昆虫营养价值及其在畜禽养殖中的应用

姬玉娇，孔祥峰，印遇龙*

1中国科学院亚热带农业生态研究所，中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室，长沙 410125;2南昌大学生命科学与食品工程学院，食品科学与技术国家重点实验室，南昌 330047

蛋白质缺乏已成为当今世界的一大重要问题，全球约有2/3的人口缺乏蛋白质。我国蛋白质消费水平很低，只有发达国家的1/2，略低于第三世界国家的平均水平。随着规模化、集约化畜禽养殖业的快速发展，用作畜禽饲料的蛋白质资源更加缺乏。寻找新型饲用蛋白质资源，已成为一项迫切任务。昆虫是一种重要的生物资源，因其种类和个体数量多，生长繁殖速度快、蛋白质含量高等特点，已成为目前最具开发潜力的动物性蛋白质资源。本文对昆虫资源进行了简单介绍，概述了昆虫的营养价值及其在畜禽养殖中的应用，分析了目前饲用昆虫发展面临的问题，并对其应用前景进行了展望。

1 昆虫资源介绍

昆虫是地球上分布最广、种类最多、数量最大的动物类群，大约有100多万种，占所有生物物种总量的50%。目前已经发现并命名的昆虫占已知动物物种数量的2/3。除了约8万种的有害昆虫外，大多数昆虫可直接造福人类，或是间接对人类有益。我国幅员辽阔，生境多样，各地的气候、植被、土壤等自然条件和自然资源也有显著差异。复杂的的生境孕育了丰富多样的昆虫。一般认为，我国昆虫的种数大约为全世界的10%，也就是说我国拥有的昆虫为15～300万种。由于我国对昆虫资源的调查研究还不够深入，就全国范围来看，目前已知的昆虫种类大约只占应有种类的25%［1］。据统计，蚤目、原尾目、蚜总科、花蝇科等已知的种类超过全世界的20%［2］。由此可见，我国的昆虫资源丰富，开发和利用潜力很大。

能够为人类提供大量生产资料的昆虫被称为资源昆虫。根据其用途不同，资源昆虫又可被分为食用资源昆虫、医药资源昆虫、饲料资源昆虫、工业原料资源昆虫、观赏资源昆虫、娱乐资源昆虫、害虫天敌资源昆虫、植物传粉资源昆虫和其他用途的资源昆虫［3］。在昆虫中，24.7%是捕食性昆虫，12.4%是寄生性昆虫，其中以植食性昆虫为主，被称为天敌昆虫。天敌昆虫在害虫的自然控制方面起着重要作用，目前已有一些种类的天敌昆虫被应用于害虫的防制。腐食和粪食昆虫占昆虫总数的17.3%，这些昆虫以动物和植物尸体、残骸或排泄物为食，在生物圈物质流和能量流的循环中起着极其重要的作用。还有一些倍受瞩目的昆虫是药用昆虫(如斑蝥、蝉、蟋蟀、蟑螂和蚂蚁等)和食用昆虫(如蚂蚱、蚕蛹、蝇蛆等)。截至2010年，通过营养分析和深入研究，全世界约有3650种昆虫可供食用。随着畜禽及特种经济动物养殖业的快速发展以及动物性饲料蛋白源的相对缺乏，蝇蛆、黄粉虫、大麦虫、蝗虫等昆虫作为优质高蛋白质饲料的研发和应用已取得了一定的进展。

2 昆虫的营养价值

人类食用昆虫由来已久，从考古遗址中寻找到了早期远古人用于挖掘白蚁的工具;3000年前我国《周礼(天官》中记载了用蚂蚁做菜。我国食用昆虫资源的调查结果显示，目前已报道的283种及亚种的昆虫，涉及13目、71科［4］。很多西方国家把昆虫作为补充营养的重要来源。据1995年国际红十字会调查，目前仍有数百万的非洲人靠昆虫和植物根为生［5］。例如，蟋蟀是非洲坦桑尼亚、津巴布韦和博茨瓦纳居民的佳肴，欧洲居民习惯吃蝗虫、金龟子和蚂蚁等，北美印第安人喜食蝗虫，中美洲人常以“蛾子饼”为主食;墨西哥素有“食虫之乡”的美誉，食用昆虫多达370余种［6］。昆虫除了可供人类食用外，还可作为饲料原料。随着我国畜牧业的快速发展，对蛋白质饲料的需求越来越大，世界各国均把饲用昆虫蛋白质的研究作为开发饲料资源的主攻方向。总体来讲，昆虫中含有以下几类营养物质。

