可食性昆蟲資源及開發(fā)前景

劉艷秋，張雪，杜林麗，王亞茹，劉艷波，李燕

（北華大學林學院，吉林 吉林 132013）

昆蟲是目前世界上種類最豐富、生物量最大的生物類群，人類食用昆蟲歷史悠久，在全世界范圍內(nèi)已知可食用昆蟲近3 700 種，我國可食用昆蟲約170 種[1]。墨西哥、阿根廷以吃蟲而聞名，墨西哥被譽為“世界昆蟲食品之鄉(xiāng)”[2]。漢初《爾雅》提到蠶蛹“以油酒焰之，可食，頗香”，《禮記》記載秦漢以前帝王貴族宴會上以蟬和蜂作為佳肴[3]，我國周代有食用螞蟻的記載，掌握了螞蟻醬的加工方法。聯(lián)合國糧農(nóng)組織2013 年發(fā)表報告稱，呼吁以食用昆蟲作為人類食用來源之一，緩解全球糧食短缺問題，多吃昆蟲對身體也有益處[4]。養(yǎng)殖可食用昆蟲是解決全球糧食和飼料短缺問題的一種有效途徑[5]。昆蟲作為一種新的食物來源，其中含有豐富的蛋白質(zhì)和滿足人體生長發(fā)育的必需氨基酸[6]。近年來，人們?nèi)找孀非蠼】禒I養(yǎng)食品，昆蟲作為天然食材備受青睞，其作為一種食品資源得到開發(fā)，推動了昆蟲食品的發(fā)展。日本將蝗蟲做成美味零食，銷量逐年增加，我國生產(chǎn)的油炸金蟬罐頭，已出口日本、德國、法國和美國等國家。蠅的幼蟲和蛹含有優(yōu)質(zhì)的動物蛋白，在瑞典，人們用蠅蛆粉和面粉制成易被接受、獨具風味的“龍蝦”；在英國，人們用蠅蛆粉制成色香味俱全的各式色拉，備受歡迎[7]?？墒承岳ハx營養(yǎng)成分豐富，富含氨基酸、碳水化合物、礦物質(zhì)、黃酮、多肽[8]等營養(yǎng)成分。昆蟲屬于高蛋白食品，蛋白質(zhì)含量占昆蟲干重的50%～80%。如柞蠶蛹每100 g 含蛋白質(zhì)60 g，多為球蛋白和清蛋白，易于消化吸收[9]。另外，昆蟲中含有的亞油酸、α-亞麻酸、月桂酸和棕櫚酸對人類健康也有積極的影響[10]。

我國多樣的氣候條件和地貌類型適宜多種昆蟲類群的生長和發(fā)育，昆蟲資源豐富，并具有悠久的食蟲歷史，因此，可食性昆蟲在我國具有良好的開發(fā)前景。本文從可食性昆蟲種類、加工方式、食用價值、營養(yǎng)價值和開發(fā)瓶頸等方面進行綜述，展望未來昆蟲食品開發(fā)前景，以期為研究和開發(fā)利用食用昆蟲資源，緩解我國動植物蛋白質(zhì)不足等問題提供參考。

1 我國可食性昆蟲種類

完全變態(tài)類昆蟲在一生中有卵、幼蟲、蛹和成蟲4個發(fā)育階段，各個階段的可食用性和營養(yǎng)價值有一定的差異，不同加工品對昆蟲形態(tài)有不同要求[11-14]。我國可食性昆蟲有11 目52 科170 余種[1，15-18]，見表1。鱗翅目、鞘翅目包含可食用昆蟲的科最多，分別為18 科、14科；其次為膜翅目、半翅目，分別包含4 科。昆蟲發(fā)育的各個蟲態(tài)均有食用價值，包括個別昆蟲種類的產(chǎn)物，如化香夜蛾的糞?？勺鳛橄x茶食用。

表1 我國可食性昆蟲類群Table 1 Groups of edible insect in China

我國幅員遼闊，地理及氣候的差異較大。北方地區(qū)四季分明，冬季溫度較低，一定程度上限制了北方昆蟲的飼養(yǎng)，北方可食用性昆蟲種類相對較少，如柞蠶蛹、黃粉蟲等。而南方地區(qū)常年氣候溫暖，溫差較小，適宜昆蟲的生長繁殖和飼養(yǎng)，南方可食用昆蟲種類相對較多，如云南佤族喜歡根據(jù)季節(jié)變化更替食用昆蟲，如竹象、螞蚱、柴蟲、螞蟻等10 多種昆蟲[1]，西雙版納多食用竹蟲、蝗蟲、酸螞蚱、蜻蜓、肉芽、蟬等[19]。

