昆蟲(chóng)粉在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用及效果提升技術(shù)

■舒昊明 何小剛 艾春香* 蔡旺進(jìn) 胡 兵

（1.廈門(mén)大學(xué)海洋與地球?qū)W院，福建廈門(mén)361005；2.福建天馬科技集團(tuán)股份有限公司，福建福清350308）

昆蟲(chóng)(Insect)，隸屬于節(jié)肢動(dòng)物門(mén)(Arthropod)，昆蟲(chóng)綱(Insecta)，其種類繁多、形態(tài)各異，是地球上數(shù)量最多的動(dòng)物群體。由于昆蟲(chóng)具有分布廣泛、易飼養(yǎng)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富、功能性物質(zhì)含量較高等特點(diǎn)，逐漸成為人們開(kāi)發(fā)新型飼料原料研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。常用作飼料蛋白源的昆蟲(chóng)包括直翅目[1-2]、鞘翅目[3-4]、鱗翅目[5]、雙翅目[6-8]等目的種類，昆蟲(chóng)除了作為飼料蛋白源，還可作為功能性飼料添加劑。目前，昆蟲(chóng)粉作為水產(chǎn)飼料原料已應(yīng)用于許多魚(yú)類、蝦蟹類[凡納濱對(duì)蝦（Litopenaeus vannamei）[3]]以及某些兩棲動(dòng)物[大鯢（Andrias davidianus）[9]、黑 斑 蛙（Rana nigromaculata Hallowell）[10]]等水產(chǎn)動(dòng)物，其養(yǎng)殖效果隨昆蟲(chóng)種類、使用量以及養(yǎng)殖動(dòng)物種類不同而有所差異。一般而言，昆蟲(chóng)飼料與養(yǎng)殖動(dòng)物生長(zhǎng)性能以及一些特定的免疫功能相關(guān)性良好[11]。

大多數(shù)昆蟲(chóng)的生活史包括卵期、幼蟲(chóng)期、蛹期和成蟲(chóng)期，且繁殖周期較短，如黑水虻(Hermetia illu?cens L.)整個(gè)生長(zhǎng)周期35 d左右[12]。昆蟲(chóng)在不同時(shí)期，其體態(tài)與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量差異很大，如黃粉蟲(chóng)（Tene?brio molitor）蛹、幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)的脂肪含量分別為36.2%、34.1%和30.9%，且在各季節(jié)和幼蟲(chóng)齡期含脂肪量各異，蛹和越冬幼蟲(chóng)的脂肪含量較高，成蟲(chóng)和生長(zhǎng)期幼蟲(chóng)的脂肪含量較低[13]。黑水虻幼蟲(chóng)含有豐富的必需氨基酸(essential amino acid, EAA)，其中亮氨酸、纈氨酸和賴氨酸含量較高，占EAA 總量23.32%，EAA 量占氨基酸總量(Total amino acid, TAA)的比例達(dá)51.07%，超過(guò)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(WHO/FAO)所規(guī)定的EAA/TAA 為40%的標(biāo)準(zhǔn)[14]。桑蠶(Bombyx mori Linnaeus)作為鱗翅目代表物種，通常在蛹期作為原料應(yīng)用到水產(chǎn)飼料中，這主要是由于桑蠶蛹蛋白質(zhì)中含有18 種氨基酸，其中8 種人體EAA/TAA 為44.1%，比例適宜，符合標(biāo)準(zhǔn)，易被吸收利用，是一種較為理想的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)[15]。

1 昆蟲(chóng)的營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)

昆蟲(chóng)是一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富的動(dòng)物，它可以提供許多高質(zhì)量蛋白質(zhì)和微量營(yíng)養(yǎng)素。同時(shí)，昆蟲(chóng)也是脂肪的重要來(lái)源，其脂肪質(zhì)量因昆蟲(chóng)的種類和飼養(yǎng)條件而異。近幾年，有關(guān)昆蟲(chóng)的蛋白質(zhì)(氨基酸)、脂肪(脂肪酸)、微量元素、維生素以及幾丁質(zhì)等作了大量的分析測(cè)定。

