《Toxics》：Chemical Food Safety of Edible Insects in the European Union: Current Evidence and Regulatory Blind Spots
食用昆虫正日益被推广为替代性食品，但其化学安全性难以评估，因为危害可能产生于整个生产链条，且监管框架仍不完善。本结构化叙述性综述综合了食用昆虫化学危害的现有证据，并考察了这些证据在欧盟监管框架下的解读方式。现有文献表明，养殖底物和生产环境是污染的主要来源，尤其是重金属、真菌毒素、农药残留、兽药产品残留以及持久性或新兴污染物。然而，污染物向昆虫生物量的转移高度依赖于物种、生命阶段和化合物类型，代谢、排泄或转化过程可能降低母体化合物浓度，但并未消除有关代谢产物及其他转化产物的不确定性。加工和储存可能通过丙烯酰胺、呋喃衍生物、脂质氧化产物和生物胺的形成进一步改变化学特征。尽管欧盟新型食品框架提供了产品特定的上市前评估，但具有代表性的市场发生数据和消费数据仍然有限，且尚未建立普遍适用的昆虫特异性污染物最高限量，而农药残留则受欧盟横向最大残留限量框架的管辖。因此，化学安全性评估应采用全链条、物种特异性和产品特异性的方法，整合底物控制、污染物归趋、加工、储存和消费者暴露等因素。
1. 引言
1.1. 昆虫食性的背景与全球相关性
食用昆虫（entomophagy）在人类饮食中具有悠久历史，并在全球范围内仍然广泛存在。已有超过2000种昆虫被记录为可食用，尽管确切数量取决于定义、文献记录和分类学鉴定。可食用昆虫可从野外采集或在受控养殖条件下生产，可整体食用或加工后食用。可食用昆虫分类多样，包括鞘翅目、鳞翅目和直翅目等多个目的物种。常见的食用种类包括蟋蟀、蚕蛹和棕榈象鼻虫幼虫。昆虫因其饲料转化效率、相对较低的环境资源需求以及利用某些有机副流的能力，作为替代性蛋白质来源的开发受到越来越多的关注。
1.2. 食用昆虫的营养相关性
许多食用昆虫物种具有较高的营养价值，其成分因物种、发育阶段、饲养条件、底物和加工方法而异。它们可提供大量蛋白质和脂质，以及矿物质和维生素。脂质部分可能包含单不饱和和多不饱和脂肪酸，而常见报告的微量营养素包括钙、锌、镁、B族维生素和维生素E。这种营养潜力促使昆虫被纳入越来越多的产品中，包括碾磨产品、蛋白质浓缩物、零食、烘焙产品和其他复合食品。然而，昆虫食品的扩展和多样化也引入了独特的化学安全考量。污染物可能源于饲养底物和生产环境，而加工和储存可能改变现有污染物或产生额外危害。
1.3. 食用昆虫作为欧盟新型食品
在欧盟内部，2015年5月15日之前未被人类显著消费的食品根据法规(EU) 2015/2283作为新型食品（novel foods, NFs）受到监管，并需要在安全性评估后获得上市前授权。目前已有四种昆虫来源的新型食品获得授权：黄粉虫幼虫、小粉虫幼虫、飞蝗和家蟋蟀。授权形式和用途条件因具体新型食品而异，包括整只、冷冻、干燥和粉末产品。新型食品框架提供了结构化的逐案评估，并确定了授权产品的规格和使用条件。然而，该框架本身并未为昆虫建立普遍适用的污染物最高限量（maximum levels, MLs）或农药最大残留限量（maximum residue limits, MRLs）。
1.4. 本综述的目的
本综述综合了食用昆虫化学食品安全危害的国际证据，同时将其监管分析重点放在欧盟。具体而言，本综述：(i) 在全链条暴露框架内整合主要污染物类别的证据，将饲养底物和生产环境与昆虫吸收、代谢、加工、储存、最终食品和消费者暴露联系起来；(ii) 区分源自环境研究、饲料研究、受控实验、商业产品研究和新型食品档案的证据，并批判性评估其与人类食品安全的相关性；(iii) 考察化学危害如何在欧洲食品安全局（EFSA）新型食品评估和欧盟监管实践中得到处理。通过将污染物特异性证据与生产途径和监管解释联系起来，本综述为确定昆虫特异性风险评估、监测和监管适应的优先事项提供了结构化基础。
2. 综述范围、证据识别与综合
2.1. 综述设计
