昆蟲蛋白營養價值及在畜牧生產中的應用

張號杰，郭愛紅

（1.中糧飼料有限公司，廣東 茂名 525200；2.廣東省高州農業學校，廣東 高州 525200）

昆蟲是地球上最大的生物類群，已知昆蟲種類＞100萬種，超過全球多樣性的58%。昆蟲繁殖速度快、食性廣泛且食物轉化率高，飼養空間小。與豬、牛生產相比，能夠產生更少的溫室氣體，可減少畜牧業生產對環境的不利影響[1]。這些優越的生物特性，為人類開發利用昆蟲資源提供便利條件。昆蟲體內蛋白質含量高，可達其干重的50%～82%，其中必需氨基酸含量為10%～30%，占總氨基酸總量的35%～50%，其氨基酸種類和含量比例符合或高于聯合國糧農組織/世界衛生組織（FAO/WHO）提出的氨基酸模式[2-3]。另外，含有豐富的軟脂酸和不飽和脂肪酸、維生素、礦物質元素（Ca、Mg、P、Cu、 Fe、Zn、K等），且消化性能良好，是優質的蛋白質飼料資源[4-5]。

隨著飼料工業和養殖業的發展，蛋白質資源需要量越來越大，積極尋找新的蛋白質源，開發利用昆蟲蛋白資源，將在一定程度上緩解和改善動物性蛋白質飼料嚴重短缺的局面。本文就昆蟲蛋白營養價值及其在畜牧生產中的利用進行綜述。

1 營養價值

1.1 蛋白質含量高，氨基酸平衡

昆蟲體內蛋白質含量很高，氨基酸比例均衡，營養價值較高，是飼料生產中潛在的重要蛋白質資源。謝保令報道，黃粉蟲幼蟲、蛹和成蟲的粗蛋白質含量分別為47.70%～54.25%、55.23%～58.70%和63.19%～64.29%，且必需氨基酸含量占總氨基酸比例分別為48.81%～52.67%、52.34%～49.61%和44.64%～42.06%，達到FAO/WHO提出的標準[6]。蝗蟲蛋白質含量達50%～60%，其中7種必需氨基酸含量與氨基酸總量的比值約為35%，水溶性蛋白質的比例＞40%[7]。干物質基礎的蠶蛹中蛋白質含量約占60%，18種氨基酸的含量均＞1.5%，其中必需氨基酸纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、蘇氨酸、賴氨酸占總氨基酸量42.20%～60.00%[8-9]。蠅蛆風干物中粗蛋白質含量為56.18%～65.00%，其賴氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸總量分別是魚粉的2.6、2.7和2.3倍，17種氨基酸含量高于豆粕和豆餅，氨基酸質量接近魚粉[10-12]。

1.2 脂肪和脂肪酸

昆蟲蛋白內脂肪含量豐富，但不同昆蟲、不同發育階段，昆蟲體內脂肪含量差別較大。幾種昆蟲干體脂肪和脂肪酸組成見表1[13-16]。

表1 幾種昆蟲干體脂肪和脂肪酸組成（干物質基礎）

由表1可知，脂肪酸中主要是C16～C18脂肪酸，不飽和脂肪酸含量較高，其中鞘翅目中不飽和脂肪酸含量最高，單不飽和脂肪酸達43.40%～66.60%，其中油酸占30.00%～41.50%。另外，飽和脂肪酸中多以軟脂酸為主，硬脂酸含量較少；飽和脂肪酸占不飽和脂肪酸的比例為0.40～0.65。鱗翅目中蛹時期飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸比例接近于1∶1∶1；幼蟲階段多不飽和脂肪酸含量高達53.80%，必須脂肪酸含量比較豐富。因此，昆蟲可以作為動物能量和必需脂肪酸的良好來源。

1.3 礦物質元素

昆蟲蛋白中礦物質元素含量豐富，不同發育階段和不同群落昆蟲之間礦物元素含量存在差異，其中鈣、鉀、鎂、磷和鈉等常量元素含量較高，鉀和磷分別達到22 060.00和1 090.00mg·100g-1，雙翅目中的蠅蛆蛋白中鈣含量為500.00mg·100g-1，鎂在鱗翅目中蛹階段含量為207.00mg·100g-1，幾種昆蟲干體礦物元素含量見表2[15-16]。此外，昆蟲蛋白含有豐富的微量元素，主要有鐵、鋅、錳、銅和硒，其中鐵和鋅的含量較高，直翅目中蝗蟲成蟲期鐵含量為229.70mg·100g-1，鞘翅目中紫棕象甲幼蟲階段鋅含量為15.80～26.50mg·100g-1，鱗翅目中幼蟲階段錳含量可達10 163.10mg·100g-1，均為有機礦物元素，容易被動物體吸收利用，可為動物提供必需的營養素。

