朱 琳，王向誉，聂 磊，王安皆，张凤林，施新琴，娄齐年

(山东省蚕业研究所，山东省农业科学院特种经济动物与昆虫资源研究中心，山东烟台 264002)

黄粉虫(TenebriomolitorL)别名黄粉甲，俗称面包虫,隶属昆虫纲(Insect)鞘翅目( Coleopter)拟步甲科(Tenebrionide)粉甲属(Tenebrionini)，原产于南美洲，20世纪50年代由原苏联传入我国，本属于仓库和贮藏害虫，但因其营养成分高，营养含量居各类活体动物蛋白饲料之首，所以被誉为蛋白质饲料宝库[1]。

黄粉虫富含多种营养成分，是一种珍贵的昆虫资源，己在食品、保健品、医药和饲料等领域得到广泛应用。黄粉虫适应能力极强，具有生存能力强、生长发育快、成本低等优点，己成为当今世界上发展速度仅次于养蚕、养蜂业的养虫业之一。目前，对黄粉虫的应用研究主要集中在对虫体和虫粪方面[2]。黄粉虫虫体本身是极其丰富且宝贵的自然蛋白资源，已着手开发食品系列(如黄粉虫饼干、面包和酸奶等)以及药用保健系列(如几丁质、虫油和氨基酸等)。黄粉虫在养殖过程中产生的虫粪也可用作有机肥料、食用菌栽培基质、化工原料和养殖材料等。笔者对黄粉虫主要功能成分及其应用的研究进展进行了综述，并对黄粉虫的应用前景进行了展望。

1 黄粉虫的主要功能成分

1.1蛋白质及氨基酸黄粉虫蛋白质含量很高，幼虫中蛋白质占干重的54.25%，在蛹中占干重的58.7%，在成虫中占干重的64.8%。黄粉虫蛋白质中含有17种氨基酸，其中必需氨基酸含量占氨基酸总量的40%左右，基本达到了联合国粮农组织/世界卫生组织的标准。黄粉虫氨基酸中胱氨酸和赖氨酸的含量较高，其蛋白的必需氨基酸含量与其他含有优质蛋白质的大豆、瘦精肉、瘦鸡肉、瘦牛肉等相近。因此，黄粉虫蛋白是一种优良的全价蛋白[3]。不同的季节和龄期会直接影响黄粉虫蛋白质含量，蛹和越冬期幼虫中蛋白质含量较低，虫和生长期幼虫中蛋白质含量较高[4]。

1.2脂肪与脂肪酸昆虫脂肪是一类宝贵的生物资源，可以作为生产食用油、工业用油和生物柴油的原料。油脂中的多不饱和脂肪酸主要为必需脂肪酸，包括亚油酸和亚麻酸，是组成磷脂的重要成分，对于胆固醇代谢极为重要，也是合成前列腺素、血栓烷的原料，还具有维持视觉、减少皮肤疾病的功能。必需脂肪酸是人体不可缺少且自身不能合成的，必须通过外界补充。黄粉虫虫油含有丰富的不饱和脂肪酸，占脂肪酸总量的80.7%，必需脂肪酸含量占脂肪酸总量的34.0%，其脂肪酸组成接近米糠油和芝麻油。黄粉虫虫油含有丰富的抗氧化剂(如维生素E)，稳定性好，可作为优质油脂的新资源[5]。不同季节和虫龄期的黄粉虫脂肪含量不同。蛹和越冬幼虫脂肪含量较高，分别为30.4%和33.6%。成虫和生长期幼虫脂肪含量较低，分别为19.25%和27.30%[6]。

