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昆蟲飼料在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用
◆劉利林(塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院)
隨著畜牧業(yè)的飛速發(fā)展,飼料資源缺乏的問(wèn)題進(jìn)一步加劇,特別是蛋白質(zhì)飼料資源的短缺和減產(chǎn)對(duì)畜牧業(yè)造成的影響尤為明顯。我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó),蛋白質(zhì)資源短缺狀況尤其嚴(yán)重。我國(guó)人口將進(jìn)入高峰期,要滿足人們的肉蛋奶等主要畜禽產(chǎn)品的供應(yīng),既為畜牧業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了巨大的市場(chǎng),又給畜牧業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的壓力,由于受人多地少,人增地減的基本國(guó)情所制約,中國(guó)畜牧業(yè)將長(zhǎng)期受到精飼料特別是蛋白飼料短缺的影響。據(jù)全國(guó)飼料工作辦公室預(yù)測(cè),2015年我國(guó)蛋白飼料需求量為5 000萬(wàn)噸,供給量只有2 480萬(wàn)噸,缺口達(dá)2 520萬(wàn)噸。
養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展,飼料資源尤其是動(dòng)物性蛋白飼料資源在飼料工業(yè)中的位置越來(lái)越重要。動(dòng)物性蛋白質(zhì)飼料的短缺已經(jīng)嚴(yán)重制約了畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)和特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物業(yè)的發(fā)展。植物性蛋白質(zhì)中限制性氨基酸少,且種類不全,同時(shí)因其結(jié)構(gòu)組成與動(dòng)物蛋白質(zhì)間差異大,所以被畜禽和魚等采食后,體內(nèi)進(jìn)行消化轉(zhuǎn)化時(shí)耗能多,飼養(yǎng)效果不如動(dòng)物性蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,而目前我國(guó)的動(dòng)物性蛋白質(zhì)飼料即魚粉大部分依靠進(jìn)口,貨源緊,價(jià)格貴,供不應(yīng)求。
再加上消費(fèi)觀念的改變,消費(fèi)水平的提高,人們對(duì)優(yōu)質(zhì)高品位動(dòng)物蛋白質(zhì)的需求量將愈來(lái)愈大,對(duì)畜產(chǎn)品的質(zhì)量安全要求進(jìn)一步提高,要求畜產(chǎn)品生態(tài)、環(huán)保、無(wú)毒無(wú)殘留、優(yōu)質(zhì)和安全的呼聲日益高漲。急需品質(zhì)好、無(wú)污染、有利動(dòng)物保健、可替代抗生素、能改善畜產(chǎn)品品質(zhì)和降本增效的新型飼料原料。生態(tài)養(yǎng)殖業(yè)是未來(lái)畜牧業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),合乎民心,順應(yīng)潮流。