1.4 維生素

維生素是動物為維持正常的生理功能而必需從食物中獲得的一類微量有機物質，在動物生長、代謝、發育過程中發揮著重要的作用。對昆蟲蛋白維生素的研究目前相對較少，幾種昆蟲干體維生素含量見表3[16]。蠅蛆蛋白維生素A、D和E含量分別為727.8、131.0和10.04mg· 100 g-1[12]。楊兆芬等報道，黃粉蟲幼蟲干粉維生索A和維生素E含量分別為337和898μg·100 g-1[17]。

表2 幾種昆蟲干體礦物元素含量DM

表3 幾種昆蟲干體維生素含量DM

1.5 功能蛋白

另外，研究發現昆蟲體內存在有多種功能蛋白，包括抗凍蛋白、儲存蛋白、熱休克蛋白、抗菌肽、干擾素、類免疫球蛋白、載體蛋白-2、信息素結合蛋白、滯育關聯蛋白、昆蟲幾丁質酶等[18]。昆蟲蛋白具有抗菌、抗病毒和抗腫瘤作用；可以通過促進淋巴細胞增殖，刺激抗體分泌，調節特異性免疫應答；也可以通過產生或增加免疫因子（凝集素、溶菌酶、抗菌蛋白、抗菌肽等），促進巨噬細胞的吞噬作用，調節非特異性免疫；另外，可促進免疫器官的發育，從而提高動物機體免疫力[19]。一些特殊的生物活性成分，如免疫活性物質和幾丁質，可顯著降低雞血清和蛋黃中膽固醇含量，提高飼料報酬和產蛋性能[20]。

2 在畜牧生產中的應用

2.1 雞

賈生福等報道，在AA肉仔雞日糧中添加蠅蛆粉5%與添加魚粉5%相比，平均日增重提高2.89%；蛋雞飼料中添加蛆粉10%～12%等量代替魚粉，產蛋率提高10.1%～20.3%[21]。張建斌等研究報道，產蛋雞飼料中添加蠅蛆干粉1.8%等量替代魚粉，提高了產蛋率、日產蛋量和蛋黃含量，降低了蛋黃膽固醇和蛋白含量[22]。研究表明，日糧中添加蠅蛆粉可以提高蛋仔雞成活率和均勻度，增加蛋雞的產蛋數和蛋重，同時增強機體免疫能力，免疫球蛋白IgG和IgM分別提高9.5%和7.1%[23]。飼糧中添加黃粉蟲等量替換魚粉在一定程度上可以改善肉仔雞的體增重、采食量以及料重比、體內蛋白質沉積率、蛋白質代謝率[24]。查天發等分別在基礎日糧中添加黃粉蟲0、3%、5%和7%來探討其對AA肉雞肌肉品質的影響，結果表明，飼料中添加黃粉蟲可以改善雞肉風味，日糧中添加黃粉蟲7%效果顯著（P＜0.05）；黃粉蟲組的肌纖維直徑增大，3%組增加顯著（P＜0.05），7%組增加極顯著（P＜0.01），且隨著黃粉蟲添加量的增加，雞肉的剪切力均有不同程度的增加；與對照組相比，黃粉蟲組失水率降低，由此可以看出，日糧中添加適當黃粉蟲可以增加雞肉持水能力，改善肌肉風味[25]。李江森等研究了飼料中添加黃粉蟲對果園生態放養雞生長性能和免疫功能的影響，結果表明，飼料中添加黃粉蟲干粉0.5%和1%能顯著提高果園生態放養雞的生長性能，促進免疫器官的生長發育，顯著提高新城疫（HI）抗體水平[26]。在8～21日齡矮腳黃雞日糧中添加蠅蛆粉4.44%可以顯著提高雞的采食量和日增重，可作為此階段肉雞日糧蛋白質的來源[27]。因此，飼料中添加昆蟲蛋白粉可以達到魚粉相同效果，且具有一定免疫增強作用，降低飼料成本，提高生產效益。