本综述以结构化叙述性综述的形式进行，综合了与食用昆虫相关的化学食品安全危害的现有证据。文献识别具有迭代性和主题特异性，而非基于单一预定义搜索。综述主要关注与人类食用昆虫相关的化学污染物，而生物、物理和致敏性危害仅在提供总体食品安全框架背景时纳入。特别强调了欧盟监管框架。
2.2. 信息来源与证据识别
文献检索主要使用Web of Science核心合集和Scopus数据库。进行了多次主题特定的检索，涵盖重金属、农药残留、真菌毒素、兽药残留、持久性有机污染物（POPs）、全氟和多氟烷基物质（PFAS）、溴化阻燃剂、加工和储存相关化学危害等关键词。此外通过引文回溯和专家知情的文献检索确定额外相关出版物。EFSA科学意见和欧盟法规通过EFSA网站和EUR-Lex识别。
2.3. 来源选择与证据评估
纳入标准为提供污染物发生、转移、积累、代谢、转化、加工或储存相关形成、膳食暴露或食用昆虫监管评估证据的来源。根据与人类食品安全的直接相关性对证据进行分类：商业可食用昆虫食品研究提供最直接的市场发生证据；在食品相关生产条件下饲养的养殖昆虫研究被认为对潜在食物链污染具有直接信息价值；受控暴露实验主要用于评估转移、积累、代谢和转化机制；饲料和野生采集研究保留其机制或暴露途径信息，但不被解释为商业生产食品的代表性发生数据。最终综合引用了130个来源。
2.4. 证据综合
按污染物类别对文献进行定性综合，同时识别共同的暴露途径、生物累积模式和监管影响。由于昆虫物种、发育阶段、生产系统、底物、分析方法和报告结果指标存在显著异质性，未进行定量荟萃分析。污染物发生、膳食暴露、健康风险表征和法规符合性被视为不同的解释层面。
3. 食用昆虫的化学食品安全危害
3.1. 重金属和类金属（Cd、Pb、Hg、As）
镉（Cd）、铅（Pb）、汞（Hg）等重金属和砷（As）等类金属天然存在于环境基质中，但人为活动可显著提高其浓度。昆虫在取食和发育过程中可积累重金属，特别是在受污染底物上饲养时。野生采集昆虫可能反映局部环境污染，而养殖昆虫主要通过饲养底物、饲料成分和生产环境暴露。底物质量是商业生产昆虫中重金属发生的关键决定因素。
近期市场导向研究提供了商业可食用昆虫产品的直接发生数据。Gori等人分析了52种通过欧洲电子商务销售的昆虫产品，并将Pb和Cd浓度与相关昆虫新型食品的产品特定规格进行比较。San Onofre等人分析了来自单一电子商务平台的31种产品。Holowaty等人分析了来自法国在线市场的12种整虫产品。
文献中报告的Cd浓度在物种、生命阶段、证据类别和暴露情景间呈现显著变异性（表1）。一些最高浓度来自受控高暴露实验或非市场环境样本，表明积累潜力而非商业市场产品的代表性发生。Pb也观察到类似模式。法规(EU) 2023/915为特定食品类别设定了Pb最高限量，但不应假定适用于昆虫。Hg和As的可用数据比Cd和Pb更为有限。近期体外消化研究表明，几种金属的生物可及性在昆虫物种和元素间存在显著差异，仅基于总浓度的暴露估计可能高估或低估内部暴露。
3.2. 真菌毒素
昆虫可作为真菌孢子的携带者，从而促进产毒真菌的传播。储粮害虫已被证明可携带产毒曲霉属、镰刀菌属和青霉属孢子。食用昆虫可能通过受污染饲养底物和饲料材料暴露于产毒真菌或真菌毒素。真菌毒素在昆虫体内的归趋取决于昆虫物种、毒素类型、暴露浓度和饲养底物组成。鞘翅目物种表现出高排泄能力，而黑水虻对赭曲霉毒素A（OTA）、玉米赤霉烯酮（ZEN）和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）的排泄能力较低。实验研究通常表明昆虫体内母体真菌毒素的积累有限，但已报告物种依赖性差异。现有证据表明食用昆虫通常不大量积累所研究的母体真菌毒素，但代谢产物的形成、鉴定和毒理学相关性仍存在重要不确定性。
3.3. 农药残留
农药可能在农业系统中广泛使用并污染土壤、植被和水等环境基质。野生采集昆虫可能暴露于难以控制和记录的农药施用条件，而商业养殖昆虫主要在受控条件下饲养，农药暴露的主要来源是饲养底物或饲料成分。在乌干达和肯尼亚采集或饲养的六种食用昆虫物种中检测到九种农药残留。受控喂养实验表明饲料中残留可转移到养殖昆虫体内，检测到母体化合物以及结合或束缚残留。欧盟内部，昆虫中的农药残留受法规(EC) No 396/2005管辖，包括未设定特定最大残留限量时的默认规定。
