昆虫蛋白营养价值及在畜牧生产中的应用

张号杰，郭爱红

（1.中粮饲料有限公司，广东 茂名 525200；2.广东省高州农业学校，广东 高州 525200）

昆虫是地球上最大的生物类群，已知昆虫种类＞100万种，超过全球多样性的58%。昆虫繁殖速度快、食性广泛且食物转化率高，饲养空间小。与猪、牛生产相比，能够产生更少的温室气体，可减少畜牧业生产对环境的不利影响[1]。这些优越的生物特性，为人类开发利用昆虫资源提供便利条件。昆虫体内蛋白质含量高，可达其干重的50%～82%，其中必需氨基酸含量为10%～30%，占总氨基酸总量的35%～50%，其氨基酸种类和含量比例符合或高于联合国粮农组织/世界卫生组织（FAO/WHO）提出的氨基酸模式[2-3]。另外，含有丰富的软脂酸和不饱和脂肪酸、维生素、矿物质元素（Ca、Mg、P、Cu、 Fe、Zn、K等），且消化性能良好，是优质的蛋白质饲料资源[4-5]。

随着饲料工业和养殖业的发展，蛋白质资源需要量越来越大，积极寻找新的蛋白质源，开发利用昆虫蛋白资源，将在一定程度上缓解和改善动物性蛋白质饲料严重短缺的局面。本文就昆虫蛋白营养价值及其在畜牧生产中的利用进行综述。

1 营养价值

1.1 蛋白质含量高，氨基酸平衡

昆虫体内蛋白质含量很高，氨基酸比例均衡，营养价值较高，是饲料生产中潜在的重要蛋白质资源。谢保令报道，黄粉虫幼虫、蛹和成虫的粗蛋白质含量分别为47.70%～54.25%、55.23%～58.70%和63.19%～64.29%，且必需氨基酸含量占总氨基酸比例分别为48.81%～52.67%、52.34%～49.61%和44.64%～42.06%，达到FAO/WHO提出的标准[6]。蝗虫蛋白质含量达50%～60%，其中7种必需氨基酸含量与氨基酸总量的比值约为35%，水溶性蛋白质的比例＞40%[7]。干物质基础的蚕蛹中蛋白质含量约占60%，18种氨基酸的含量均＞1.5%，其中必需氨基酸缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸占总氨基酸量42.20%～60.00%[8-9]。蝇蛆风干物中粗蛋白质含量为56.18%～65.00%，其赖氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸总量分别是鱼粉的2.6、2.7和2.3倍，17种氨基酸含量高于豆粕和豆饼，氨基酸质量接近鱼粉[10-12]。

1.2 脂肪和脂肪酸

昆虫蛋白内脂肪含量丰富，但不同昆虫、不同发育阶段，昆虫体内脂肪含量差别较大。几种昆虫干体脂肪和脂肪酸组成见表1[13-16]。

表1 几种昆虫干体脂肪和脂肪酸组成（干物质基础）

由表1可知，脂肪酸中主要是C16～C18脂肪酸，不饱和脂肪酸含量较高，其中鞘翅目中不饱和脂肪酸含量最高，单不饱和脂肪酸达43.40%～66.60%，其中油酸占30.00%～41.50%。另外，饱和脂肪酸中多以软脂酸为主，硬脂酸含量较少；饱和脂肪酸占不饱和脂肪酸的比例为0.40～0.65。鳞翅目中蛹时期饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸比例接近于1∶1∶1；幼虫阶段多不饱和脂肪酸含量高达53.80%，必须脂肪酸含量比较丰富。因此，昆虫可以作为动物能量和必需脂肪酸的良好来源。

1.3 矿物质元素

昆虫蛋白中矿物质元素含量丰富，不同发育阶段和不同群落昆虫之间矿物元素含量存在差异，其中钙、钾、镁、磷和钠等常量元素含量较高，钾和磷分别达到22 060.00和1 090.00mg·100g-1，双翅目中的蝇蛆蛋白中钙含量为500.00mg·100g-1，镁在鳞翅目中蛹阶段含量为207.00mg·100g-1，几种昆虫干体矿物元素含量见表2[15-16]。此外，昆虫蛋白含有丰富的微量元素，主要有铁、锌、锰、铜和硒，其中铁和锌的含量较高，直翅目中蝗虫成虫期铁含量为229.70mg·100g-1，鞘翅目中紫棕象甲幼虫阶段锌含量为15.80～26.50mg·100g-1，鳞翅目中幼虫阶段锰含量可达10 163.10mg·100g-1，均为有机矿物元素，容易被动物体吸收利用，可为动物提供必需的营养素。

