一种用组合培养基培养蝇蛆制备蛋白饲料及蛋白饲料添加剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种用组合培养基培养蝇蛆制备蛋白饲料及蛋白饲料添加剂的方法。
【背景技术】
[0002]蛋白质是生物体维持生命和生长所必需的营养成分，不仅参与体内组织的构成，而且是某些代谢活性物质(激素、酶、免疫抗体)的主要成分，同时也是饲料成本中比例最大的部分。随着我国养殖业和饲料工业的迅速发展，蛋白原料的紧缺现状日益突出，已成为制约整个养殖行业发展的瓶颈之一。以动物蛋白源鱼粉为例，其价格自2008年以来节节攀高，大大增加了饲料和养殖成本，严重制约了养殖业的可持续发展。而传统鱼粉替代物如豆柏、肉骨粉等由于具有适口性差、存在抗营养因子、氨基酸不平衡或储存要求高等缺点，在目前的商业饲料配方中很难完全替代鱼粉。所以如何制备一种价格低廉，适口性好，营养价值丰富的蛋白质饲料，成为国内外营养学领域的研究焦点。
[0003]昆虫蛋白作为一种优质的动物蛋白源，已经在动物和水产动物上有所应用。更重要的是昆虫蛋白质中除了氨基酸含量较高外，其组成比例也比较平衡，蛋白质品质好，可以作为优质动物蛋白原料的重要来源。CN104605212A “一种新型黄鳝用无鱼粉配合饲料”该专利以面包虫为主要组成成分制备了一种养殖黄鳝的配合饲料，取得了较好的养殖效果。同样采用昆虫蛋白作为饲料蛋白来源的发明如:CN105104743A “一种有机鸡饲料加工方法”该专利发明是利用黄粉虫粉末制备有机鸡饲料。由此可见以昆虫蛋白作为饲料中蛋白质原料的来源具有可行性。
[0004]绳(Flies)来源广泛且数量庞大，为完全变态昆虫(Complete metamorphosis)，其生活史包括卵(Egg)、幼虫(Maggot)、蛹(Pupa)、成虫(Flies)四个阶段，是典型的完全变态昆虫，属于昆虫纲双翅目环裂亚目(Cyclorrhapha)昆虫种。蝇分布广泛，环境适应能力强，食性杂，易繁殖，生命周期短，适宜大规模养殖。幼虫阶段即蝇蛆是蝇类生命周期中最重要的阶段，由于成虫进食较少，蝇类在幼虫阶段为化蛹和成虫阶段积累营养物质，干燥蝇蛆蛋白含量达到55%以上。同时，蝇蛆又称“五谷虫”，《本草纲目》记载蝇蛆有治小儿热毒、痢疾等症的作用。现代研究显示蝇蛆蛋白具有抗细菌、抗真菌、抗炎和抗肿瘤等功效并且可以提高免疫力，促进伤口愈合。从蝇蛆中提取的抗菌肽，抗菌谱广泛，抗菌效果好，与抗生素相比可以有效避免细菌的耐药性，并且不会在动物体内残留。因此，蝇蛆蛋白作为昆虫蛋白的一种，具有繁殖速度快，蛋白品质好，药理效果显著的优点，是饲料蛋白质原料的优质来源。CN104798991A “提高母猪产奶量及奶水质量的方法”该发明中用蝇蛆饲料喂养哺乳期的母猪，母猪奶水充足，乳汁营养丰富、品质优良。CN102823720A “一种昆虫蛋白饲料”该专利用蝇蛆蛋白作为主要组分制备一种昆虫蛋白饲料，其产品可增强所饲养畜禽的免疫力，降低畜禽发生病变和死亡的概率。
[0005]现有技术中，用于制备蝇蛆培养基的原料，如豆柏、玉米、稻谷、大豆等保存不当，极易霉变产生高毒的黄曲霉毒素。如将这些原料直接加水混合用于制备培养基，则更易于霉变，存在极大的安全隐患。因此，现有技术中普遍要对原料进行一定的高温处理，抑制黄曲霉的生长，避免黄曲霉毒素大量产生。