3.4. 食用昆虫中的兽药产品残留
在食用昆虫生产中，兽药产品（veterinary medicinal products, VMP）的相关性主要在于药理学活性物质可能通过间接暴露而非授权治疗使用作为残留出现。实验研究表明药理学活性物质可从受污染底物转移到昆虫生物量，且转移具有化合物特异性。黑水虻幼虫和其相关微生物群还可能加速某些药物化合物在受污染底物中的降解，但此模式具有化合物特异性，不能推广至所有兽药产品。抗菌素耐药性是一个额外关注点。目前尚无兽药产品被授权用于食用昆虫生产，因此未在现有授权框架内生成昆虫特异性残留消除数据。
3.5. 持久性有机污染物和新兴污染物
持久性有机污染物（POPs）包括多氯二苯并对二噁英（PCDDs）、多氯二苯并呋喃（PCDFs）和多氯联苯（PCBs），是能够在食物链中持久存在、生物累积和生物放大的亲脂性环境污染物。饲养底物被认为是潜在污染的重要来源。近期研究表明黑水虻幼虫在欧盟授权的食品副产物上饲养时，污染物转移和积累模式因污染物类别而异。一项近期研究报告了食用昆虫产品中全氟和多氟烷基物质（PFAS）的发生，在34种商业产品中所有样本均检测到PFAS，物种间浓度和同系物分布存在差异。溴化阻燃剂（BFRs）在食用昆虫生产系统中的证据仍然非常有限。
3.6. 加工和储存相关的化学危害
3.6.1. 热诱导加工污染物
昆虫特异性证据主要集中在丙烯酰胺和呋喃衍生物。González-Gómez等人开发并验证了同时测定昆虫食品中丙烯酰胺、糠醛、5-甲基糠醛和5-羟甲基糠醛（HMF）的方法。丙烯酰胺主要在烘焙脆饼型产品中检测到，表明热处理和产品配方是丙烯酰胺形成的主要决定因素。Hradecká等人研究了添加蟋蟀粉的咸味脆饼，丙烯酰胺浓度随蟋蟀粉添加和延长烘烤而显著增加，3-氯-1,2-丙二醇（3-MCPD）酯浓度在更强烈的烘烤条件下增加。Bartkien?等人表明用植物乳杆菌发酵蟋蟀粉可降低小麦面包中的丙烯酰胺浓度，但效果取决于配方和加工条件。
3.6.2. 储存期间的脂质氧化
脂质氧化是食用昆虫产品中最常报告的储存相关质量稳定性问题之一。Marzoli等人评估了不同干燥方式生产的家蟋蟀粉末在室温储存12个月期间的氧化稳定性，冻干粉末通常比烘干粉末含有更低的己醛和戊醛浓度。Orkusz等人评估了家蟋蟀面粉在-18、4或20°C储存12个月后的情况，冷冻储存下过氧化值最低，而20°C且有光照条件下酸价、过氧化值和p-茴香胺值最高。低温储存可限制氧化劣变，而光照可加速室温条件下的脂质劣变。
3.6.3. 生物胺和发酵相关风险
生物胺代表发酵昆虫成分中潜在的加工相关问题。Bartkien?等人表明发酵改变了生物胺谱，总生物胺浓度在发酵24和48小时后降低，未检测到组胺，但酪胺显著增加，而色胺、尸胺、亚精胺和精胺普遍降低。总生物胺的减少并不一定表明各化合物的均匀减少。
4. 与化学安全背景相关的其他食品安全危害
4.1. 食用昆虫中的生物危害：与化学安全的相关性
生物危害不是本综述的主要焦点，但在微生物污染可能产生化学介导危害时具有相关性。蜡样芽孢杆菌群成员的持续存在是一个反复出现的关注点，一些产孢细菌可在热加工后存活，并可产生即使活菌细胞不再可检测时仍存在的毒素。cereulide是蜡样芽孢杆菌群某些菌株产生的热稳定催吐毒素，Pal等人在加工食用昆虫产品中鉴定出34株蜡样芽孢杆菌群分离株，包括携带cereulide合成酶基因的催吐生物变种菌株。
4.2. 物理危害
食用昆虫的物理危害包括坚硬的几丁质结构、腿和翅膀、粗糙的外骨骼碎片以及生产加工过程中引入的外来物质。这些危害不直接涉及化学安全，不在本综述中进一步讨论。
4.3. 昆虫蛋白的致敏性
食用昆虫含有具有致敏潜力的蛋白质，可引起初次致敏和交叉反应性过敏反应。原肌球蛋白和精氨酸激酶是特征最明确的节肢动物泛变应原。加工可改变致敏性，但尚无方法已被证明可可靠地消除昆虫食品的致敏潜力。
5. 交叉暴露途径、生物累积模式和风险评估意义
5.1. 从底物到消费者的综合暴露途径
