核心提示

资源昆虫除富含蛋白以及其他的必需营养素外，还富含功能性活性物质，这些物质对动物健康产生积极影响，已发现其中500种昆虫可用于饲料开发。随着人类对动物蛋白需求的不断增加，家禽以其饲料转化率低、生命周期短、土地利用效率高、营养丰富等特点得到消费者的认可。但是，为了满足日益增长的需求，家禽业也面临着可持续的饲料来源缺乏的困境。本文阐明主要潜在饲料昆虫添加到家禽饲料中可以改善家禽生长性能、肉类品质、蛋类品质，提高家禽的免疫能力等，展望了资源昆虫利用前景及在整个循环农业中的重要地位。

随着世界人口的持续增长以及粮食生产面临的困境，人类的粮食生产安全问题越来越突出，同时人类对动物蛋白的需求与供给矛盾也越发突出。人类饮食中常见的动物产品有猪肉、牛肉、鸡肉、牛奶和鸡蛋。与其他牲畜产品相比，鸡肉和鸡蛋饲料转化率低、生命周期短、有利于灵活生产、生产成本有限，因此产品价格相对较低。此外，每公斤食用蛋白质的土地利用效率非常高，仅次于牛奶生产。此外，家禽产品对环境的影响相对较低。蛋类营养丰富，除了蛋白质外，还能提供必需且有价值的营养成分。目前，家禽饲粮的来源主要为鱼粉、豆粕，但其价格昂贵，高度依赖进口。同时，近年来家禽饲养过程中抗生素问题也越来越引起大家的重视。因此，寻找新型安全、优质、高效的蛋白质饲料资源迫在眉睫。

昆虫种类多、分布广，因其饲料转化率高、生长速快、繁殖能力强、饲养空间小、温室气体排放量低等特点逐渐成为新兴饲料替代资源。昆虫富含高蛋白以及其他的必需营养素，除了营养素之外，昆虫还富含活性化合物，可以对动物健康产生积极影响，并作为潜在的抗生素替代品。随着家禽的发展，家禽粪便产生量越来越大，已经严重制约养殖业健康发展。许多腐生性昆虫以粪便为主要食物，这些昆虫能有效地将粪便转化为肥料，实现家禽养殖废弃物的循环利用。昆虫纲是动物界中最大的类群，已发现的物种已达200万种左右，在这些种类中，有的可被人类直接或间接当作食品，有的可作为饲料利用，有的可作为环保昆虫解决畜禽养殖中粪便问题，这些服务于人类生产生活的昆虫称为资源昆虫。

资源昆虫蛋白营养饲用开发利用

资源昆虫种类与蛋白资源特征

目前，已发现超过500种昆虫可用于饲料开发，其中黑水虻、家蝇、黄粉虫等被认为最有希望作为饲料成分进行规模化生产。近年来在欧洲，昆虫作为家禽饲料中替代蛋白质来源也逐渐受到了重视，目前有13种昆虫被用于家禽的饲养，其中利用最多的昆虫是黑水虻、家蝇、黄粉虫、蟋蟀、甲虫等，在这些昆虫中，前三种被认为最有希望作为饲料成分生产。尽管这些昆虫都富含蛋白质和比较均衡的氨基酸组成，但是不同的物种之前还是存在差异。例如，在直翅目中，蝗虫和蟋蟀的粗蛋白含量高，最高可达到80%；黑水虻中的粗含量浓度在33.0%~60.8%范围内，家蝇在40.12%~63.99%范围内。而在鳞翅目昆虫中，如家蚕和豆天蛾粗蛋白最高含量可达到71.9%。与直翅目、双翅目和鳞翅目昆虫相比，鞘翅目昆虫黄粉虫粗蛋白含量仅在27.15%~53%范围内。不同种的昆虫氨基酸表现也各不相同，例如，在黑水虻中亮氨酸、赖氨酸、缬氨酸含量高；在蟋蟀中谷氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸含量高；在蝗虫中甘氨酸、亮氨酸、缬氨酸、酪氨酸含量高；家蝇中苯丙氨酸、酪氨酸、赖氨酸、苏氨酸含量高；在黄粉虫中苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸含量高；在家蚕中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸含量高；在豆天蛾中谷氨酸、赖氨酸、亮氨酸含量高。在家禽饲养中，最受限制的氨基酸是蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸和苏氨酸。根据肉鸡必需氨基酸指数，黑水虻、家蝇等幼虫的必需氨基酸含量均超过了所需量。蛋白质质量也由其消化率决定，进而影响氨基酸的可用性。昆虫蛋白饲喂家禽时，其氨基酸的利用率与传统蛋白源（如豆粕或鱼粉）相当或更高，家蝇的消化率最高，达到95%，蟋蟀次之，黑水虻最低。由于昆虫坚硬的体壁中的部分蛋白与矿质元素结合，具有丰富矿物质元素的昆虫可能会降低其消化率。当然，饲料昆虫的消化率还取决于其的加工方式、利用的部位、虫的发育阶段和龄期等。但是，也有研究表明，采用冷冻干燥、真空干燥、高温真空干燥、脱脂等处理不会改变资源昆虫的消化率。

