可食性昆虫资源及开发前景

刘艳秋，张雪，杜林丽，王亚茹，刘艳波，李燕

（北华大学林学院，吉林 吉林 132013）

昆虫是目前世界上种类最丰富、生物量最大的生物类群，人类食用昆虫历史悠久，在全世界范围内已知可食用昆虫近3 700 种，我国可食用昆虫约170 种[1]。墨西哥、阿根廷以吃虫而闻名，墨西哥被誉为“世界昆虫食品之乡”[2]。汉初《尔雅》提到蚕蛹“以油酒焰之，可食，颇香”，《礼记》记载秦汉以前帝王贵族宴会上以蝉和蜂作为佳肴[3]，我国周代有食用蚂蚁的记载，掌握了蚂蚁酱的加工方法。联合国粮农组织2013 年发表报告称，呼吁以食用昆虫作为人类食用来源之一，缓解全球粮食短缺问题，多吃昆虫对身体也有益处[4]。养殖可食用昆虫是解决全球粮食和饲料短缺问题的一种有效途径[5]。昆虫作为一种新的食物来源，其中含有丰富的蛋白质和满足人体生长发育的必需氨基酸[6]。近年来，人们日益追求健康营养食品，昆虫作为天然食材备受青睐，其作为一种食品资源得到开发，推动了昆虫食品的发展。日本将蝗虫做成美味零食，销量逐年增加，我国生产的油炸金蝉罐头，已出口日本、德国、法国和美国等国家。蝇的幼虫和蛹含有优质的动物蛋白，在瑞典，人们用蝇蛆粉和面粉制成易被接受、独具风味的“龙虾”；在英国，人们用蝇蛆粉制成色香味俱全的各式色拉，备受欢迎[7]。可食性昆虫营养成分丰富，富含氨基酸、碳水化合物、矿物质、黄酮、多肽[8]等营养成分。昆虫属于高蛋白食品，蛋白质含量占昆虫干重的50%～80%。如柞蚕蛹每100 g 含蛋白质60 g，多为球蛋白和清蛋白，易于消化吸收[9]。另外，昆虫中含有的亚油酸、α-亚麻酸、月桂酸和棕榈酸对人类健康也有积极的影响[10]。

我国多样的气候条件和地貌类型适宜多种昆虫类群的生长和发育，昆虫资源丰富，并具有悠久的食虫历史，因此，可食性昆虫在我国具有良好的开发前景。本文从可食性昆虫种类、加工方式、食用价值、营养价值和开发瓶颈等方面进行综述，展望未来昆虫食品开发前景，以期为研究和开发利用食用昆虫资源，缓解我国动植物蛋白质不足等问题提供参考。

1 我国可食性昆虫种类

完全变态类昆虫在一生中有卵、幼虫、蛹和成虫4个发育阶段，各个阶段的可食用性和营养价值有一定的差异，不同加工品对昆虫形态有不同要求[11-14]。我国可食性昆虫有11 目52 科170 余种[1，15-18]，见表1。鳞翅目、鞘翅目包含可食用昆虫的科最多，分别为18 科、14科；其次为膜翅目、半翅目，分别包含4 科。昆虫发育的各个虫态均有食用价值，包括个别昆虫种类的产物，如化香夜蛾的粪粒可作为虫茶食用。

表1 我国可食性昆虫类群Table 1 Groups of edible insect in China

我国幅员辽阔，地理及气候的差异较大。北方地区四季分明，冬季温度较低，一定程度上限制了北方昆虫的饲养，北方可食用性昆虫种类相对较少，如柞蚕蛹、黄粉虫等。而南方地区常年气候温暖，温差较小，适宜昆虫的生长繁殖和饲养，南方可食用昆虫种类相对较多，如云南佤族喜欢根据季节变化更替食用昆虫，如竹象、蚂蚱、柴虫、蚂蚁等10 多种昆虫[1]，西双版纳多食用竹虫、蝗虫、酸蚂蚱、蜻蜓、肉芽、蝉等[19]。

2 可食性昆虫加工

2.1 可食性昆虫的食用价值

可食性昆虫虫体含有丰富的蛋白质，并且脂肪含量较低，是优质的天然蛋白资源。目前，我国昆虫还停留在原始的加工方式，如东北地区蚕蛹多采用油炸方式，西南地区食用煎炸竹虫、蝗虫、蜻蜓等，以大胡蜂、黑蚂蚁泡酒等，华东地区桑蚕养殖发达，蚕蛹制品较为丰富[20]。

