杨国勇 刘世胜

摘要：从昆虫是鱼类天然饵料、昆虫粉营养成分适合替代鱼粉以及昆虫资源丰富等方面对昆虫粉替代鱼粉的可行性进行综述，此外，综合几种常见的昆虫粉在水产饲料中替代鱼粉的研究，得出结论，以较低或中等比例的昆虫粉替代鱼粉不会影响水产动物的生长。综上，昆虫粉是具有应用前景的新型蛋白质原料。

关键词：昆虫粉;鱼粉替代;水产饲料

在过去20年里，水产养殖对水产品生产的贡献持续增长，从2000年的25.7%上升到2016—2018年的46%，2001—2018年年均增长率为5-3%，超过其他任何主要食品生产体系，随着世界人口的增长和对水产品需求的增加，这一趋势预计将继续下去[1]。水产养殖业的快速增长引起了人们对水产饲料中制作鱼粉的原料鱼类的种群、自然资源及相关环境问题的严重关切。通常，水产饲料主要依赖于海洋中的鱼粉作为蛋白质来源，水产养殖已成为全球鱼粉和鱼油生产的最大消费者。不断发展的水产养殖业将面临鱼粉供应有限的严峻问题，鱼粉在水产饲料中的替代是不可避免的。

过去一段时间，科研人员在减少水产饲料中鱼粉的比例方面的努力，使得越来越多的植物源成分加入到水产饲料的配方体系中。然而，与以鱼粉为基础蛋白源的饲料相比，植物蛋白可能导致蛋白质和氨基酸缺乏造成的健康问题，损害免疫功能，增加动物对传染病的易感性，其普遍存在的抗营养因子也不利于水产动物的利用[2]。近年来，昆虫粉被认为是最有前途的新型蛋白质来源之一，这不仅是因为它们具有良好的营养成分，特别是在蛋白质含量和氨基酸的均衡性方面，而且考虑到昆虫资源的丰富性及其环境友好性，因此，我们应大力研究和开发在水产饲料中用昆虫粉替代（或部分替代）鱼粉。

1昆虫粉替代鱼粉的可行性分析

1.1昆虫是鱼类的天然饵料

自然环境下，昆虫本身就是鱼类天然饵料的一部分，很多鱼类会捕捉水生昆虫以及陆生昆虫的幼虫和成虫，研究人员在海水鱼的内脏中发现了膜翅目、双翅目、鞘翅目昆虫[3]，显然，昆虫是这些鱼类食谱中的一部分，尤其是在肉食性和杂食性鱼类的早期阶段，昆虫为它们提供了必需的氨基酸、脂肪酸、维生素和某些矿物质。此外，在进化上，鱼类已经适应了捕食昆虫。大多数鱼类，如虹鳟、鲤等，都用口吸入昆虫;而鲟鱼的口呈向下的吸盘状，方便它们吸食昆虫的幼虫，同时鲟鱼也会利用鳃耙过滤水生昆虫的幼虫食用。另一个重要的适应是肉食性和杂食性鱼类的消化道系统，许多鱼的胃肠道有几丁质酶，可帮助它们消化昆虫。几丁质酶是由胃腺和胰腺产生的一种酶，可以消化昆虫和甲壳类动物的几丁质。此外，还有外部行为的适应，例如印度洋的射水鱼会通过喷水捕食昆虫[4]。口腔器官、几丁质酶的进化和鱼类的行为适应表明，昆虫和其他节肢动物是鱼类天然饵料的一部分。

1.2营养水平均衡

昆虫和其他动物一样，是蛋白质、脂质、维生素和矿物质的良好来源，但这些营养的含量会因昆虫的食物来源和所处的不同阶段而有所差异，如表1所示，几种常见的昆虫蛋白资源的粗蛋白质、粗脂肪水平[3]。

如上所述，昆虫体内的蛋白质、脂肪含量会因为发育阶段、食物类型和饲养条件的不同而不同，因此，昆虫的氨基酸和脂肪酸含量也会发生变化。但目前的研究表明，与植物蛋白原料相比，昆虫的氨基酸组成均衡，且消化率更高，几乎达到鱼粉水平[5]。同时，昆虫体内含有大量的软脂酸和不饱和脂肪酸，必需脂肪酸的含量也十分充足，可以满足水产动物生命活动的需求[6]。

1.3含有特殊的生物活性物质

昆虫蛋白也是抗菌肽的来源，这些抗菌肽是昆虫蛋白的生物活性组分，具有对致病菌的活性。除了它们的抗菌作用，这些多肽还能够促进特定的先天性免疫反应和发挥选择性免疫调节作用[7]。

目前，已在植物、真菌、细菌和动物等不同生物体中鉴定出1500多种具有抗菌活性的蛋白质，但是其中大多数都是在昆虫体内发现的[8]。此外，它们的活性被广泛认为不会导致自然细菌产生耐药性，或者说至少可以认为产生耐药性的频率很低[9]。昆虫蛋白可能是抗菌肽的一个有前景的来源，被认为是獸医和畜牧生产中抗生素的替代品。