在此情況下,就有必要研究開(kāi)發(fā)新型的飼料蛋白質(zhì)資源,所以,大力發(fā)展昆蟲飼料無(wú)疑是解決飼料短缺問(wèn)題,促進(jìn)生態(tài)畜牧業(yè),迎合新時(shí)代人們飲食觀念的最佳途徑。
昆蟲是地球上種類最多且生物量巨大的生物。生物量超過(guò)其他所有動(dòng)物(包括人類)生物量的10倍,其食物轉(zhuǎn)化率高,繁殖速度快,大多數(shù)昆蟲的生長(zhǎng)周期都比較短,在1年內(nèi)能夠繁殖好幾代,有的甚至超過(guò)50代。目前已有研究表明:昆蟲作為蛋白質(zhì)飼料在部分養(yǎng)殖品種上,可以完全替代魚粉,昆蟲蛋白質(zhì)含量高、低脂肪、低膽固醇、肉質(zhì)纖維少、易吸收、微量元素豐富、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高和繁育速度快,而且飼養(yǎng)設(shè)備簡(jiǎn)單成本低廉,所以有科學(xué)家預(yù)言2l世紀(jì),昆蟲將是動(dòng)物性蛋白質(zhì)的重要來(lái)源。昆蟲飼料以高品質(zhì)、低成本、周期短和生態(tài)環(huán)保等特點(diǎn)受到廣泛的歡迎和重視。
l昆蟲飼料資源的種類
昆蟲是動(dòng)物界、節(jié)肢動(dòng)物門和昆蟲綱種類的統(tǒng)稱。昆蟲綱不但是節(jié)肢動(dòng)物門中最大的一綱,也是動(dòng)物界中最大的一綱,世界上估計(jì)昆蟲種類超過(guò)200萬(wàn)種,超過(guò)動(dòng)物總數(shù)的2/3。目前,世界上可以作飼料的昆蟲超過(guò)500余種,并且大部分具有營(yíng)養(yǎng)豐富和蛋白含量高的特點(diǎn)。昆蟲飼料種類多,如:黃粉蟲、蠅蛆、蚯蚓、蝗蟲和蠶蛹等。其中以黃粉蟲、蠅蛆、蚯蚓和蝗蟲的養(yǎng)殖規(guī)模最大,工廠化養(yǎng)殖技術(shù)最為完善成熟。
1.1面包蟲
又稱黃粉蟲,營(yíng)養(yǎng)豐富,是高蛋白質(zhì)的優(yōu)質(zhì)飼料,通過(guò)在高檔產(chǎn)蛋雞預(yù)混料中的使用,全部替代魚粉,稍做平衡氨基酸、鈣和磷,與使用進(jìn)口魚粉的預(yù)混料做對(duì)照試驗(yàn),在產(chǎn)蛋率、產(chǎn)蛋高峰的維持時(shí)間及雞蛋的商品性狀上均差異不顯著,代替魚粉沒(méi)有問(wèn)題。只是目前養(yǎng)殖量比較少,還沒(méi)有形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)和規(guī)模,因此價(jià)格也比較高。黃粉蟲(脫脂)的價(jià)格如果是進(jìn)口魚粉價(jià)格的70%~80%,配方中可大量使用,可完全替代進(jìn)口魚粉。面包蟲不僅可喂養(yǎng)畜禽、龜鱉、魚、蝦和蟹等的精飼料,還是飼養(yǎng)蛇和蝎的上等飼料。
1.2蚯蚓
蚯蚓粉是較好的動(dòng)物蛋白質(zhì)飼料,而養(yǎng)殖蚯蚓成本低,生長(zhǎng)快,繁殖率高,通常用米糠、牛豬糞、樹(shù)葉、雜草及土雜肥等即可。
l.3豐年蟲
又稱鹵蟲,是小型低等甲殼動(dòng)物,大量生長(zhǎng)在各地鹽田和咸水湖里,也可以人工培育?!獥l母蟲每次產(chǎn)卵80~100個(gè),一生可繁殖5~10次。初孵1~2天后長(zhǎng)成幼體,含豐富蛋白質(zhì)、脂肪及激素,是魚、蝦與蟹幼體和成體的良好餌料。目前世界上有超過(guò)85%的水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物幼體均可用豐年蟲幼體作為活餌料飼喂。
1.4蠶蛹