2 可食性昆蟲加工

2.1 可食性昆蟲的食用價值

可食性昆蟲蟲體含有豐富的蛋白質(zhì)，并且脂肪含量較低，是優(yōu)質(zhì)的天然蛋白資源。目前，我國昆蟲還停留在原始的加工方式，如東北地區(qū)蠶蛹多采用油炸方式，西南地區(qū)食用煎炸竹蟲、蝗蟲、蜻蜓等，以大胡蜂、黑螞蟻泡酒等，華東地區(qū)桑蠶養(yǎng)殖發(fā)達，蠶蛹制品較為豐富[20]。

叢建民[21]通過試驗測得龍虱體蛋白質(zhì)含量占干重57.13%，氨基酸含量為422.40 mg/g，必需氨基酸總含量達180.07 mg/g，為優(yōu)質(zhì)蛋白源。田晶[22]利用響應面法對黃粉蟲面包加工條件優(yōu)化，得到黃粉蟲蛋白乳16.4 g、糖粉22 g、烘焙時間18 min 為最優(yōu)加工條件。徐晨等[23]以大麥蟲為研究對象，通過單因素試驗和正交試驗對昆蟲面包加工工藝進行優(yōu)化，確定昆蟲面包的最優(yōu)配方為大麥蟲漿液10 mL、面包改良劑1.5 g、酵母菌1.5 g、白砂糖18 g。Sriprablom 等[24]將黃粉蟲粉末添加到小麥粉中制作餅干，餅干的營養(yǎng)價值顯著增加。趙國秀等[25]采用豆天蛾蛹研制出一款富含氨基酸的果汁飲品，同時添加檸檬汁中和豆天蛾蟲體腥味，起到良好的遮蔽作用。此外，還可以利用可食性昆蟲可以代替部分肉類產(chǎn)品，如Park 等[26]將蠶蛹粉碎后加入到肉糊中，發(fā)現(xiàn)肉糊的硬度、膠黏性和咀嚼性隨著蠶蛹量的增加而增加，可以看出蠶蛹粉能夠改善肉糊的質(zhì)地性能。Choi等[27]將黃粉蟲和豬肉按質(zhì)量比1∶4 混合，制作香腸，結果表明香腸穩(wěn)定性、蛋白質(zhì)溶解度、組織狀態(tài)、口感等方面與對照組香腸相似，說明用黃粉蟲可以替代部分豬肉。

2.2 可食性昆蟲的營養(yǎng)價值

可食性昆蟲蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低，昆蟲肽在醫(yī)藥領域具有巨大的發(fā)展前景。我國昆蟲功能性食品的開發(fā)從最初的蟲體、衍生物或代謝產(chǎn)物入藥，逐漸發(fā)展從蟲體中提取各類生物胺等活性物質(zhì)[28-30]。

2.2.1 降血脂、降血糖作用

研究表明昆蟲中的一些成分有明顯的降血脂、血糖作用。劉愛青等[31]以小鼠為研究對象，發(fā)現(xiàn)中華稻蝗黃酮粗提物可明顯抑制高脂飼料引起的小鼠血清總膽固醇（serum total cholestero，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）和載脂蛋白（apolipoprotein，AI）升高，對已經(jīng)形成高脂血癥小鼠的TC、TG、LDL-C 和AI 水平有顯著降低作用，說明中華稻蝗黃酮類化合物具有降血脂作用。De Matos 等[32]用復合酶酶解蟋蟀蛋白，通過α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性評價蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物對抗糖尿病特性，結果表明，與對照組相比，水解產(chǎn)物對兩種酶抑制活性顯著提高，說明經(jīng)酶解后的蟋蟀蛋白水解產(chǎn)物具有降血糖的功能。朱琳等[33]研究柞蠶雄蛾濃縮液對高脂誘導的小鼠非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）的影響，通過小鼠實驗結果表明，濃縮液能夠降低模型小鼠的血脂四項、減少肝臟脂肪堆積及病變，改善小鼠非酒精性脂肪肝的情況。