在所有污染物类别中，呈现出共同的底物或环境到昆虫再到食品的途径。底物质量是饲养阶段污染的关键决定因素，但转移既不均匀也不必然与底物污染成比例，其程度因污染物、昆虫物种、生命阶段、饲养条件和生产系统而异。最终消费者暴露反映了污染源、昆虫特异性过程、生产和储存条件、产品配方和消费模式的综合影响。
5.2. 生物累积、代谢和转化
昆虫可代谢、转化或排泄某些污染物，这些过程可能显著降低昆虫组织中母体化合物的浓度，但这种降低不一定表明毒理学风险的相应降低。生物转化可能产生鉴定、发生和毒理学性质尚未充分表征的代谢产物或降解产物。质量平衡研究表明，部分施用污染物无法在昆虫生物量、残余底物或测量的排泄物中完全核算。母体化合物在昆虫组织中的缺失或低浓度不应自动解释为完全消除或毒理学相关性可忽略的证据。
5.3. 风险评估意义
仅关注母体化合物的分析方法可能无法捕获完整的污染物相关暴露。发生数据描述基质中存在什么，而膳食暴露评估额外需要消费信息。消费者风险只能通过将暴露估计与适当的毒理学信息整合来表征。法规符合性取决于是否存在法律适用的限值或规格。"低积累"的报告应谨慎解释，特别是在代谢物鉴定不完整或大部分施用污染物无法核算的情况下。
6. 欧盟监管框架与监管盲区
6.1. 新型食品授权和欧洲食品安全局评估
6.1.1. 欧盟新型食品授权：欧洲食品安全局在昆虫及昆虫衍生产品中的作用和数据要求
在欧盟，养殖昆虫具有养殖动物的地位，但当昆虫和昆虫衍生产品拟投放市场供人类消费时，属于欧盟新型食品框架范围，需根据法规(EU) 2015/2283进行上市前授权。迄今为止，已有四种昆虫物种来源的新型食品获得授权：飞蝗、黄粉虫幼虫、家蟋蟀和小粉虫幼虫。
6.1.2. 欧洲食品安全局关于昆虫衍生产品新型食品意见中考虑的化学和稳定性证据
本综述综合了2021年至2025年间发表的11份关于昆虫衍生产品新型食品的EFSA科学意见。申请人通常提供来自3至5个独立生产批次的成分和分析数据。化学污染物分析通常涵盖重金属、选定真菌毒素、二噁英和二噁英样多氯联苯以及农药残留。EFSA经常使用其他食品类别的监管值或发生数据对报告浓度进行背景化解释。兽药产品相关信息通常作为生产过程描述的一部分提供，申请人声明未在昆虫饲养或加工过程中有意使用抗菌剂、抗寄生虫药、兽药产品、生长激素或相关物质。生物胺在若干申请中得到评估。稳定性数据涵盖提议的储存条件和保质期。加工相关污染物在预期用途基质中的评估因应用而异。
6.2. 适用于食用昆虫的现行最高限量和最大残留限量及其局限性
法规(EU) 2023/915为广泛化学污染物设定了最高限量，但未为食用昆虫设定专用最高限量。个别昆虫新型食品的授权可能包括选定污染物的规格，但仅适用于各自的授权新型食品，不构成食用昆虫作为食品类别的普遍适用最高限量。农药残留的监管情况不同——法规(EC) No 396/2005附件I中明确将"昆虫"列入"陆生无脊椎动物"组，未设定特定最大残留限量时适用0.01 mg/kg的默认值。
6.3. 上市后监测和发生数据缺口
法规(EU) 2015/2283不要求对新型食品类别进行常规上市后监测，但委员会可在合理情况下对个别新型食品施加上市后监测要求。法律机制存在，但本身不能确保跨商业可食用昆虫和昆虫产品系统性地生成可比发生数据。
7. 研究空白和未来方向
主要研究空白包括商业生产食用昆虫可比发生数据有限、代表性消费数据缺乏、有关污染物转移/积累/代谢/转化的机制不确定性、加工生成污染物的证据有限、监管覆盖因化学危害类别而异。未来研究应优先进行商业产品系统发生研究、代表性人群消费数据、受控底物到昆虫转移实验、代谢产物和转化产物的鉴定和毒理学评估。
8. 结论
食用昆虫的化学食品安全不能仅从底物污染、昆虫物种或母体化合物浓度单独评估。相关评估单位是整个生产链。商业产品研究证实了若干化学危害的发生，但这些研究在数量、地理覆盖和产品代表性方面仍然有限。欧盟新型食品框架提供了产品特定的上市前安全评估，辅以适用的横向食品安全立法。主要优先事项是生成代表性的市场发生和消费数据，阐明食品相关生产条件下的污染物转移和转化，并评估商业相关产品中的加工相关危害。