1.1 昆蟲(chóng)的蛋白質(zhì)、氨基酸組成及其含量

昆蟲(chóng)的蛋白質(zhì)含量與質(zhì)量是判定其能否作為水產(chǎn)飼料中替代魚(yú)粉的關(guān)鍵因子，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)質(zhì)量與水產(chǎn)動(dòng)物以及人類需求息息相關(guān)。測(cè)定數(shù)據(jù)顯示，部分昆蟲(chóng)蛋白質(zhì)平均含量高達(dá)80%左右[16]，其含量變化主要受昆蟲(chóng)的種類及加工工藝的影響。如等翅目白蟻科(Termitidae)和直翅目蟋蟀科(Gryllidae)、蝗科(Acridi?dae)中某些可食昆蟲(chóng)干物質(zhì)的蛋白質(zhì)含量大約為35.3%～61.3%之間[17]，有幾種蝗蟲(chóng)的蛋白質(zhì)含量高達(dá)77%[18]。因此，就蛋白質(zhì)的含量而言，昆蟲(chóng)是一種有價(jià)值的可持續(xù)開(kāi)發(fā)的蛋白質(zhì)資源，可作為食物和飼料的成分。昆蟲(chóng)粉在水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物飼料中的應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)其蛋白質(zhì)的消化率和氨基酸組成等方面進(jìn)行定量評(píng)估，昆蟲(chóng)蛋白質(zhì)含有豐富的EAA，然而目前有關(guān)昆蟲(chóng)蛋白質(zhì)消化率和質(zhì)量與人類需求之間的關(guān)系尚未充分評(píng)估。早期，人們利用蛋白質(zhì)消化-糾正氨基酸評(píng)分(PDCAAS)評(píng)價(jià)蠶蛹蛋白質(zhì)質(zhì)量，其蛋白質(zhì)質(zhì)量與肉類相似，滿足人體需要的限制性氨基酸為亮氨酸[19-20]，這也進(jìn)一步論證了昆蟲(chóng)是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的蛋白源。自2011 年以來(lái)，蛋白質(zhì)質(zhì)量通常使用可消化不可缺少氨基酸評(píng)分(DIAAS)方法評(píng)估[21]，這種方法可以得到不同食物來(lái)源之間蛋白質(zhì)質(zhì)量更準(zhǔn)確、更直接的可比性度量。

在維持水產(chǎn)動(dòng)物正常生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，不僅需要考慮蛋白質(zhì)水平，還需要保持氨基酸的平衡。不同昆蟲(chóng)種類體內(nèi)氨基酸的含量各異，根據(jù)世界衛(wèi)生組織(2007)的研究，除了大部分半翅目昆蟲(chóng)的異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和纈氨酸含量較低，雙翅目昆蟲(chóng)的亮氨酸和半胱氨酸含量較低外，大多數(shù)可食用昆蟲(chóng)基本能夠提供人類營(yíng)養(yǎng)所需的EAA。某些昆蟲(chóng)物種的苯丙氨酸和酪氨酸含量較高，一些昆蟲(chóng)物種富含色氨酸、賴氨酸和蘇氨酸[22]。同時(shí)，雙翅目某些昆蟲(chóng)的氨基酸結(jié)構(gòu)和魚(yú)粉中氨基酸更為接近，某些直翅目和鞘翅目昆蟲(chóng)體內(nèi)氨基酸結(jié)構(gòu)和大豆氨基酸更為接近[17]?？傮w來(lái)說(shuō)，目前用于水產(chǎn)飼料大多數(shù)昆蟲(chóng)的氨基酸與水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)所需求呈現(xiàn)一種良好的相關(guān)性。

1.2 脂肪

昆蟲(chóng)的脂質(zhì)水平通常在7.9%～40%之間[23-24]，可為水產(chǎn)動(dòng)物提供豐富的脂肪。使用索氏提取法提取脫水后，測(cè)定了九香蟲(chóng)(Coridius chinensis)、黃粉蟲(chóng)(Te?nebrio molitor)和大麥蟲(chóng)(Zophoba satratus Fab.)等昆蟲(chóng)的粗脂肪，其含量在24.01%～43.27%之間，利用氣相色譜儀測(cè)定粗脂肪中不飽和脂肪酸的組成，其三種不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸、亞麻酸)總含量分別為4.6%、76.2%、59.3%。這也說(shuō)明九香蟲(chóng)、黃粉蟲(chóng)、大麥蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料添加劑具有良好的效用，能夠提供足夠的油脂來(lái)源，保證水產(chǎn)動(dòng)物良好的生長(zhǎng)狀態(tài)[25]。食品中脂肪的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量通常是由脂肪酸的組成決定的。脂肪酸作為脂肪的基本組成，其結(jié)構(gòu)與功能差異很大，根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可分為三大類：飽和脂肪酸(SFA)、單不飽和脂肪酸(MUFA)和多不飽和脂肪酸(PUFA)，決定了膳食脂肪的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量。研究昆蟲(chóng)脂肪的同時(shí)，掌握一種具有營(yíng)養(yǎng)優(yōu)勢(shì)的脂肪酸譜的昆蟲(chóng)油提取方法也很有意義。以蜜蜂(Bee)為代表的膜翅目昆蟲(chóng)中飽和脂肪酸(SFA)含量為31.8%，以白蟻為代表的等翅目昆蟲(chóng)中SFA 含量為42.0%，單不飽和脂肪酸(MUFA)的含量在22.0%～48.6%之間，多不飽和脂肪酸(PUFA)的含量在16.0%～39.8%之間，某些直翅目(蝗蟲(chóng)、蟋蟀)和鱗翅目昆蟲(chóng)PUFA 含量尤其高[22]。昆蟲(chóng)體內(nèi)脂肪酸含量的變化較大，主要受制于昆蟲(chóng)的種類、食物與養(yǎng)殖方式[22，26-27]，將魚(yú)的內(nèi)臟喂給黑兵蠅幼蟲(chóng)，會(huì)導(dǎo)致昆蟲(chóng)脂肪顯著富集，尤其是多不飽和n-3脂肪酸、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)[28]。陸生昆蟲(chóng)往往會(huì)缺乏高度不飽和脂肪酸，這有損魚(yú)類的生長(zhǎng)健康[29]。因此在食用昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料應(yīng)該注意使用不同水平的n-3脂肪酸強(qiáng)化這些飼料，達(dá)到適合魚(yú)類生長(zhǎng)的平衡狀態(tài)。但總的來(lái)說(shuō)，昆蟲(chóng)是必需的n-3 和n-6 脂肪酸的寶貴來(lái)源[30]，而在飲食中使用PUFA替代SFA被證明可以降低患冠心病的風(fēng)險(xiǎn)[29]。

