昆虫蛋白质资源开发应用研究进展

李 娜

(河南牧业经济学院 畜产品质量安全技术研究院，河南 郑州 450046)

昆虫是世界上最大的生物群落，富含蛋白质，通过合适的提取工艺，可从中提取丰富的蛋白质。研究表明，在日常饮食中现有蛋白质的供应量仅满足约世界人口的33%，而我国人均蛋白质摄入量低于世界平均水平，比西方发达国家低50%[1]。当今，在我国农业资源短缺、生态环境恶化及人口数量持续增长的情况下，开发新的蛋白质资源来满足我国人民对蛋白质的需求已迫在眉睫。这对我国食品安全及社会稳定具有重要意义。

研究表明，昆虫体内蛋白质含量高达50%，其体内粗蛋白含量相当于大豆的41.2%、猪肉的36.7%、鱼粉的62.2%，是目前人类最为理想的食物蛋白[2]。据统计，世界上的昆虫种类约1亿，略占地球生物物种的50%，并具有生长周期短、繁殖快、抗病力强等特点。如在繁殖季节的蝗虫数量可达12亿，总重量在2500吨左右。蚂蚁群的个体数量则更为可观，约为50万个，单平方森林的昆虫数量在10万个左右[3，4]。随着养殖技术的发展，饲养昆虫可获得大量昆虫蛋白，作为一种食物蛋白来源可替代部分动物蛋白和植物蛋白，同时也可减少畜牧养殖废弃物对环境的污染[5]。

1 昆虫蛋白的生物学特征

昆虫蛋白营养丰富，富含各种氨基酸，如：蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸和色氨酸等，且各种氨基酸的吸收率也很高，可达70%～98.9%[6]。因此，在食品中加入一定量的昆虫蛋白对人类饮食健康十分有益。昆虫蛋白中还富含抗菌肽、溶菌蛋白、外源性凝集素、防御素等，这对增强人类免疫能力和预防高血糖、高血脂、高血压和肿瘤等疾病具有重要作用[7，8]。据报道，家蚕体中的抗菌肽对杀伤癌细胞具有一定作用[9，10]；黄粉虫体蛋白在降血压、降血脂、抗疲劳、促生长、抗炎症、抗冻、抗缺氧等方面具有积极作用，临床上具有巨大发展潜力[11，12]。

2 昆虫蛋白的开发应用现状

2.1 历史上昆虫蛋白的应用

据史料记载，世界上很多国家和地区都有食用昆虫的习惯，且食用的种类、方法和习俗都不一样[13]。如泰国人吃油炸蝗虫、巴基斯坦人吃飞蛾、古罗马人吃毛虫古、埃及人吃甲虫、希腊人吃蝉、阿拉伯人吃蝎子和螳螂。《礼记》记载表明，我国早在3000年前就有了昆虫加工后供宴饮之用的历史。《本草纲目》中记载了80余种昆虫的药用价值，如蝗虫、冬虫夏草、蝼蛄、蟋蟀、棕虫、蚕蛹等可分别治疗百日咳、斑疹、阳痿、咳血、水肿、慢性肾炎、妇科病、小儿疳积、小儿遗尿、心烦失眠、蛔虫等疾病。

2.2 昆虫蛋白在食品中的应用现状

昆虫蛋白不仅富含人体必须的各种氨基酸、蛋白质、矿物质元素、维生素和不饱和脂肪酸等营养物质，而且还富含抗菌肽、防御素、几丁质和外源性凝集素等免疫营养因子，其素有“21世纪人类全营养食品”的美誉。国内昆虫蛋白加工企业生产的蚕蛾酒、蚂蚁粉、金刚酒、蚕丝糖果、汉虾粉、虫酱、蛋白饮料、氨基酸口服液、复合氨基酸粉、蛋白肽、蛋白粉等营养价值高、风味好的食品饮料畅销海内外[14，15]。日本通过其先进的昆虫蛋白提取制备技术生产出了大量的昆虫优质蛋白及氨基酸系列产品；德国在昆虫蛋白提取制备方面也已进入批量、规模化生产阶段；美、法、澳等国的昆虫蛋白加工企业也呈现出快速发展之势[16]。

