两种食品废弃物喂养黑水虻幼虫所产生的虫粪沙中细菌的鉴定

本研究探讨食堂垃圾与家庭厨余垃圾饲养的黑水虻幼虫残留物中的细菌动力学。以及通过辐照使食堂垃圾中初始微生物群灭活，研究无黑水虻幼虫的食堂垃圾中的细菌动态变化。

两种垃圾均以普通乳酸菌为主，并对食堂废物辐照灭活后，发现失活的食堂垃圾微生物区系的以明串珠菌、芽孢杆菌和葡萄球菌为主，与未灭活食堂餐厨微生物区系相比，所有饲养性能指标的水平降低了31%-46%

在两种餐厨垃圾中，在饲养黑水虻幼虫的12天内，餐厨细菌的丰度降低，餐厨垃圾的理化残留物成分与特性发生改变，幼虫典型肠道微生物群（普罗威登斯菌属、拟杆菌属、摩根氏菌属、变形杆菌属）在餐厨中变得更加丰富，这表明它们通过排泄转移到残留物中。

实验材料：

用70％乙醇处理过的容器中收集了两种类型的餐厨垃圾。餐厨垃圾包括来自瑞士苏黎世的Polyterrasse食堂的废弃面食，肉，鱼，面包和蔬菜的混合物。家庭废物包括从苏黎世的一个家庭有机废物箱的废弃果皮，蔬菜，鸡蛋，面包，草药和食物残渣。

实验方法：

在无菌塑料容器中加入200只7-9日龄，均重为0.5毫克干重（DM）的幼虫。每天每条虫22毫克DM餐厨垃圾投料量，连续喂养 12天。每个处理每3天取出3个重复，清洗干燥后，计数、称重、分析残留样品的水分活度和pH值，幼虫蛋白含量，然后冷冻干燥，储存在4℃。

无菌和非无菌食堂餐厨没有幼虫，其实验和环境条件与用于BSFL饲养的相同。在气候室的无菌容器中12天后，样品的收集和处理方式与饲养残留样品相同。

两种餐厨垃圾养殖的生物转化率和幼虫蛋白含量相似（图1B，C），但家庭厨余垃圾的幼虫均重（图1A）和餐厨减少的重量比食堂垃圾的高（图2A）。经过12天的饲养，家庭餐厨垃圾的生物转化率和幼虫蛋白分别是28.0 % DM 和 4.1  g/重复，食堂垃圾为23.5 % DM and 3.6 g/重复。家庭厨余垃圾的幼虫重量和餐厨减重量为77.6mg DM和68.6%DM，食堂废物为61.0mg和58.6%。

通过辐照使食堂垃圾初始微生物群失活，饲养性能降低（图1，2）。幼虫重量、生物转化率、幼虫蛋含量和餐厨减少的重量分别减少了18.7 mg DM、7.3%DM、1.3g和26.8%DM/重复。

结果表明，在残渣中加入BSFL极大地改变了细菌的丰富性和群落（图3，4）。在整个饲养过程中，两种垃圾的丰度都有所下降，两个基质之间的细菌群落也变得更加相似。细菌群落的相似性在前6天内的变化是最大的，在9天后下降。在这两种残留物中，大多数细菌都属于乳酸杆菌属。在整个饲养期间，门菌属和拟杆菌属，以及普罗威登斯菌属，Dysgonomonas，摩根菌属和变形杆菌变得比残渣中更丰富。

无菌食堂垃圾底物的细菌群落与非无菌食堂垃圾相似（图3，4B）。无菌食堂垃圾和食堂垃圾共用ZO图，占相对丰度的99.5%。无菌和非无菌食堂垃圾之间的细菌动力学也相似（图4B）。乳酸杆菌在无菌食堂的残留物中非常丰富，在饲养过程中大量减少，普罗威登斯菌、Dysgonomonas、摩根菌属和变形杆菌属更加丰富，但与非无菌食堂垃圾相比，其程度较小。

无幼虫残渣具有较高的细菌丰度。而明串珠菌属、窄食单胞菌，哈弗尼亚-肥胖杆菌、乳酸杆菌和肠杆菌的细菌含量很高，但在饲养残留物中却不存在。

在饲养残留物中变得更丰富的属（即普罗威登菌属，Dysgonomonas），在没有养殖幼虫的情况下，残渣不存在摩根菌属和变形杆菌。

细菌群落动力学与饲养性能、物理化学特性和残留物的组成相关（图6）。在所有参数中，幼虫重量和残留物 pH、碳、氮和水活动的共同线性最低，用于基于距离的冗余分析 （dbRDA）。全球 dbRDA 模型和前两个轴具有统计学意义，解释了细菌群落 83.5% 的变异性。

考虑到其高营养含量，饲养性能高，食堂和家庭食品垃圾基质，突出其高效昆虫生产的潜力。以乳酸菌为主的初始食物垃圾微生物群的流失降低了饲养性能，表明初始基质微生物群影响复杂的生物转化过程。

本研究结果表明，饲养性能也可能受到培养残留物中的细菌的影响。饲养持续时间降低了细菌的丰富性，改变了残留物的物理化学性质和组成，幼虫肠道微生物群（即普罗威登斯菌属、Dysgonomonas、摩根菌属）的典型成员变得更加丰富，这表明它们通过排泄物转移到残留物中。

本研究为今后的研究提供了科学依据，这些研究应分离这些细菌，并评估它们在影响饲养性能方面的真实作用。