世界人口在增长，养活每个人的挑战也在增加。目前的预测显示，到2050年，全球粮食需求可能比目前水平增加59%-98%。特别是，对肉类和奶制品等高质量蛋白质食品的需求将会增加。
美国和其他出口国家的牲畜生产商正在寻找提高产量的方法，同时也对农业生产对环境的影响十分敏感。一个重要的杠杆点是找到可以替代谷物的动物饲料原料，腾出更多的耕地来种植供人类食用的作物。
牛是天然的升级回收者:它们特殊的消化系统允许它们将人类无法消化的低质量营养来源，如草和干草，转化为满足人类营养需求的高质量蛋白质食物，如肉和牛奶。但是，当草和干草的蛋白质含量过低时，通常是在冬天，生产者就会给动物喂食额外的蛋白质来源——通常是豆粕。这一策略有助于牛的生长，但也会推高肉类成本，导致供人类食用的耕地减少。
种植谷物也会对环境造成影响:例如，大规模的大豆生产是亚马逊森林砍伐的一个驱动因素。基于所有这些原因，我们的实验室正在努力为牛寻找新的替代蛋白质来源。
黑兵蝇幼虫
昆虫养殖产业正在全球迅速兴起。生产者种植昆虫作为动物饲料，因为它们的营养状况和生长迅速的能力。数据还表明，用昆虫喂养牲畜比传统饲料作物(如豆粕)对环境的影响更小。
在数千种可食用昆虫中，最引人注目的是黑兵蝇(Hermetia illucens)。在幼虫状态下，黑兵蝇含有45%的蛋白质和35%的脂肪。它们可以有效地利用许多行业的**，如消费前的食物*。幼虫可以在工厂规模的设施中大规模饲养，并在干燥后保持贮藏。
在美国，大多数成年人都不愿意把黑蝇幼虫放在自己的盘子里，而是更愿意吃用黑蝇幼虫喂养的牲畜的肉。这引发了用黑兵蝇幼虫作为牲畜饲料的研究。
已经批准用于其他牲畜
广泛的研究表明，黑马蝇幼虫可以喂给鸡、猪和鱼，作为传统蛋白质饲料如豆粕和鱼粉的替代品。美国饲料控制官员协会(American Association of Feed Control officers)已批准将这种幼虫用作家禽、猪和某些鱼类的饲料。该协会的成员负责监管美国动物饲料的销售和分销。
然而，到目前为止，关于用黑兵蝇幼虫喂牛的研究还很少。这很重要，原因如下。首先，在美国有1400多万头牛和小牛被喂食谷物或饲料。其次，牛特殊的消化系统可能使它们比其他牲畜更有效地利用黑兵蝇幼虫作为饲料。
在牛身上有希望的结果
早在2022年，我们的实验室就公布了首次用黑兵蝇幼虫喂牛的试验结果。我们用的是经过外科手术的被称为套管的小型舷窗状装置的牛，这使我们能够研究和分析动物的瘤胃——它们胃中主要负责将纤维饲料(如草和干草)转化为它们可以使用的能量的部分。
插管术被广泛用于研究牛、绵羊和山羊的消化系统，包括它们打嗝产生的甲烷量，而甲烷会导致气候变化。该程序由兽医专业人员执行，遵循严格的协议，以保护动物的健康。
在我们的研究中，牛在基础饲粮中食用干草和以黑水虻幼虫或传统牛工业蛋白饲料为基础的蛋白质补充剂。我们知道，给奶牛喂食蛋白质补充剂和草或干草会增加它们摄入的草和干草的数量，所以我们希望以昆虫为基础的补充剂也会有同样的效果。
这正是我们所观察到的:以昆虫为基础的蛋白质补充剂与传统的蛋白质补充剂类似，增加了动物的干草摄入量和消化。由此可见，黑马蝇幼虫有潜力作为牛的蛋白质补充替代品。
成本和副产品
从那以后，我们又进行了三次试验，评估牛体内的黑兵蝇幼虫，其中两次由美国农业部资助。我们对喂去脂的牛幼虫特别感兴趣。数据表明，脂肪可以转化为生物柴油，从黑兵蝇中产生两种可持续的产品。
我们还在研究食用这些幼虫会如何影响牛胃中产生甲烷的微生物。如果我们目前针对这个问题的研究(计划于2023年春季发表)表明，食用黑兵蝇幼虫可以减少奶牛产生的甲烷量，我们希望这将促使监管机构批准将黑兵蝇幼虫作为牛的饲料。
经济也很重要。肉牛和奶牛生产者要为以昆虫为基础的饲料支付多少钱，昆虫能在这个价格点上饲养吗?为了回答这些问题，我们对美国养牛业的黑兵蝇幼虫进行了经济分析，该分析也于2022年初发表。
我们发现，这些幼虫的价格将略高于目前通常喂牛的蛋白质来源，包括豆粕。这个较高的价格反映了黑兵蝇幼虫优越的营养状况。但是，目前还不清楚昆虫养殖业是否能以这个价格培育出黑兵蝇幼虫，或者养牛者是否愿意支付这个价格。
可食用昆虫的全球市场正在迅速增长，倡导者认为，使用昆虫作为原料可以使人类和动物食品更可持续。在我看来，养牛行业是一个理想的市场，我希望看到进一步的研究涉及昆虫和牛生产者。