經(jīng)過(guò)除臭、烘干、脫脂、再烘干和粉碎后便成為蠶蛹粉,其蛋白質(zhì)含量超過(guò)70%,添加飼料中喂養(yǎng)畜禽、青蛙、牛蛙及蝦類,可收到良好的效果。
1.5蠅蛆
可用麥麩、米糠、豬糞、碎骨和糖等作原料可培育蠅蛆。培育的活蠅蛆可直接用于喂養(yǎng)雞、鴨、鵝等禽類。通過(guò)在高檔蛋雞預(yù)混料中的使用,全部替代魚粉,平衡鈣和磷,與使用進(jìn)口魚粉的預(yù)混料做對(duì)照試驗(yàn),在產(chǎn)蛋率、產(chǎn)蛋高峰的維持時(shí)問(wèn)及雞蛋的商品形狀上均差異不顯著,唯獨(dú)在蛋大小上加蠅蛆粉的組別稍大一些,這可能是蠅蛆粉比魚粉蛋白高的原因。和黃蟲粉一樣,目前蠅蛆的養(yǎng)殖量少,還沒(méi)有形成一個(gè)產(chǎn)業(yè),價(jià)格也就很高。蠅蛆粉的價(jià)格如果稍低于或與進(jìn)口魚粉持平,飼料中可大量使用,可完全替代進(jìn)口魚粉。
1.6白螞蟻
用稻草和雜木等培育出來(lái)的白螞蟻,約經(jīng)l周便可用作飼料。螞蟻蛋白質(zhì)含量超過(guò)42%,還含有微量元素等。將白螞蟻燙死后曬干,拌入飼料中喂養(yǎng)畜禽,不僅生長(zhǎng)快,而且可提高免疫力,減少疾病發(fā)生。
2昆蟲飼料的營(yíng)養(yǎng)成分
昆蟲蛋白質(zhì)中氨基酸組分分布的比例與聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)制定的蛋白質(zhì)中必需氨基酸的比例模式非常接近,因此,昆蟲是一類高品質(zhì)的動(dòng)物蛋白質(zhì)資源。(見(jiàn)圖表)
活蠅蛆蛋白質(zhì)含量為15.6%,加工成蠅蛆粉,蠅蛆粉的粗蛋白一般超過(guò)70%,氨基酸總和為64%~67%,幾種必需氨基酸比進(jìn)口魚粉要高的多,其中賴氨酸超過(guò)6%,蛋氨酸超過(guò)2%,蘇氨酸超過(guò)3.2%,氨基酸平衡性好,單純從氨基酸來(lái)看營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要比進(jìn)口魚粉高的多,適口性也可以。粗脂肪含量10.6%~20.1%,氨基酸總含量占干物質(zhì)的52.2%,還含有生命活動(dòng)必需的鐵、鋅、銅和錳等17種微量元素。
黃粉蟲的幼蟲、蛹和成蟲的蛋白質(zhì)含量分別為51%、57%和6l%,脫脂黃粉蟲成蟲粗蛋白含量一般在67%~70%,氨基酸含量總和為58%~62%。必需氨基酸分別占總氨基酸含量的42.21%、43.48%和44.01%;半必需氨基酸占總氨基酸含量的13.08%、11.09%和10.56%;幾種必需氨基酸比魚粉的要低,賴氨酸在3.2%~3.5%,蛋氨酸在1%~1.2%,蘇氨酸在2.2%~2.5%,3種蟲態(tài)的脂肪含量分別為34.1%、36.2%和30.9%。從幾種重要的必需氨基酸來(lái)看相當(dāng)于粗蛋白在55%的國(guó)產(chǎn)魚粉,氨基酸平衡性較魚粉差。優(yōu)點(diǎn)是其新鮮度和適口性要比魚粉好。
蝗蟲周身軟組織,營(yíng)養(yǎng)成分含量豐富。據(jù)分析,蝗蟲蛋白質(zhì)含量為74.88%,脂肪含量為5.25%,糖類為4.77%,蝗蟲體壁主要由鞣化蛋白組成,畜禽易消化吸收?;认x喂養(yǎng)雞鴨,長(zhǎng)得快,產(chǎn)蛋多。中華稻蝗體內(nèi),脂溶性維生素E含量在46.33~66.56毫克/100克,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般動(dòng)物。