1.3壳聚糖壳聚糖是由几丁质脱乙酰得到的多糖，广泛存在于甲壳类动物的外壳、昆虫的甲壳和真菌的胞壁中，常被用于抑制肿瘤的生长、制作手术缝合线和人造皮肤等。壳聚糖具有良好的生物相容性、血液相容性、生物运转性及生物降解性，这些优良性能受到了各行各业的广泛关注，在食品、医药、生化和生物医学工程、化妆品、化工、金属提取及回收、水处理等领域的应用研究已取得了重大进展[7]。杜开书[8]研究了黄粉虫壳聚糖的提取及应用，发现壳聚糖不仅对板栗的贮藏保鲜有显著效果，而且对果汁有澄清作用且不会影响风味。此外，黄粉虫甲壳素还可作为食品添加剂、防腐剂、水果保鲜剂等应用在食品行业。在黄粉虫养殖业中，幼虫的蜕皮、蛹壳及老死成虫壳等均可提取壳聚糖，既节省资源，又能为黄粉虫的产业化提供一条降低成本的可靠之路[9]。

1.4维生素及矿物质黄粉虫虫体中维生素A、B1、B2、C、D、E和核黄素的含量均较高；维生素B2、C、D含量高于牛羊肉和牛奶；维生素B2、C含量超过菠菜和韭菜；维生素 D、E含量分别为猪肉和牛肉的的44倍、32倍。幼虫干粉中维生素A和E含量分别为33.7和89.8 μg/kg。黄粉虫的粗灰分含量高于蚕蛹，接近豆饼。黄粉虫虫体各种无机盐的含量都很高，如钙、镁、铁、锰、锌和铜均为有机矿物元素，动物吸收消化好，是一种有益元素的“生物转化器”，将无机物转为人体必需的生物态物质，并可定向、定量生产。

1.5黄酮类化合物除了以上几种主要成分外，有研究者发现黄粉虫中也能分离提取到黄酮类成分。汪璇等[10]采用超声波水提法提取黄粉虫虫粉中的黄酮，结果发现当液料比18.34∶1、超声时间30.06 min、浸提温度58.43 ℃、超声功率380.62 W时，黄酮提取率最高。将得到的黄酮粗提液通过XDA-1型大孔吸附树脂的分离吸附作用进行纯化，得到具有较高抗氧化性的成分，说明黄粉虫黄酮是一种天然有效的抗氧化剂，并且分离纯化的操作简单、安全、成本低，有较高应用价值[11-12]。

2 黄粉虫的应用现状

2.1黄粉虫原形食品黄粉虫加工工艺中最简单的一种形式就是保持或基本保持虫体的原形加工，制作而成的食品即为黄粉虫原形食品。此外，还可以利用煎、炸、烤、蒸等方式将黄粉虫虫体制备成日常菜肴，如利用幼虫制成的“汉虾”、虫蛹制成的“蛹宝”等[13]；也可将其磨粉、打浆、浸提等制成“汉虾粉”、黄粉虫虫浆、黄粉虫酒等产品[14]。

2.2食品添加剂黄粉虫虫粉作为辅助配料添加到食品中可以提高其营养价值和口感。在饼干中加入黄粉虫虫粉，不仅能使食物更加味美可口，而且能使蛋白质含量增加1倍；将其加入酥糖或月饼中，可以制成特殊风味的“汉虾酥糖”和“汉虾月饼”等[6]。在面食的加工中添加适量的黄粉虫蛋白乳，可制成营养丰富的面条[15]、面包[16]、无水清蛋糕[17]等。此外，还可加工成蛋白饮料或者蛋白酸奶[18]。黄粉虫蛋白酶解后有异亮氨酸、甘氨酸、脯氨酸和丙氨酸，它们的存在可使水解蛋白拥有特殊的甜味和鲜味，因此黄粉虫还可以加工成酱油、虫酱、补酒等[19]。

