大麥蟲的營養價值及其在動物生產中的應用

周根來，殷潔鑫

（江蘇農牧科技職業學院，江蘇泰州 225300）

飼料蛋白質原料資源短缺及飼料成本較高是制約當前飼料行業轉型升級和高質量發展的關鍵問題。近幾年來，特別是新冠疫情發生后，豆粕等飼料原料供應受阻，價格高漲，國際貿易也受到阻礙，因此，開發和應用質優價廉的飼料蛋白質資源顯得十分必要（吳迪等，2020）?，F有魚粉、血漿蛋白粉等動物性蛋白飼料來源不足，生物安全性不高，價格較高；豆粕等植物性蛋白飼料資源緊缺，抗營養因子含量較高，氨基酸平衡性不高，其生物學利用率相對較低。而昆蟲蛋白資源具有來源豐富、功能廣泛、生物價高、生態安全等特點，完全可以作為新型蛋白質飼料替代常規蛋白飼料，以降低飼料成本，提高養殖效益（徐阿慧等，2019）。并且具有抗菌、抗癌等功效。我國1986 年將昆蟲蛋白的研究納入國家863 生物資源開發計劃（吳迪等，2020）。昆蟲是地球上最大的多樣性生物類群，僅在我國就大約有20 萬種，屬于可再生資源（張號杰等，2015）。

大麥蟲（Zophobas morio）與常見的面包蟲、黃粉蟲同屬一個科，原產于巴拿馬、巴西及秘魯等南美地區，是我國近年從東南亞國家引進的新型蛋白源昆蟲（容庭等，2015），目前主要用于高檔寵物、人工養殖魚類、鳥等食蟲動物的鮮活巧料。據報道，與黃粉蟲幼蟲、蠶蛹、蟋蟀、家蠅等比較，大麥蟲的蛋白質、氨基酸、脂肪酸、微量元素和維生素等含量較高，是一種不可多得的蛋白源昆蟲（Rumbos 等，2021）。因此，深入研究大麥蟲的營養價值及其在動物生產中的應用具有經濟價值和發展潛力。

1 大麥蟲的生物學特性

大麥蟲屬于全變態昆蟲，一生要經歷卵、幼蟲、蛹、成蟲4 個蟲態，生育周期為180 d 左右。大麥蟲卵為長圓形，乳白色，長1.5～2 mm。大麥蟲初孵幼蟲2.7～2.9 mm，體表乳白色，透明有光澤。每4～6 d 完成1 次蛻皮，幼蟲期共完成6～10 次蛻皮。完成第一次蛻皮之后將變成黃褐色圓筒形，蟲體細長，老熟幼蟲體50～55 mm，體寬為5～8 mm，頭殼較硬，為深黑色。當幼蟲達到30日齡時，將在飼料中完成化蛹。大麥蟲初化蛹為乳白色，后變為黃褐色，羽化前顏色變深，呈紅褐色（王利娟，2014）。腹部末端有一對較尖的變刺，呈“八”字形，末節腹面有一對不分節的乳狀突。蛹為裸蛹，體長31.0～35.0 mm，寬6.9～8.2 mm。在20 ℃的溫度條件下，蛹經過7d 就會變為成蟲。羽化以后，翅為白色且軟、薄，1～2 d 后變成黑褐色并變硬。大麥蟲成蟲體長26～29 mm，長橢圓形，體稍扁，周身無毛刺，體色呈黑色，背表無光澤多斑點，復眼紅褐色，觸角念珠狀。雌性成蟲體型比雄性個體偏大，在羽化后7 d 開始產卵（許齊愛等，2009）。

