[背景]用于餐厨垃圾等有机废弃物处理的亮斑扁角水虻(Hermetia illucens,HI)含有丰富的氨基酸和营养物质,是一种优质、经济的蛋白来源.[目的]利用亮斑扁角水虻幼虫(Hermetia illucens larvae,HIL)制备蛋白胨用于细菌培养,为亮斑扁角水虻的应用方式提供新的思路.[方法]以亮斑扁角水虻幼虫为原料,利用单因素试验确定最佳酶解条件,对比分析HIL蛋白胨和市售胰蛋白胨的基本性质和功能性状,并进行细菌培养、生物化学试验,利用两种蛋白胨分别培养大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC 25922 模式细菌并通过生长动力学分析评价应用效果.[结果]制备HIL蛋白胨的最佳酶解工艺为按 1.3%(质量分数)添加复合酶(胰酶:碱性蛋白酶质量比为 1:1),在pH 7.0、54℃条件下反应 4 h,此时HIL的水解度为(19.34±0.15)%.HIL蛋白胨和市售胰蛋白胨的功能性状和生物化学试验差异不显著(P>0.05).大肠杆菌ATCC 25922 在HIL蛋白胨培养基中生长的Xmax和λ分别为 6.44 和 2.45,在市售胰蛋白胨生长的Xmax和λ分别为 6.14 和 3.19,差异均不显著(P>0.05).[结论]在培养大肠杆菌时,HIL蛋白胨可以替代胰蛋白胨作为微生物培养基的成分.

有机废弃物的安全处理与二次利用是当今社会发展进程中的一大难题,亮斑扁角水虻Hermetia illucens强大的生物转化能力可有效解决此类问题:一方面,亮斑扁角水虻可大量消耗有机废弃物,有效治理环境污染;另一方面,转化后的虫体营养价值高,广泛应用于养殖领域.然而,亮斑扁角水虻的生物转化作用机制目前尚不明确,可转化的有机废弃物范围及其转化效率的影响因素仍有待探讨.本文结合近年来关于亮斑扁角水虻领域的研究,主要从亮斑扁角水虻对有机废弃物的生物转化作用、转化效率的影响因素、虫沙的应用和肠道微生物的功能4 个方面进行综述,同时对未来需要解决的问题进行了展望,以期为亮斑扁角水虻的综合开发利用提供参考依据.

[目的]益生微生物在协助亮斑扁角水虻幼虫转化有机废弃物、提高其转化效率方面具有重要的作用,本研究针对非水虻源微生物,开展与水虻联合转化鸡粪的研究,以阐明外源微生物在水虻转化畜禽粪便中的作用,对其转化机制的研究及产业化生产具有重要意义.[方法]采用稀释涂平板的方法进行鸡粪堆肥和猪粪堆肥中细菌的分析,并将筛选到的细菌分别接种到无菌的鸡粪基质中与武汉亮斑水虻幼虫联合转化,通过称重法测定转化后武汉亮斑水虻及鸡粪的重量,评价转化效果及对幼虫的影响,然后将促进转化效果明显的菌株按不同比例进行复配,与武汉亮斑水虻幼虫联合转化新鲜鸡粪,分析复配菌剂对武汉亮斑水虻幼虫转化鸡粪的影响.[结果]结果显示R-07、R-09、F-03和F-06在促进武汉亮斑水虻幼虫生长和鸡粪转化的效果上最为显著.与对照组相比,水虻幼虫转化率分别提高了27.21％、15.00％、9.93％和16.29％;基质减少率分别提高了17.94％、10.42％、7.84％和9.27％.将这4株细菌配制复配菌剂与武汉亮斑水虻幼虫联合转化鸡粪,结果显示复配比例为R-07∶R-09∶F-03∶F-06=4∶1∶1∶1时效果最好,与空白对照相比,武汉亮斑水虻幼虫存活率提高了10.25％,幼虫虫重增加了28.41％,幼虫转化率增加了30.46％,鸡粪减少率增加了7.69％.[结论]添加通过筛选优化的非水虻来源的微生物复合菌剂能够促进水虻高效转化鸡粪,研究结果有助于改善现有的武汉亮斑水虻幼虫转化体系,为开发新型的联合转化工艺、更加有效地处理畜禽粪便奠定基础.

目的 研究含不同浓度Cu2+人工饲料胁迫对亮斑扁角水虻幼虫血淋巴能量物质总糖、蛋白质和脂肪水平的影响,为亮斑扁角水虻作为替代蛋白质或脂类能源的潜能提供理论依据.方法 在人工饲料中添加终浓度为75、150、300、600、1 200 mg/kg的Cu2+,对孵化至化蛹的亮斑扁角水虻幼虫进行连续5代的胁迫.将幼虫进入5龄期的时间点记为0h,每24 h取样1次,直至化蛹.采用等离子体原子发射光谱仪检测不同处理浓度Cu2+在亮斑扁角水虻第1、3、5代6龄幼虫血淋巴内的累积;然后利用紫外分光光度法测定受Cu2+胁迫1、3、5代亮斑扁角水虻幼虫血淋巴中总糖、蛋白质和脂肪含量.结果 Cu2+可在亮斑扁角虻幼虫血淋巴中积累,并随胁迫浓度的增加而增加;Cu2+胁迫浓度达到1 200 mg/kg时可显著降低(0 ～120 h)血淋巴中总糖含量,且与对照相比显著降低;第1代幼虫(0～ 120 h)血淋巴中蛋白含量在各处理浓度Cu2+胁迫下与对照相比均显著增加,当处理浓度增加至600～1200 mg/kg时Cu2+胁迫均显著降低了第3、5代幼虫(0～120 h)血淋巴中蛋白含量,且随处理浓度增加血淋巴中蛋白含量显著减少;75 mg/kg处理浓度胁迫(0 ～48 h)使第1代幼虫血淋巴脂肪含量增加,150～1200 mg/kg处理浓度Cu2+胁迫均显著降低了第3、5代亮斑扁角水虻幼虫(0～120 h)血淋巴中脂肪含量.结论 Cu2+胁迫可明显影响亮斑扁角水虻幼虫血淋巴的总糖、蛋白质及脂肪水平,且随着Cu2+胁迫浓度及胁迫世代数的提高,血淋巴中相关能量物质水平有明显减低的趋势.