將蚯蚓洗凈,用流水浸泡24 小時(shí)后,在一定條件下利用其自身酶系自溶后,離心,所得上清液即蚯蚓原液,蚯蚓原液的提取率一般超過(guò)75%,其中,蛋白質(zhì)占干質(zhì)量的56%~65%,含量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值優(yōu)于大豆蛋白,游離氨基酸含量50~70克/升,其組成表明:蚯蚓中含人體所需的10種必需氨基酸,比肉類食品高。
3昆蟲飼料中的活性成分
昆蟲中的許多種類都是人類疾病的重要傳播媒介,傳播的病原體有病毒、細(xì)菌和原蟲等,對(duì)人類危害極大。但昆蟲本身卻能抵御各種病原體并在千變?nèi)f化的自然界中占據(jù)極大的生存優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上,昆蟲體中除了含有豐富的蛋白質(zhì)和氨基酸,還含有—些具有調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能的特殊活性物質(zhì)。
3.1甲殼素
昆蟲含有約5%~18%的甲殼素,因此,昆蟲也是一類重要的甲殼素資源。在自然界中甲殼素的產(chǎn)量?jī)H次于纖維素,每年約生物合成甲殼素達(dá)10億噸。甲殼素脫去乙?;蟮漠a(chǎn)物為殼聚糖,是一種十分重要的保健功能因子。
3.2抗菌肽
許多昆蟲還能產(chǎn)生抗菌肽,如:家蠶、蓖麻蠶、惜古比天蠶、蜜蜂和黃粉甲等。在鱗翅目、雙翅目、鞘翅目、半翅目、等翅目、膜翅目、毛翅目和蜻蜓目等8個(gè)目的昆蟲中,發(fā)現(xiàn)超過(guò)200多種昆蟲抗菌肽類物質(zhì)。這些昆蟲產(chǎn)生的抗菌肽具有明顯的抗菌和抑制腫瘤作用。由于蠅蛆體富含特有的免疫物質(zhì)—抗菌肽和抗病毒肽,用其作為鮮活飼料飼喂對(duì)蝦。不但能提高對(duì)蝦產(chǎn)量,而且有效提高對(duì)蝦的抗病毒能力。
3.3干擾素
白蟻科、鼻白蟻科和膜翅目的蟻科等昆蟲中含有一種特殊的蛋白質(zhì)一干擾素,也具有抑制腫瘤的功效。據(jù)有關(guān)部門的測(cè)定結(jié)果表明:黃粉蟲不僅含有豐富的粗蛋白、多種氨基酸、脂肪和糖類,還含有一種變態(tài)的激素物質(zhì)。能促進(jìn)所食動(dòng)物的生長(zhǎng),增強(qiáng)抗病能力,全面提高免疫力。
4昆蟲飼料在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)中的應(yīng)用
4.1對(duì)肉雞和蛋雞的應(yīng)用
國(guó)內(nèi)學(xué)者采用蠅蛆替代魚粉對(duì)肉雞或蛋雞生產(chǎn)性能和產(chǎn)品品質(zhì)影響方面的研究居多,所得結(jié)論有差別,但所有結(jié)論一致支持可以在肉雞和蛋雞飼養(yǎng)中采用蠅蛆替代魚粉。賈生福(2005)等分別添加5%的蠅蛆粉和5%的魚粉作為試驗(yàn)組和對(duì)照組飼喂22日齡AA肉仔雞,進(jìn)行飼喂對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果在試驗(yàn)期的22~50日齡階段,試驗(yàn)組較對(duì)照組日增質(zhì)量提高了2.89%,差異顯著;料重比降低0.09;每只雞收入增加1.27元。姚福根(1981)報(bào)道,用10%蠅蛆粉與10%的魚粉飼喂蛋雞作對(duì)比試驗(yàn),飼喂蠅蛆粉較飼喂魚粉組雞產(chǎn)蛋率提高20.3%,飼料報(bào)酬提高15.8%,每只雞增收72.3%。祁芳等(2001)報(bào)道,在其他條件完全相同的情況下,用10%蠅蛆粉喂養(yǎng)蛋雞,其產(chǎn)蛋率比喂同等數(shù)量的國(guó)產(chǎn)魚粉蛋雞提高19.5%,飼料轉(zhuǎn)化率提高15.8%,成本降低40%,且可提高雞蛋及雞肉的品質(zhì)。葉滬生(1981)在飼料中用3%的蠅蛆粉代替等量的進(jìn)口秘魯魚粉飼喂蛋雞,其產(chǎn)蛋率、蛋品質(zhì)和飼料報(bào)酬與未代替組差異不顯著。對(duì)照組蛋雞飼喂基礎(chǔ)日糧,試驗(yàn)組日糧在基礎(chǔ)日糧中添加2%的蚯蚓粉,試驗(yàn)組雞比對(duì)照組雞的產(chǎn)蛋率提高3.41%(P<0.05),耗料降低3.91%(P<0.05)。