大麥蟲長期適應黑暗環境生活，喜暗怕光，活動速度快，一般不飛行，具有很強的生命力，喜愛干燥，且耐渴、耐饑，四季皆可繁殖。生長發育適宜溫度為18～30 ℃，適宜濕度為60%～70%。蟲卵外表是卵殼，內部為卵黃膜和卵內物質。卵期一般為7～10 d。當溫度為26～32 ℃時，成蟲最適宜產卵，產卵量可達1000 粒，且質量也很高（佟慶，2009）。大麥蟲偏愛群集，溫度達13 ℃時，可以活動取食。幼蟲蛻皮后十分脆弱，極易被其他幼蟲咬傷。大麥蟲具有很強的自相殘傷取食的習性，所以要把即將化蛹的大麥蟲單獨分開管理?；诖?，養殖中要對卵、蛹、幼蟲與成蟲進行篩分，放在單獨的容具當中進行養殖。成蟲性成熟時具有持續交配和產卵的習性。交配時，雄性個體爬于雌性個體身體上，授精管和產卵管伸出，接觸完成交配。雌蟲交配2～3 d 后產卵，并且能夠多次交配產卵。雌蟲可連續產卵600～1000 粒，直至死亡（采克俊等，2008）。

2 大麥蟲的營養價值

各階段大麥蟲特別是幼蟲的營養價值較高，富含粗蛋白質和粗脂肪，還含有多種糖類、各類氨基酸、維生素、激素、酶及礦物元素等，適口性較好（董昌平等，2016）。

大麥蟲的粗蛋白質含量較高，新鮮蟲體中粗蛋白質含量在22%以上，其脫脂蟲粉中最主要的蛋白組分是水溶蛋白，占脫脂蟲粉的30.24%；其次為堿溶蛋白，占19.45%；酸溶蛋白和醇溶蛋白分別占9.52%和4.43%，其余13.86%為難溶性蛋白（Barker 等，1998）。大麥蟲中氨基酸種類豐富，含有人體所必需的8 種氨基酸，必需氨基酸指數在92%以上，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值均超過FAO/WHO 標準的推薦值，為優質全蛋白源（郭倩等，2011）；谷氨酸、天冬氨酸和甘氨酸等呈味氨基酸含量豐富，說明其適口性很好。但其含硫氨基酸（蛋氨酸+胱氨酸）含量偏低，為第一限制性氨基酸（董昌平等，2016）。大麥蟲中功能性氨基酸，如精氨酸和亮氨酸等含量豐富，在保證動物正常生長發育的同時，可參與合成多種生物活性物質。有報道稱大麥蟲中水解氨基酸總含量是黃粉蟲的1.5 倍，且l8 種氨基酸組成更合理（趙國玉等，2015）。大麥蟲也因此有“氨基酸蟲”“第一活餌昆蟲”“第一蛋白蟲”等美稱。大麥蟲幼蟲的概略養分及氨基酸的含量見表1。

表1 大麥蟲幼蟲的概略養分及氨基酸的含量%

大麥蟲各發育階段粗脂肪含量均較高，新鮮蟲體中含量在10%～17%，3 種必需脂肪酸等不飽和脂肪酸的含量占脂肪酸總量的60%以上，其中主要是油酸和亞油酸，且這2 種脂肪酸的含量要高于牛奶中含量（楊學圳等，2016），不飽和脂肪酸的含量要高于黃粉蟲，可見大麥蟲體脂肪為優質脂肪源。大麥蟲中常量元素鈣含量較低，磷和鉀含量較高。微量元素中鐵、鋅、銅等含量也較豐富，均高于魚粉和豆粕，此外還含有硒、碘、鉬等（容庭等，2015；Finke，2002）。大麥蟲含有的維生素種類豐富，幼體中VC 含量豐富，VA、VD3、VB2含量較低，但均高于豆粕和魚粉中含量，此外還含有VE、VB12等。由此可知，大麥蟲中存在的部分礦物元素、維生素可彌補魚粉和豆粕中的缺乏，為大麥蟲推廣應用提供參考。大麥蟲幼蟲的脂肪酸及礦物元素的含量見表2。

表2 大麥蟲幼蟲的脂肪酸及礦物元素的含量%

綜上，大麥蟲各營養成分的含量略有差異，飼養基質、加工處理方式、發育階段等對其影響較大。但與豆粕、魚粉、血漿蛋白粉等傳統的蛋白飼料相比，大麥蟲飼料具有養分含量豐富、營養價值較高和可持續獲得的特點，將其應用于畜禽養殖業中，可減少畜禽動物對豆粕、魚粉等原料的消耗，有望成為新的飼料蛋白質資源，從而改善當前蛋白質飼料資源短缺的現狀。