[0006]中国海洋大学乔永刚博士用一定比例的蝇蛆+培养基(豆柏、米糠、酶解羽毛粉、棉柏、麸皮、红糖、奶粉及淀粉等)+微生物群进行养殖，养殖后并未进行蝇蛆和培养基的分离，获得的培养物对黄鳝、鲫鱼和罗非鱼等水产的动物的养殖效果显著。(乔永刚.鱼类饲料中蝇蛆培养物替代鱼粉的研究[D].中国海洋大学，2014.)。在其培养物制备过程中加入了一定量的外源微生物，外源微生物的加入可以使培养基中的营养物质加快分解和转化，增加蝇蛆的外源营养，提高蝇蛆生长状况。但是外源微生物的加入，除了增加了制备工艺的繁琐程度，其对加入量的控制要求也很高，过多的微生物对饲喂的动物会产生不良影响甚至导致疾病。此外，乔永刚博士的研究中培养基的原料组成包括豆柏、米糠、酶解羽毛粉、棉柏、麸皮、红糖、奶粉及淀粉等，原料组成比较复杂并且由于添加了羽毛粉、红糖、奶粉等使其原料成本过高，不适宜商业生产。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种蝇蛆蛋白饲料、蛋白饲料添加剂及其制备方法。
[0008]本发明所采取的技术方案是:
一种用组合培养基培养蝇蛆的方法，包括下列步骤:
1)培养环裂亚目种蝇并收集蝇卵；
2)按照以下质量百分比称取各组分，包括35%?85%的麦麸、2%?30%的玉米粉、2%?30%的豆柏粉和2%?30%的植物纤维素粉，制备组合培养基，控制湿度为40?90%，pH为4-9 ；
3)在制备得到的组合培养基中接种适量蝇卵，进行培养。
[0009]接种在组合培养基的蝇卵的量可以根据蝇的种类及培养时间的长短进行调节，一般而言，每kg组合培养基中接种0.1g?4g蝇卵即可。
[0010]优选的，步骤I)中环裂亚目种蝇包括但不限于家蝇、大头金蝇、痳蝇、丝光绿蝇和黑色士兵蝇。
[0011 ]优选的，步骤I)中将种蝇培养在纱笼中，养殖密度为0.5cm3/只?20cm3/只，温度为20°C?40°C，自然光照培养。
[0012]优选的，步骤I)中用于养殖种蝇的食物为红糖和奶粉，其质量比为(2:1)?(1:4)，自来水为饮用水。
[0013]优选的，步骤I)中用布袋包裹引诱剂作为集卵器，收集蝇卵，称重，待用。
[0014]优选的，步骤2)中组合培养基含有下述质量百分比的组份:麦麸40%?80%，玉米粉2%?20%，豆柏粉2%?20%，植物纤维素粉2%?20%。
[0015]优选的，植物纤维素粉选自可作为饲料原料的秸杆粉、植物叶粉。具体的可以是青玉米粉(新鲜青玉米直接阴干粉碎或青贮后阴干粉碎，颗粒过5?20目筛)。其他纤维素含量高且适宜饲喂动物的原料如干草、植物叶、作物秸杆等同样可以粉碎作为植物纤维素粉使用。
[0016]优选的，步骤2)中玉米粉，豆柏粉过40?100目筛。
[0017]优选的，步骤3)中在组合培养基中接种蝇卵后，在200C?40°C下培养，待蝇卵孵化后适当搅拌培养基使蝇蛆分布均匀，并给与充分的空气。
[0018]—种蝇蛆蛋白饲料，其制备方法如下:利用上述任一项所述的方法用组合培养基培养蝇蛆，培养3?20天，将组合培养基连同蝇蛆进行干燥，粉碎，制粒得到蝇蛆蛋白饲料。
[0019]优选的，利用组合培养基培养绳蛆，培养3?20天，将组合培养基连同绳蛆一同放入烘箱中40 °C?80 °C干燥，粉碎，得到蛋白质饲料原料风干粉料。风干粉料通过颗粒压制机，制成颗粒蝇蛆蛋白饲料;或将风干粉料加适量水分(一般在2%?20% )均匀搅拌混合后通过颗粒压制机压制成颗粒状，得到蝇蛆蛋白饲料。