丛建民[21]通过试验测得龙虱体蛋白质含量占干重57.13%，氨基酸含量为422.40 mg/g，必需氨基酸总含量达180.07 mg/g，为优质蛋白源。田晶[22]利用响应面法对黄粉虫面包加工条件优化，得到黄粉虫蛋白乳16.4 g、糖粉22 g、烘焙时间18 min 为最优加工条件。徐晨等[23]以大麦虫为研究对象，通过单因素试验和正交试验对昆虫面包加工工艺进行优化，确定昆虫面包的最优配方为大麦虫浆液10 mL、面包改良剂1.5 g、酵母菌1.5 g、白砂糖18 g。Sriprablom 等[24]将黄粉虫粉末添加到小麦粉中制作饼干，饼干的营养价值显著增加。赵国秀等[25]采用豆天蛾蛹研制出一款富含氨基酸的果汁饮品，同时添加柠檬汁中和豆天蛾虫体腥味，起到良好的遮蔽作用。此外，还可以利用可食性昆虫可以代替部分肉类产品，如Park 等[26]将蚕蛹粉碎后加入到肉糊中，发现肉糊的硬度、胶黏性和咀嚼性随着蚕蛹量的增加而增加，可以看出蚕蛹粉能够改善肉糊的质地性能。Choi等[27]将黄粉虫和猪肉按质量比1∶4 混合，制作香肠，结果表明香肠稳定性、蛋白质溶解度、组织状态、口感等方面与对照组香肠相似，说明用黄粉虫可以替代部分猪肉。

2.2 可食性昆虫的营养价值

可食性昆虫蛋白质含量高、脂肪含量低，昆虫肽在医药领域具有巨大的发展前景。我国昆虫功能性食品的开发从最初的虫体、衍生物或代谢产物入药，逐渐发展从虫体中提取各类生物胺等活性物质[28-30]。

2.2.1 降血脂、降血糖作用

研究表明昆虫中的一些成分有明显的降血脂、血糖作用。刘爱青等[31]以小鼠为研究对象，发现中华稻蝗黄酮粗提物可明显抑制高脂饲料引起的小鼠血清总胆固醇（serum total cholestero，TC）、甘油三酯（triglyceride，TG）、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）和载脂蛋白（apolipoprotein，AI）升高，对已经形成高脂血症小鼠的TC、TG、LDL-C 和AI 水平有显著降低作用，说明中华稻蝗黄酮类化合物具有降血脂作用。De Matos 等[32]用复合酶酶解蟋蟀蛋白，通过α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性评价蛋白质的水解产物对抗糖尿病特性，结果表明，与对照组相比，水解产物对两种酶抑制活性显著提高，说明经酶解后的蟋蟀蛋白水解产物具有降血糖的功能。朱琳等[33]研究柞蚕雄蛾浓缩液对高脂诱导的小鼠非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）的影响，通过小鼠实验结果表明，浓缩液能够降低模型小鼠的血脂四项、减少肝脏脂肪堆积及病变，改善小鼠非酒精性脂肪肝的情况。

2.2.2 改善睡眠

李白鸽[34]对蚂蚁蛋白功能进行研究，发现拟黑多刺蚁蛋白质具有显著的抗疲劳、抗缺氧、改善睡眠等多种功效。兰天等[35]研究蜂王浆对小鼠睡眠的改善作用，将蜂王浆粗蛋白、蛋白类功能因子和脂类功能因子腹腔注射对氯苯丙氨酸构建失眠小鼠模型，结果表明蜂王浆及其蛋白类、脂类功能因子提取物均能改善对氯苯丙氨酸引起的失眠症状及其相关神经递质异常表达。

2.2.3 抗氧化作用

研究表明，通过酶解可以将蛋白质等大分子物质分解成小分子物质如低分子肽、氨基酸等。王瑶等[36]用碱性蛋白酶酶解黄粉虫蛋白，考察水解后多肽的组成，并通过分级透析将多肽分成4 个不同相对分子质量的多肽组分，即小于1 000、1 000～2 000、2 000～3 500 u 和大于3 500 u，研究不同分子质量多肽的体外抗氧化能力，结果表明，黄粉虫多肽及不同分子质量组成均具有较强的体外抗氧化性，分子质量在1 000～2 000 u的组分可将总还原能力提高到原来的20.21%，不同组分可将O2-·清除率提高9.60%，分子质量在1 000～2 000 u 的组分抗氧化活性最好，对O2-·清除能力IC50=11.61 mg/mL。陈禹寰[37]对比分析双叉犀金龟幼虫、蛹期、成虫油脂抗氧化能力，结果表明，当双叉犀金龟5 种虫态油脂浓度为10 mg/mL 时，对DPPH 自由基清除能力分别为幼虫72.77%、雌蛹65.75%、雄蛹64.09%、雌虫60.57%、雄虫59.01%，其他条件相同时，幼虫油脂对DPPH 自由基、ABTS+自由基清除能力及总还原力显著高于其他4 种虫态，具有较好的体外抗氧化能力。但是目前研究表明，生物活性肽的稳定性和对自由基的清除能力可能因人体肠道内菌群的消化作用，而使抗氧化能力降低，因此研究活性肽的体内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细胞（white blood cell，WBC）数，明显促进T、B 淋巴细胞增加，提高产生IL-2 的能力，说明柞蚕蛹多肽溶液具有免疫活性和增强免疫力的功效。孙慧霞[39]将蝉蛋白、蚕蛹蛋白、蚂蚁蛋白制备蛋白质功能饮料，结合健美运动员3 个月的训练，分析3 种昆虫蛋白功能活性，结果表明，试验组运动员的免疫球蛋白含量比对照组运动员明显提高（p＜0.05），淋巴细胞分群情况优于对照组运动员（p＜0.05），身体基本成分和肌肉状态明显优于对照组运动员（p＜0.05），有氧功和无氧功高于对照组，说明3 种昆虫蛋白对人体免疫力、肌肉状态和运动水平有正调节作用。