2.2 水產動物

曹俊明等研究了不同比例的家蠅蛆粉替代魚粉對凡納濱對蝦幼蝦生長性能、抗氧化以及非特異性免疫指標的影響，替代比例（等蛋白替代）分別為0、20%、40%、60%、80%和100%，結果表明，當蠅蛆粉的替代水平＜60%時，凡納濱對蝦的增重率（WGR）與對照組相比差異不顯著（P＞0.05），各組對蝦的攝食量、飼料系數和蛋白質效率等指標差異不顯著（P＞0.05），隨替代水平的繼續增加，各指標顯著降低（P＜0.05）；隨家蠅蛆粉替代魚粉水平的增加，凡納濱對蝦全蝦粗蛋白質含量顯著升高（P＜0.05），粗脂肪含量顯著降低（P＜0.05），各替代組干物質和灰分含量與對照組相比差異不顯著（P＞0.05）；凡納濱對蝦的血細胞總數的組間差異不顯著（P＞0.05），提示家蠅蛆粉部分或者完全替代魚粉對凡納濱對蝦的細胞總數不會產生顯著的不利影響[28]。進一步研究發現，當家蠅蛆粉替代魚粉水平＜60%時，除凡納濱對蝦肌肉游離精氨酸含量顯著升高外，對肌肉常規營養成分組成和必需氨基酸、鮮味氨基酸和肌苷酸含量無顯著性影響（P＞0.05）[29]。另外，研究還發現，蠅蛆粉替代水平＜60%時對凡納濱對蝦消化酶和轉氨酶活性無顯著影響（P＞0.05），對肝胰腺結構損傷不顯著[30]。因此，在凡納濱對蝦飼料中用適當比例的蠅蛆粉替代魚粉，對其生長性能及肉質無顯著影響。

文遠紅等研究蠅蛆粉替代魚粉對黃顙魚幼魚生長性能、體組成和血漿生化指標的影響，結果表明，與對照組相比，蠅蛆粉替代組不影響黃顙魚幼魚存活率；除了20%替代組外，蠅蛆粉替代組的體重、增重率、特定生長率、蛋白質效率和蛋白質沉積率顯著降低（P＜0.05），飼料系數顯著提高（P＜0.05）；蠅蛆粉替代組對幼魚肥滿度、臟體比、肝體比、全魚水分、粗蛋白質、粗脂肪、灰分、鈣、總磷含量和血漿尿素氮含量及谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶活性的影響不顯著（P＞0.05）。當蠅蛆粉替代魚粉比例＞20%時，各組血漿葡萄糖、血漿高密度脂蛋白膽固醇在一定程度上升高，血漿總蛋白、血漿膽固醇和血漿低密度脂蛋白膽固醇含量降低，這提示在黃顙魚幼魚飼料中蠅蛆粉替代魚粉的比例應＜20%[31]。另外，黃燕華等進一步研究了蠅蛆粉替代魚粉對黃顙魚肌肉品質的影響，結果表明，蠅蛆粉替代魚粉水平對黃顙魚肌肉水分、粗蛋白質、粗脂肪含量無顯著影響（P＞0.05），對肌肉pH、滴水損失、蒸煮損失和超氧化物歧化酶活性無顯著影響（P＞0.05），各組肌肉谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸等風味氨基酸和總風味氨基酸含量差異不顯著（P＞0.05），而40%～60%組則顯著降低了肌肉丙二醛含量（P＜0.05），60%～100%組顯著降低了肌肉中C14:0、C18:3n-3、C22:6n-3（DHA）、EPA+DHA、多不飽和脂肪酸（PUFA）、n-3 PUFA 含量和 n-3/n-6比值（P＜0.05）[32]。這表明在黃顙魚飼料中蠅蛆粉替代魚粉水平應≤40%。周永富等選擇兩組稚鱉，分別飼喂蠅蛆和捏碎的 熟蛋黃，1個月后稱重，結果發現，試驗組平均增重4.53 g·只-1，增重率為160.2%，對照組平均增重1.2 g·只-1，增重率為42.6%[33]。吉紅等研究報道，蠶蛹替代框鱗鏡鯉日糧中50%魚粉蛋白對機體氨基酸和脂肪酸組成有一定影響，但不影響框鱗鏡鯉的健康狀況，有促進生長及改善飼料利用效率的趨勢[34]。張建祿等研究發現，脫脂蠶蛹可替代建鯉飼料中＜50%的魚粉，對其生長性能、體成分及健康狀況指標影響不大，若同時添加晶體賴氨酸可提高魚體的蛋白質沉積水平[35]。

3 小結

昆蟲資源豐富，蛋白質含量高，纖維含量少，微量元素豐富，可持續利用，是一種潛在的優質蛋白質資源。昆蟲蛋白在動物生產中可不同程度地替代飼料中魚粉，而在雞生產中有些昆蟲蛋白甚至可以完全替代魚粉，但在實際生產應用中還存在著許多問題需要進一步研究，例如到目前為止只有較少的昆蟲蛋白資源被發掘和研究，昆蟲蛋白資源的利用技術還處于初級階段；昆蟲蛋白生產規模小和加工工藝落后，生產成本較高，工業化程度不高；昆蟲蛋白中未知生物活性成分的檢測分析不清楚等。積極開發和利用昆蟲蛋白資源，可有效緩解目前飼用蛋白質原料不足的現狀，對降低飼料成本，提高經濟效益和促進畜牧業發展具有重要意義。

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