[0020]利用上述方法制备得到蝇蛆蛋白饲料其蛋白质含量为25?35%，可用于禽畜及水产动物饲喂。
[0021]—种蝇蛆蛋白饲料添加剂，其制备方法如下:利用上述任一项所述的方法用组合培养基培养蝇蛆，培养3?20天，分离蝇蛆并干燥粉碎，加入其重量3?10倍的亲脂性有机溶剂，水浴回流提取，过滤，滤液旋转蒸发后，得到的滤渣风干即得蝇蛆蛋白饲料添加剂。
[0022]优选的，亲脂性有机溶剂包括正己烷、环己烷、石油醚、乙醚、乙酸乙酯。
[0023]优选的，利用组合培养基培养蝇蛆，培养3?20天，将分离蝇蛆并干燥，粉碎过80目筛，加入其重量3?10倍的亲脂性有机溶剂，40?80 °C水浴回流提取3?1h，过滤，滤液40°C?80°C旋转蒸发，回收溶剂，得到副产物I，滤渣为脱脂的蛋白质饲料添加剂。
[0024]其中，副产物I经气象色谱质谱连用分析鉴定为蝇蛆粗油脂混合物，可作为制备生物柴油、生物润滑油的主要原料。利用上述方法制备得到蝇蛆蛋白饲料添加剂其蛋白质含量为65%?75%，可用于禽畜及水产动物饲喂。
[0025]本发明的有益效果是:
本发明方法突破现有技术的局限，直接将原料加水混合制备蝇蛆培养基，处理工艺简单，不需要在培养基中额外添加外源微生物，步骤少，不需要进行发酵等处理，工艺简单，有效降低了培养基的处理难度，节约了培养成本。同时培养所得到的蝇蛆其体重、长度等各项生理指标和油脂、蛋白质等营养物质含量与发酵过的培养基养殖的蝇蛆无明显区别。与传统的单独使用蝇蛆相比，不但节约了分离蝇蛆的时间成本，而且避免的蝇蛆培养物以及具有生物活性的蝇蛆分泌物的浪费。
[0026]本发明方法中所使用的组合培养基主要包括4种原料，麦麸、玉米粉、豆柏粉和植物纤维素粉，全部为价格低廉的农业下脚料。组合培养基提供碳水化合物、适当的油脂，和一个多孔疏松透气的环境，有利于禽畜以及水产动物的消化和吸收;不但为蝇蛆的生长提供必须营养物质并且为所要饲喂的禽畜及水产动物也提供了必须的营养物质、维生素和矿物质。蝇蛆在生长过程中会消耗组合培养基中小部分的油脂、可溶性糖和蛋白质转化为自身的蝇蛆活性蛋白，用本发明方法培养出的干燥蝇蛆体内蛋白质的含量高达60%以上，通过凯氏定氮法检测培养物的蛋白质含量提高15%以上。本配方营养全面，均衡，满足蝇蛆生长的各方面需求，实验结果显示采用配方中任何一种单一原料进行蝇蛆养殖，得到的饲料的蛋白质含量等都不及组合饲料。本发明成本低，产值高，适合商业化大规模生产，极具市场竞争力。本发明方法将这4种普遍认为易霉变产生黄曲霉毒素的原料直接混匀用于培养蝇蛆，但是制备得到的蛋白饲料或蛋白饲料添加剂中均未检测出黄曲霉毒素(〈lOppb)，其具有很好的安全性结果出人意料。
[0027]本发明所述的制备蛋白饲料和蛋白饲料添加剂的方法，采用组合培养基培养蝇蛆作为原料制备蛋白质饲料以及蛋白饲料添加剂。蝇类分布广泛，环境适应能力强，食性杂，易繁殖，生命周期短，控制好养殖环境，可实现全年不间断养殖。培养基原料全部采用农业下脚料，产量大，价格低，可以实现长期养殖。同时，本发明的饲料具有更好的存放稳定性，与现有的蛋白饲料相比，同样保存条件下，本发明的蛋白饲料不易霉变，有效减少或避免了饲料在湿热环境下易霉变产生黄曲霉毒素的问题。
[0028]本发