综述：可食用昆虫作为替代蛋白质来源：营养成分与全球消费模式

这篇综述系统探讨了可食用昆虫（Edible insects）作为可持续替代蛋白源的潜力，重点分析了其营养成分（如蛋白质、甲壳素Chitin、PUFA等）、全球消费模式及在食品安全（Food safety）与过敏原（Allergens）方面的挑战。文章指出昆虫蛋白的氨基酸评分（AAS）与PDCAAS媲美传统肉类，且养殖过程具有低碳足迹（Low carbon footprint），为应对粮食安全（Food security）问题提供了创新解决方案。

　　

摘要

昆虫正成为应对全球蛋白质需求增长和环境压力的新兴解决方案。作为节肢动物门六足亚门的成员，昆虫占地球物种的70%以上，其快速进化与高适应性使其遍布除深海外的几乎所有生态位。历史上，亚洲、非洲、美洲和大洋洲的热带及温带地区已有食用昆虫的传统，目前全球约30%人口、113个国家将昆虫纳入饮食。尤其值得注意的是，鞘翅目（Coleoptera）、半翅目（Hemiptera）和鳞翅目（Lepidoptera）是消费量最高的昆虫目，分别包含661、222和396个可食用物种。

1. 引言

昆虫的多样性使其成为极具潜力的营养来源。与畜牧业相比，昆虫养殖仅需2克饲料即可产生1克体重增长，远低于牛的8克需求，且温室气体排放量显著降低。这种高效性源于昆虫的变温特性，使其能量消耗主要用于生长而非体温调节。此外，昆虫的短生命周期和高繁殖率进一步增强了其作为可持续食品的优势。尽管西方社会长期存在对食用昆虫的心理排斥，但近年来欧美市场已逐步接受蟋蟀粉（cricket powder）和面包虫（mealworm）等作为蛋白棒、面食的添加剂。

2. 作为食物的昆虫

根据食品法典委员会定义，可食用昆虫需满足安全标准。其营养价值因发育阶段（幼虫/成虫）、性别和饲料来源而异。例如，黄粉虫（Tenebrio molitor）幼虫蛋白质含量达49.1-65.3%（干重），脂肪含量35-42%，且富含α-亚麻酸（C18:3）等PUFA。值得注意的是，昆虫的甲壳素（Chitin）作为膳食纤维，具有抗菌和降胆固醇特性，但可能影响蛋白质消化率（77-98%）。通过脱甲壳素处理，昆虫蛋白的消化率可提升至与脊椎动物蛋白相当的水平。

3. 全球消费模式

亚洲是可食用昆虫多样性最高的地区，记录超过900种，其次是北美洲（529种）和非洲（464种）。泰国消费194种昆虫，包括蟋蟀和竹虫；非洲刚果以棕榈象甲幼虫（Rhynchophorus spp.）为主，其脂肪含量高达61.1%。地域差异显著：热带地区因昆虫种群密集更易采集，而温带地区受冬季休眠限制。值得注意的是，城市化导致亚洲传统食虫文化衰退，而欧美通过创新产品（如昆虫汉堡）推动市场增长。

4. 营养价值

4.1 碳水化合物与甲壳素

昆虫碳水化合物主要为甲壳素（0.5-51.6%干重），其β-(1,4)-糖苷键结构与纤维素相似。虽人类缺乏高效分解甲壳素的酶系，但酸性哺乳动物几丁质酶（AMCase）可部分降解。研究显示，甲壳素代谢能力与饮食传统相关，长期低甲壳素摄入人群的酶活性可能降低。

4.2 蛋白质质量

昆虫蛋白的氨基酸评分（AAS）显示：家蟋蟀（Acheta domesticus）为0.88（第一限制性氨基酸为蛋氨酸+半胱氨酸），黑水虻（Hermetia illucens）达111，优于大豆蛋白。关键氨基酸如苯丙氨酸（Phe）和苏氨酸（Thr）含量比动植物源蛋白高30-50%。通过等电点沉淀法提取的分离蛋白消化率可达94%，但完整昆虫因甲壳素存在降至71%。

4.3 维生素谱系

昆虫是B族维生素的优质来源：

• 硫胺素（B₁）：非洲蛾幼虫含4.98 mg/100g
• 核黄素（B₂）：白蚁（Termes spp.）达6.07 mg/100g
• 钴胺素（B₁₂）：蟋蟀若虫含量是牛肉的59倍
  维生素D仅在日光暴露的野生昆虫中检出（388-9341 IU/kg），而维生素E在果蝇（Drosophila）中高达166 IU/kg。

4.4 矿物质富集

昆虫可补充关键矿物质缺乏：

• 铁：蝗虫含8.2 mg/100g，是菠菜的3倍
• 锌：蚂蚁（Oecophylla spp.）达17.1 mg/100g
• 钙：黑水虻幼虫外骨骼钙化，含量超牛奶7倍

4.5 脂肪酸构成

昆虫脂肪以不饱和脂肪酸为主（>50%总量），其中油酸（C18:1）占MUFA的60-75%。中国蝗虫（Acrida cinerea）含41% α-亚麻酸（C18:3），而黄粉虫幼虫中亚油酸（C18:2）达25.5%。脂肪含量受温度影响显著：25°C饲养的蟋蟀比15°C个体脂肪积累高20%。

5. 昆虫衍生食品

昆虫蛋白已成功应用于：

• 面包：10%蟋蟀粉添加使蛋白质提升40%
• 香肠：蚕蛹粉（Bombyx mori）降低烹饪损失15%
• 肉类似物：黄粉虫蛋白改善持水性（WHC）
  技术创新包括酶解降低过敏原（如原肌球蛋白Tropomyosin），以及微胶囊化保存多酚类活性物质。

6. 食品安全与过敏原

主要风险来自交叉过敏：

• 甲壳类过敏者对蟋蟀过敏风险增加（同源蛋白相似度>80%）
• 墨西哥烤蚱蜢（chapulines）引发严重过敏反应案例
  欧盟已要求含昆虫成分食品标注"可能含甲壳类过敏原"。

7. 结论与展望

昆虫作为"未来食物"仍需解决：

1. 规模化养殖的自动化
2. 过敏原检测标准化
3. 消费者接受度心理研究
   随着蛋白质分离技术和风味掩蔽工艺进步，昆虫衍生食品有望在2030年前占据替代蛋白市场15%份额。