近日，我院营养与微生态研究室在环境科学与生态学领域国际期刊Molecules（JCR二区，中科院三区期刊，IF=4.927）发表题为“Chronological and Carbohydrate-Dependent Transformation of Fatty Acids in the Larvae of Black Soldier Fly Following Food Waste Treatment”的学术论文，我院为论文完成并列第一单位。
餐厨垃圾的昆虫资源化利用是餐厨垃圾处理的前沿领域，不仅能够实现餐厨垃圾资源化，还可减少碳排放，可助力我国碳减排目标的实现。利用黑水虻幼虫(black soldier fly larvae, Hermetia illucens)处理餐厨垃圾，可以得到蛋白质、脂肪酸、几丁质等多种生物资源，其中黑水虻脂肪酸可用于饲料油脂、生物柴油、肥皂洗涤剂等材料的制备。将餐厨垃圾转化为昆虫脂肪酸具有重要的经济价值和固废循环意义。
本研究通过实验，阐释了餐厨垃圾处理过程中黑水虻体内脂肪酸的组成和产量的时间变化规律，说明餐厨垃圾中影响昆虫脂肪酸转化的关键因素，分析黑水虻处理的最佳时间窗口。本课题基于脂肪酸的气相色谱检测，餐厨垃圾的理化性质分析，以及餐厨垃圾的底物组成调配实验，研究了黑水虻体内脂肪酸组成和产量的变化规律及其受控因素。黑水虻幼虫在第0-11天迅速积累以C12:0为主以C18:2、C18:1、C16:0为辅的脂肪酸，在第11-19天维持脂肪酸组成和总量的相对稳定，在第19-21天出现脂肪酸总量的下降。餐厨垃圾中，碳水化合物浓度和总量在第0-11天下降了95.0-98.5%，而脂肪酸浓度在第0-13天上升，在第13-17天下降，脂肪酸总量仅在第7-17天下降了63.6%。这说明黑水虻幼虫优先利用了餐厨垃圾中的碳水化合物，在碳水化合物接近耗尽时，转向利用脂肪酸。虽然处理11-19天，黑水虻幼虫已经达到脂肪酸的上限产量（餐厨垃圾干重的5.9-7.7%）但是处理17-19天有利于餐厨垃圾脂肪酸的深度降解。黑水虻幼虫的脂肪酸总产量与还原性碳水化合物总量的关系最为明显（r=-0.947, p<0.001），与碳水化合物总量（r=-0.789, p<0.001）及脂肪酸总量（r=-0.827, p<0.001）的关系次之，说明还原性碳水化合物总量是影响脂肪酸转化的关键因素之一。进一步的底物调配实验发现，还原性碳水化合物总量的下降拐点和黑水虻脂肪酸产量的上升拐点同步，而增加底物中的碳水化合物含量，有利于黑水虻幼虫积累C12:0脂肪酸。因此，本研究结果说明黑水虻幼虫优先利用餐厨垃圾中的碳水化合物转化为自身体脂，还原性碳水化合物总量对昆虫脂肪酸的组成和转化量有显著性影响，而相对较长的处理时间（17-19天）有利于同步实现昆虫脂肪酸的高效转化和餐厨垃圾的深度降解。这一工作成果，证明了用餐厨垃圾饲喂的黑水虻，含有更多的不饱和脂肪酸具有更优势的饲料油脂应用前景，对于农业可持续发展有促进作用。研究成果，为黑水虻幼虫处理餐厨垃圾技术应用提供理论依据和数据基础，对于推广黑水虻脂肪酸作为饲料油脂有推动作用。
硕士生刘燕霞是论文第一作者，我院董晓莹博士、季凤云博士、许建强博士为论文的共同作者，研究室主任徐卫平博士是本论文的通讯作者。本论文于2023年1月10日投稿Molecules，2月9日修回，2月12日被正式接收，相关成果以原创研究论文长文形式（original research article）于2月16日在Molecules官网正式发表。
研究工作受大连理工大学盘锦产业技术研究院持续支持；受到国家自然科学基金 (31670767)、中央高校基本科研业务（DUT21LK29）、营口市科技局营口企业和博士创新项目(202005，202112)等经费资助。
论文原文附注：
杂志附注：
Molecules创刊于1996年，由MDPI出版商出版，收稿方向涵盖化学-有机化学全领域。现在已经出版了第26年，发表的论文涵盖从经典合成方法到天然产物分离和表征，物理化学研究和分子作为药物、催化剂和新材料的应用。其最新影响因子为4.927。
Molecules现任副主编Fernando Albericio教授、博士，在欧洲，美国，拉丁美洲，亚洲以及非洲进行他的学术研究和职业发展，目前在夸祖鲁-纳塔尔大学（德班，803南非）担任研究教授。他的主要研究兴趣几乎涵盖了肽合成的所有方面，以及具有治疗活性的肽和小分子的合成，特别是结核病，传染病和癌症。他的小组还参与制定新的药物输送战略。
