黄粉虫蛋白资源的利用研究概况

李渐鹏，徐同成，巩东营，邓 鹏，杜方岭，邱 斌

(1山东创新源农业技术开发有限公司，济南 250100;2山东省农业科学院农产品研究所，济南 250100)

随着世界人口的日益增长，蛋白质需求也相应增加。昆虫是地球上最大的生物物种，具有蛋白质含量高的特点，用途广泛，易于工业化生产，被认为是发展最具潜力的动物性蛋白源。

1 黄粉虫蛋白的营养价值及食用安全性

黄粉虫，又称黄粉甲，属昆虫纲［1］，分布广泛，一年能产一代或两代［2］。黄粉虫有很高的营养价值，其主要营养成分是蛋白质［3］，能够补充人体蛋白质摄取不足，还具有滋补强身和营养保健功能［4］。

1.1 黄粉虫蛋白肽

生物活性肽是一种特殊的蛋白质片段，对机体状态有积极的作用［5］。黄粉虫蛋白肽按保健功能一般可分为抗氧化活性肽、抗肿瘤肽、降血压肽、抗菌肽、神经活性肽等。抗氧化活性肽可以抑制体内脂肪酸败。研究表明，黄粉虫蛋白肽具有抗氧化性。何桂梅［6］研究发现，黄粉虫多肽组分S2-1 和S2-2 对·OH 有较高的清除率。抗菌肽是一种蛋白，对病毒有明显的杀灭作用，对正常人体淋巴细胞没有任何不利影响，抗菌肽无致畸变，不易产生抗药性，其效果优于目前使用的肿瘤化疗药物［7］。对黄粉虫幼虫抗菌肽的研究越来越多。韩润林［8］、吴福中［9］诱导黄粉虫获得了抗菌肽。降血压肽能够抑制血管紧张素转换酶(ACE)活性，是血管紧张素转换酶抑制剂。黄粉虫蛋白水解得到Peak 2 组分更适合用来制备ACE 抑制肽［10］。活性肽还具有抗肿瘤活性，抗肿瘤肽抑制肿瘤生长及转移主要是通过提高机体的免疫反应［11］。目前在国外已有抗肿瘤的蛋白多肽类药物［12］，刘颜岗［13］从黄粉虫幼虫体内也分离纯化得到了抗肿瘤肽。

1.2 黄粉虫蛋白的营养价值

蛋白质和脂肪是黄粉虫主要成分，并且蛋白质含量很高。黄粉虫蛋白质是优质的全价蛋白［14］，不同生长阶段的黄粉虫蛋白质占干重的比值都不相同。黄粉虫的代谢产物具有较高的营养［6］，可作为鸡或鱼的再生饲料加以利用。

1.3 黄粉虫蛋白的食用安全性

黄粉虫的食用安全性问题是当前学科研究的重点。饲料对黄粉虫幼虫有一定的毒性作用［15］。但陈彤等［16］研究表明，黄粉虫蛋白粉无毒性，黄粉虫毒素主要来源消化道和部分腺体的分泌物。因此，只要加工食品前刺激虫体分泌杂物，进行彻底排毒或经严格清杂技术处理后即可安全食用。

2 黄粉虫蛋白提取和含量测定

2.1 提取方法

20 世纪60年代，有机溶剂提纯是主要的方法，虽然产量较高，但对氨基酸破坏大，因此很多学者不断改进了蛋白的提取工艺。目前提取方法主要有碱提取法、盐提取法、蛋白酶提取法。冀宪领等［17］研究了碱提法提取虫蛋白的适宜条件。胡容学［18］以脱脂黄粉虫为原料，采用盐析法沉淀蛋白，提取得率为77.8%。生物活性酶对黄粉虫蛋白有较好的水解效果［19］。李维胜［20］研究了用木瓜蛋白酶水解黄粉虫蛋白。卢文静［21］用胰蛋白酶制备黄粉虫多肽。代春华［22］从6 种蛋白酶中筛选出Alcalase 水解脱脂黄粉虫幼虫蛋白，蛋白水解率都比较高。仅凭一种酶很难达到预期效果，采用复合酶法水解黄粉虫蛋白是当前研究较多的内容，并制得了具有各种生理活性的多肽。胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶复合［23］、碱性蛋白酶和胰蛋白酶复合［6］、胰蛋白酶与碱性蛋白酶复合［24］水解黄粉虫蛋白效果都更好。