3 大麥蟲的功能性物質

大麥蟲體內含有許多特殊性功能物質，如抗菌肽、幾丁質等，添加到飼料中可提高動物免疫功能，維持機體健康（吳迪等，2020）。

3.1 抗菌肽 抗菌肽是一種大麥蟲等昆蟲體內具有的抗菌能力的多肽，具有分子量小、熱穩定性強、水溶性好、抗菌譜廣、無免疫原性及材料來源豐富等優點?？咕膬H對原核細胞有抑殺作用，而對真核細胞不起作用，并且抗菌肽的結構特殊，細菌很難通過變異而產生抗藥性，因此抗菌肽成為替代抗生素的選擇之一（許曉燕等，2020）。有試驗研究表明，飼糧中添加6%大麥蟲粉可提高對蝦的免疫力。

3.2 幾丁質 幾丁質又稱甲殼素，為自然界第二大天然多糖，僅次于纖維素，具有強化免疫系統，加快創傷修復，預防疾病和清除體內中重金屬等重要功能（舒昊明等，2020）。大麥蟲干物質中甲殼素含量可達4.6%～6.0%。甲殼素不僅具有非特異性的抗病毒和抗腫瘤活性，同時能夠調節機體的免疫應答，對先天性和適應性免疫應答呈劑量依賴性。甲殼素也可促進動物生長，抑制腸道中的致病菌。

3.3 干擾素 干擾素具有抗腫瘤、抗病毒、調節免疫之功效，多產生于白蟻科和膜翅目昆蟲的一類特殊蛋白，如大麥蟲、黃粉蟲等。因此，在動物飼料中添加大麥蟲粉有利于增強抗病力，促進畜禽健康快速生長（徐阿慧等，2019）。

3.4 抗氧化肽 大麥蟲中含有的活性肽具有抗氧化活性（歐曉峰等，2010）。郭倩等（2011）研究報道，大麥蟲幼蟲脫脂粉分離出的水溶蛋白、酸溶蛋白、醇溶蛋白及堿溶蛋白等蛋白液的總還原能力、對羥基自由基和超氧陰離子自由基的清除能力隨蛋白液濃度提高而不斷增強，其中水溶蛋白具有最強的還原力和清除超氧陰離子能力，酸溶蛋白清除羥基自由基能力最強。

4 大麥蟲在動物生產中的應用

4.1 在豬生產中的應用

4.1.1 對豬生長性能的影響 大麥蟲粉可用于替代豬飼糧中的魚粉、豆粕和血漿蛋白粉等蛋白質原料，對豬的采食量、日增重等生長性能指標產生影響。Ji 等（2016）用大麥蟲粉、黃粉蟲粉和蠅蛆粉替代早期斷奶仔豬飼糧中5%的血漿蛋白粉，結果顯示，大麥蟲組的平均日采食量較對照組顯著提高，而黃粉蟲粉組和蠅蛆粉組的平均日采食量較對照組顯著降低。劉小雁等（2013）在斷奶仔豬日糧中用不超過2%的大麥蟲粉替代魚粉，結果試驗組的平均采食量、平均日增重和料重比與對照組均無顯著差異。姬玉嬌等（2013）研究表明，大麥蟲粉替代斷奶仔豬飼糧中5%的血漿蛋白粉后，平均采食量提高48.19%，平均日增重降低1.82%，飼料轉化效率提高37.50%。綜上，大麥蟲粉應用于豬生產中，可降低飼養成本，提高經濟效益。但應用研究還局限于斷奶仔豬階段，需要進一步擴大研究范圍。