2.3宠物饲料宠物养殖业是世界上发展较快的新兴产业。黄粉虫可以直接或烘制冷冻加工成动物饲料，用于饲养乌龟、鱼、蝎子等特种经济动物，通过食物链的传送，动物蛋白的经济价值会得到进一步提升。黄粉虫虫沙中含有10%的蛋白质，接近麦麸的粗蛋白含量，因此以其作为畜禽的粗饲料，不仅可以大大降低成本，而且还能提高养殖效益。刘利林等[20]用黄粉虫虫沙饲喂绵羊，结果发现虫沙的适口性一般，在生产中使用时饲喂应循序渐进，由少到多，一段时间后黄粉虫虫沙就可以完全替代米糠、玉米麸皮等饲料，在绵羊生产中应用较为合适。王金花等[21]在文昌鸡日粮中添加虫沙，结果发现鸡的日增重显著提高。

2.4保健品陈荣等[22]认为从黄粉虫中提取的蛋白质、油脂和几丁聚糖的营养价值与同类产品相比具有一定的优势，可广泛应用于药品、保健品及化妆品等领域。胡滨等[23]利用超声波提取黄粉虫油，萃取率高，并且48%的小鼠灌胃虫油的LD50大于15 g/kg，证实黄粉虫油无毒性，可以作为保健品添加油。黄粉虫油脂肪酸组成以不饱和脂肪酸为主，具有调节血脂和增强抗氧化功能的作用，可用于开发保健油类产品[24]。

2.5黄粉虫虫沙黄粉虫养殖过程中产生的虫沙也是黄粉虫养殖效益中的重要部分。虫沙本身含有丰富的营养成分，许齐爱等[25]研究表明虫沙中含有粗蛋白24%、氮3.37%、磷1.04%、钾1.4%，且含有锌、硼、锰、铁等多种微量元素。在储藏、运输及其使用的过程中，黄粉虫虫沙不会有任何异味和酸化及腐败产生，并且其表面还均匀地附着一层黄粉虫消化道分泌液形成的微膜，这种特殊的结构若作为土壤添加剂，能极大地提高土壤的肥力[26]。熊晓莉等[27]研究表明，黄粉虫虫沙具有微小的团粒结构，自然气孔率很高，以虫粪为原料，加入磷酸为活化剂，制备黄粉虫粪吸附剂，并用于亚甲基蓝模拟废水的处理。目前，黄粉虫虫沙主要的应用领域包括畜禽粗饲料、有机肥料、菌类生产的主要培养基原料、提取叶绿素、养殖材料等。

2.6黄粉虫活性蛋白

2.6.1黄粉虫纤溶蛋白。陈雅雄[28]从黄粉虫体内通过匀浆浸提、盐析、阴离子交换和葡聚糖凝胶过滤等方法提取、分离并纯化出一种纤溶活性蛋白，其组分单一，相对分子量约56.1 kD，并且有很好的纤溶效果。吴艳玲[2]在此基础上进一步研究纤溶活性蛋白的酶学性质，并对其抗癌作用做了初步研究，结果表明黄粉虫纤溶活性蛋白对肿瘤细胞A549有较显著的抑制作用，对H22细胞的抑制作用不明显，说明其对于癌细胞具有选择性。与顺铂相比，其对抗癌效果很迅速，短时间就能达到较好的抑制肿瘤生长的效果，这是其他抗癌药物难以比拟的优势。张冰[29]以小鼠为试验对象，采用皮下多点注射法进行免疫试验，结果发现黄粉虫纤溶活性蛋白具有与尿激酶相似的免疫原性，末次免疫后产生的抗体效价为1∶640，说明其具有一定的免疫原性，并且能够抑制角叉菜胶所致的小鼠尾部血栓的形成，能明显延长正常小鼠凝血酶时间，增强其组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)的活性、抑制其组织型纤溶酶原激活剂抑制剂(PAI)的活性。这表明黄粉虫纤溶活性蛋白具有良好的体内抗血栓作用。