2.2 黄粉虫各种提取方法的比较

有机溶剂提纯时产量较高，但对氨基酸破坏大。碱提法因热碱提取易引起蛋白质变性。非溶剂法提纯，难以解决脱色、除臭等问题［25］。盐析法制得的蛋白活性较高，但离子强度过大会降低蛋白提取率。酶法制备生物活性肽具有很高的安全性，另外复合蛋白酶水解黄粉虫蛋白效果比单酶水解效果好［26］。刘怀如［27］研究发现，酶法提取出的蛋白粉中氨基酸的含量比碱法提取含量高。冀宪领等［17］研究表明，盐提法优于碱提法。仲义等［28］研究表明，胰蛋白酶提蛋白法比碱提蛋白法蛋白得率高。当以鲜虫为基质提取蛋白质时，胰蛋白酶提法与碱提法提取蛋白得率差异不大;而以干虫为基质提取蛋白质时，胰蛋白酶提蛋白法与碱提法差异极显著［27］。由此可见，不同虫态不同基质，最佳的蛋白提取方法也有所差异。

2.3 蛋白肽分离提纯

近年来，黄粉虫多肽分离纯化方法主要有超滤、高效液相色谱、凝胶过滤层析、离子交换层析等。将几种方法结合，能达到更好的分离效果。张莉莎［24］对蛋白酶解产物进行葡聚糖SephadexG-25 凝胶柱层析和阳阴离子交换柱层析分离纯化。何桂梅［6］通过Sephadex G-25葡聚糖凝胶色谱和DEAE Sepharose F.F.离子交换层析，制得多肽组分S2-1 和S2-2。

3 黄粉虫蛋白的开发利用

3.1 黄粉虫蛋白饲用价值

黄粉虫蛋白质含量高，氨基酸比例合理，具有较高的饲用价值。邓青云［29］在蛋鸡饲料中添加黄粉虫蛋白饲料，蛋鸡的产蛋率提高5.06%、蛋的重量增加12.4%、净增效益提高32.12%，显著提高经济效益。在饲料中添加黄粉虫蛋白粉饲喂特种水产动物不仅可以促进鱼的生长，还能增加其免疫力，提高抗病性［30］。

3.2 黄粉虫蛋白食用价值

黄粉虫蛋白质是优质的全价蛋白［14］。黄粉虫的幼虫经初加工可直接食用，经调味加工也可制成罐头［19］。黄粉虫蛋白经过酶解制得黄粉虫氨基酸营养液［31］，黄粉虫虫浆经过发酵制得黄粉虫酸奶，这类蛋白产品越来越受到欢迎。

3.3 黄粉虫蛋白医用保健价值

黄粉虫蛋白药用价值已陆续被发现，动物实验发现，饲喂黄粉虫蛋白可增加小鼠免疫器官重量、刺激B淋巴细胞产生抗体、激活单核—巨噬细胞功能增强、提高机体免疫力［32］，并且能够促进生长。黄粉虫幼虫蛋白粉滤液具有较好的降低血脂及促进胆固醇代谢的功能。黄粉虫蛋白提取物含有丰富的抗凝和纤溶成分，使其成为开发溶栓药物的良好药源［33］。

4 存在问题与发展对策

4.1 存在问题

虽然黄粉虫蛋白资源的利用历史较长，但是它仍面临着许多问题，如基础研究薄弱、产业化程度低、营养配比不合理且缺乏相应的科技协调。因此，进一步开发利用蛋白还需要许多措施来完善。

4.2 发展对策

通过不同阶段虫态营养价值、毒理实验和安全性评价等综合性分析，为黄粉虫蛋白的精深加工提供理论依据。虽然研究了一些抗肿瘤、抗血压、抗胆固醇、抗氧化等蛋白肽，但具体的作用机理仍然不是很清楚，有待研究。进一步改善饮食观念，消除人们对食用昆虫的偏见，积极利用黄粉虫资源作为食物和蛋白质的来源。

5 结论

黄粉虫蛋白是一个新兴的、具有巨大发展潜力的蛋白资源。黄粉虫的蛋白含量高、氨基酸配比合理，营养丰富。通过综合研究开发，有望使黄粉虫蛋白在食品、医药、饲料等方面发挥出更大的作用。

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