2.2.4 抑菌作用

刘年珍等[40]首次从蝼蛄中分离出6 种化合物，4 种蒽醌类和2 种生物碱类成分，其中小檗碱和巴马汀具有抑制薯蓣炭疽菌作用。Wu 等[41]利用H2O2水解蝉得到低聚糖，并对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌进行抑菌研究，发现100 mg/kg 低聚糖处理后大肠杆菌抑菌圈为10.79 mm、枯草芽孢杆菌抑菌圈为9.52 mm、金黄色葡萄球菌抑菌圈为12.64 mm，表明其对3 种菌均具有很好的抑制作用。阿琪玛[42]研究厩螫蝇提取抗菌蛋白对牛源致病性大肠杆菌（Escherichia coli，E.coli）O1、O2、O8、O78的体外抑菌作用以及对感染致病性E.coli O8小鼠肠黏膜屏障的影响，结果表明厩螫蝇抗菌蛋白提取液对E.coli 具有破坏细胞膜和细胞壁作用。另外，厩螫蝇抗菌蛋白提取液可显著降低小鼠盲肠乳酸菌和双歧杆菌数量，使肠球菌和肠杆菌的数量显著升高；小肠绒毛长度、隐窝深度、小肠绒毛长度/隐窝深度值、肌层厚度、淋巴细胞和杯状细胞数量显著降低，说明厩螫蝇抗菌蛋白提取液可以调节肠道菌群结构，对小肠的机械屏障有较好的修复作用。研究表明，昆虫通过水解得到的肽类具有抑菌作用并且具有选择性。Destoumieux 等[43]发现，凡纳对虾对革兰氏阳性菌的抑制作用超过革兰氏阴性菌，天蚕抗菌肽只对部分革兰氏阴性菌有抑制作用，说明昆虫肽对微生物的抑制作用有一定差异。

3 昆虫类食品开发挑战与展望

虽然昆虫食品有望成为新型食品原料，但其安全性及加工特性仍需特别关注。如黄粉虫粉可引起一些人过敏现象，解昕媛等[44]在试验过程中发现一例学生食用添加黄粉虫粉的饼干后引起的皮肤过敏现象，可能由昆虫蛋白引起，但对于过敏原的鉴定还需要进一步研究。另外，昆虫加工会带来令人不愉快的虫腥味。课题组试验过程中发现，0.13 g/mL 的豆天蛾粉利用风味蛋白酶水解后得到的虫腥味非常重，在加工过程中添加柠檬汁能有效掩盖虫腥味，但要从根本上去除腥味还需深入研究。

昆虫携带的微生物数量与加工方法有直接关系，干制、蒸煮等方法可以明显降低微生物数量，而低温冷藏或冷冻的方式对微生物数量的降低不明显。Kourˇil等[45]研究了黄粉虫粉菌落总数随着不同温度数量变化情况，发现纸袋包装4 ℃贮藏5 个月，菌落数量最多，8 个月内微生物变化较小。昆虫的毒理性分析是非常必要的，Kooh 等[46]利用风险评估的方法，制定黄粉虫粉末危害分析关键控制计划，以降低对消费者健康危害的风险，支持其在工业中的应用。

受传统观念、文化背景、心理作用等的影响，国内消费者对昆虫食品的接受程度较低，这是阻碍昆虫食品开发的主要原因之一。打破消费者对昆虫的恐惧心理是发展可食性昆虫产业的突破点。目前加工技术多为昆虫的原始形态加工，加工后产品在外观上加剧了消费者的恐惧心理，不利于昆虫产品的研发。加强可食性昆虫高营养和保健功能的宣传是提高人们对昆虫认知的有效途径，另外将隐形昆虫食品（如虫酒、虫茶、虫饮料、虫油、虫酱等）和整形昆虫食品（如昆虫面包、昆虫饼干、昆虫糖果等）替代原形昆虫食品（如油炸昆虫、糖水昆虫罐头、昆虫蜜饯等）可提高消费者接受度。

我国昆虫资源种类丰富，数量多，具有得天独厚的资源优势，为我国可食性昆虫食品开发提供有利条件，未来需在可食性昆虫的营养性、保健性、安全性方面开展研究，为昆虫加工利用提供理论基础，确保可食性昆虫产品稳定、可持续性发展。