昆蟲蛋白的營養價值及其在動物生產中的應用

張號杰， 郭愛紅， 秦江帆， 李孝偉， 付云娜

（1.中糧飼料（茂名）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，可以減少畜牧業生產對環境的不利影響 （Oonincx等，2010）。昆蟲體內蛋白質含量高，可達其干重的 50%～82%（Schabel，2010）， 其中必需氨基酸含量為10%～30%，占氨基酸總量的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（馮穎，2005）。另外，含有豐富的軟脂酸和不飽和脂肪酸、維生素、礦物質元素等，消化性能良好，是優質的蛋白質飼料資源（Anand等，2008；周元軍，2005）。開發利用昆蟲蛋白質資源，將會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。本文就昆蟲蛋白的營養價值以及其在動物生產中的應用進行綜述。

1 昆蟲蛋白的營養價值

1.1 蛋白質 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（1994）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%。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在35%左右，水溶性蛋白的比例超過了40%（段玉峰，2005）。干物質基礎的蠶蛹中蛋白質含量占60%左右，18種氨基酸的含量均占1.5%以上，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%（王偉等，2006； 楊海霞等，2002）。蠅蛆風干物中粗蛋白質含量為56.18%～65.00%，賴氨酸、蛋氨酸和必需氨基酸總量分別是魚粉的2.6、2.7倍和2.3倍，氨基酸質量接近魚粉（白鋼和張翼翔，2010；斯琴高娃等，2008）。

1.2 脂肪和脂肪酸 昆蟲蛋白中脂肪含量豐富，但不同昆蟲之間以及不同發育階段，昆蟲體內脂肪含量差別較大。脂肪酸中主要是C16和C18脂肪酸，不飽和脂肪酸含量占比較大，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 。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%，必需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，鉀和磷含量分別達到22060 mg/100 g和1090 mg/100 g，雙翅目中的蠅蛆蛋白中鈣含量為500 mg/100 g，鎂在鱗翅目中蛹階段含量為207 mg/100 g。此外，昆蟲蛋白中含有豐富的鐵、鋅、錳、銅、硒等微量元素，其中鐵和鋅的含量較高，直翅目中蝗蟲成蟲期鐵含量為229.70 mg/100 g，鞘翅目中紫棕象甲幼蟲階段鋅含量為15.80～26.50 mg/100 g，鱗翅目中幼蟲階段錳含量可達10163.10 mg/100 g，均為有機礦物元素，容易被動物機體吸收利用，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須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。白鋼和張翼翔（2010）研究表明蠅蛆蛋白維生素A、維生素D和維生素E含量分別為727.8、131.0 μg/100 g 和 10.04 mg/100 g。 楊兆芬和吳小楠（1999）報道黃粉蟲幼蟲干粉，維生素A和維生素 E 含量分別為 337 μg/100 g和 898 μg/100 g。

1.5 功能蛋白 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、甾體載體蛋白-2、信息素結合蛋白、滯育關聯蛋白、昆蟲幾丁質酶等（田華和王莉，2011）。昆蟲蛋白具有抗菌、抗病毒和抗腫瘤作用；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；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（李奕冉等，2010）。一些特殊的生物活性成分，如免疫活性物質和幾丁質，可顯著降低雞血清及蛋黃中膽固醇含量，提高飼料報酬和產蛋性能（方洛云等，2009）。

