楊國勇 劉世勝

摘要：從昆蟲是魚類天然餌料、昆蟲粉營養(yǎng)成分適合替代魚粉以及昆蟲資源豐富等方面對(duì)昆蟲粉替代魚粉的可行性進(jìn)行綜述，此外，綜合幾種常見的昆蟲粉在水產(chǎn)飼料中替代魚粉的研究，得出結(jié)論，以較低或中等比例的昆蟲粉替代魚粉不會(huì)影響水產(chǎn)動(dòng)物的生長。綜上，昆蟲粉是具有應(yīng)用前景的新型蛋白質(zhì)原料。

關(guān)鍵詞：昆蟲粉;魚粉替代;水產(chǎn)飼料

在過去20年里，水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)水產(chǎn)品生產(chǎn)的貢獻(xiàn)持續(xù)增長，從2000年的25.7%上升到2016—2018年的46%，2001—2018年年均增長率為5-3%，超過其他任何主要食品生產(chǎn)體系，隨著世界人口的增長和對(duì)水產(chǎn)品需求的增加，這一趨勢(shì)預(yù)計(jì)將繼續(xù)下去[1]。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的快速增長引起了人們對(duì)水產(chǎn)飼料中制作魚粉的原料魚類的種群、自然資源及相關(guān)環(huán)境問題的嚴(yán)重關(guān)切。通常，水產(chǎn)飼料主要依賴于海洋中的魚粉作為蛋白質(zhì)來源，水產(chǎn)養(yǎng)殖已成為全球魚粉和魚油生產(chǎn)的最大消費(fèi)者。不斷發(fā)展的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)將面臨魚粉供應(yīng)有限的嚴(yán)峻問題，魚粉在水產(chǎn)飼料中的替代是不可避免的。

過去一段時(shí)間，科研人員在減少水產(chǎn)飼料中魚粉的比例方面的努力，使得越來越多的植物源成分加入到水產(chǎn)飼料的配方體系中。然而，與以魚粉為基礎(chǔ)蛋白源的飼料相比，植物蛋白可能導(dǎo)致蛋白質(zhì)和氨基酸缺乏造成的健康問題，損害免疫功能，增加動(dòng)物對(duì)傳染病的易感性，其普遍存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子也不利于水產(chǎn)動(dòng)物的利用[2]。近年來，昆蟲粉被認(rèn)為是最有前途的新型蛋白質(zhì)來源之一，這不僅是因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫臓I養(yǎng)成分，特別是在蛋白質(zhì)含量和氨基酸的均衡性方面，而且考慮到昆蟲資源的豐富性及其環(huán)境友好性，因此，我們應(yīng)大力研究和開發(fā)在水產(chǎn)飼料中用昆蟲粉替代（或部分替代）魚粉。

1昆蟲粉替代魚粉的可行性分析

1.1昆蟲是魚類的天然餌料

自然環(huán)境下，昆蟲本身就是魚類天然餌料的一部分，很多魚類會(huì)捕捉水生昆蟲以及陸生昆蟲的幼蟲和成蟲，研究人員在海水魚的內(nèi)臟中發(fā)現(xiàn)了膜翅目、雙翅目、鞘翅目昆蟲[3]，顯然，昆蟲是這些魚類食譜中的一部分，尤其是在肉食性和雜食性魚類的早期階段，昆蟲為它們提供了必需的氨基酸、脂肪酸、維生素和某些礦物質(zhì)。此外，在進(jìn)化上，魚類已經(jīng)適應(yīng)了捕食昆蟲。大多數(shù)魚類，如虹鱒、鯉等，都用口吸入昆蟲;而鱘魚的口呈向下的吸盤狀，方便它們吸食昆蟲的幼蟲，同時(shí)鱘魚也會(huì)利用鰓耙過濾水生昆蟲的幼蟲食用。另一個(gè)重要的適應(yīng)是肉食性和雜食性魚類的消化道系統(tǒng)，許多魚的胃腸道有幾丁質(zhì)酶，可幫助它們消化昆蟲。幾丁質(zhì)酶是由胃腺和胰腺產(chǎn)生的一種酶，可以消化昆蟲和甲殼類動(dòng)物的幾丁質(zhì)。此外，還有外部行為的適應(yīng)，例如印度洋的射水魚會(huì)通過噴水捕食昆蟲[4]?？谇黄鞴佟锥≠|(zhì)酶的進(jìn)化和魚類的行為適應(yīng)表明，昆蟲和其他節(jié)肢動(dòng)物是魚類天然餌料的一部分。