研究表明, 昆虫蛋白质营养丰富，粗蛋白含量为50 %～70 %, 约为畜禽的2～3倍，脂肪和碳水化合物则是人体的必需原料；维生素D含量为6130～7430 国际单位，约为畜禽的1000～1700倍。国内外专家学者为了将昆虫推向餐桌作了大量的实验研究。70年代以来, 美国、日本、英国等发达国家先后开展昆虫食品的研究，如：美国成立了昆虫蛋白组成成分研究所、昆虫蛋白结构研究所、昆虫蛋白生物学营养价值研究所等研究机构。日本依靠先进的提取工艺和生产技术，从蚕蛹中提取制备大量的优质蛋白质用来生产氨基酸系列产品，并建立了举世闻名的神户昆虫蛋白质加工企业。德国通过对昆虫蛋白进行提取加工并进行化学处理来生产罐头食品，首次建立了年产量0.8万吨的“康福林” 昆虫食品加工企业。目前德国、法国、美国等一些发达国家建立的食品加工企业大都有一定量的昆虫蛋白食品在销售, 如昆虫面包、虫卵酱、毛虫巧克力、虫罐头、虫蜜饯、虫糖果、虫饼干、虫膨化果等。我国70年代开始对昆虫蛋白资源进行开发，如将晒干的昆虫进行加工粉碎并添加到畜禽饲料里来促进动物生长，提高其动物蛋白质产量；同时也陆续生产出一系列的昆虫食品，如昆虫油醋、媚宫酒、蛾公酒、仙宫营养酒等饮品。

2.3 昆虫蛋白在农业中的应用现状

农作物由于受到虫害的侵蚀影响其质量和产量，培育具有抗病品种的新型农作物势在必行，同时也可降低农作物在生长过程中使用农药造成的食品安全隐患。研究表明，将昆虫蛋白中的抗菌肽介导入农作物基因中，使其具有抗病菌的能力，从而实现农作物抵抗虫害侵蚀的效果。刘庆忠等[17]通过将抗菌肽MB39基因导入苹果中，培育了7个抗病菌比较强的转基因新品种。Jinn等[18]将昆虫神经毒素进行提取分离，然后与杆状病毒进行重组形成重组体，来增强苜蓿夜蛾的杀虫效果。王艳等[19]将昆虫富含的抗冻蛋白基因转入到热带生长的作物中，以增强热带作物的抗冻效果，避免作物遭受霜害。因此，利用昆虫蛋白中的抗菌肽对生物农药进行改良，开发无公害高效生物杀虫剂，确保食品安全具有重要意义。

2.4 昆虫蛋白在畜禽养殖业中的应用现状

昆虫体内富含蛋白质，其氨基酸种类多、组成比例合理。微量元素，如铜、锌、铁、硒等含量丰富，易被吸收。若将昆虫蛋白添加到畜禽饲料里，是补充畜禽饲料蛋白质资源的途径之一，能促进动物生长，提高畜禽养殖经济效益[20]。研究表明，黄粉虫、蝇蛆粉、蚯蚓粉、白蚁粉和血蛆虫等是添加应用最多的昆虫蛋白。实验研究表明，在相同环境条件下，饲喂添加蝇蛆粉饲料的仔猪与饲喂添加鱼粉饲料的仔猪相比，仔猪蛋白质含量提高4.5%，体重提高7.38%，经济效益提高13.2%；饲喂添加蚕蛹粉的饲料，育肥猪日增重增加23.6%，大大缩短育肥时间，提高出栏率[21]；蛋鸡饲喂添加黄粉虫的饲料，产蛋率提高5.3%，蛋重提高13.4%，料蛋比降低6.94%，经济效益提高32.17%，蛋鸡的抗病能力显著增强[22-24]。作为一种优质的蛋白来源，昆虫蛋白在水产动物饲料中也得到了广泛应用。沈兆奎等[25]研究表明，黄粉虫的蛋白质含量是鱼粉的2倍，在水产动物饲料中添加7%～9%已晒干的黄粉虫粉，可大大提高水产动物生长和抗病能力[26]。在饲喂经济动物饲料中，用蚕蛹粉替代鱼粉，可显著提高经济动物抗病能力、毛发及皮肤的色泽度，经济效益显著[27]。

3 昆虫蛋白的应用发展前景

我国对昆虫蛋白资源的开发晚于西方发达国家，昆虫蛋白应用于食品及畜禽饲料仍处于初期阶段,基本上都是将昆虫整体进行晒干粉碎，作为原料添加到食品中，相信在不久的未来，随着昆虫蛋白资源开发的不断发展, 昆虫蛋白食品的种类也将琳琅满目，它将与鸡、鱼、肉、蛋、奶等普通食品一样, 成为人们饮食食品中不可缺少的一部分。