2.2.2 改善睡眠

李白鴿[34]對螞蟻蛋白功能進行研究，發(fā)現(xiàn)擬黑多刺蟻蛋白質(zhì)具有顯著的抗疲勞、抗缺氧、改善睡眠等多種功效。蘭天等[35]研究蜂王漿對小鼠睡眠的改善作用，將蜂王漿粗蛋白、蛋白類功能因子和脂類功能因子腹腔注射對氯苯丙氨酸構建失眠小鼠模型，結果表明蜂王漿及其蛋白類、脂類功能因子提取物均能改善對氯苯丙氨酸引起的失眠癥狀及其相關神經(jīng)遞質(zhì)異常表達。

2.2.3 抗氧化作用

研究表明，通過酶解可以將蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)如低分子肽、氨基酸等。王瑤等[36]用堿性蛋白酶酶解黃粉蟲蛋白，考察水解后多肽的組成，并通過分級透析將多肽分成4 個不同相對分子質(zhì)量的多肽組分，即小于1 000、1 000～2 000、2 000～3 500 u 和大于3 500 u，研究不同分子質(zhì)量多肽的體外抗氧化能力，結果表明，黃粉蟲多肽及不同分子質(zhì)量組成均具有較強的體外抗氧化性，分子質(zhì)量在1 000～2 000 u的組分可將總還原能力提高到原來的20.21%，不同組分可將O2-·清除率提高9.60%，分子質(zhì)量在1 000～2 000 u 的組分抗氧化活性最好，對O2-·清除能力IC50=11.61 mg/mL。陳禹寰[37]對比分析雙叉犀金龜幼蟲、蛹期、成蟲油脂抗氧化能力，結果表明，當雙叉犀金龜5 種蟲態(tài)油脂濃度為10 mg/mL 時，對DPPH 自由基清除能力分別為幼蟲72.77%、雌蛹65.75%、雄蛹64.09%、雌蟲60.57%、雄蟲59.01%，其他條件相同時，幼蟲油脂對DPPH 自由基、ABTS+自由基清除能力及總還原力顯著高于其他4 種蟲態(tài)，具有較好的體外抗氧化能力。但是目前研究表明，生物活性肽的穩(wěn)定性和對自由基的清除能力可能因人體腸道內(nèi)菌群的消化作用，而使抗氧化能力降低，因此研究活性肽的體內(nèi)抗氧化能力非常必要。蛹多肽溶液能提高免疫力低下小鼠的免疫器官作用和外周血白細胞（white blood cell，WBC）數(shù)，明顯促進T、B 淋巴細胞增加，提高產(chǎn)生IL-2 的能力，說明柞蠶蛹多肽溶液具有免疫活性和增強免疫力的功效。孫慧霞[39]將蟬蛋白、蠶蛹蛋白、螞蟻蛋白制備蛋白質(zhì)功能飲料，結合健美運動員3 個月的訓練，分析3 種昆蟲蛋白功能活性，結果表明，試驗組運動員的免疫球蛋白含量比對照組運動員明顯提高（p＜0.05），淋巴細胞分群情況優(yōu)于對照組運動員（p＜0.05），身體基本成分和肌肉狀態(tài)明顯優(yōu)于對照組運動員（p＜0.05），有氧功和無氧功高于對照組，說明3 種昆蟲蛋白對人體免疫力、肌肉狀態(tài)和運動水平有正調(diào)節(jié)作用。

