昆蟲蛋白營養(yǎng)價(jià)值及在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

張?zhí)柦?，郭愛紅

（1.中糧飼料有限公司，廣東 茂名 525200；2.廣東省高州農(nóng)業(yè)學(xué)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(zhuǎn)化率高，飼養(yǎng)空間小。與豬、牛生產(chǎn)相比，能夠產(chǎn)生更少的溫室氣體，可減少畜牧業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的不利影響[1]。這些優(yōu)越的生物特性，為人類開發(fā)利用昆蟲資源提供便利條件。昆蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)含量高，可達(dá)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(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)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(zhì)元素（Ca、Mg、P、Cu、 Fe、Zn、K等），且消化性能良好，是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)飼料資源[4-5]。

隨著飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，蛋白質(zhì)資源需要量越來越大，積極尋找新的蛋白質(zhì)源，開發(fā)利用昆蟲蛋白資源，將在一定程度上緩解和改善動(dòng)物性蛋白質(zhì)飼料嚴(yán)重短缺的局面。本文就昆蟲蛋白營養(yǎng)價(jià)值及其在畜牧生產(chǎn)中的利用進(jìn)行綜述。

1 營養(yǎng)價(jià)值

1.1 蛋白質(zhì)含量高，氨基酸平衡

昆蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)含量很高，氨基酸比例均衡，營養(yǎng)價(jià)值較高，是飼料生產(chǎn)中潛在的重要蛋白質(zhì)資源。謝保令報(bào)道，黃粉蟲幼蟲、蛹和成蟲的粗蛋白質(zhì)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(dá)到FAO/WHO提出的標(biāo)準(zhǔn)[6]?；认x蛋白質(zhì)含量達(dá)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(zhì)的比例＞40%[7]。干物質(zhì)基礎(chǔ)的蠶蛹中蛋白質(zhì)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(fēng)干物中粗蛋白質(zhì)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(zhì)量接近魚粉[10-12]。

1.2 脂肪和脂肪酸

昆蟲蛋白內(nèi)脂肪含量豐富，但不同昆蟲、不同發(fā)育階段，昆蟲體內(nèi)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(zhì)基礎(chǔ)）

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(dá)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(shí)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(dá)53.80%，必須脂肪酸含量比較豐富。因此，昆蟲可以作為動(dòng)物能量和必需脂肪酸的良好來源。

1.3 礦物質(zhì)元素

昆蟲蛋白中礦物質(zhì)元素含量豐富，不同發(fā)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(dá)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(dá)10 163.10mg·100g-1，均為有機(jī)礦物元素，容易被動(dòng)物體吸收利用，可為動(dòng)物提供必需的營養(yǎng)素。

1.4 維生素

維生素是動(dòng)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(jī)物質(zhì)，在動(dòng)物生長、代謝、發(fā)育過程中發(fā)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(bào)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(fā)現(xiàn)昆蟲體內(nèi)存在有多種功能蛋白，包括抗凍蛋白、儲(chǔ)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(jié)合蛋白、滯育關(guān)聯(lián)蛋白、昆蟲幾丁質(zhì)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(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，刺激抗體分泌，調(diào)節(jié)特異性免疫應(yīng)答；也可以通過產(chǎn)生或增加免疫因子（凝集素、溶菌酶、抗菌蛋白、抗菌肽等），促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬作用，調(diào)節(jié)非特異性免疫；另外，可促進(jìn)免疫器官的發(fā)育，從而提高動(dòng)物機(jī)體免疫力[19]。一些特殊的生物活性成分，如免疫活性物質(zhì)和幾丁質(zhì)，可顯著降低雞血清和蛋黃中膽固醇含量，提高飼料報(bào)酬和產(chǎn)蛋性能[20]。