4.2對(duì)養(yǎng)豬業(yè)的應(yīng)用
姜利等(2002)報(bào)道,在豬粗飼料中添加5%~8%蚯蚓粉喂豬,其生長(zhǎng)速度可提高15%。蠅蛆用于喂豬,增重率可提高7.2%,而成本下降13.2%。張德利利用黃粉蟲加工成了豬飼料,這種飼料具有利用率高,適口性好,增質(zhì)量快,成本低等特點(diǎn)。
4.3其他方面的應(yīng)用
除了可在畜禽和水產(chǎn)動(dòng)物等常規(guī)養(yǎng)殖業(yè)中應(yīng)用,在特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)物,如:觀賞鳥(niǎo)、養(yǎng)蛇、貂和狐等方面應(yīng)用更為普遍。
5利用形式
目前昆蟲飼料產(chǎn)品在畜牧業(yè)中的應(yīng)用形式主要有鮮活昆蟲餌料、昆蟲干蟲粉和昆蟲漿液3種形式。
5.1鮮活昆蟲餌料
鮮活昆蟲餌料是將收獲的昆蟲飼料直接投喂雞、鴨、各種魚類、水產(chǎn)動(dòng)物、其他觀賞鳥(niǎo)和經(jīng)濟(jì)動(dòng)物。中國(guó)林蛙等,只能以活動(dòng)的食物為食,這種形式加工成本低,同時(shí)也最大程度上保證了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的完整性及酶的活性,但不利于運(yùn)輸和長(zhǎng)期儲(chǔ)藏。
5.2昆蟲干蟲粉
昆蟲干蟲粉是將收獲的昆蟲經(jīng)烘干后加工成蟲粉。這種形式有利于運(yùn)輸儲(chǔ)藏,主要用于加工配合飼料的原料,由于其蛋白含量高,氨基酸搭配合理可以替代魚粉。
5.3昆蟲漿液
昆蟲漿液是將采收的蠅蛆和蚯蚓等含水量高的昆蟲用機(jī)器打成蟲漿,飼喂時(shí)可以直接添加到飲水中、拌入料中或作為加工顆粒飼料的原料和黏合劑,由于其黏度大,所以是很好的顆粒飼料黏合劑,而且顆粒飼料誘食性好,漂浮時(shí)間長(zhǎng)。
6對(duì)畜產(chǎn)品品質(zhì)的影響
喂養(yǎng)黃粉蟲的土雜雞不僅抗病力增強(qiáng)、肉質(zhì)細(xì)嫩、清香可口且雞蛋營(yíng)養(yǎng)豐富。用黃粉蟲喂養(yǎng)的土雞,維生素含量豐富,肉質(zhì)鮮嫩,皮下脂肪適中,胴體失水率低,湯汁味鮮可口,再加上雞羽毛油光發(fā)亮,倍受廣大消費(fèi)者青昧。添加2%的蚯蚓粉。雞蛋中膽固醇含量降低9.9%(P<0.01),鋅含量增加11.19%(P<0.05),鐵含量增加21.68%(P<0.05)。
但是某些昆蟲飼料,如:蠶蛹,脂肪含量較高。且不飽和脂肪酸的比例很大,不飽和脂肪酸容易發(fā)生氧化而腐敗變質(zhì),豬采食了這種蠶蛹對(duì)胴體品質(zhì)產(chǎn)生極大的不利影響,產(chǎn)生的劣質(zhì)豬肉俗稱“黃膘”。魚類大量采食了這種蠶蛹會(huì)導(dǎo)致瘦背病,同時(shí)魚肉的品質(zhì)也急劇下降。
7與生態(tài)畜牧業(yè)的關(guān)系