1.3 昆蟲(chóng)的微量元素與維生素組成及含量

作為維持機(jī)體正常生命活動(dòng)的鈣、鐵、硒、鉀等微量元素在昆蟲(chóng)體內(nèi)都被發(fā)現(xiàn)過(guò)[31-32]，其中，尤其是鐵、鋅兩種元素在昆蟲(chóng)中含量豐富，可以很好地彌補(bǔ)某些中低收入國(guó)家飲食中礦物質(zhì)的缺乏問(wèn)題。昆蟲(chóng)體內(nèi)含有多種維生素[33]，維生素和礦物質(zhì)分布在很大程度上取決于昆蟲(chóng)食物組成?？梢愿鶕?jù)水產(chǎn)動(dòng)物微量元素和維生素的營(yíng)養(yǎng)需求，控制昆蟲(chóng)養(yǎng)殖條件，使其體內(nèi)的維生素和礦物質(zhì)達(dá)到預(yù)期水平[34]。從已有研究來(lái)看，昆蟲(chóng)礦物質(zhì)的特定生物利用率尚未建立一個(gè)完整的評(píng)估體系，需要更充分地評(píng)估其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

1.4 昆蟲(chóng)的甲殼素含量

甲殼素是一種復(fù)雜的多糖結(jié)構(gòu)，又稱為幾丁質(zhì)，廣泛存在于低等植物菌類、藻類的細(xì)胞，節(jié)肢動(dòng)物蝦、蟹、蠅蛆和昆蟲(chóng)的外殼，高等植物的細(xì)胞壁中[35]。其中，昆蟲(chóng)原表皮層中甲殼素成分含量為25%～60%[36]，主要形成堅(jiān)硬的外骨骼結(jié)構(gòu)。幾丁質(zhì)是由乙酰氨基葡萄糖聚合物組成[36]，通常天然的甲殼素在脫去乙酰氨基后，形成的衍生物為殼聚糖[22]，在食品保鮮、醫(yī)學(xué)、環(huán)境和化工等方面存在著廣泛應(yīng)用[37～39]。甲殼素本質(zhì)上被認(rèn)為是膳食纖維，也可以作為一種益生菌，它可以促進(jìn)生長(zhǎng)，同時(shí)抑制腸道中的致病菌[36]。昆蟲(chóng)粉在水產(chǎn)飼料中應(yīng)用，因其富含甲殼素而有助于減輕腸道功能障礙，使得水產(chǎn)動(dòng)物更加健康生長(zhǎng)。人體消化液中存在幾丁質(zhì)降解酶[36]，在水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)是否存在幾丁質(zhì)降解酶值得進(jìn)一步探索，使用了昆蟲(chóng)粉的水產(chǎn)飼料中添加適量的甲殼素酶，有助于水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)幾丁質(zhì)的消化。使用了蠅蛆粉的泥鰍飼料中添加0.1%的甲殼素酶，能夠有效地保障其生長(zhǎng)性能，增強(qiáng)其非特異性免疫力[40]。通過(guò)一定的工藝可以提取昆蟲(chóng)中甲殼素，昆蟲(chóng)成蟲(chóng)甲殼素提取得率高于幼蟲(chóng)[41]，將甲殼素進(jìn)一步加工為系列產(chǎn)品，均具有良好的應(yīng)用前景[42]。