1.4资源丰富，生产周期短，产量高

昆虫隶属于节肢动物门，昆虫纲，种类繁多，形态各异，是地球上数量最大的动物群体，且遍布世界各地。昆虫的生活史主要包括卵期、幼虫期、蛹期和成虫期，他们的繁殖周期很短，产量却极高，以黑水虻为例，其整个繁殖周期仅35天，每对成虫每次就可以产下近1000枚虫卵[10]，因此通过养殖昆虫来生产蛋白质饲料是可行、可控且高效的途径。

2几种常见昆虫资源在水产饲料中的应用

2.1黄粉虫

黄粉虫富含粗蛋白质（约占干物质的47%）和粗脂肪（约占35%），灰分和钙含量相对较低[11]。黄粉虫与豆粕接近的粗蛋白质水平使其成为近年来替代鱼粉、豆粕等常规水产饲料蛋白原料的热点。有关虹鳟鱼的研究表明，黄粉虫可以替代虹鳟饲料中50%的鱼粉[12]，经过脱脂处理的黄粉虫甚至可以100%替代鱼粉[13]，多项研究表明，全脂黄粉虫在虹鳟饲料中的添加量不能超过25%[14-15]。然而Henry等[16]却指出，虹鳟饲料中添加50%的全脂黄粉虫可以替代高达67%的鱼粉，而不会对虹鳟的生长产生负面影响。有关鲷鱼[17]、胡子鲶[18]、虾类[19]的研究也显示出类似结果，尽管这些研究使用黄粉虫的种类和研究对象不同，可替代鱼粉的比例也不同，但是所有结果都表明，黄粉虫替代部分鱼粉是可行的。

2.2蝇蛆

蝇蛆粉的粗蛋白质含量可达30%～70%，粗脂肪含量7%～25%，同样也是优质的昆虫蛋白源[3]。史东杰等[20]分别用不同梯度的蝇蛆粉替代罗非鱼饲料中的鱼粉，结果表明蝇蛆粉可以完全替代鱼粉而不影响罗非鱼的生长性能、肌肉成分及肝脏免疫指标。杨贺舒等[21]对黄颡鱼也进行了相似的替代试验，结果表明使用蝇蛆粉替代40%的鱼粉时可以提高黄颡鱼的肝脏抗氧化能力而不影响生长，但是高于60%的替代会显著降低黄颡鱼的生长性能和肝脏抗氧化能力。

2.3蚕蛹

蚕蛹的蛋白质、脂肪含量较高，是宝贵的昆虫资源。张建禄等[22]研究表明脱脂蚕蛹可替代建鲤饲料中50%以下鱼粉。陈永生[23]使用发酵蚕蛹粉替代鱼粉饲喂框鲤，并指出发酵蚕蛹替代鱼粉的比例不应高于25%，更高比例的替代会抑制框鲤的生长、降低饲料系数、危害健康。饶远等[24]的研究结果显示，用蚕粉可部分替代加州鲈幼鱼日粮中的鱼粉，其替代的适宜比例为17.9%～22%。目前的研究结果显示，蚕蛹类昆虫蛋白可替代鱼粉的比例较低，这点与其他几种昆虫资源相比没有优势。

2.4黑水虻

黑水虻属双翅目腐生性昆虫，别称亮斑扁角水虻。黑水虻的幼虫和蛹都有很高的营养价值，其幼虫的粗蛋白质含量达到40%以上，粗脂肪含量达到30%以上，氨基酸组成与鱼粉相近[10]，是极其适合替代鱼粉的昆虫蛋白。由于黑水虻幼虫在处理畜禽粪便和生活垃圾上极具优势，且繁殖周期短、转化率高，成为目前学界焦点。刘世胜[25]使用全脂黑水虻幼虫粉替代鱼粉饲喂建鲤，发现黑水虻幼虫粉在建鲤饲料中替代鱼粉的比例不宜超过75%，过高的替代水平会影响鱼体健康。韩星星等[26]用脱脂黑水虻幼虫粉替代大黄鱼饲料中不同比例的鱼粉，替代鱼粉蛋白质比例在40%时对大黄鱼幼鱼的生长性能、体成分及健康状况无负面影响。彭凯[27]在加州鲈上的研究显示，黑水虻幼虫粉替代30%的鱼粉可显著增加加州鲈的饲料系数，降低蛋白质效率，此研究表明黑水虻幼虫粉在加州鲈饲料中替代鱼粉的比例应低于30%。

3展望与小结

昆虫资源是部分或完全替代鱼粉的最佳选择之一，这主要得益于昆虫的资源丰富、繁殖周期短、营养成分组成均衡，此外生产昆虫蛋白更加节省资源，某些昆虫如黑水虻，在处理畜禽粪便和生活垃圾方面优势明显，这些都促进了昆虫在水产饲料中的应用。

由于昆虫体内含有抗菌肽，因此，不仅应该考虑将昆虫作为鱼粉的替代品，還应该考虑将其作为维持健康的添加剂，即使在鱼的饲料中以相对较低的数量加入昆虫粉，也可以改善鱼的免疫系统并提高它们的生产性能。

目前，由于昆虫种类、生长阶段、食物种类、加工技术的不同，市面上昆虫蛋白产品还不标准，在选择昆虫蛋白替代鱼粉时应按照所选昆虫资源的实际营养指标设计配方，充分发挥昆虫资源的实际价值，加速昆虫蛋白资源在水产饲料中的应用。

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（收稿日期：2021-08-05;修回日期：2021-09-23）