为了解决养牛业中粪便污染问题,本研究利用亮斑扁角水虻(黑水虻)来转化利用牛粪,探讨了饲养密度对新鲜牛粪的转化效率.本试验以亮斑扁角水虻为研究对象,选择设置每20.0 kg牛粪投入3500头、8750头、17500头4日龄幼虫3个处理密度,在每个密度日均1.0 kg等量饲喂条件下,分析亮斑扁角水虻幼虫百虫重、粗蛋白、粗脂肪、牛粪转化率指标的差异,探索一种适于亮斑扁角水虻幼虫处理新鲜牛粪的饲养密度.结果表明:百虫重、粗蛋白、粗脂肪3个指标在3组处理之间都存在极显著差异.百虫重和粗脂肪两个指标和试验组密度情况在0.01的水平上显著负相关,但3个处理中转化率最高的为8750头的饲养密度.综合评价认为亮斑扁角水虻4日龄幼虫8750头/20.0 kg牛粪的投入量为实验范围内最佳饲养密度.

[目的]从亮斑扁角水虻(Hermetia illucens L.)卵表筛选得到一株产多种酶的卵表共生菌,对该菌进行鉴定,并探究其最适生长条件、产酶特性及其对幼虫分解餐厨垃圾效率的影响.[方法]通过多种选择性培养基筛选得到产多种酶的菌株.通过单因素实验方法确定其最适生长条件、产酶特性及其对幼虫分解餐厨垃圾效率的影响.[结果]经过形态学观察、生理生化鉴定和16SrDNA序列分析,将该株亮斑扁角水虻卵表共生菌命名为贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis EEAM 10B).最适摇瓶培养条件为:40℃,200 r/min,pH 7.0,酵母浸粉10g/L,葡萄糖10g/L,培养16 h活菌数达3.1×109CFU/mL.进入稳定期后开始形成单端生芽胞,24 h后芽胞形成率95.8％.使用产酶筛选培养基培养结果表明:B.velezensis EEAM 10B菌株产木聚糖酶活性最强,其次是蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、淀粉酶和植酸酶.按照1×106 CFU/g用量添加B.velezensis EEAM 10B芽胞制剂到餐厨垃圾中饲养亮斑扁角水虻,B.velezensis EEAM 10B芽胞菌剂能够显著(P＜0.05)提高亮斑扁角水虻幼虫对灭菌和非灭菌餐厨垃圾的转化效率,分别为13.4％和13.54％,但物料减少率没有显著差异(P＞0.05);显著提高灭菌餐厨垃圾中幼虫存活率至95％,提高非灭菌餐厨垃圾饲养幼虫的预蛹单重0.1437 g/只,化蛹率92.57％.[结论]B.velezensis EEAM 10B菌株能够产多种酶,且在亮斑扁角水虻处理餐厨废弃物中有潜在应用价值.

[目的]研究环丙氨嗪对鸡粪中亮斑扁角水虻Hermetia illucens幼虫生长发育的影响及添加活性炭对环丙氨嗪的解毒作用.[方法]使用含不同浓度(0,0.1,0.25,0.5,1,2.5,5,10和15 mg/kg)环丙氨嗪的鸡粪分别饲养3,4和5龄亮斑扁角水虻幼虫,统计幼虫的生长发育(体重和死亡率)变化;在鸡粪中添加不同浓度(0,10,30,50,100和150 g/kg)活性炭饲养亮斑扁角水虻3龄幼虫,测定活性炭对其生长发育的影响以及对环丙氨嗪的解毒作用.[结果]在用含一定浓度环丙氨嗪的鸡粪饲养后,亮斑扁角水虻3,4和5龄幼虫均表现出体节伸长,停止进食,直至死亡.鸡粪中环丙氨嗪对亮斑扁角水虻3,4和5龄幼虫的致死中浓度(medium lethal concentration,LC50)值分别为0.18,1.39和6.45 mg/kg.在鸡粪中添加量为30～100 g/kg的活性炭可以显著促进亮斑扁角水虻3龄幼虫的生长发育,并且能够解除环丙氨嗪对3龄幼虫的毒性,95％有效剂量(95％effective dose,ED95)值为51.83 g/kg.[结论]随着亮斑扁角水虻幼虫龄期增长,其对鸡粪中环丙氨嗪的敏感性逐渐降低.活性炭可用于解除鸡粪中环丙氨嗪对亮斑扁角水虻幼虫的毒性,为生产上应用亮斑扁角水虻处理含环丙氨嗪的鸡粪提供解决方案.