2 昆蟲(chóng)在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題

隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，魚(yú)粉等資源短缺問(wèn)題日益顯現(xiàn)，水產(chǎn)飼料蛋白源的供需矛盾日益尖銳。開(kāi)發(fā)昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料蛋白源已成為當(dāng)今的熱點(diǎn)之一。美國(guó)密西水產(chǎn)研究所較為系統(tǒng)地研究了昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料蛋白源的效果，規(guī)模化培育出了優(yōu)質(zhì)的蟲(chóng)蛾蛋白，并且實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)應(yīng)用[43]。在歐洲，為了減輕對(duì)蛋白質(zhì)的進(jìn)口依賴，同時(shí)確保歐盟農(nóng)民和客戶擁有可持續(xù)利用的蛋白來(lái)源，歐盟成員國(guó)代表于2017 年春季正式批準(zhǔn)了歐盟委員會(huì)關(guān)于昆蟲(chóng)蛋白作為水產(chǎn)飼料的提案[44]。從世界范圍內(nèi)來(lái)看，使用昆蟲(chóng)蛋白作為水產(chǎn)飼料成分也是世界糧食安全的一大進(jìn)步，因?yàn)椴粩嘞暮Ｑ篝~(yú)類資源獲取魚(yú)粉作為飼料蛋白源，對(duì)于生物資源以及水域生態(tài)建設(shè)等極具破壞力。將水產(chǎn)飼料中魚(yú)粉用昆蟲(chóng)蛋白部分或全部替代，有助于節(jié)約魚(yú)粉資源，這對(duì)于保護(hù)海洋漁業(yè)生物資源和維護(hù)良好的海洋生態(tài)環(huán)境等方面也具有深遠(yuǎn)意義。

近年來(lái)，我國(guó)有關(guān)家蠅幼蟲(chóng)、螞蟻等養(yǎng)殖昆蟲(chóng)的研究與實(shí)踐取得了階段性的進(jìn)展。使用昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料蛋白源，同時(shí)也是一個(gè)新的飼料資源開(kāi)發(fā)利用方式。盡管目前昆蟲(chóng)的產(chǎn)量還不足以用于商業(yè)魚(yú)類飼料的生產(chǎn)，但它們作為未來(lái)水產(chǎn)生產(chǎn)的可持續(xù)原料顯示出巨大的潛力[45]。昆蟲(chóng)蛋白資源的開(kāi)發(fā)可以緩解優(yōu)質(zhì)蛋白資源短缺的問(wèn)題，促進(jìn)水產(chǎn)飼料業(yè)的綠色發(fā)展。然而以昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料蛋白源的應(yīng)用中仍存在許多亟待解決的問(wèn)題。

2.1 昆蟲(chóng)體內(nèi)氨基酸以及EPA和DHA的限制

維持水產(chǎn)動(dòng)物健康生長(zhǎng)，保證各種EAA 的平衡性極其重要。不同昆蟲(chóng)體內(nèi)的氨基酸成分各異，且與魚(yú)粉氨基酸組成存在差異，因此使用昆蟲(chóng)蛋白替代魚(yú)粉需要考慮氨基酸的平衡，補(bǔ)充不足的氨基酸。研究表明，凡納濱對(duì)蝦飼料中使用15%的黃粉蟲(chóng)其生長(zhǎng)性能與用正常飼料喂養(yǎng)無(wú)顯著差異，但對(duì)蝦體內(nèi)蛋氨酸含量低，在使用黃粉蟲(chóng)作為凡納濱對(duì)蝦飼料中的替代蛋白質(zhì)飼料，應(yīng)注意補(bǔ)充蛋氨酸，保證水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)氨基酸平衡[3]。此外，高度不飽和脂肪酸涉及到多種功能，如細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和類二十烷酸產(chǎn)物的生成[46]。大部分的海水魚(yú)類生長(zhǎng)需要足夠的EPA 和DHA，同時(shí)對(duì)于這些脂肪酸合成能力很有限，因此需要通過(guò)食物攝取以滿足自身的需求。昆蟲(chóng)的體內(nèi)缺乏足夠的EPA 和DHA，如果使用昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料，就需要綜合考慮飼料中高度不飽和脂肪酸的平衡，避免影響?zhàn)B殖魚(yú)類的生長(zhǎng)、健康和品質(zhì)。

