專題報導
牛糞處理附加價值-利用水虻科 (Stratiomyidae) 昆蟲生產高品質動物性蛋白質
新竹分所 梁世祥
許多研究人員嘗試利用昆蟲取食牛糞,生產高品質動物性蛋白質,做為禽畜的飼料添加物。由於對家蠅生物學和生態學的充分了解,因此家蠅是最常被用來進行牛糞處理研究的昆蟲。家蠅的繁殖能力強,世代周期短,並且是優良的動物性蛋白質飼料來源。但是家蠅也是病源的傳播媒介,所以必需飼養在隔離的場所,周密防範逃逸,確保生物安全性與環境衛生;家蠅的管理與收獲,會隨著飼養族群數量的增大,增加飼養管理成本,因此利用家蠅處理牛糞的構想一直沒能實現。現在,水虻科的昆蟲,被認為具有處理牛糞的發展潛力。水虻的習性和其並非病源傳播的媒介昆蟲,使得我們能夠利用水虻,發展比較低成本的牛糞處理模式。
牛糞中的水虻幼蟲
水虻的老熟幼蟲
水虻的蛹
水虻的幼蟲主要取食有機廢棄物,譬如動物的糞便或是腐敗的廚餘。水虻取食有機廢棄物,除了獲取所需的營養,還能減少有機廢棄物的體積與後續可能造成的污染。當水虻與家蠅同時發生時,水虻會抑制家蠅的數量,甚至完全排除家蠅,形成生態上的競爭關係。水虻被認為是高品質的動物性蛋白質飼料來源,經過水虻取食的有機殘餘物,則是良好的有機質肥料。水虻成蟲不需要取食,藉由幼蟲所貯存的能量,使成蟲可以完成交尾繁殖的任務。成蟲會出現在幼蟲適合生長的有機廢棄物附近,所以並不會像蒼蠅一樣,為了尋找食物而出現在我們的周遭。水虻幼蟲能在很高的密度下生長,老熟的幼蟲會從幼蟲群單獨移動到安全的場所蛻變成蛹期。老熟幼蟲並不會再取食,同時還會將腸子內的消化物排泄清空,此時幼蟲體內貯存的能量和蛋白質是最豐富的,可製做為動物性蛋白質飼料添加物。
研究人員發展利用水虻處理牛糞的模式,在水虻幼蟲取食牛糞後,收集水虻老熟幼蟲應用於飼料工業,建立營養再利用的循環模式,而水虻幼蟲取食牛糞後的殘餘物則能供做有機肥料。水虻幼蟲具有44%的乾物質,其中蛋白質含量佔42%,脂質的含量佔35%。餵食試驗的結果顯示,水虻幼蟲是黃豆、魚粉或骨粉的良好替代性產品。其它的應用像是精煉脂肪酸或幾丁質,可做為醫藥產業或工業上的原料。利用水虻處理牛糞,是畜產科技嶄新的領域,符合永續畜產的經營理念。
牛糞處理產生附加價值概念圖