4.1.2 對豬的其他作用效果 飼糧中添加大麥蟲粉可促進養分吸收，降低仔豬腹瀉率，提高機體免疫力。Liu 等（2020）研究發現，在斷奶仔豬日糧中添加5%的大麥蟲粉，與玉米豆粕型日糧相比提高了仔豬腸道氨基酸的轉運。姬玉嬌（2013）在斷奶仔豬飼糧中分別添加5%的大麥蟲粉、黃粉蟲粉和蠅蛆粉發現，大麥蟲粉試驗組降低了仔豬腹瀉率，在仔豬器官發育和免疫等方面達到與血漿蛋白粉組相近的效果。劉英春（2014）研究表明，大麥蟲可促進斷奶仔豬白介素2、白介素10、腫瘤壞死因子-α 的分泌，能明顯改善斷奶仔豬的機體代謝狀況。劉小雁等（2013）的試驗也發現，在日糧中用不同比例的大麥蟲粉替代魚粉，可以顯著降低斷奶仔豬的腹瀉率和死淘率，分析認為這可能與大麥蟲粉中含有的抗菌肽有關。研究表明，在日糧中添加含有抗菌肽的昆蟲蛋白能顯著降低仔豬的腹瀉率，增強仔豬免疫力（陳曉偉，2012；楊海英等，2010）。

目前，有關大麥蟲粉在豬生產的應用范圍還有限，其對飼料養分消化率、豬肌肉品質、腸道菌群健康等方面的應用效果需進一步研究，而黃粉蟲等昆蟲蛋白已有類似的研究。Jin 等（2016）研究發現，添加6%黃粉蟲可提高斷奶仔豬飼糧的營養物質消化率，其中粗蛋白質消化率提高了7.8%；Yu 等（2019）報道，黑水虻幼蟲粉可以顯著提高育肥豬的眼肌面積、大理石紋評分和肌苷酸含量；曾正清等（2004）研究發現，蚯蚓粉應用于豬生產中能降低糞便中吲哚等臭氣化合物的含量。

4.2 在肉雞生產中的應用 大麥蟲粉在肉仔雞生產中的應用集中于提高消化率、促進生長、改善機體代謝、提高免疫力和改善腸道菌群等多個方面。Benzertiha 等（2019）研究表明，飼糧中添加0.2%或0.3%大麥蟲粉提高了肉仔雞對粗蛋白質和粗纖維的消化率，顯著提高了小腸胰淀粉酶、胰蛋白酶活性和盲腸食糜α-半乳糖苷酶等活性。Islam 等（2017）報道，飼糧添加0.4%大麥蟲幼蟲粉顯著提高了肉仔雞末重、日增重和日采食量，顯著降低了死亡率和增重比。Benzertiha 等（2020）研究發現，飼糧添加0.3%大麥蟲粉后肉仔雞血清總蛋白、白蛋白和葡萄糖含量顯著提高，總膽固醇和游離脂肪酸含量顯著降低，同時，肉仔雞血清免疫球蛋白Y、腫瘤壞死因子-α 含量也顯著提高。Jozefiak 等（2020）研究發現，飼糧添加0.2%或0.3%大麥蟲粉提高了肉仔雞盲腸微生物多樣性，顯著降低了放線菌門相對豐度，提高了保加利亞乳桿菌相對豐度。大麥蟲粉在特種經濟動物的養殖中也有少量報道。唐靈雪等（2012）在生長型黑豚日糧中添加一定量的大麥蟲粉，發現添加比例為20% 時增重效果顯著好于其他試驗組，對黑豚的促生長效果最佳。

4.3 在水產動物生產中的應用 大麥蟲粉在水產動物的應用研究較多，可作為較好的動物蛋白源部分替代魚粉。劉麗燕等（2020）的研究認為，在凡納濱對蝦飼料中添加4%～6%的大麥蟲粉對對蝦的生長有促進作用，同時可以提高蝦的免疫力，添加量為6%時免疫效果最佳。Jabir 等（2012）的試驗結果表明，大麥蟲粉在羅非魚飼料中配比高達25%時生長正常，且與對照組相比優勢明顯。趙海運等（2011）的研究同樣發現，添加30%大麥蟲粉且與魚粉的添加比例為1：1 時，南美白對蝦幼體養殖效果最好，能不同程度地提高體內超氧化物歧化酶、過氧化氫酶和磷酸酶等免疫指標，且對水質無不良影響。潘紅平等（2014）的研究結果也顯示，用10%的大麥蟲粉替代魚粉飼喂鋸緣青蟹，此時體重增長率最佳和消化酶活力最高。

