茍夢星 李俊杰 趙雨欣 聶溱樂

鄭州工程技術學院化工食品系 河南鄭州 450000

據(jù)聯(lián)合國的一份報道，世界人口在2030年將達到86億，2050年全球人口將達到98億[1]。為了向不斷增長的人口提供足夠的糧食，目前的糧食產(chǎn)量將需要翻一番；然而，土地和水資源也正變得越來越稀缺[2]。因此，尋找可持續(xù)和可替代的食物生產(chǎn)方式成為食品領域的研究熱點。

可食用昆蟲因其較高的營養(yǎng)價值和較低的環(huán)境影響力而受到關注。昆蟲中蛋白質含量豐富，很多昆蟲粗蛋白的含量超過60%，遠高于傳統(tǒng)的豬肉、牛肉和雞肉[3]。此外，飼養(yǎng)昆蟲對環(huán)境的影響較小，有利于緩解全球的溫室效應。有研究指出，獲得等質量昆蟲蛋白的二氧化碳排放量約為牛豬等大型動物的1/3[4，5]。2013年，聯(lián)合國糧農組織(FAO)發(fā)表了一份研究，提倡將昆蟲作為人類和動物新的可持續(xù)蛋白質來源。因此，昆蟲蛋白也被認為是最具開發(fā)潛力的新型蛋白質資源。

1 可食用昆蟲的概述

可食用昆蟲的形態(tài)有卵、幼蟲、蛹和成蟲，一般幼蟲的營養(yǎng)價值較成蟲高。昆蟲中蛋白質的含量一般為20%～80%，高于普通的植物性食物，甚至高于肉蛋類食品。可食用昆蟲不僅能夠滿足人類對蛋白質資源的需求，同時還可提供除蛋白質以外的其他營養(yǎng)成分[6]。食用昆蟲不僅含有一般動物所具有的飽和脂肪酸，還具有其它動物所沒有的亞麻酸、花生四烯酸等脂肪酸[7]。

據(jù)統(tǒng)計，目前全球范圍內可食用昆蟲的種類至少有1 900種[3]。并且在不同的地區(qū)，當?shù)厝怂秤玫睦ハx種類有較大區(qū)別，其中食用最普遍的昆蟲品種是鞘翅目[8](見表1)?？墒秤美ハx既可以直接食用，也可以加工成各種功能性食品[9，10]，如泰國的咖喱蛐蛐，巴西的蟋蟀餐，德國的昆蟲漢堡以及美國的蟋蟀蛋白粉和巧克力棒。

表1 全世界食用昆蟲的種類和數(shù)目

2 昆蟲蛋白質的概述

2.1 昆蟲蛋白質的含量

蛋白質是人類生命中不可或缺的物質，在機體中的構造比例高達45%。食物中蛋白質的含量也是其營養(yǎng)價值高低的評判標準之一[11]。據(jù)Ramos-Elorduy[12](1997)等報道昆蟲蛋白質含量在30%～81%，并且很多昆蟲粗蛋白的含量甚至超過了60%[3]。因此，高蛋白質含量的昆蟲資源，是未來新型的綠色蛋白替代源。

2.2 昆蟲蛋白質的營養(yǎng)價值

從食物營養(yǎng)成分角度分析，昆蟲不僅蛋白質含量豐富，且氨基酸配比平衡。魏美才[13](2001)等發(fā)現(xiàn)昆蟲的食用價值不僅可以提供六大營養(yǎng)物質，還可提供氨基酸、能量等物質。Finke[14](1989)等表明昆蟲提供的氨基酸品質遠高于大豆。Phelps[15](1975)等顯示昆蟲脂肪波動幅度較大，不同品種的昆蟲脂肪很高。Barker[16](1998)等研究發(fā)現(xiàn)昆蟲中礦物質能滿足飼養(yǎng)動物的需要，除了礦物質中錳元素含量較低。

2.3 昆蟲蛋白質的食用安全性

食品安全問題一直是食品領域的研究重點。目前，關于昆蟲的食用安全性國內外仍有較多爭議。但也基本在于食用野生昆蟲和飼養(yǎng)昆蟲的爭議。大部分研究學者及飲食愛好者認為：食用飼養(yǎng)的可食用昆蟲具有更高的安全性，可以放心食用。Marcel Dicke[17](2011)等研究發(fā)現(xiàn)只要把昆蟲制作熟就不會對人體產(chǎn)生危害。