2.2.4 抑菌作用

劉年珍等[40]首次從螻蛄中分離出6 種化合物，4 種蒽醌類和2 種生物堿類成分，其中小檗堿和巴馬汀具有抑制薯蕷炭疽菌作用。Wu 等[41]利用H2O2水解蟬得到低聚糖，并對大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌進行抑菌研究，發(fā)現(xiàn)100 mg/kg 低聚糖處理后大腸桿菌抑菌圈為10.79 mm、枯草芽孢桿菌抑菌圈為9.52 mm、金黃色葡萄球菌抑菌圈為12.64 mm，表明其對3 種菌均具有很好的抑制作用。阿琪瑪[42]研究廄螫蠅提取抗菌蛋白對牛源致病性大腸桿菌（Escherichia coli，E.coli）O1、O2、O8、O78的體外抑菌作用以及對感染致病性E.coli O8小鼠腸黏膜屏障的影響，結果表明廄螫蠅抗菌蛋白提取液對E.coli 具有破壞細胞膜和細胞壁作用。另外，廄螫蠅抗菌蛋白提取液可顯著降低小鼠盲腸乳酸菌和雙歧桿菌數(shù)量，使腸球菌和腸桿菌的數(shù)量顯著升高；小腸絨毛長度、隱窩深度、小腸絨毛長度/隱窩深度值、肌層厚度、淋巴細胞和杯狀細胞數(shù)量顯著降低，說明廄螫蠅抗菌蛋白提取液可以調(diào)節(jié)腸道菌群結構，對小腸的機械屏障有較好的修復作用。研究表明，昆蟲通過水解得到的肽類具有抑菌作用并且具有選擇性。Destoumieux 等[43]發(fā)現(xiàn)，凡納對蝦對革蘭氏陽性菌的抑制作用超過革蘭氏陰性菌，天蠶抗菌肽只對部分革蘭氏陰性菌有抑制作用，說明昆蟲肽對微生物的抑制作用有一定差異。

3 昆蟲類食品開發(fā)挑戰(zhàn)與展望

雖然昆蟲食品有望成為新型食品原料，但其安全性及加工特性仍需特別關注。如黃粉蟲粉可引起一些人過敏現(xiàn)象，解昕媛等[44]在試驗過程中發(fā)現(xiàn)一例學生食用添加黃粉蟲粉的餅干后引起的皮膚過敏現(xiàn)象，可能由昆蟲蛋白引起，但對于過敏原的鑒定還需要進一步研究。另外，昆蟲加工會帶來令人不愉快的蟲腥味。課題組試驗過程中發(fā)現(xiàn)，0.13 g/mL 的豆天蛾粉利用風味蛋白酶水解后得到的蟲腥味非常重，在加工過程中添加檸檬汁能有效掩蓋蟲腥味，但要從根本上去除腥味還需深入研究。

昆蟲攜帶的微生物數(shù)量與加工方法有直接關系，干制、蒸煮等方法可以明顯降低微生物數(shù)量，而低溫冷藏或冷凍的方式對微生物數(shù)量的降低不明顯。Kourˇil等[45]研究了黃粉蟲粉菌落總數(shù)隨著不同溫度數(shù)量變化情況，發(fā)現(xiàn)紙袋包裝4 ℃貯藏5 個月，菌落數(shù)量最多，8 個月內(nèi)微生物變化較小。昆蟲的毒理性分析是非常必要的，Kooh 等[46]利用風險評估的方法，制定黃粉蟲粉末危害分析關鍵控制計劃，以降低對消費者健康危害的風險，支持其在工業(yè)中的應用。

受傳統(tǒng)觀念、文化背景、心理作用等的影響，國內(nèi)消費者對昆蟲食品的接受程度較低，這是阻礙昆蟲食品開發(fā)的主要原因之一。打破消費者對昆蟲的恐懼心理是發(fā)展可食性昆蟲產(chǎn)業(yè)的突破點。目前加工技術多為昆蟲的原始形態(tài)加工，加工后產(chǎn)品在外觀上加劇了消費者的恐懼心理，不利于昆蟲產(chǎn)品的研發(fā)。加強可食性昆蟲高營養(yǎng)和保健功能的宣傳是提高人們對昆蟲認知的有效途徑，另外將隱形昆蟲食品（如蟲酒、蟲茶、蟲飲料、蟲油、蟲醬等）和整形昆蟲食品（如昆蟲面包、昆蟲餅干、昆蟲糖果等）替代原形昆蟲食品（如油炸昆蟲、糖水昆蟲罐頭、昆蟲蜜餞等）可提高消費者接受度。

我國昆蟲資源種類豐富，數(shù)量多，具有得天獨厚的資源優(yōu)勢，為我國可食性昆蟲食品開發(fā)提供有利條件，未來需在可食性昆蟲的營養(yǎng)性、保健性、安全性方面開展研究，為昆蟲加工利用提供理論基礎，確?？墒承岳ハx產(chǎn)品穩(wěn)定、可持續(xù)性發(fā)展。