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研究人员为解决鱼粉成本高、供应不足问题,研究黑水虻幼虫粉(BSFLM)替代鱼粉对非洲鲶鱼的影响,发现高替代率可提升鲶鱼生长性能等,为水产养殖提供新方向。
非洲鲶鱼养殖的新希望:黑水虻幼虫粉替代鱼粉
在全球人口不断增长的今天,粮食需求也在持续攀升。水产养殖作为重要的食物生产领域,对于满足人们对动物蛋白的需求起着关键作用。然而,水产养殖却面临着诸多挑战,其中饲料成本高昂和饲料原料稀缺的问题尤为突出。就拿喀麦隆来说,这个国家拥有丰富的水资源和众多的鱼类品种,但由于饲料问题,其鱼类产量远远低于潜在产能,每年还因此遭受巨大的经济损失。
在水产饲料中,鱼粉一直是备受青睐的蛋白质来源,因其含有丰富的蛋白质、脂肪酸,氨基酸组成平衡,易消化且适口性好。然而,过度捕捞用于生产鱼粉的野生鱼类,给生态环境带来了巨大压力,同时鱼粉价格的不断上涨,也压缩了水产养殖的利润空间,甚至引发了水产养殖与人类消费之间对资源的竞争。因此,寻找一种既营养又可持续的鱼粉替代品,成为了水产养殖领域亟待解决的问题。
在这样的背景下,昆虫作为饲料原料逐渐受到关注,其中黑水虻幼虫(BSFL)因其营养丰富、生长迅速、生态影响小以及消费者接受度高等优势,成为了极具潜力的鱼粉替代物。不过,黑水虻幼虫在水产饲料中的应用还存在一些障碍,比如适口性、消化性、几丁质含量等问题,而且不同的加工方式也可能影响其品质。
为了解决这些问题,来自喀麦隆雅温得大学农业与农业科学学院等机构的研究人员展开了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Discover Animals》杂志上,为水产养殖的可持续发展带来了新的希望。
研究方法
研究人员在喀麦隆雅温得大学农业与农业科学学院的水产养殖设施中进行了为期 120 天的喂养实验。实验所用的黑水虻幼虫来自预先建立的黑水虻种群,幼虫以水果废料和牛粪的混合物为食。研究人员采用了三种不同的加工方法(煮沸、烘烤和砂烤)处理幼虫,并对处理后的幼虫进行化学组成分析和微生物分析。
在饲料配方方面,研究人员以鱼粉(FM)为主要蛋白质来源配制了对照饲料,同时还用黑水虻幼虫粉(BSFLM)分别替代 50%、75% 和 100% 的鱼粉,配制了不同的实验饲料。这些饲料均为等氮(400g/kg 粗蛋白)和等热量(3000kcal/kg 代谢能)。实验选用非洲鲶鱼(Clarias gariepinus)幼鱼,将其随机分配到不同的塑料养殖水箱中,每个水箱饲养 8 条鱼。在实验过程中,研究人员每天监测水温、pH 值,定期清理水箱并更换水,以避免污染。每周对鱼进行称重和计数,计算其生长性能指标,包括存活率、体重增加量、特定生长率、饲料转化率等。实验结束后,还对鱼的内脏体指数(VSI)、肝体指数(HSI)和肉质进行了评估,同时对鱼肉进行了感官评价,并进行了经济分析和可持续性评估。
研究结果
- 加工方法对黑水虻幼虫的影响:不同的加工方法对黑水虻幼虫的营养成分和微生物组成有显著影响。煮沸使幼虫的干物质和有机物含量显著增加,但粗蛋白和脂肪含量降低;烘烤则使蛋白质含量最高。在矿物质含量方面,砂烤幼虫的钙含量最高,煮沸幼虫的铁含量最高,烘烤幼虫的钾、钠和磷含量最高。微生物分析显示,烘烤和砂烤处理的幼虫中未检测到肠杆菌和沙门氏菌,砂烤幼虫中大肠杆菌含量最高,而乳酸菌仅在煮沸幼虫中被检测到。
- 黑水虻幼虫粉对非洲鲶鱼生长的影响:在喂养实验中,喂食标准商业饲料(CD)、BSFLM75 和 BSFLM100 的鲶鱼在实验期间没有死亡,而喂食当地饲料(BSFLM0)的鲶鱼存活率最低。虽然商业饲料使鲶鱼的体重增加、特定生长率和体长等指标表现最佳,但在较高的 BSFLM 替代水平(75% - 100%)下,这些指标相较于当地对照饲料(BSFLM0)有显著改善。此外,随着 BSFLM 替代水平的增加,鲶鱼的饲料摄入量和饲料转化率也有所改善。
- 对鲶鱼体指数和肉质的影响:BSFLM50 饲料组的鲶鱼内脏体指数(VSI)最高,而商业饲料组的鲶鱼肝体指数(HSI)最高。在肉质方面,大多数消费者认为不同饲料喂养的鲶鱼口感良好,除了 BSFLM75 组,该组只有 49% 的品尝者认为鱼肉味道宜人。大多数消费者认为鱼肉多汁,且颜色以白色为主。总体而言,所有饲料组的鲶鱼接受度都较高,其中 BSFLM75 组的接受度最高。
- 经济可行性和可持续性:经济分析表明,在饲料中添加 BSFLM 降低了鲶鱼的生产成本,提高了盈利能力。BSFLM75 和 BSFLM100 饲料组的饲料成本和饲料摄入量较低,盈利能力最高。同时,随着饲料中 BSFLM 水平的增加,鱼的鱼饲料投入与产出比(FIFO)呈线性下降,表明使用 BSFLM 提高了养殖系统的可持续性。
研究结论与意义
这项研究表明,黑水虻幼虫粉(BSFLM)是一种适合替代鱼粉的蛋白质来源,尤其是在较高的替代水平(75% - 100%)下,能够显著提高非洲鲶鱼的生长性能、饲料转化率和存活率,同时降低生产成本,提高盈利能力和可持续性。不同的幼虫加工方法会影响黑水虻幼虫的营养成分和微生物质量,因此需要标准化生产流程,以充分发挥其在水产养殖中的潜力。此外,研究还发现 BSFLM 对鲶鱼的肉质和感官特性有积极影响,有助于提高消费者的接受度。
然而,该研究也存在一些局限性,例如研究结果可能不适用于所有的养殖条件,实验动物数量有限可能影响结果的准确性,长期对健康和繁殖的影响尚未探索,以及农民对昆虫基饲料的接受意愿也需要进一步研究。尽管如此,这项研究为水产养殖提供了一种新的可持续发展方向,有望减少对野生捕捞鱼类的依赖,促进水产养殖的可持续发展。未来,还需要更多的研究来解决这些问题,推动黑水虻幼虫粉在水产养殖中的广泛应用。
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