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综述:食用昆虫中蛋白质回收的提取技术研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月22日 来源:Journal of Food Composition and Analysis 4.0
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这篇综述系统分析了食用昆虫作为新型蛋白源的提取技术,重点对比了碱溶法(pH调节)、盐析法(salting-in/out)、超声辅助提取(20-44 kHz)及酶解法(蛋白酶/几丁质酶)等方法的提取效率(13%-77%蛋白含量)和功能特性,为克服文化排斥性、推动昆虫蛋白(含PUFA、Ca2+等)在食品工业的应用提供技术参考。
ABSTRACT
食用昆虫作为潜力蛋白源,其蛋白质含量因物种和发育阶段差异显著(13%-77%)。文化排斥是推广的主要障碍,而蛋白质提取技术可提升接受度。提取方法直接影响回收率和技术功能特性。预处理(干燥、研磨、脱脂)能显著提高得率,其中碱溶法在多数昆虫中表现最优,但若侧重功能特性,盐析、超声或酶解更为适用。
Introduction
全球人口增长导致蛋白需求激增,传统畜牧业面临环境压力(温室气体、水资源消耗)。昆虫蛋白含必需氨基酸(FAO标准)及矿物质(Ca、Fe等),且生产能耗低。目前30%人口食用昆虫,但文化认知阻碍推广,提取蛋白可类比大豆蛋白应用模式。
Methodology
Scopus数据显示,2020-2024年相关研究年增300-500篇,中国、西班牙、美国为主要研究国。
Pre-treatment
干燥研磨后脱脂是关键步骤,电场预处理可提升后续提取效率。
Aqueous extraction
温水浸提法成本低但得率有限,需结合盐或pH调节优化。
Alkaline and acid solubilization
碱性溶解(pH 8-12)后等电点沉淀(pH 4-5)是主流方法,如黄粉虫蛋白得率达68%。
Salt solubilization
低盐浓度(0.5-1 M)促进溶解(salting-in),高盐(2-4 M)引发沉淀(salting-out),蝗虫蛋白通过此法获92%纯度。
Enzyme-assisted extraction
蛋白酶(如胰蛋白酶)与几丁质酶联用可同步释放蛋白和甲壳素片段,环保但成本较高。
Ultrasound-assisted extraction
20-44 kHz超声空化破坏细胞结构,蟋蟀蛋白得率提升40%,且保留抗氧化活性。
Pulsed electric fields (PEF)
微秒级电脉冲处理蟋蟀,蛋白溶出率提高35%,能耗仅为传统方法1/3。
Dry fractionation
超临界脱脂结合气流分馏减少废水,黑水虻蛋白回收率达85%。
Protein types recovered
SDS-PAGE分析显示,不同方法偏好特定蛋白:碱溶法富集贮藏蛋白(如蝗虫75 kDa条带),酶解法更易获取小分子肽段。
Conclusions
方法选择需权衡目标(得率/功能)、物种特性及成本。碱溶法综合优势明显,但超声和酶解法在功能性食品开发中潜力突出。未来需优化组合技术并建立标准化评价体系。
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