昆虫蛋白资源利用与产业化现状

改善家禽生长性能与肉类品质

我国饲料蛋白质原料成本在饲料生产的总成本中占35%以上，严重制约了我国养殖产业的健康和可持续发展。添加昆虫蛋白作为猪和家禽的饲料在欧洲已获得批准。大量研究表明，黑水虻虫粉能显著提升肉鸡的生长性能、胴体组成及肉质。使用5.17%黑水虻幼虫粉替代豆粕作为蛋白质来源配制配合饲粮，可提高黄羽肉鸡的生长性能和粗蛋白表观消化率，降低豆粕使用量。以添加5%黑水虻虫粉替代豆粕与鱼粉的日粮饲喂肉鸡，其生长性能更优；添加10%黑水虻虫粉可提升胸肌重量，并改善熟制胸肌的适口性；而添加15%黑水虻虫粉会降低熟制胸肌的香气与风味。以20%家蝇幼虫粉替代鱼粉的日粮，可提高肉鸡体重、采食量、饲料转化率。育雏期添加5%家蝇幼虫粉，生长期和育肥期添加4%家蝇幼虫粉，可提高肉鸡体重、增重、采食量、饲料转化率，并改善肉品风味。肉鸡饲喂含2.5%黄粉虫幼虫粉的日粮，可提高其1~10日龄的重量，并降低白蛋白/球蛋白比值。肉鸡饲喂含4%黄粉虫幼虫粉的日粮，可促进雏鸡的生长，显著提升雏鸡的体重和平均日增重，料重比达到最优。喂以25%家蚕蛹替代豆粕的日粮，可提高其增重、采食量、胸肌产量，但会降低胸肌蛋白质含量和灰分含量。肉鸡饲喂以75%家蚕蛹粉替代豆粕的日粮，可提高其体重、采食量、单只鸡总收益和每千克肉利润，并降低每千克肉成本。

此外，黑水虻幼虫也已成功添加到其他家禽饲料中，例如，在番鸭日粮中添加9%的部分脱脂黑水虻粉，其生产性能未受影响。同样，给日本鹌鹑饲喂同等添加量的黑水虻幼虫制成的幼虫粉时，鹌鹑的各项生产性能参数也未发生变化。给火鸡饲喂活的黑水虻幼虫，可提高其采食量和平均日增重，并降低饲料转化率。

改善家禽蛋类品质

在蛋鸡中，喂含10%黑水虻幼虫粉的日粮，可增加蛋重、蛋白重量、蛋壳厚度与蛋白高度、提高蛋黄颜色评分等。家蝇活幼虫可以提高散养鸡的繁殖性能，增加散养鸡的窝蛋数和孵化率。此外，在蛋鸡的日粮中，以50%家蝇幼虫粉替代鱼粉，可提高其日产蛋率。蛋鸡饲粮中添加黄粉虫可以提高蛋鸡产蛋率、降低料蛋比、破残次蛋率等。总之，在家禽规模化饲养中使用“昆虫蛋白”是家禽饲料可持续发展的强大动力，但是，值得注意的是资源昆虫的蛋白营养价值在生产链中各阶段有所不同，从昆虫养殖步骤到饲料制造阶段要严格进行监测与质量控制。

资源昆虫脂肪酸营养饲用开发利用

资源昆虫脂肪酸营养特征

昆虫体内第二高的营养成分是脂肪，昆虫的脂肪含量以干物质为基准在10%~70%之间。脂肪由脂肪酸构成，即2个或3个脂肪酸分子分别与甘油结合，可形成甘油二酯和甘油三酯。根据饱和度的不同，脂肪酸可以分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。同时，多不饱和脂肪酸则根据第一个不饱和键的位置，进一步细分为ω-3、ω-6和ω-9多不饱和脂肪酸。有研究表明，黑水虻幼虫由于不同的处理方式其粗脂肪含量变化较大，在3.4%~38.6%范围内波动。但是，无论那种处理方式，黑水虻幼虫脂肪酸主要为月桂酸等中链饱和脂肪酸，已有研究表明，中链脂肪酸具有抗真菌、抗病毒和抗癌等生物活性。在不同加工处理下的黄粉虫幼虫粗脂肪含量在16.6%~43.1%范围内波动，它们富含油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸；家蝇幼虫粗脂肪含量为15.8%，其中棕榈酸、肉豆蔻酸、油酸、棕榈油酸含量高。家蚕粗脂肪含量在45.87%~71.9%范围，其成虫和蛹中二十一碳酸、棕榈酸、油酸、亚麻酸、亚油酸含量高。豆天蛾幼虫粗脂肪含量约为33%，亚麻酸、亚油酸、油酸、烯酸含量高。蟋蟀和蝗虫种类较多，不同种类的蟋蟀和蝗虫体内粗脂肪含量有所不同，例如，黄粉虫粗脂肪含量在10%~23%范围，蝗虫约为20%。但是，不同种类的蟋蟀和蝗虫优势脂肪酸大体一致，在蟋蟀中棕榈酸、硬脂酸、油酸含量高，在蝗虫中棕榈酸、油酸、亚油酸含量高。昆虫的脂肪酸含量在组成受物种、不同发育阶段、环境因素（如食物）、加工方式等的影响。多数昆虫幼体时期的脂肪酸含量要高于成虫阶段，雄性个体脂肪储备量低于雌性。