2.2 昆蟲(chóng)體內(nèi)積累的有毒有害物質(zhì)和重金屬

昆蟲(chóng)體內(nèi)所含有的有害物質(zhì)主要包括農(nóng)藥殘留、毒素、重金屬離子以及一些病原微生物等。使用含有藥物殘留的生物體作為原料來(lái)生產(chǎn)飼料，會(huì)使飼料中存在微量的藥物殘留[47]。農(nóng)藥殘留主要是由于殺蟲(chóng)劑的泛濫使用，通過(guò)河流蒸發(fā)等作用擴(kuò)散到大面積的土地。野外捕獲的昆蟲(chóng)更容易受到這些有毒有害物質(zhì)的影響。養(yǎng)殖昆蟲(chóng)依靠這些含有農(nóng)藥殘留的食物或其它有機(jī)副產(chǎn)品為食物來(lái)源，增加毒素在昆蟲(chóng)體內(nèi)積累導(dǎo)致危害。使用母雞糞便飼養(yǎng)的昆蟲(chóng)喂養(yǎng)尼羅羅非魚(yú)，發(fā)現(xiàn)肝臟內(nèi)谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)水平升高，表明母雞糞便中存在殺蟲(chóng)劑、藥物或有毒殘留物的存在[48]。

重金屬離子主要包括四大重金屬離子：鉛、鎘、汞、砷。昆蟲(chóng)長(zhǎng)期適應(yīng)野外生活，在主動(dòng)或被動(dòng)過(guò)程中吸收這些重金屬與自然毒素。如果不加以控制，使用這些含有大量農(nóng)藥以及重金屬離子的昆蟲(chóng)飼養(yǎng)水產(chǎn)動(dòng)物，并通過(guò)連續(xù)的生物富集作用，最后危害人類的健康[49]。另外一個(gè)方面就是，昆蟲(chóng)飼料中可能會(huì)含有一些病原微生物，例如：沙門(mén)氏菌、金黃色葡萄球菌等。由于昆蟲(chóng)數(shù)量巨大，將其應(yīng)用到水產(chǎn)飼料中要綜合評(píng)價(jià)其安全質(zhì)量，以避免有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生一系列負(fù)面問(wèn)題。

3 昆蟲(chóng)蛋白在水產(chǎn)飼料中應(yīng)用及其效果提升的技術(shù)措施

3.1 作為蛋白源替代

作為替代魚(yú)粉的蛋白源大概可以分成動(dòng)物性蛋白源(如昆蟲(chóng)、肉骨粉、雞肉粉、血粉、羽毛粉等畜禽加工副產(chǎn)品)、植物性蛋白源(如豆粕、菜粕、棉粕、花生粕等)和單細(xì)胞蛋白(如微藻粉、酵母粉等)。普遍認(rèn)為非魚(yú)粉蛋白源替代水產(chǎn)飼料中的魚(yú)粉，其適口性差、蛋白質(zhì)消化率低、氨基酸不平衡、存在抗?fàn)I養(yǎng)因子、脂肪酸不平衡、微量元素不足等是限制因素。昆蟲(chóng)具有種類多樣性以及改變氨基酸和脂肪的能力等多方面的優(yōu)勢(shì)，將其作為水產(chǎn)飼料蛋白來(lái)源是行業(yè)發(fā)展的一種新趨勢(shì)，是部分或者完全替代魚(yú)粉的最佳選擇之一。研究表明，昆蟲(chóng)粉取代傳統(tǒng)蛋白質(zhì)來(lái)源10%～100%的比例，不會(huì)影響水產(chǎn)動(dòng)物和家禽的生長(zhǎng)性能，甚至在某些情況下，昆蟲(chóng)飼料比傳統(tǒng)飼料效果更佳顯著[50]。但也有實(shí)驗(yàn)證明，飼料中昆蟲(chóng)粉的替代率超過(guò)30%會(huì)降低動(dòng)物的生長(zhǎng)速度，這也取決于水產(chǎn)動(dòng)物和昆蟲(chóng)種類的不同[51]。從營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度看，昆蟲(chóng)的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)含量因種類和發(fā)育階段而異，但是由于甲殼素的存在使昆蟲(chóng)的應(yīng)用具有更大的挑戰(zhàn)性。然而，值得我們注意的一點(diǎn)是，作為魚(yú)類廣泛食用的甲殼類動(dòng)物中也很有幾丁質(zhì)成分，所以其中的過(guò)程值得進(jìn)一步研究。從環(huán)境效益來(lái)看，使用昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料蛋白源，可以在一定程度上利用生活生產(chǎn)的廢物，同時(shí)維護(hù)生態(tài)的穩(wěn)定性。

昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料蛋白源應(yīng)用，不僅只是從科研方面展開(kāi)，還應(yīng)該融入一些其它因素。首先，從來(lái)源方面比較，由于可耕地面積的減少，會(huì)直接影響到大豆等植物的產(chǎn)量，因此不足以維持水產(chǎn)飼料的持續(xù)性發(fā)展。而昆蟲(chóng)作為地球上種類最多，分布很廣的群體，在飼養(yǎng)過(guò)程中，會(huì)比種植大豆等占據(jù)更少的空間。從營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)方面，大豆等提供的植物性蛋白不能有效的被水產(chǎn)動(dòng)物所吸收，由于含有抗?fàn)I養(yǎng)因子，會(huì)直接或間接的影響動(dòng)物的消化酶活性，從而降低蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收率。相比之下，昆蟲(chóng)能夠提供動(dòng)物蛋白。并且在昆蟲(chóng)的飼養(yǎng)過(guò)程中，可以根據(jù)控制昆蟲(chóng)的飲食來(lái)保證其營(yíng)養(yǎng)均衡。由于昆蟲(chóng)種類繁多，使用昆蟲(chóng)作為水產(chǎn)飼料蛋白源的過(guò)程，可以同時(shí)使用幾種昆蟲(chóng)搭配，而不僅僅只是添加一種昆蟲(chóng)，這樣在很大程度上可以保證其營(yíng)養(yǎng)均衡，以及維持昆蟲(chóng)之間生態(tài)平衡。以兩種不同昆蟲(chóng)粉(IM)替代魚(yú)粉(FM)飼養(yǎng)大西洋鮭（Salmo salar）的結(jié)果顯示，魚(yú)的攝食量隨飼料中IM替代魚(yú)粉量的增加而降低，飼料轉(zhuǎn)化率降低，但實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間的魚(yú)組織形態(tài)學(xué)檢查和感官檢測(cè)并未發(fā)現(xiàn)任何顯著差異[52]。

3.2 功能性配合飼料開(kāi)發(fā)的一種提升

抗生素的濫用問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越嚴(yán)重，大約三分之二的抗菌劑是在養(yǎng)殖業(yè)中作為一種飼料添加劑成分，以此達(dá)到治療疾病以及預(yù)防的作用，同時(shí)也能促進(jìn)家畜的生長(zhǎng)，提高飼料效率，但是這種做法其實(shí)嚴(yán)重危害到人類自身健康，在2006 年就已經(jīng)被歐盟國(guó)家禁止使用。因此這也意味著我們需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)抗菌物質(zhì)作為飼料添加劑，避免抗生素的濫用?，F(xiàn)在人們普遍認(rèn)為動(dòng)物胃腸道中的復(fù)雜微生物群落可以通過(guò)飲食中含有對(duì)動(dòng)物免疫系統(tǒng)有持續(xù)影響的益生元化合物來(lái)改變[53]，即抗菌肽對(duì)于維持腸道健康，提高免疫的能力。

昆蟲(chóng)作為大多數(shù)魚(yú)類天然餌料的一部分，具有豐富的天然引誘劑成分，能夠很好地提升對(duì)魚(yú)類的誘食性。在通過(guò)一定的工藝過(guò)程處理，改善昆蟲(chóng)的質(zhì)量、適口性，可以提高魚(yú)類對(duì)于飼料的攝食率。目前，有關(guān)昆蟲(chóng)適口性對(duì)魚(yú)類營(yíng)養(yǎng)的相關(guān)研究較少，但是不可否認(rèn)，通過(guò)改善昆蟲(chóng)養(yǎng)殖過(guò)程，獲取高品質(zhì)昆蟲(chóng)水產(chǎn)飼料在未來(lái)應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。昆蟲(chóng)除了提供相應(yīng)的營(yíng)養(yǎng)外，通過(guò)不同的工藝生產(chǎn)，還可以得到其它的衍生產(chǎn)品(如甲殼素油、抗菌肽等)，這些產(chǎn)品在改善水產(chǎn)動(dòng)物生產(chǎn)性能的同時(shí)，還可以增強(qiáng)它們的免疫力。在合適替代范圍內(nèi)，使用黑水虻部分替代魚(yú)粉對(duì)錦鯉的生長(zhǎng)性能以及形態(tài)學(xué)特征無(wú)顯著影響，但是能夠增強(qiáng)魚(yú)體抗氧化能力以及免疫能力，維護(hù)肝臟功能穩(wěn)定[54]。天然的抗菌肽耐受動(dòng)物消化道中蛋白酶以及肽酶的降解，具有良好的穩(wěn)定性。而黃粉蟲(chóng)經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)能產(chǎn)生多重天然抗菌肽[55]，因此可以將黃粉蟲(chóng)為抗菌肽高表達(dá)量的“生產(chǎn)車間”，結(jié)合其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，作為一種優(yōu)質(zhì)的飼料添加劑，能夠提高肉雞的生長(zhǎng)性能，降低腸道中大腸桿菌數(shù)量，促進(jìn)腸道中乳酸桿菌繁殖，改善小腸絨毛形態(tài)[56]。昆蟲(chóng)粉和腸道菌群之間能夠相互影響，有助于維持生物微生態(tài)系的平衡。通過(guò)一系列作用，改變腸道中由于外界條件引起的菌群失衡狀態(tài)，保障腸道內(nèi)有益菌和致病菌之間處于平衡態(tài)，維持機(jī)體正常生理狀態(tài)。而且經(jīng)黃粉蟲(chóng)喂養(yǎng)的肉雞消化道內(nèi)，能檢測(cè)到比正常水平更低的大腸桿和沙門(mén)氏菌，并且顯著提高了免疫球蛋白G和免疫球蛋白A的水平[57]。