1.4 维生素

维生素是动物为维持正常的生理功能而必需从食物中获得的一类微量有机物质，在动物生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。对昆虫蛋白维生素的研究目前相对较少，几种昆虫干体维生素含量见表3[16]。蝇蛆蛋白维生素A、D和E含量分别为727.8、131.0和10.04mg· 100 g-1[12]。杨兆芬等报道，黄粉虫幼虫干粉维生索A和维生素E含量分别为337和898μg·100 g-1[17]。

表2 几种昆虫干体矿物元素含量DM

表3 几种昆虫干体维生素含量DM

1.5 功能蛋白

另外，研究发现昆虫体内存在有多种功能蛋白，包括抗冻蛋白、储存蛋白、热休克蛋白、抗菌肽、干扰素、类免疫球蛋白、载体蛋白-2、信息素结合蛋白、滞育关联蛋白、昆虫几丁质酶等[18]。昆虫蛋白具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤作用；可以通过促进淋巴细胞增殖，刺激抗体分泌，调节特异性免疫应答；也可以通过产生或增加免疫因子（凝集素、溶菌酶、抗菌蛋白、抗菌肽等），促进巨噬细胞的吞噬作用，调节非特异性免疫；另外，可促进免疫器官的发育，从而提高动物机体免疫力[19]。一些特殊的生物活性成分，如免疫活性物质和几丁质，可显著降低鸡血清和蛋黄中胆固醇含量，提高饲料报酬和产蛋性能[20]。

2 在畜牧生产中的应用

2.1 鸡

贾生福等报道，在AA肉仔鸡日粮中添加蝇蛆粉5%与添加鱼粉5%相比，平均日增重提高2.89%；蛋鸡饲料中添加蛆粉10%～12%等量代替鱼粉，产蛋率提高10.1%～20.3%[21]。张建斌等研究报道，产蛋鸡饲料中添加蝇蛆干粉1.8%等量替代鱼粉，提高了产蛋率、日产蛋量和蛋黄含量，降低了蛋黄胆固醇和蛋白含量[22]。研究表明，日粮中添加蝇蛆粉可以提高蛋仔鸡成活率和均匀度，增加蛋鸡的产蛋数和蛋重，同时增强机体免疫能力，免疫球蛋白IgG和IgM分别提高9.5%和7.1%[23]。饲粮中添加黄粉虫等量替换鱼粉在一定程度上可以改善肉仔鸡的体增重、采食量以及料重比、体内蛋白质沉积率、蛋白质代谢率[24]。查天发等分别在基础日粮中添加黄粉虫0、3%、5%和7%来探讨其对AA肉鸡肌肉品质的影响，结果表明，饲料中添加黄粉虫可以改善鸡肉风味，日粮中添加黄粉虫7%效果显著（P＜0.05）；黄粉虫组的肌纤维直径增大，3%组增加显著（P＜0.05），7%组增加极显著（P＜0.01），且随着黄粉虫添加量的增加，鸡肉的剪切力均有不同程度的增加；与对照组相比，黄粉虫组失水率降低，由此可以看出，日粮中添加适当黄粉虫可以增加鸡肉持水能力，改善肌肉风味[25]。李江森等研究了饲料中添加黄粉虫对果园生态放养鸡生长性能和免疫功能的影响，结果表明，饲料中添加黄粉虫干粉0.5%和1%能显著提高果园生态放养鸡的生长性能，促进免疫器官的生长发育，显著提高新城疫（HI）抗体水平[26]。在8～21日龄矮脚黄鸡日粮中添加蝇蛆粉4.44%可以显著提高鸡的采食量和日增重，可作为此阶段肉鸡日粮蛋白质的来源[27]。因此，饲料中添加昆虫蛋白粉可以达到鱼粉相同效果，且具有一定免疫增强作用，降低饲料成本，提高生产效益。