昆虫脂肪酸资源利用与产业化现状

黑水虻脂肪可替代50%的大豆油，可以降低肉鸡鸡胸肉中的胆固醇含量，雄性白羽肉鸡的饲料中添加2.5%的部分脱脂黑水虻虫粉，相较于添加2.5%全脱脂黑水虻虫粉的肉鸡，其粗脂肪消化率和表观代谢能均有所提高。喂含15%脱脂和全脂黑水虻虫粉的饲料，蛋鸡可提高其蛋重、蛋量、氮代谢率与能量代谢率。如果饲喂黑水虻虫粉完全替代豆粕的饲料蛋鸡生长情况会变差、产蛋率下降，同时降低其血脂、血液氯离子及血肌酐水平。但是，该饲料可提高小码蛋、中码蛋和特大码蛋的占比。添加1%的黄粉虫粉会降低肉的红度值、黄度值，以及肉中饱和脂肪酸的含量，同时提高肉中油酸等不饱和脂肪酸的含量。添加黑水虻幼虫油后，鸽子肠道有益菌的丰度随着添加量增大而显著增加。饲喂黑水虻幼虫油也改善了火鸡的盲肠菌群，完全替代组粗脂肪表观回肠消化率、脂肪酶、淀粉酶活性显著提高。此外，中链脂肪酸类月桂酸被报道有抗菌特性，尤其在黑水虻幼虫脂肪酸中含有丰富的月桂酸。体外试验也表明，月桂酸能够通过细菌细胞膜进入细菌细胞从而引起细菌的膜损伤，从而改变细胞的通透性。饲粮中添加资源昆虫脂肪酸虫对鸡、鸽子等的生产性能的影响效果不同，具体产业化使用时要根据添加量、添加形式、产品营养价值、家禽品种以及生理阶段等共同决定。

资源昆虫抗菌肽特征饲用开发利用

资源昆虫抗菌肽营养特征

资源昆虫中含有一类具有免疫调节功能的重要分子抗菌肽（AMPs），也称为宿主防御肽。AMP因其抗菌功能以及对多重耐药病原体的有效作用，目前在全球范围内备受关注。根据氨基酸序列和结构特征，AMPs大体上可分为三类：一是可形成α-螺旋且不含半胱氨酸残基的线性肽，如天蚕素类；二是过多的脯氨酸残基和（或）甘氨酸残基，如蜜蜂抗菌肽；三是含有半胱氨酸残基且能形成分子内二硫键的肽，如防御素。

昆虫抗菌肽资源利用与产业化现状

在黑水虻中发现防御素，该AMP可以有效治疗肉鸡肠道疾病。饲喂家蝇幼虫提取物也可以使肉鸡体重明确增加、饲料转化率明显增加，这也和幼虫提取物中的AMPs有着密切的联系。黄粉虫的附着素抗菌肽可以使肉鸡的小肠绒毛长度和隐窝深度均显著提高，肠道发育更好。家蚕体内的天蚕素抗菌肽有利于肉鸡的生长和免疫器官的功能。但是，饲用昆虫体内在正常生长发育情况下AMPs的表达水平较低，可以根据后续生产需要，采取不同胁迫处理的方式来升高AMPs的表达水平。饲用昆虫的利用过程中还应注意加工方式可能也会进一步影响AMPs的含量。尽管，现在有不同的饲料昆虫用于动物饲料，但是这些饲料中都没有标注AMPs的活性情况。然而，这些信息非常重要，它是客观评估饲料昆虫产品中AMPs对家禽影响的关键。

资源昆虫其他功能成分饲用开发利用

资源昆虫还富含多种生物活性物质，包括甲壳素、矿物质元素等，对提高家禽生长性能、机体免疫等方面具有一定的调节作用。甲壳素是昆虫外骨骼的主要成分，可以保护昆虫免受不良环境的侵入，它天然嵌入在蛋白质、脂质、矿物质元素中。甲壳素被认为是一种难以消化的纤维，但是，鸡腺胃中发现甲壳素酶基因的表达，这说明鸡能够在一定程度上消化