2.6.2黄粉虫抗菌肽。昆虫体内抗菌肽是指其在受到某些物理剌激或被微生物感染后，引起免疫反应而产生一系列抗菌物质，其合成速度非常快，是机体理想的第一道防线。大多数的昆虫抗菌肽是一些有生物活性的小分子肽，生物学特性多样，相对分子质量均小于1 000；功能具有多样性，如热稳定性、水溶性、强碱性和广谱抗菌等。抗菌肽的生物学功能主要有直接抗病原微生物活性和抗内毒素、免疫趋化活性、适应性免疫等免疫功能[30]。黄粉虫抗菌肽可通过生物水解黄粉虫粉制备抗菌肽[31]，也可通过其他各种刺激使黄粉虫体内直接产生抗菌肽[32]。刘影等[33]用大肠杆菌和灭活大肠杆菌诱导黄粉虫产生抗菌肽，结果发现经大肠杆菌诱导的黄粉虫体内细菌含量低于国家规定标准，可用作养殖业的饲料添加剂。刘影等成功克隆了黄粉虫抗菌肽基因Tmecin，并发现其对某些细菌和真菌均有抑制作用，尤其是对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最强，有望成为新一代的抗生素替代品。研究表明，黄粉虫抗菌肽对不同的植物病原真菌均有一定的抑制活性，对于培育植物抗病育种提供了新的抗原基因资源[34]。周钢等[35]利用灭活的沙门菌处理黄粉虫，将黄粉虫抗菌肽添加到肉蛋鸡饲料中，经对比发现不仅能维持鸡肠道内益生菌平衡，提高肉蛋鸡的免疫力，增强对外源侵染病原的抵抗力，而且还可以提高鸡肉品质，在鸡肉中无残留，保障了人们的身体健康。

2.7黄粉虫的生物降解功能餐厨垃圾含水量高、易腐烂变质、有机质含量丰富且散发臭味，除对周围环境卫生造成严重影响外，还存在各种安全隐患。随着社会经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，餐厨垃圾的产量与日俱增。因此，对其进行减量化、无害化、资源化处理的问题迫在眉睫。目前，利用环境昆虫的腐食性取食行为处理餐厨垃圾，是一条安全和经济可行的技术途径。黄粉虫幼虫食性杂、生命力强、转化率高，对生长环境质量要求低，在农业有机废弃物的转化过程中发挥着重要的作用，且目前黄粉虫已经实现了大规模工厂化生产方式，形成了完善的产业链结构。因此，利用黄粉虫处理餐厨垃圾是切实可行的[36]。最近研究表明，黄粉虫可以利用PS塑料泡沫作为唯一食物，一部分在肠道内矿化，另一部分转化为自身需要的营养物质[37-39]。张可等[60]研究黄粉虫取食和消化降解聚乙烯(PE)塑料薄膜，结果表明黄粉虫降解塑料薄膜后的排泄物为黑褐色，燃烧时无刺激性气味，表明黄粉虫对其进行了彻底的消化降解。

3 展望

昆虫物种丰富、资源数量大，分布广泛，昆虫资源的产业化正以前所未有的速度向深度和广度不断拓展。以“资源经济学”的理论和观点为指导，推进昆虫资源的产业化，是21世纪昆虫学研究的热点和关键领域，逐渐形成的“经济昆虫资源学”是与“理论昆虫学与昆虫技术学”“植保昆虫学”并列的重要组成部分。黄粉虫是继家蚕、蜜蜂后又一个极可能被产业化开发的昆虫种类，目前国内关于黄粉虫的研究热点还是在其食用方面的应用，对其处理餐厨垃圾方面的研究在国内也慢慢起步，如山东临沂新莒农生物技术股份有限公司(莒南县磐龙湖农业生态园)在利用黄粉虫等环境昆虫处理餐厨垃圾方面已经取得突破性进展，并逐渐在进行产业化推广。然而，黄粉虫在医疗、化妆、处理餐厨垃圾及聚乙烯等方面仍然需要继续深化基础和应用研究。

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