昆蟲的食性異常廣泛,據(jù)估計(jì),昆蟲中有48.2%為植食性28%為捕食性,2.4%是寄生性,17.3%是取食腐屑。昆蟲除了可為畜牧業(yè)提供廉價(jià)優(yōu)質(zhì)飼料來(lái)源。昆蟲養(yǎng)殖還是生態(tài)牧業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),有些昆蟲耐粗飼,可以以秸稈、鋸末、麩皮、果皮和次果為食,如:黃粉蟲。有些昆蟲以畜產(chǎn)品加工的下腳料為食,如:蠅蛆;有些昆蟲以畜禽糞便為食,如:蠅蛆和蚯蛔。不但可以處理養(yǎng)殖業(yè)垃圾和種植業(yè)廢棄物,變廢為寶,還能改善環(huán)境。減少疫病的發(fā)生,少用藥,從而使整體上改善產(chǎn)品品質(zhì)和畜牧業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
8其他方面的應(yīng)用
昆蟲是天然的造粒機(jī)器,昆蟲的糞便是一寶。蠶糞是天然的涼性小顆粒,農(nóng)村老百姓都用來(lái)裝枕頭,夏天涼涼的很舒服。大發(fā)飼料率先使用了黃蟲糞作預(yù)混料的載體,效果很好。黃粉蟲的糞便外觀疏松多孔,天然徽丸狀,不用粉碎,吸附性很好,是天然的有機(jī)載體??梢杂脕?lái)作為多維素、氯化膽堿、液體蛋氨酸和酶制劑等良好的吸附劑。
9發(fā)展趨勢(shì)及展望
大力發(fā)展飼料昆蟲養(yǎng)殖,不但可以解決飼料資源短缺難題,而且由于昆蟲、禽類、雜食性家畜與昆蟲都作為陸生動(dòng)物,在數(shù)萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中,形成了捕食與被捕食的關(guān)系。昆蟲原本就是野生禽類和雜食性家畜的食物。開(kāi)發(fā)昆蟲源飼料添加劑符合自然界食物鏈的能量流動(dòng)方向和禽畜的天然取食特性。應(yīng)該比目前人工合成及哺乳動(dòng)物源等飼料和添加劑更安全合理,能夠帶來(lái)更好的效應(yīng)。
此外,利用高新技術(shù)來(lái)生產(chǎn)高價(jià)值的昆蟲蛋白質(zhì)也將是21世紀(jì)昆蟲蛋白質(zhì)開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要領(lǐng)域隨著生物技術(shù)在昆蟲領(lǐng)域中的深入研究,在昆蟲細(xì)胞和蟲體內(nèi)生產(chǎn)各種有價(jià)值的蛋白質(zhì)將成為可能。1980年以來(lái),以桿狀病毒為載體,在昆蟲細(xì)胞和蟲體中表達(dá)外源基因的系統(tǒng)由于具有表達(dá)產(chǎn)量高。對(duì)外源基因容納量大,表達(dá)產(chǎn)物后加工過(guò)程比大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)完全,成本低廉等優(yōu)勢(shì),很快發(fā)展為生物工程中得以廣泛應(yīng)用的4大表達(dá)系統(tǒng)之一。研究表明:通過(guò)攜帶外源基因的重組病毒可以在昆蟲細(xì)胞和蟲體中生產(chǎn)各種有價(jià)值的蛋白質(zhì)。家蠶和野蠶的絲腺能產(chǎn)生大量特異的蛋白質(zhì)。目前已對(duì)有關(guān)基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)調(diào)控等進(jìn)行了較深人的研究,將來(lái)通過(guò)轉(zhuǎn)基因途徑、利用絲腺器官和有關(guān)絲腺蛋白基因啟動(dòng)子來(lái)大量生產(chǎn)用于醫(yī)藥等方面的高價(jià)值蛋白是完全可以實(shí)現(xiàn)的。
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