甲壳素。壳聚糖是甲壳素的N–脱乙酰基衍生物。由于壳聚糖的阴离子特性，可以变成强螯合剂，对细菌、酵母菌和真菌具有抗菌活性。在肉鸡日粮中添加壳寡糖可显著增加脾脏、法氏囊和胸腺等重要免疫器官的相对重量。添加黄粉虫幼虫甲壳素于蛋鸡饲粮中，可以提高血清中球蛋白水平，改善蛋鸡的生产性能。此外，资源昆虫的甲壳素添加到鸡的日粮中，可以改善鸡的免疫系统，提高鸡的各项健康指标。

矿物质元素根据需求量分为常量矿物质元素（钙、磷、镁、钠等）和微量矿物质（铁、锌、铜、锰、碘等。大多数昆虫体内的磷含量高于钙含量。植物中的磷多以植酸形式存在，难以被消化吸收。与之相反，昆虫体内的磷则具有较高的生物利用率。昆虫体内的钠、钾、镁含量通常能够满足大多数物种的膳食需求。大多数昆虫体内的微量矿物质（铁、锌、铜、锰、硒）含量较高，足以满足大多数动物的膳食需求。但是，不同种类的资源昆虫其矿物质元素的含量有所不同，资源昆虫体内矿物质元素的含量还和生长发育阶段、饲养食物、饲养环境等有关。由于矿物质元素和其他营养物质、抗营养吸收物质结合，目前还未有明确的报道矿物质元素在家禽中的利用与产业现状。

展望

资源昆虫富含蛋白质、脂肪酸、优质氨基酸、甲壳素、抗菌肽和矿物质元素等，它们是家禽领域中最具有潜力的可持续饲料资源。尽管资源昆虫的营养成分及活性物质受多种因素影响，但是资源昆虫仍然有望成为一种切实可行的家禽饲料来源。2021年欧盟1925号条例新增家蚕，形成8种昆虫源加工蛋白，可用于饲料。美国联邦食品和药品监管管理局《联邦饲料、食品和色素法案》目前只认定黑水虻幼虫成分达到GRAS的要求可以添加动物饲料。加拿大食品检验局依据《饲料法》与《饲料条例》认定黑水虻幼虫及制品可以作为家禽饲料。澳大利亚《农业和兽医化学品法》也规定黑水虻需满足相关标准允许可以应用在家禽饲料。

昆虫在生态系统的物质循环和能量流动中起到重要的作用，自然界中许多有机物都需要它们分解，同时它们也是其他动物的食物来源。利用动植物废弃物饲养昆虫，将这些昆虫用作家禽饲料有助于粮食安全、循环农业、循环经济。但是，仍然还有许多困难需要面对，例如，资源昆虫用作饲料的合法化，有机废弃物饲养的昆虫进入食物链存在潜在的生物污染，消费者的接受度等。同时，由于资源昆虫生产、加工、销售等没有统一的标准，与豆粕或鱼粉相比仍然没有竞争力，资源昆虫在家禽中的应用仍然较小。同时，由于生产规模小、产量低、质量差异大等影响导致资源昆虫在实际应用时，成本难以进行精确核算。因此，需要进一步研发自动化与可控生产系统来降低养殖的劳动力需求、生产成本等。此外，还需改进加工工艺，减少病原体污染及传播的风险。当然，待高品质且供应稳定的昆虫饲料实现量产后，还需继续开展更具可靠性的功效研究，评估昆虫饲料在动物健康促进、免疫调节及功能特性等方面的作用。我国的饲料原料目录中已将虫（粉）等昆虫加工产品列入，黑水虻粉、黄粉虫粉、家蝇粉等展现出广阔的产业化前景。

昆虫粉是一种替代蛋白质来源，除富含易消化的氨基酸、脂肪酸外，还含有多种重要营养素及活性物质，例如，矿物质元素、几丁质、核黄素、泛酸、生物素、叶酸等。除此之外，昆虫粉还具有抗菌特性，富含抗菌肽、脂肪酸、甲壳素等，可作为家禽抗生素替代品使用，未来有望助力解决家禽抗生素耐药性问题。

总之，家禽是人类重要的动物蛋白来源，为了满足人们需求，我们需要提供可持续的家禽饲料来源。使用昆虫作为家禽饲料将是一种新颖、循环和可持续的途径，我们应该大胆创新，加强法规建设，科学研究确保昆虫饲料化应用的安全性与多样化。同时，建立严格的资源昆虫饲养、昆虫饲料加工、昆虫饲料利用体系，制定相关行业质量标准，加强质量认证与监督。

（作者：沈海玉　窦新红　徐倩岚　陆明星）