3 昆蟲蛋白的開發(fā)研究與現(xiàn)狀

據(jù)專家預測，昆蟲具有種類多、數(shù)量大、范圍普遍、周期短、優(yōu)質蛋白、低脂肪、少量膽固醇、營養(yǎng)均衡、易消化等特性，因此昆蟲蛋白質被稱為21世紀第三大類蛋白質來源，現(xiàn)在已被世界各國所關注[18]。目前,昆蟲食品行業(yè)發(fā)展已經(jīng)走上了多元化道路,且人們在新的工藝上不斷開發(fā)探索,在罐頭、面制品、糖果、飲品、酒類、蟲醬油及氨基酸口服液等各類營養(yǎng)保健食品都已經(jīng)被食用昆蟲所覆蓋。

3.1 昆蟲蛋白在國外的研究

早在20世紀60年代，國外就對昆蟲蛋白有所研究。至今為止，國外的昆蟲蛋白開發(fā)技術相當先進[4]。將蟋蟀粉制作360片，這是一種高品質蛋白質所制成，99%的卡路里被人體所吸收，97%的蛋白質含量可用于修復和更換腹肌[10]。國外企業(yè)不僅將昆蟲蛋白制作為360片，而且還制作成不含麩質的蛋白棒，蛋白粉，巧克力粉等供人體所吸收[18]。但是我國蛋白質的開發(fā)技術還停留在初期階段，及只停留在傳統(tǒng)飲食上面[5]，所以說昆蟲蛋白的開發(fā)是我國一項重要的蛋白質開發(fā)和研究進程。

3.2 昆蟲蛋白在保健品中的研究

許慧卿[19](2004)等研究發(fā)現(xiàn)昆蟲作為一種新型食品資源，未來一個重要發(fā)展趨勢就是保健品。據(jù)冉文波[20](2013)等研究發(fā)現(xiàn)昆蟲蛋白作為新型的蛋白來源，具有豐富的保健作用。如市售的冬蟲夏草，螞蟻，蜜蜂等昆蟲保健品。以蜂王的幼蟲為原料制作而成蜂王幼蟲蛋白粉，雄風蛹酒，蜂蜜軟膠囊等保健品；以螞蟻為原料制作的蟻王酒，太極神營養(yǎng)液，金剛酒，大力神口服液等深受人們的歡迎[21，22]；以冬蟲夏草頭孢菌發(fā)酵而制作的蟲草口服液，百靈膠囊等[22]。這些保健品的存在可以完善人體的免疫系統(tǒng)，提高抗衰老的能力，對于那些“三高”病人具有極大的益處，甚至有助于乙肝類疾病的康復[23]。

在提高免疫力方面，據(jù)徐兵紅[24](1999)等研究發(fā)現(xiàn)可食昆蟲的若干蛋白質具有增強有益菌群活力，抵抗外來病菌的作用。研究者通過試驗將昆蟲中的抗菌肽和抗菌蛋白提取出來用于抗病毒的生物制劑中，充分證實了蜂王幼蟲具有良好的調節(jié)免疫的功能[25]。

在抗疲勞方面，活性肽蠶蛾可以提高雄性小鼠抗疲勞[26]。昆蟲蛋白中含有特定的氨基酸，重要的兩類氨基酸分別為甲硫氨酸、賴氨酸。動物需要賴氨酸來滿足自身需求能促進某種營養(yǎng)素的吸收，與一些營養(yǎng)素協(xié)同作用。

3.3 昆蟲蛋白在飼料中的研究

郭愛偉[27](2008)研究發(fā)現(xiàn)，可食昆蟲氨基酸比例適當、微量元素充足、纖維極少、有助于吸收，是優(yōu)質蛋白質飼料的來源。目前，在畜牧業(yè)養(yǎng)殖飼料的來源中，除了常見的谷物類，其次使用最多的是黃粉蟲，蟬蛹蟲等。周瓊[28](2007)指出，加入美洲大蜂蟲粉的肉雞飼料，可顯著提高肉雞的抗病力。沈雪梅[29](1998)指出，螞蟻具有較高的蛋白質和各種微量元素，禽畜食用后可以提高免疫力，是良好的豬飼料。楊冠煌[30](1998)在草魚飼料里加入干蛆粉可以縮短草魚生長的周期。劉伯生[31](1994)指出在水產(chǎn)動物的飼料中加入黃粉蟲會提高其免疫力和加快增長。與此同時蝗蟲粉也可以替代一部分魚粉，可以使養(yǎng)魚的成本降低，從而提高養(yǎng)魚的經(jīng)濟效益[32]。