4.4 在其他方面的應用 動物飼糧是影響宿主腸道中微生物組成的主要因素。而大麥蟲粉含有豐富的抗菌肽和幾丁質等物質，可作為飼料添加劑在促進機體代謝和維系腸道健康方面發揮重要作用。大麥蟲的食塑習性決定其可用于塑料垃圾的生物降解。苗少娟等（2010）發現，大麥蟲與黃粉蟲有著相似的取食塑料的習性，大麥蟲幼蟲對不同塑料的取食具有選擇性，對薄、軟、泡沫化較高的塑料較為喜食，不喜取食相對厚、硬的塑料制品。另外，大麥蟲養殖可以轉化利用秸稈、沼渣、工業下腳料等各種廢棄物資源，直接將腐屑資源轉換成動物蛋白資源。

5 大麥蟲應用中存在的問題

大麥蟲粉在動物飼料行業中仍未得到充分利用，影響其廣泛應用的因素主要有大規模養殖、安全性、使用量和作用機制等。只有充分重視這些因素并開展技術攻關，其潛在的利用價值才有望不斷增加。

5.1 大規模養殖受限 客觀地講，魚粉、豆粕等蛋白資源數量是昆蟲蛋白產量的數百或數千倍，大麥蟲等昆蟲飼料目前的養殖成本導致其價格優勢不明顯。目前養殖技術中，大麥蟲老熟幼蟲必須單頭飼養才能化蛹，大麥蟲在群養時保幼激素會阻斷其化蛹機制。攻克群養化蛹問題才會推動大麥蟲的大規模產業化養殖，降低勞動力成本。另外大麥蟲粉制備工藝及加工設備、安全貯藏技術的解決，也是獲得大批量產業化大麥蟲粉的必備條件。

5.2 適宜添加量問題 目前有關大麥蟲粉的研究還不夠廣泛，不同種類、同一種類、不同性別、不同生長階段等的適宜使用量尚不明確。因此，很有必要研究大麥蟲粉在各類動物飼糧中適宜添加量或替代常規蛋白飼料的比例，以不斷推廣大麥蟲粉在各類動物生產中的應用。

5.3 機制研究不充分 大麥蟲粉的營養價值較高，還含有豐富的抗菌肽、幾丁質、不飽和脂肪酸等功能性物質。目前的研究集中于大麥蟲粉對動物生長性能、養分消化率、免疫力等方面，其可能的作用機制研究不夠。因此，可進一步開發專門化的飼料添加劑，用于促進動物生長、調節腸道菌群、改善肉品質等方面。

5.4 安全性問題 對于用廢棄物、下腳料及動物糞便等養殖的大麥蟲，其體內含有農藥、毒素、重金屬離子以及一些病原微生物等有害物質，可能具有同源性污染等生物安全隱患。食用大麥蟲的肉用動物可能會出現肉質異味，昆蟲體內積累的有毒有害物質和重金屬會進一步影響到動物產品的食用安全。因此，需要通過長時期的體內體外試驗，系統評估大麥蟲粉應用于動物生產中的安全性。

總之，大麥蟲粉相比較于豆粕、魚粉、血漿蛋白粉等常規蛋白飼料資源，在蛋白質含量、氨基酸組成、不飽和脂肪酸含量等方面具有較高的營養價值優勢，而且富含幾丁質等功能性物質，因此可以替代常規蛋白飼料用于動物生產中。但是其應用研究不夠、規?；B殖等問題的存在限制了大麥蟲粉的廣泛使用。解決這些問題以擴大大麥蟲粉的應用對節約蛋白飼料資源，提高畜禽養殖效率，實現畜牧業高質量發展均具有重要意義。