2.1 蛋白质和氨基酸

昆虫体内含有丰富的蛋白质，以干物质计，粗蛋白含量一般为21%～80%。对将近100种食用昆虫的蛋白质含量分析表明，在其卵、幼虫、蛹或成虫中，粗蛋白含量通常为20% ～70%;蜉蝣目、蜻蜓目、鞘翅目和鳞翅目幼虫的粗蛋白含量分别为66%、42% ～73%、23% ～66% 和 20% ～70%［7］。膜翅目蜜蜂科、胡蜂科和蚁科昆虫的粗蛋白含量也很高，为38% ～76%。蚕蛹(71%)、蟋蟀(75%)和蝉(72%)等昆虫中蛋白质的含量超过了猪肉、鱼肉和禽蛋的蛋白质含量。昆虫蛋白质由20种氨基酸组成，其中8种是人的必需氨基酸。昆虫中必需氨基酸的含量为10% ～30%，占所有氨基酸类型的35%～50%，其氨基酸模式与联合国粮农组织制定的蛋白质中必需氨基酸的模式非常接近。

2.2 脂肪和脂肪酸

大多数报道表明，很多昆虫中含有丰富的脂肪，尤其是幼虫和蛹的脂肪含量较高，成虫的脂肪含量相对较低［8］。食用昆虫的脂肪含量一般在10% ～50%之间，但直翅目的中华稻蝗脂肪含量仅为2.2%。一些鳞翅目的幼虫和蛹脂肪含量较高，如玉米螟脂肪含量为46%。昆虫的脂肪酸组成与动物脂肪的组成不同，在柳杉毛虫的幼虫和蛹、蝇蛆和一些蚂蚁中，发现了较高含量的人体和动物必需脂肪酸。因此，昆虫脂肪具有较高的营养价值。

尽管在所有种类的昆虫中都含有相当数量的棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸，但不同种类的昆虫所含脂肪酸的模式不同。Thompson指出，多种昆虫含有独特的脂肪酸图谱，例如，在半翅类和双翅目昆虫中分别含有较高水平的肉蔻豆酸和十六碳烯酸，但在网翅目昆虫中几乎不存在亚油酸和亚麻酸。一些昆虫还含有少量的其他脂肪酸，如月桂酸、肉蔻豆脑酸、十七烷酸、十七碳烯酸、花生四烯酸和二十二烷酸。

2.3 碳水化合物

相对于蛋白质和脂肪而言，昆虫体内的碳水化合物含量较少。不同种类的昆虫中，碳水化合物的含量不同(1% ～10%)，虫茶中的碳水化合物含量较高，为16.3%［8］。研究显示，昆虫中的多糖类成分具有增强机体免疫功能的作用。

几丁质又称甲壳素、甲壳质，是自然界中储存量仅次于纤维素的第二大天然多糖，广泛存在于真菌、昆虫和甲壳类动物中，但不存在于植物和脊椎动物中［9］。几丁质是昆虫表皮的主要成分，也是中肠围食膜的重要成分。几丁质是近年来引起国际广泛关注的新型生物资源，具有多种活性功能，如提高机体免疫力、促进肝脏受损细胞更新、预防动脉硬化及心血管疾病、改善胃肠道消化功能、促进肠内有益菌繁殖和抑制有害菌滋生等。

2.4 无机盐和微量元素

昆虫中含有丰富的硒、铜、铁、锌、锰等微量元素，可为人类和动物提供必需的营养元素。所有昆虫的磷含量均较高，也很容易被吸收利用，如蝇蛆中磷的有效利用率为92%。昆虫体内也含有钙、镁、钠、钾等大量元素。昆虫体内金属元素的含量容易受昆虫摄食习惯的影响，同一地区的野生昆虫，季节不同或同种不同群落昆虫之间，其体内微量元素的含量也存在较大差异。