2 昆蟲蛋白粉在動物生產中的應用

2.1 昆蟲蛋白粉在雞生產中的應用 賈生福和馬彥彪（2007）報道，在AA肉仔雞日糧中添加5%的蠅蛆粉與添加5%的魚粉相比，平均日增重提高了2.89%；蛋雞飼料中添加10%～12%的蛆粉等量代替魚粉，產蛋率提高10.1%～20.3%。張建斌和郭敏增（2010）研究報道，產蛋雞飼料中添加1.8%蠅蛆干粉等量替代魚粉，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。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，同時增強了機體免疫能力，免疫球蛋白IgG和IgM水平分別提高了9.5%和7.1%（郝貴增等，2012）。飼糧中添加黃粉蟲等量替換魚粉和添加不同濃度水平的黃粉蟲，在一定程度上可以改善肉仔雞的體增重、采食量、料重比、體內蛋白質沉積率、蛋白質代謝率（申紅等，2006）。查天發和付應霄（2008）分別在基礎日糧中添加0%、3%、5%和7%的黃粉蟲對AA肉雞肌肉品質的影響，結果表明：（1）飼料中添加黃粉蟲可以改善雞肉風味，日糧中添加7%黃粉蟲效果顯著；（2）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；（3）與對照組相比，黃粉蟲組肌肉滴水損失率降低。結果提示，日糧中添加適量黃粉蟲可以增加雞肉持水能力，改善肌肉風味。李江森等（2013）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0.5%和1%黃粉蟲干粉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。在8～21日齡矮腳黃雞日糧中添加4.44%蠅蛆粉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（任靜雷等，2011）。綜上所述，飼料中添加昆蟲蛋白粉可以達到與魚粉相同效果，且具有一定的免疫增強作用，降低飼料成本，提高生產效益。

2.2 昆蟲蛋白粉在水產養殖中的應用 曹俊明等（2012a）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、抗氧化性能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：（1）當蠅蛆粉的替代水平低于60%時，凡納濱對蝦的增重率（WGR）與對照組相比差異不顯著，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，隨替代水平的繼續增加，各指標顯著降低（P ＜ 0.05）；（2）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，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）；（3）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。進一步研究發現，當家蠅蛆粉替代魚粉水平低于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影響 （嚴晶等，2012）。另外，有研究發現，蠅蛆粉替代水平低于60%時，對凡納濱對蝦消化酶和轉氨酶活性無顯著影響，對肝胰腺結構損傷不明顯（曹俊明，2012b）。由此可見，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沒有影響。

文遠紅等（2013）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，蠅蛆粉替代基礎飼料中 0%、20%、40%、60%、80%、100%魚粉，結果顯示：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，其他各替代組的體重、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大（P＞0.05）。當蠅蛆粉替代魚粉比例超過20%時，在一定程度上，各組血漿葡萄糖、血漿高密度脂蛋白膽固醇升高，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。說明在黃顙魚幼魚飼料中蠅蛆粉替代魚粉的比例應小于20%。另外，黃燕華等（2013）進一步研究了蠅蛆粉替代魚粉對黃顙魚肌肉品質的影響，結果顯示，蠅蛆粉替代魚粉水平對黃顙魚肌肉水分、粗蛋白質、粗脂肪含量影響不顯著（P＞0.05），對肌肉pH、滴水損失（DL）、蒸煮損失（CL）和超氧化物歧化酶（SOD）活性無顯著影響（P ＞ 0.05），各組肌肉谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）、天冬氨酸（Asp）等風味氨基酸和總風味氨基酸（TFAA）含量差異不顯著（P＞0.05），而40% ～60%組顯著降低了肌肉丙二醛（MDA）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）。說明在黃顙魚飼料中蠅蛆粉替代魚粉水平不宜超過40%。

吉紅等（2012）研究報道，蠶蛹替代框鱗鏡鯉日糧中50%魚粉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。另有研究發現，脫脂蠶蛹替代建鯉飼料中50%以下的魚粉，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（張建祿等，2013）。

3 小結

昆蟲資源豐富，營養價值較高，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含量，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，如目前為止只有較少的昆蟲蛋白質資源被發掘和研究；昆蟲蛋白生產規模小，加工工藝落后，生產成本較高；昆蟲蛋白中未知生物活性成分的檢測分析不夠等。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，對于降低飼料成本，提高經濟效益和促進畜牧業發展具有重要意義。

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