3.4 昆蟲蛋白在飲品中的研究

黃粉蟲被相關酶水解后，與精心調制氨基酸溶液混合經(jīng)過一系列制作飲料的步驟，可以制作成功能營養(yǎng)飲料[6]。對于不含酸類的飲料，可以將黃粉蟲進行酸化和酶解轉化為可溶性蛋白質。將可溶性蛋白質、黃粉蟲中的氨基酸、微量元素和維生素融入到飲料當中，很容易被人體吸收，是一種新型的營養(yǎng)飲料，適合老年人，青少年及運動員飲用[33]。此外，昆蟲蛋白不僅可制備飲料，也可以制作白酒。在浙江、吉林等省份，與蛹和蛾開發(fā)的“仙蛾酒”等產(chǎn)品備受當?shù)叵M者歡迎。

3.5 昆蟲蛋白在面包中的研究

可食昆蟲營養(yǎng)豐富，蛋白優(yōu)質且脂肪少。面包具有易消化、食用方便等優(yōu)點。羅志良[34](1994)指出，昆蟲具有較高的蛋白質含量，可以當做添加劑或者營養(yǎng)劑加入食品中，用于生產(chǎn)面包。昆蟲面包的制備在國外已經(jīng)成熟化，很多品牌商以昆蟲食物為經(jīng)營特色，在超市中均有銷售。經(jīng)研究指出，黃粉蟲蛹具有補充蛋白質的功能，添加黃粉蟲蛹導致面包比容顯著減少，粗蛋白含量顯著增加，蛹蛋白能明顯提高面包的營養(yǎng)價值，提高面包的感官品質，增加面包蛋白質含量[35]。

4 展望

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的提高，昆蟲蛋白日益受到歡迎。在21世紀主導功能性食品，國外在昆蟲蛋白的開發(fā)上一直是一個熱點，而我們中國在昆蟲的開發(fā)上比較國外而言相對落后一點。我們必須與時俱進，加入食用昆蟲蛋白開發(fā)的隊伍中。

4.1 昆蟲蛋白在面包中的開發(fā)及應用前景

食用昆蟲作為蛋白質含量最高的來源，而面包已經(jīng)作為普遍的食物進入居民的家庭中。楊紫薇[36](2019)等指出人們直接食用昆蟲或者昆蟲面包，都滿足人類身體所需營養(yǎng)素的需求?，F(xiàn)在大多數(shù)亞健康人體的存在和各種特殊時期需要的人們，對昆蟲蛋白面包都有需求，要把昆蟲蛋白面包做到安全性高、健康的、營養(yǎng)性高的綠色食品[37]。

4.2 昆蟲蛋白在醫(yī)藥的開發(fā)及應用前景

科學家指出昆蟲蛋白具有抗癌的作用，家蠶幼蟲具有抗胃癌的作用；昆蟲分子量不高、耐熱性好、抗菌譜廣、對革蘭氏細菌具有抑制作用[36]。從家蠅幼蟲中分離的富含蛋白質的部分，可抑制禽流感病毒H9N2的感染，并對苜蓿的多囊核多角體病毒具有殺傷作用[38]。在未來的昆蟲蛋白開發(fā)過程中，應當積極與醫(yī)藥相聯(lián)系，就如今年新冠病毒的疫情，我們更應該加快昆蟲蛋白的開發(fā)，積極的應用于醫(yī)學上。

4.3 昆蟲蛋白在農業(yè)的開發(fā)與應用前景

昆蟲中蛋白質含量對于禽畜來說是一種高質量的飼料來源，可以提高經(jīng)濟效率，降低成本。而昆蟲蛋白當中的抗凍蛋白能夠緩解冷凍果蔬儲藏，如果通過基因改造可以使抗凍能力差的果蔬提高抗凍能力，起到低溫保藏和儲存的效果。同時，昆蟲蛋白的增加可以預防相關害蟲的侵害[36]。

5 結語

食用昆蟲蛋白作為一種新型蛋白質資源，營養(yǎng)價值高且對環(huán)境友好，應與食品工業(yè)、農業(yè)和醫(yī)藥業(yè)等緊密聯(lián)系。我國的昆蟲資源豐富，更應加以合理開發(fā)，充分利用昆蟲蛋白豐富的營養(yǎng)。同時，通過引進新的技術，新的方法讓昆蟲蛋白在我國的各個應用領域有新的突破。