3.3 提高昆蟲(chóng)粉在水產(chǎn)飼料應(yīng)用效果的技術(shù)措施

3.3.1 提高幾丁質(zhì)消化率的處理過(guò)程

大多數(shù)水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)于幾丁質(zhì)的消化率比較低。而昆蟲(chóng)中含有大量的幾丁質(zhì)。因此，需要采取一定的工藝來(lái)提高水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)昆蟲(chóng)飼料的消化吸收[58]。通過(guò)在飼料中添加幾丁質(zhì)酶和分解幾丁質(zhì)的細(xì)菌以提高幾丁質(zhì)蛋白質(zhì)復(fù)合物的消化速率，如以含有甲殼動(dòng)物貝殼的飼料飼養(yǎng)羅非魚(yú)[59]。幾丁質(zhì)也可以通過(guò)化學(xué)或加酶的方法被降解為低聚糖、乙酰氨基葡萄糖或殼聚糖再添加至魚(yú)類飼料中。

3.3.2 烘箱干燥法制備昆蟲(chóng)干粉

由于昆蟲(chóng)在儲(chǔ)存過(guò)程中容易發(fā)生腐敗，影響蛋白質(zhì)的品質(zhì)以及其它營(yíng)養(yǎng)性能。因此，在昆蟲(chóng)活體儲(chǔ)存情況不佳條件下，必須采取一定的工藝來(lái)保證其營(yíng)養(yǎng)，避免因變質(zhì)腐敗而影響飼料的品質(zhì)。制備昆蟲(chóng)干粉也是一種可行的方案。將昆蟲(chóng)活體通過(guò)烘箱干燥，除去體內(nèi)水分含量，通過(guò)多次研磨，獲取昆蟲(chóng)干粉。制備昆蟲(chóng)干粉工藝不僅能夠避免昆蟲(chóng)因腐敗而降低品質(zhì)問(wèn)題，而且經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，這種干燥制備昆蟲(chóng)粉的方法對(duì)于昆蟲(chóng)的氨基酸組成、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等方面的影響甚小。與微波干燥法制備昆蟲(chóng)干粉相比，傳統(tǒng)烘箱干燥法具有更好高的DIAAS和較好的消化率[60]。

3.3.3 利用酶解技術(shù)提高昆蟲(chóng)體內(nèi)蛋白

昆蟲(chóng)體內(nèi)的蛋白含量很高，為了提高水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)蛋白的利用率，應(yīng)該采取一定的工藝對(duì)昆蟲(chóng)進(jìn)行處理。與此同時(shí)，高度工業(yè)化的食品和飼料工業(yè)以及水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)昆蟲(chóng)的消費(fèi)習(xí)性，傳統(tǒng)的低加工形式不能夠達(dá)到人們對(duì)于昆蟲(chóng)應(yīng)用到水產(chǎn)飼料中的預(yù)期。所以，應(yīng)該采取一定的工藝對(duì)昆蟲(chóng)蛋白進(jìn)行加工，不斷提高工藝水平，最大化使用昆蟲(chóng)蛋白作為水產(chǎn)飼料的收益。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)化發(fā)展大規(guī)模的飼養(yǎng)系統(tǒng)和高效的工藝處理流程，促進(jìn)水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)昆蟲(chóng)蛋白的吸收，可以采用酶解技術(shù)提高水產(chǎn)動(dòng)物對(duì)昆蟲(chóng)體內(nèi)蛋白利用率。酶改性是一種有效的方法，在傳統(tǒng)的大豆蛋白，菜籽蛋白以及牛奶蛋白方面，能達(dá)到改善蛋白質(zhì)溶解度、乳化以及發(fā)泡屬性等高檔功能屬性[61～63]。目前對(duì)昆蟲(chóng)蛋白酶解改性的認(rèn)識(shí)還比較有限。研究通過(guò)在不同酶解條件下，使用不同的酶或酶組合、酶底比以及酶解時(shí)間對(duì)于昆蟲(chóng)蛋白的酶解影響，控制蝗蟲(chóng)遷移蛋白的酶切，得到水解產(chǎn)物具有優(yōu)質(zhì)的技術(shù)功能特性，從而使其作為復(fù)雜食品系統(tǒng)的功能成分具有更好的工業(yè)適用性[64]。酶降解技術(shù)不僅能提高昆蟲(chóng)蛋白功效性，還可以降低昆蟲(chóng)蛋白的致敏潛能，通過(guò)切割引起過(guò)敏反應(yīng)或交叉反應(yīng)的特定表位產(chǎn)生低致敏性產(chǎn)品[64]。