2.2 水产动物

曹俊明等研究了不同比例的家蝇蛆粉替代鱼粉对凡纳滨对虾幼虾生长性能、抗氧化以及非特异性免疫指标的影响，替代比例（等蛋白替代）分别为0、20%、40%、60%、80%和100%，结果表明，当蝇蛆粉的替代水平＜60%时，凡纳滨对虾的增重率（WGR）与对照组相比差异不显著（P＞0.05），各组对虾的摄食量、饲料系数和蛋白质效率等指标差异不显著（P＞0.05），随替代水平的继续增加，各指标显著降低（P＜0.05）；随家蝇蛆粉替代鱼粉水平的增加，凡纳滨对虾全虾粗蛋白质含量显著升高（P＜0.05），粗脂肪含量显著降低（P＜0.05），各替代组干物质和灰分含量与对照组相比差异不显著（P＞0.05）；凡纳滨对虾的血细胞总数的组间差异不显著（P＞0.05），提示家蝇蛆粉部分或者完全替代鱼粉对凡纳滨对虾的细胞总数不会产生显著的不利影响[28]。进一步研究发现，当家蝇蛆粉替代鱼粉水平＜60%时，除凡纳滨对虾肌肉游离精氨酸含量显著升高外，对肌肉常规营养成分组成和必需氨基酸、鲜味氨基酸和肌苷酸含量无显著性影响（P＞0.05）[29]。另外，研究还发现，蝇蛆粉替代水平＜60%时对凡纳滨对虾消化酶和转氨酶活性无显著影响（P＞0.05），对肝胰腺结构损伤不显著[30]。因此，在凡纳滨对虾饲料中用适当比例的蝇蛆粉替代鱼粉，对其生长性能及肉质无显著影响。

文远红等研究蝇蛆粉替代鱼粉对黄颡鱼幼鱼生长性能、体组成和血浆生化指标的影响，结果表明，与对照组相比，蝇蛆粉替代组不影响黄颡鱼幼鱼存活率；除了20%替代组外，蝇蛆粉替代组的体重、增重率、特定生长率、蛋白质效率和蛋白质沉积率显著降低（P＜0.05），饲料系数显著提高（P＜0.05）；蝇蛆粉替代组对幼鱼肥满度、脏体比、肝体比、全鱼水分、粗蛋白质、粗脂肪、灰分、钙、总磷含量和血浆尿素氮含量及谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性的影响不显著（P＞0.05）。当蝇蛆粉替代鱼粉比例＞20%时，各组血浆葡萄糖、血浆高密度脂蛋白胆固醇在一定程度上升高，血浆总蛋白、血浆胆固醇和血浆低密度脂蛋白胆固醇含量降低，这提示在黄颡鱼幼鱼饲料中蝇蛆粉替代鱼粉的比例应＜20%[31]。另外，黄燕华等进一步研究了蝇蛆粉替代鱼粉对黄颡鱼肌肉品质的影响，结果表明，蝇蛆粉替代鱼粉水平对黄颡鱼肌肉水分、粗蛋白质、粗脂肪含量无显著影响（P＞0.05），对肌肉pH、滴水损失、蒸煮损失和超氧化物歧化酶活性无显著影响（P＞0.05），各组肌肉谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸等风味氨基酸和总风味氨基酸含量差异不显著（P＞0.05），而40%～60%组则显著降低了肌肉丙二醛含量（P＜0.05），60%～100%组显著降低了肌肉中C14:0、C18:3n-3、C22:6n-3（DHA）、EPA+DHA、多不饱和脂肪酸（PUFA）、n-3 PUFA 含量和 n-3/n-6比值（P＜0.05）[32]。这表明在黄颡鱼饲料中蝇蛆粉替代鱼粉水平应≤40%。周永富等选择两组稚鳖，分别饲喂蝇蛆和捏碎的 熟蛋黄，1个月后称重，结果发现，试验组平均增重4.53 g·只-1，增重率为160.2%，对照组平均增重1.2 g·只-1，增重率为42.6%[33]。吉红等研究报道，蚕蛹替代框鳞镜鲤日粮中50%鱼粉蛋白对机体氨基酸和脂肪酸组成有一定影响，但不影响框鳞镜鲤的健康状况，有促进生长及改善饲料利用效率的趋势[34]。张建禄等研究发现，脱脂蚕蛹可替代建鲤饲料中＜50%的鱼粉，对其生长性能、体成分及健康状况指标影响不大，若同时添加晶体赖氨酸可提高鱼体的蛋白质沉积水平[35]。

3 小结

昆虫资源丰富，蛋白质含量高，纤维含量少，微量元素丰富，可持续利用，是一种潜在的优质蛋白质资源。昆虫蛋白在动物生产中可不同程度地替代饲料中鱼粉，而在鸡生产中有些昆虫蛋白甚至可以完全替代鱼粉，但在实际生产应用中还存在着许多问题需要进一步研究，例如到目前为止只有较少的昆虫蛋白资源被发掘和研究，昆虫蛋白资源的利用技术还处于初级阶段；昆虫蛋白生产规模小和加工工艺落后，生产成本较高，工业化程度不高；昆虫蛋白中未知生物活性成分的检测分析不清楚等。积极开发和利用昆虫蛋白资源，可有效缓解目前饲用蛋白质原料不足的现状，对降低饲料成本，提高经济效益和促进畜牧业发展具有重要意义。

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