2.5 维生素

目前关于昆虫体内维生素含量的报道非常有限。多种鳞翅目幼虫和一些种类白蚁的工蚁含有大量的维生素A。昆虫维持视力需要大量的类视黄醇，主要是由食物中的类胡萝卜素合成。这些类视黄醇仅仅分布在昆虫的眼睛中，而整个身体中含有的类视黄醇水平通常很低。在人工饲养的昆虫体内，β-胡萝卜素的含量很少甚至没有。大多数野生昆虫含有多种类胡萝卜素，如虾青素、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、叶黄素、番茄红素和玉米黄质等。昆虫体内的维生素E含量也很低。昆虫中含有大量的多种B族维生素和胆碱，但大多数研究只分析了硫胺、核黄素和烟酸的含量。不过，大多数B族维生素均不耐热，在制罐、煎炒和蒸煮等加工过程中均被破坏。

2.6 抗菌物质

截至2003年，人们已从昆虫中分离出100余种抗菌物质［10］。根据其结构和功能的不同，可将其分为天蚕素类、昆虫防御素、富含脯氨酸的抗菌肽和富含甘氨酸的抗菌肽4类。昆虫诱导出的这些抗菌物质具有广谱抗菌、抗真菌、抗疟原虫和抗锥虫活性［11］，为替代抗生素提供了新的途径。据报道，昆虫抗菌肽对肿瘤细胞和癌细胞具有特异性杀伤作用，而对人体正常细胞无害。有些昆虫抗菌物质对一些DNA病毒和RNA病毒具有明显抑制作用［12］，如亚毒性浓度下的蜂毒素和天蚕素可抑制艾滋病毒HIV-1的增殖［13］。苍蝇及蝇蛆内含有极强杀菌力的活性蛋白，将其提取出来可供医学药用。

3 昆虫营养在畜禽养殖中的应用效果

3.1 对生长性能的影响

很多试验证实，用昆虫替代饲料中的部分或全部鱼粉饲养畜禽具有很好的效果。德国科学家最早将蝇蛆作为唯一蛋白源饲养家禽，发现蝇蛆饲养的雏禽重量超过一般饲料喂养的雏禽。上世纪70年代以来，我国也进行了大量研究，并取得了一定进展。例如，用3%黄粉虫虫粉代替等量鱼粉饲养肉仔鸡，发现肉仔鸡的生长性能不受影响，但经济效益显著提高［14］;用5%蝇蛆粉替代日粮中的等量鱼粉，饲喂22日龄的AA肉仔鸡，日增重提高2.89%，料重比降低0.09%，每只肉鸡的收入增加1.27元［15］;用含1% ～3%黄粉虫的日粮饲养鹌鹑，发现随添加量的提高，鹌鹑的存活率明显提高，与添加3%鱼粉的对照组相比，试验组生长发育快、料肉比降低［16］。在基础日粮中添加鱼粉或干蛆粉饲养仔猪，每头每天加喂25 g，饲养60 d后，蛆粉组增重比鱼粉组提高 7.48%，多增重 0.5 kg［17］;在饲料中添加黄粉虫和蝇蛆粉替代鱼粉，仔猪生产性能基本不变，料重比较鱼粉组有较大改善，腹泻率变化不显著［18］。用黄粉虫蛋白代替50%全乳饲喂3～9周龄的荷斯坦犊牛，发现试验组和对照组腹泻率分别为6.9%和6.35%，试验期体增重分别为15.95 kg和16.35 kg，表明黄粉虫蛋白可代替50%乳蛋白培育犊牛［19］。

