎘等重金屬的巖衣藻飼喂黑水虻與添加汞、鉛、鎘等重金屬離子溶液混合飼料相比，前者更容易在幼蟲體內富集和殘留（Biancarosa等，2018）。黑水虻降解抗生素主要是依賴其復雜的腸道菌群，但黑水虻腸道菌群處于動態(tài)變化的過程，會受到外界環(huán)境影響。因此，黑水虻幼蟲對抗生素的降解能力也可能隨環(huán)境變化而變化，在體內殘留也不穩(wěn)定。

4.3 高附加值產品開發(fā)黑水虻體內富含抗菌肽、甲殼素、己二酸等高附加值的活性物質，這些活性物質的提取、開發(fā)和應用是當前研究的熱點。如昆蟲抗菌肽作為抗生素的替代品在食品工業(yè)、飼料工業(yè)、醫(yī)藥和化妝品等領域已成為研究熱點。在抗菌肽藥物研發(fā)方面，研究人員已開發(fā)出含有如GRN-1201、WT-2725、ITK-1等抗菌肽的藥物，目前已進入臨床或待批準上市階段。但由于黑水虻抗菌肽天然提取難度大、成本高、工藝復雜，抗菌活性不穩(wěn)定，應用效果有待進一步明確，這些都制約了其大規(guī)模的生產和應用。

5 小結與展望

作為一個新興產業(yè)，黑水虻的產業(yè)化生產還面臨諸多問題，如飼料來源不穩(wěn)定、養(yǎng)殖過程復雜、經濟效益低下、高附加值產品開發(fā)不足等問題。因此，今后還需要開展以下研究：一是制定完備的飼養(yǎng)標準和加工工藝，研究不同飼養(yǎng)底物蟲體的營養(yǎng)價值，為大規(guī)模飼用化提供穩(wěn)定的原料來源；二是加大高附加值產品的開發(fā)，不斷優(yōu)化蟲體各種成分的提取工藝，可將提取高附加值產品后的蟲體用于提取蟲體蛋白和脂肪酸，形成高附加值產品—蟲體蛋白—蟲體脂肪酸—蟲沙等完整的產業(yè)鏈，充分發(fā)揮黑水虻養(yǎng)殖的價值和效益；三是深入研究黑水虻幼蟲對有害物質的富集和降解機制，系統(tǒng)評估黑水虻幼蟲作為飼料原料的安全性；四是探索黑水虻蟲體代替其他蛋白質飼料對各種動物生產性能的影響，為制定其在飼料中的最適添加比例提供依據(jù)?？傊谒叼B(yǎng)殖是一個新興產業(yè)，前景廣闊，對相關工作的深入研究將有助于黑水虻養(yǎng)殖的產業(yè)化發(fā)展，進而實現(xiàn)經濟效益和社會效益雙贏。