4 蟲(chóng)粉作為水產(chǎn)飼料質(zhì)量檢測(cè)與控制

4.1 檢測(cè)昆蟲(chóng)的真實(shí)性與污染控制以及飼料篩選方法

我國(guó)是水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó)，兼水產(chǎn)品消費(fèi)與出口大國(guó)。水產(chǎn)飼料作為養(yǎng)殖業(yè)中重要一環(huán)，必須防范質(zhì)量與安全狀況以及存在的問(wèn)題，加強(qiáng)水產(chǎn)飼料的安全與質(zhì)量控制，確保在水產(chǎn)品養(yǎng)殖端以良好的勢(shì)頭穩(wěn)步前進(jìn)。以昆蟲(chóng)蛋白作為功能性飼料開(kāi)發(fā)的原料，必須從源頭上降低昆蟲(chóng)體內(nèi)可能存在對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物以及人類的危害，加強(qiáng)對(duì)昆蟲(chóng)養(yǎng)殖的管理，從昆蟲(chóng)食物，昆蟲(chóng)養(yǎng)殖環(huán)境，昆蟲(chóng)養(yǎng)殖方式等層面嚴(yán)格規(guī)范，減少昆蟲(chóng)體內(nèi)可能存在的有毒有害物質(zhì)的殘留。因此我們需要嚴(yán)格檢測(cè)添加到飼料中昆蟲(chóng)粉的真實(shí)性，掌握合理的飼料篩選方法，保證其質(zhì)量安全。

昆蟲(chóng)種類繁多，昆蟲(chóng)蛋白是飼料中蛋白質(zhì)的一種新的替代來(lái)源，對(duì)其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和安全質(zhì)量應(yīng)加以監(jiān)測(cè)，但是目前尚缺乏適宜檢測(cè)方法的支持，不能保證昆蟲(chóng)品質(zhì)真實(shí)性與污染控制，因此需要建立一種新穎的昆蟲(chóng)材料分離檢測(cè)方法?？梢酝ㄟ^(guò)昆蟲(chóng)的角質(zhì)碎片細(xì)節(jié)(如感受器和氣管結(jié)構(gòu))和肌肉纖維結(jié)合，結(jié)合沉降法與光鏡觀察，建立昆蟲(chóng)顆粒起源的可靠識(shí)別方法[65]。對(duì)于飼料成品中的分析更是保障飼料應(yīng)用安全的關(guān)鍵步驟，如何檢測(cè)并篩選昆蟲(chóng)成分與含量的合理性至關(guān)重要。利用傅里葉變換近紅外光譜成像(FT NIR)對(duì)飼料中昆蟲(chóng)粕進(jìn)行檢測(cè)和定量的篩選方法，采用判別分析，對(duì)昆蟲(chóng)膳食碎片在飼料基質(zhì)中的自動(dòng)識(shí)別，測(cè)試飼料樣品中昆蟲(chóng)餐定量的可能性，是一種快速、綠色的飼料污染篩選分析方法[66]。

4.2 加強(qiáng)昆蟲(chóng)飼料安全與質(zhì)量控制，建立合格的質(zhì)量檢測(cè)體系

從昆蟲(chóng)養(yǎng)殖、營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)、加工工藝多方面建立符合水產(chǎn)飼料安全與質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)體系以及健全昆蟲(chóng)飼料評(píng)價(jià)與檢測(cè)體系。對(duì)于評(píng)價(jià)昆蟲(chóng)水產(chǎn)飼料的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)(蛋白質(zhì)、氨基酸、脂質(zhì)等)，必須使用合理的檢測(cè)方法，構(gòu)建一個(gè)良好的檢測(cè)體系，保證其產(chǎn)品質(zhì)量的安全性。