3.2 对畜禽产品品质的影响

利用6%的干蛆粉与鲜蛆替代基础日粮中的等量鱼粉喂猪，与对照组比较，试验组的屠宰率、后腿比例、板油比例、背膘厚分别高 1.33、2.27、0.65 个百分点和薄0.06 cm，瘦肉率和失水率分别比对照组低4.37和7.5个百分点;两组的肌肉颜色和酸碱度、熟肉率等指标相近。两组的屠宰性能及酮体品质差异不大，说明使用加工处理后的蝇蛆喂猪对猪肉品质无不良影响［20］。每天给每头猪额外饲喂100 g蛆粉，对照组添加100 g鱼粉，结果发现试验组仔猪体重比对照组增加了7.18%，而且用蝇蛆饲喂的猪比用鱼粉饲喂的猪其瘦肉中蛋白质的含量高5%左右［21］。用3%蝇蛆代替饲料中等量的鱼粉饲喂蛋鸡，并不影响产蛋率、蛋品质和饲料报酬［22］;用10%蝇蛆粉喂养蛋鸡，其产蛋率比喂等量鱼粉的蛋鸡提高19.5%，且可提高鸡蛋及鸡肉的品质［23］;用黄粉虫饲养AA肉鸡，发现黄粉虫对肌肉的口感、嫩度影响不大，但其风味较佳［24］。在鹌鹑饲料中添加10%的黄粉虫粉，饲喂15 d后，发现产蛋率达95%，蛋重提高8% ～10%［25］。

4 饲用昆虫存在的问题及发展趋势

我国对家蝇、黄粉虫、大麦虫等的饲养研究取得了一定成绩，但离以低成本、产业化生产的目标还有一定距离。因此，必须通过提高昆虫饲养技术，在降低成本的基础上增加昆虫产量。20世纪中期以来，随着科技投入的加大和农业科技水平的提高，使得昆虫开发利用受到关注，人们对昆虫的利用意义也有了突飞猛进的认识。饲用昆虫作为一门年轻的学科正逐渐走向系统化。但昆虫种类繁多，相关研究仅停留在部分昆虫上，研究也并不深入。目前，尚缺乏从营养、加工、保健、饲养等方面开展的系统研究，因此在产业化方面还存在很多问题需要解决。

国家对昆虫资源的开发缺少统一的管理，缺少全局和长远规划，缺乏行之有效的行政管理与指导，缺少相应的科技协调［26］。作为新兴产业，也缺少相应的行业质量标准。我国大多数养殖户都是独立经营，生产、加工方式和销售渠道等都不统一，致使昆虫产品市场较为混乱。有些工厂化饲养生产技术不过关、质量和产量得不到保证。某些昆虫体内有农药等有毒物质残留，有些昆虫携带细菌、真菌、病毒等病原体。

另外，在将饲用昆虫用于畜禽养殖过程中，尚需要注意如下问题:(1)昆虫饲料均为营养丰富的动物性蛋白饲料，不宜久存，饲喂畜禽必须新鲜、清洁、防止霉烂、变质;(2)昆虫饲料在畜禽日粮中的用量一般较少，特别是加工后的昆虫粉因用量甚微，故不宜直接加入饲料中使用，须预先与日粮常规原料混合均匀;(3)昆虫饲料一般鲜喂适口性较好，用量应控制在日粮的3%～5%，喂量过多可能引起腹泻等消化道疾病;(4)肉用家禽在出栏前20～30 d左右应停止饲用昆虫饲料，以免引起肉质异味［27］。

随着畜牧业的快速发展，蛋白质饲料的供求矛盾日益突出，解决蛋白质资源不足的问题将成为开发饲料资源的主攻方向。近年来，我国人工养殖昆虫的研究和实践虽然取得了一定成绩，但尚未形成规模，未达到产业化程度。未来饲用昆虫的发展将出现规模化生产，与家禽、畜牧场相结合的利用畜禽粪便以及农作物废料进行饲用昆虫的饲养，生态型饲用昆虫生产线将应运而生。这样既解决了污染问题，又使生产昆虫饲料的生产方式得以普及。饲用昆虫的开发应用前景广阔!

1 You MS(尤民生).Conservation and utilization of the insect diversity in China.Chin Bio-diversity(生物多样性)，1997，5:135-141.

2 Wu YR(吴燕如).Insects diversity and suggestions of our country.Entomol Knowl(昆虫知识)，1992，29:227-230.

3 Hu CL(金传玲).The utilization of resource insect.Forest By-Pro Specil Chin(中国林副特产)，2004:54-55.

4 Hu P(胡鹏)，Zha LS(查岭生).Records of Edible Insects from China.J AnHui Agric Sci(安徽农业科学)，2010，38:522-526.

5 Zhang CX(张传溪)，Xu WH(许文华).Resources Insects.Shanghai:Shanghaiscience and Technology Publishing House(上海科学技术出版社)，1990，108.

