昆虫蛋白:高效可持续的蛋白替代新思路
在替代蛋白领域,尽管与昆虫相关的创新研发和资本投入都远不及植物蛋白,但是其独特的优势已经引起业内关注。与其他更传统的来源相比,昆虫是更环境友好型的蛋白来源。另外,养殖昆虫需要较少的土地及人力,自动化较高,能够降低成本,提高效率。昆虫蛋白在制作和生产的过程中,对环境产生的危害很低,可显著降低碳足迹并提供高质量营养。
优势一:虚拟水含量
虚拟水含量是指生产某产品所需要的水资源数量。相关研究发现,生产1kg的鸡肉,猪肉和牛肉分别需要1498,2819和9678升水;而生产1kg黄粉虫只需要713升(Chapagain and Hoekstra 2003),与其他昆虫相比,黄粉虫更适宜于干燥的生存环境,所以需水量最低。
优势二:饲料转化效率(料肉比)
饲料转化率也称饲料报酬,指消耗单位风干饲料重量与所得到的动物产品重量的比值。研究表明,生产1kg可食用蟋蟀需要2.1kg饲料,而每千克禽肉,猪肉以及牛肉则分别需要4.5kg,9kg和25kg饲料(Smil 2002)。另外,昆虫的饲料来源是农业上的二级或三级副产品,例如蔬菜废料,极大地减少了浪费和排放。
优势三:生长速率
相对于其他动物或植物来说,昆虫的生长速率很快,重复率高,到达生殖成熟的时间很短。根据表一所示,黑水虻平均每年有18.3个生长周期,远远高于大豆,牛与家禽等。
优势四:营养价值及多样性
一些昆虫不含动物难以消化吸收的硬骨,软骨和毛发,所以不仅具有较高的营养价值还具有更高的可食用率。拿黑水虻举例,此类昆虫含有将近50%的粗蛋白,35%的脂肪,并且氨基酸的组成也和鱼粉很接近,因此黑水虻可作为代替动物喂养中鱼虾等的优质原料。
昆虫的营养组成取决于不同因素,不同条件下,昆虫体内的碳水化合物,蛋白质,脂肪,水分以及微量元素都不一样。例如黑水虻的蛋白,碳水化合物以及脂肪的组成取决于食物组成和生理构造;完全变态昆虫脂肪会随着年龄的增长而增长直至蛹化,而水分含量的变化呈相反趋势;无脊椎昆虫的脂肪含量从孵化到幼虫晚期呈持续增长状态等等。
目前,大型昆虫养殖场占主导地位,提供高效率低成本的生产。小型昆虫养殖场则能够保存更多昆虫品种,优化昆虫繁殖,提供更优质的蛋白资源。在高效利用昆虫蛋白的同时,我们也要注意到昆虫体内的微生物,寄生虫,免疫原性,矿物质体内积累,真菌和霉菌毒素过高等问题。
在宠物食品中的应用
在人类食物结构变化的同时,宠物界也正在进行一场食品革命。随着人口不断增长,宠物数量不断上升,在宠物食品中,我们常用的动物蛋白来源,比如说鸡等养殖动物,也遇到了一些挑战。宠物企业在寻求、探索新型动物蛋白,以此满足未来不断增长的需求。
近几年,市场上涌现了一些添加昆虫蛋白的宠物食品。在体外消化试验中发现,消化率类似或高于其他动物蛋白。在欧盟官方授权的7种昆虫中,板球家蟋,黄粉虫和黑水虻应用最广。如今,欧洲国家包括荷兰,法国,波兰,比利时和英国等拥有超过100家昆虫农场,养殖出来的昆虫可以被加工成高蛋白粉(蛋白含量55%,消化率80%)和油脂(纯化率95%),或速冻昆虫膏。
ADM公司也早与法国昆虫养殖初创公司InnovaFeed建立了战略合作伙伴关系。InnovaFeed公司将向ADM宠物食品部门提供黑水虻蛋白,以创造具有优质营养的宠物食品。
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参考文献
Koutsos, Liz, Alejandra McComb, and Mark Finke. "Insect composition and uses in animal feeding applications: a brief review." Annals of the Entomological Society of America 112.6 (2019): 544-551.
Chapagain, A. K., and A. Y. Hoekstra. 2003. Virtual water flows between nations in relation to trade in livestock and livestock products, value of water research report series. UNESCO-IHE Delft, Delft, The Netherlands.
Smil, V. 2002. Worldwide transformation of diets, burdens of meat production and opportunities for novel food proteins. Enzyme. Microb. Technol. 30:305–311.
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