综述：通过基于昆虫的生物转化（黑水虻和黄粉虫）增强地中海食品系统的韧性

这篇综述系统探讨了昆虫生物转化技术（BSF/YM）在地中海食品系统中的应用，聚焦其提升韧性（吸收性/适应性/恢复性）的潜力，分析了环境效益（如降低GHG排放、减少土地利用）与现存挑战（经济可行性、生态风险），为可持续蛋白质替代方案提供了循证依据。

　　

摘要

昆虫介导的农业废弃物生物转化为应对地中海地区环境与粮食安全挑战提供了创新方案。研究表明，黑水虻（Hermetia illucens）和黄粉虫（Tenebrio molitor）能将低价值有机副产物转化为高蛋白饲料，同时显著降低传统畜牧业的环境足迹（减少80%土地需求，CO₂排放低至2.1 kg/kg产品）。这种技术通过建立食品系统新链接，从循环经济角度增强了系统的吸收性（养分回收）、适应性（底物灵活性）和恢复性（重金属去除）。

材料与方法

通过系统文献综述筛选了Web of Science等数据库中2015年后的研究，聚焦地中海地区昆虫生物转化与韧性指标的关联。定义三大韧性属性：

• 吸收性：昆虫对营养物质的转化效率（如橄榄渣替代75%饲料时粗蛋白提升）
• 适应性：底物多样性处理能力（包括酿酒副产品、番茄渣等季节性废弃物）
• 恢复性：生态系统修复潜力（BSF酶降解橄榄废水83%重金属）

结果与讨论

韧性属性分析

吸收性研究占比75%，凸显昆虫在蛋白质缺口缓解中的核心作用。BSF幼虫对水产养殖废弃物的转化率高达80%，而黄粉虫在羽扇豆基质中表现出最优饲料转化率（FCR）。适应性方面，33%研究验证了昆虫对区域废弃物的处理弹性，但规模化经济性存疑——昆虫饲料生产成本达33.49 kg CO₂-eq/kg，高于禽类（8.57 kg）。恢复性研究仅25%，但BSF排泄物（frass）证实可提升土壤健康，其几丁质成分增强植物抗病性。

可持续性整合

• 环境维度：BSF系统全球变暖潜能（GWP）为2.1-5.76 kg CO₂-eq/kg，远低于牛肉（129 kg），但能源消耗（84.17 MJ/kg）仍是瓶颈。
• 经济维度：橄榄渣等季节性底物影响供应链稳定性，而IPIFF预测2025年昆虫蛋白产量达120万吨可能冲击传统农业市场。
• 社会维度：缺乏对农民转型风险的量化评估，且基因改造昆虫的生态逃逸风险未被充分研究。

结论

昆虫生物转化技术在地中海食品系统中展现出显著的韧性增强潜力，尤其在废弃物增值和减排方面。未来需重点量化生态恢复指标（如土壤再生速率）并建立社会经济保障机制，以实现环境-经济-社会可持续性的协同发展。