6 Xing XC(邢湘臣).Insects of the protein food development and utilization.Territory＆Nat Res Study(国土与自然资源研究)，1994:56-59.

7 Mitsuhashi Jun.edible insects of the world.Tokyo，Japan，Kokinshoin.1992，18-51.

8 Feng Y(冯颖)，Chen XM(陈晓鸣).Nutritional value of edible insects.Forest Res(林业科学研究)，1999:662-668.

9 Andersen SO，et al.Insect cuticular proteins.Insect Biochem Mol Biol，1995:153-176.

10 Bulet P，et al.A novel inducible antibacterial peptide of drosophila carries an O-Glycosy-lated substitution.J Biol Chem，1993，268:14893-14897.

11 Dimopoulos G.Molecular immune responses of the mosquito anophelis gambiae to bacteria and malaria parasites.Proc Natl Acad Sci USA，1997，94:11508-11513.

12 Merrifield RB，et al.Retro and retroenantio analogues of cecropin-melittin hybrids.Proc Natl Acad Sci USA，1995，92:3449-3453.

13 Cho W，et al.Cloning and characterization of cDNAs encoding the antibacterial peptide，defension A，from the Mosquito，Aedes aegypti.Insect Biochem Mol Biol，1996，26:395-402.

14 Shen H(申红)，Pan XL(潘晓亮)，Wang JG(王俊刚).Tenebrio supples in fodder on growth performance and body protein deposition rate.Sichuan Anim ＆ Vet Sci(四川畜牧兽医)，2006:27-28.

15 Jia FS(贾福生)，Ma YB(马彦彪).The test of maggot powder on broiler weight gain.China Poult(中国家禽)，2007，29(12):39-41.

16 Wang GZ(王国泽)，et al，The effect of floor weevil on quail growth performance and meat quality.Livest Poult Industy(畜禽业)，2010，(8):14-15.

17 Huang ZZ(黄自占)，et al.Development of new sources of protein feed.Feed Res(饲料研究)，1984，(3):17-21.

18 Yang HY(杨海英)，Yang ZB(杨在宾).Tenebrio and maggot powder effects on the growth performance of grice.Jiangxi Feed(江西饲料)，2010，(2):9-11.

19 Ma YB(马彦彪)，et al.The Tenebrio protein used in calf milk replacer test.China Herbivores(中国草食动物)，2011，(4):46-48.

20 Lan LT(蓝旅涛)，et al.The maggot is collected to feed pigs.Jiangxi J Anim Husb＆ Vet Med(江西畜牧兽医杂志)，1994，(2):27-28.

21 Jin J(金江).Development and utilization of the maggot protein fodder.J Rural Anim Prod Tech(农村养殖技术)，2006，(19):33.

22 Ye HS(叶沪生)，et al.With pink earthworms，maggots powder instead of part of fish meal to chicken test.Feed Res(饲料研究)，1981，(5):16-17.

23 Qi F(祁芳)，Li GS(李岗生).Nutrient composition and feeding value of insects.J Zhangjiangkou Agric College(张家口农专学报)，2001，17(2):35-36.

24 Zha TF(查天发)，Fu YX(付应霄).The effect of Tenebrio to meat quality of AA table poultry.Yunnan Anim Husb ＆ Vet(云南畜牧兽医)，2008，(6):16-17.

25 Rong AJ(戎安江)，et al.The study of the impaction of tenebrio to the performance of quail egg.Livestock and Poultry Industry(畜禽业)，2010，(2):20-21.

26 Yu HZ(余海忠)，Liu FB(刘法彬).Development and utilization status of the insect protein.Chem ＆ Bioengineering(化学与生物工程)，2006，23(7):7-9.

27 Xu YE(许亚儿).Development and utilization of the insects fodder in the poultry production.Zhejiang J Anim Sci＆ Vet Med(浙江畜牧兽医)，2009，(4):28.