1.2營養(yǎng)水平均衡

昆蟲和其他動(dòng)物一樣，是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)的良好來源，但這些營養(yǎng)的含量會(huì)因昆蟲的食物來源和所處的不同階段而有所差異，如表1所示，幾種常見的昆蟲蛋白資源的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪水平[3]。

如上所述，昆蟲體內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪含量會(huì)因?yàn)榘l(fā)育階段、食物類型和飼養(yǎng)條件的不同而不同，因此，昆蟲的氨基酸和脂肪酸含量也會(huì)發(fā)生變化。但目前的研究表明，與植物蛋白原料相比，昆蟲的氨基酸組成均衡，且消化率更高，幾乎達(dá)到魚粉水平[5]。同時(shí)，昆蟲體內(nèi)含有大量的軟脂酸和不飽和脂肪酸，必需脂肪酸的含量也十分充足，可以滿足水產(chǎn)動(dòng)物生命活動(dòng)的需求[6]。

1.3含有特殊的生物活性物質(zhì)

昆蟲蛋白也是抗菌肽的來源，這些抗菌肽是昆蟲蛋白的生物活性組分，具有對(duì)致病菌的活性。除了它們的抗菌作用，這些多肽還能夠促進(jìn)特定的先天性免疫反應(yīng)和發(fā)揮選擇性免疫調(diào)節(jié)作用[7]。

目前，已在植物、真菌、細(xì)菌和動(dòng)物等不同生物體中鑒定出1500多種具有抗菌活性的蛋白質(zhì)，但是其中大多數(shù)都是在昆蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的[8]。此外，它們的活性被廣泛認(rèn)為不會(huì)導(dǎo)致自然細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，或者說至少可以認(rèn)為產(chǎn)生耐藥性的頻率很低[9]。昆蟲蛋白可能是抗菌肽的一個(gè)有前景的來源，被認(rèn)為是獸醫(yī)和畜牧生產(chǎn)中抗生素的替代品。

1.4資源豐富，生產(chǎn)周期短，產(chǎn)量高

昆蟲隸屬于節(jié)肢動(dòng)物門，昆蟲綱，種類繁多，形態(tài)各異，是地球上數(shù)量最大的動(dòng)物群體，且遍布世界各地。昆蟲的生活史主要包括卵期、幼蟲期、蛹期和成蟲期，他們的繁殖周期很短，產(chǎn)量卻極高，以黑水虻為例，其整個(gè)繁殖周期僅35天，每對(duì)成蟲每次就可以產(chǎn)下近1000枚蟲卵[10]，因此通過養(yǎng)殖昆蟲來生產(chǎn)蛋白質(zhì)飼料是可行、可控且高效的途徑。

2幾種常見昆蟲資源在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用

2.1黃粉蟲

黃粉蟲富含粗蛋白質(zhì)（約占干物質(zhì)的47%）和粗脂肪（約占35%），灰分和鈣含量相對(duì)較低[11]。黃粉蟲與豆粕接近的粗蛋白質(zhì)水平使其成為近年來替代魚粉、豆粕等常規(guī)水產(chǎn)飼料蛋白原料的熱點(diǎn)。有關(guān)虹鱒魚的研究表明，黃粉蟲可以替代虹鱒飼料中50%的魚粉[12]，經(jīng)過脫脂處理的黃粉蟲甚至可以100%替代魚粉[13]，多項(xiàng)研究表明，全脂黃粉蟲在虹鱒飼料中的添加量不能超過25%[14-15]。然而Henry等[16]卻指出，虹鱒飼料中添加50%的全脂黃粉蟲可以替代高達(dá)67%的魚粉，而不會(huì)對(duì)虹鱒的生長產(chǎn)生負(fù)面影響。有關(guān)鯛魚[17]、胡子鯰[18]、蝦類[19]的研究也顯示出類似結(jié)果，盡管這些研究使用黃粉蟲的種類和研究對(duì)象不同，可替代魚粉的比例也不同，但是所有結(jié)果都表明，黃粉蟲替代部分魚粉是可行的。