2 在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 雞

賈生福等報(bào)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(chǎn)蛋率提高10.1%～20.3%[21]。張建斌等研究報(bào)道，產(chǎn)蛋雞飼料中添加蠅蛆干粉1.8%等量替代魚粉，提高了產(chǎn)蛋率、日產(chǎn)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(chǎn)蛋數(shù)和蛋重，同時(shí)增強(qiáng)機(jī)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(nèi)蛋白質(zhì)沉積率、蛋白質(zhì)代謝率[24]。查天發(fā)等分別在基礎(chǔ)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(zhì)的影響，結(jié)果表明，飼料中添加黃粉蟲可以改善雞肉風(fēng)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(dāng)黃粉蟲可以增加雞肉持水能力，改善肌肉風(fēng)味[25]。李江森等研究了飼料中添加黃粉蟲對果園生態(tài)放養(yǎng)雞生長性能和免疫功能的影響，結(jié)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(tài)放養(yǎng)雞的生長性能，促進(jìn)免疫器官的生長發(fā)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(zhì)的來源[27]。因此，飼料中添加昆蟲蛋白粉可以達(dá)到魚粉相同效果，且具有一定免疫增強(qiáng)作用，降低飼料成本，提高生產(chǎn)效益。

2.2 水產(chǎn)動(dòng)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(biāo)的影響，替代比例（等蛋白替代）分別為0、20%、40%、60%、80%和100%，結(jié)果表明，當(dāng)蠅蛆粉的替代水平＜60%時(shí)，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(shù)和蛋白質(zhì)效率等指標(biāo)差異不顯著（P＞0.05），隨替代水平的繼續(xù)增加，各指標(biāo)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(zhì)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(zhì)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(xì)胞總數(shù)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(xì)胞總數(shù)不會(huì)產(chǎn)生顯著的不利影響[28]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)家蠅蛆粉替代魚粉水平＜60%時(shí)，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(guī)營養(yǎng)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(fā)現(xiàn)，蠅蛆粉替代水平＜60%時(shí)對凡納濱對蝦消化酶和轉(zhuǎn)氨酶活性無顯著影響（P＞0.05），對肝胰腺結(jié)構(gòu)損傷不顯著[30]。因此，在凡納濱對蝦飼料中用適當(dāng)比例的蠅蛆粉替代魚粉，對其生長性能及肉質(zhì)無顯著影響。

文遠(yuǎn)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(biāo)的影響，結(jié)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(zhì)效率和蛋白質(zhì)沉積率顯著降低（P＜0.05），飼料系數(shù)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(zhì)、粗脂肪、灰分、鈣、總磷含量和血漿尿素氮含量及谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶活性的影響不顯著（P＞0.05）。當(dāng)蠅蛆粉替代魚粉比例＞20%時(shí)，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(yīng)＜20%[31]。另外，黃燕華等進(jìn)一步研究了蠅蛆粉替代魚粉對黃顙魚肌肉品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，蠅蛆粉替代魚粉水平對黃顙魚肌肉水分、粗蛋白質(zhì)、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(fēng)味氨基酸和總風(fēng)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(yīng)≤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(gè)月后稱重，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)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(bào)道，蠶蛹替代框鱗鏡鯉日糧中50%魚粉蛋白對機(jī)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(jìn)生長及改善飼料利用效率的趨勢[34]。張建祿等研究發(fā)現(xiàn)，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(biāo)影響不大，若同時(shí)添加晶體賴氨酸可提高魚體的蛋白質(zhì)沉積水平[35]。

3 小結(jié)

昆蟲資源豐富，蛋白質(zhì)含量高，纖維含量少，微量元素豐富，可持續(xù)利用，是一種潛在的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源。昆蟲蛋白在動(dòng)物生產(chǎn)中可不同程度地替代飼料中魚粉，而在雞生產(chǎn)中有些昆蟲蛋白甚至可以完全替代魚粉，但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中還存在著許多問題需要進(jìn)一步研究，例如到目前為止只有較少的昆蟲蛋白資源被發(fā)掘和研究，昆蟲蛋白資源的利用技術(shù)還處于初級階段；昆蟲蛋白生產(chǎn)規(guī)模小和加工工藝落后，生產(chǎn)成本較高，工業(yè)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(fā)和利用昆蟲蛋白資源，可有效緩解目前飼用蛋白質(zhì)原料不足的現(xiàn)狀，對降低飼料成本，提高經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展具有重要意義。

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