2.2蠅蛆

蠅蛆粉的粗蛋白質(zhì)含量可達(dá)30%～70%，粗脂肪含量7%～25%，同樣也是優(yōu)質(zhì)的昆蟲蛋白源[3]。史東杰等[20]分別用不同梯度的蠅蛆粉替代羅非魚飼料中的魚粉，結(jié)果表明蠅蛆粉可以完全替代魚粉而不影響羅非魚的生長性能、肌肉成分及肝臟免疫指標(biāo)。楊賀舒等[21]對(duì)黃顙魚也進(jìn)行了相似的替代試驗(yàn)，結(jié)果表明使用蠅蛆粉替代40%的魚粉時(shí)可以提高黃顙魚的肝臟抗氧化能力而不影響生長，但是高于60%的替代會(huì)顯著降低黃顙魚的生長性能和肝臟抗氧化能力。

2.3蠶蛹

蠶蛹的蛋白質(zhì)、脂肪含量較高，是寶貴的昆蟲資源。張建祿等[22]研究表明脫脂蠶蛹可替代建鯉飼料中50%以下魚粉。陳永生[23]使用發(fā)酵蠶蛹粉替代魚粉飼喂框鯉，并指出發(fā)酵蠶蛹替代魚粉的比例不應(yīng)高于25%，更高比例的替代會(huì)抑制框鯉的生長、降低飼料系數(shù)、危害健康。饒遠(yuǎn)等[24]的研究結(jié)果顯示，用蠶粉可部分替代加州鱸幼魚日糧中的魚粉，其替代的適宜比例為17.9%～22%。目前的研究結(jié)果顯示，蠶蛹類昆蟲蛋白可替代魚粉的比例較低，這點(diǎn)與其他幾種昆蟲資源相比沒有優(yōu)勢(shì)。

2.4黑水虻

黑水虻屬雙翅目腐生性昆蟲，別稱亮斑扁角水虻。黑水虻的幼蟲和蛹都有很高的營養(yǎng)價(jià)值，其幼蟲的粗蛋白質(zhì)含量達(dá)到40%以上，粗脂肪含量達(dá)到30%以上，氨基酸組成與魚粉相近[10]，是極其適合替代魚粉的昆蟲蛋白。由于黑水虻幼蟲在處理畜禽糞便和生活垃圾上極具優(yōu)勢(shì)，且繁殖周期短、轉(zhuǎn)化率高，成為目前學(xué)界焦點(diǎn)。劉世勝[25]使用全脂黑水虻幼蟲粉替代魚粉飼喂建鯉，發(fā)現(xiàn)黑水虻幼蟲粉在建鯉飼料中替代魚粉的比例不宜超過75%，過高的替代水平會(huì)影響魚體健康。韓星星等[26]用脫脂黑水虻幼蟲粉替代大黃魚飼料中不同比例的魚粉，替代魚粉蛋白質(zhì)比例在40%時(shí)對(duì)大黃魚幼魚的生長性能、體成分及健康狀況無負(fù)面影響。彭凱[27]在加州鱸上的研究顯示，黑水虻幼蟲粉替代30%的魚粉可顯著增加加州鱸的飼料系數(shù)，降低蛋白質(zhì)效率，此研究表明黑水虻幼蟲粉在加州鱸飼料中替代魚粉的比例應(yīng)低于30%。

3展望與小結(jié)

昆蟲資源是部分或完全替代魚粉的最佳選擇之一，這主要得益于昆蟲的資源豐富、繁殖周期短、營養(yǎng)成分組成均衡，此外生產(chǎn)昆蟲蛋白更加節(jié)省資源，某些昆蟲如黑水虻，在處理畜禽糞便和生活垃圾方面優(yōu)勢(shì)明顯，這些都促進(jìn)了昆蟲在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用。

由于昆蟲體內(nèi)含有抗菌肽，因此，不僅應(yīng)該考慮將昆蟲作為魚粉的替代品，還應(yīng)該考慮將其作為維持健康的添加劑，即使在魚的飼料中以相對(duì)較低的數(shù)量加入昆蟲粉，也可以改善魚的免疫系統(tǒng)并提高它們的生產(chǎn)性能。

目前，由于昆蟲種類、生長階段、食物種類、加工技術(shù)的不同，市面上昆蟲蛋白產(chǎn)品還不標(biāo)準(zhǔn)，在選擇昆蟲蛋白替代魚粉時(shí)應(yīng)按照所選昆蟲資源的實(shí)際營養(yǎng)指標(biāo)設(shè)計(jì)配方，充分發(fā)揮昆蟲資源的實(shí)際價(jià)值，加速昆蟲蛋白資源在水產(chǎn)飼料中的應(yīng)用。

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（收稿日期：2021-08-05;修回日期：2021-09-23）