來源:科技日報
它們吃的是廚余垃圾、畜禽糞便、蔬菜尾菜,產出的卻是天然優質蛋白;它們自身還能替代飼料中的魚粉和豆粕等蛋白原料……日前在江蘇省南京市舉行的有機固廢轉化昆蟲蛋白科技成果集成推廣專場會上,一箱箱黑水虻幼蟲及由其加工制成的昆蟲蛋白飼料,讓參會科研人員和企業代表大開眼界。
蟲蟲變身優質“蛋白工廠”
這場推廣專場會的主角黑水虻,長得有點像蜜蜂,也有點像蒼蠅,不太惹人喜愛。它們的食譜也讓人皺眉——主要以廚余垃圾、畜禽糞便等有機固廢為主。
然而它們產出的優質蛋白卻讓人眼饞——黑水虻幼蟲蛋白質含量可達40%到50%,其氨基酸組成接近魚粉標準,且富含抗菌肽等活性物質。
如此優質的天然蛋白,沒有不用的理由。2013年,聯合國糧農組織就開始推動昆蟲蛋白在飼料中的替代應用。歐盟也在2017年和2021年陸續通過了在水產養殖、家禽和豬飼料中使用昆蟲蛋白的決議。2024年底,我國農業農村部將黑水虻、黃粉蟲納入《飼料原料目錄》。
如今,養昆蟲、吃垃圾、產蛋白的工廠化養殖已在世界各地蓬勃發展。“我們可以做到7天收獲一批黑水虻幼蟲,每平方米產量達20到25公斤。”江蘇省農業科學院畜牧研究所所長葉小梅告訴記者,1噸黑水虻可轉化4到5噸餐廚垃圾,生產約150公斤蛋白,碳排放僅為傳統畜牧業的1/10,真正實現了環保與效益的雙贏。
目前,昆蟲蛋白在多個領域都展現出了巨大的應用潛力。在畜禽、水產飼料以及寵物口糧方面,昆蟲蛋白可部分替代豆粕和魚粉,有效緩解傳統飼料原料供應緊張的問題。
安佑生物科技集團股份有限公司早早就用黑水虻做飼料原料。“用黑水虻喂養的小龍蝦,個頭更大、肉更多,而且養殖周期短,可以實現提前上市。”安佑生物科技集團股份有限公司水產技術總監吳業陽說。
不僅如此,昆蟲蛋白在生化與美妝領域也找到了用武之地。黃粉蟲蛋白粉憑借高純度、低致敏性的優勢,成為國際美妝品牌的新寵原料。
技術突破促進產業發展
雖然吃昆蟲補蛋白是我國古已有之的飲食文化,但要將昆蟲蛋白從美味小吃發展成為飼用蛋白產業,關鍵不在于提升大廚的手藝,而在于重構關鍵技術、生產裝備以及供應鏈體系。
記者調查發現,昆蟲蛋白產業化進程長期受制于繁育效率低下、裝備自動化程度不足等瓶頸。一些關鍵技術難題亟待攻克,例如養殖環節人工成本高、蟲體干燥能耗大,養殖密度和自動化水平有待提高等。同時,昆蟲蛋白資源也尚未得到充分開發。
為了打破昆蟲蛋白產業化瓶頸,我國科研人員進行了許多嘗試。
葉小梅告訴記者,江蘇省農業科學院養殖污染控制與資源化創新團隊經過5年的技術攻關,成功研發了黑水虻種苗人工繁育技術、營養調控與微生物聯合強化技術、高密度養殖技術與裝備,以及黑水虻蛋白源飼料和功能蟲糞有機肥產品,構建了完整的昆蟲蛋白工廠化全鏈條技術體系。這些成果不僅實現了黑水虻蟲體蛋白的低成本、標準化和工廠化生產,還在江蘇南京、鹽城東臺、蘇州昆山和安徽靈璧等地實現了技術轉化與應用。
此外,江南大學啟動了關于蠅蛆、蠶蛹蛋白營養功能與利用的系列探索性研究。在研究過程中,科研團隊攻克了昆蟲蛋白提取、脂肪萃取、多糖分離、蛋白純化等關鍵技術難題,并取得了多方面的突破與成果。
據江南大學食品學院教授夏文水介紹,經過多年研究,他們已建立昆蟲蛋白的高效利用、活性蛋白或多肽開發技術體系。團隊采用UPLC檢測技術結合微生物孵育蛋白圖譜變化,從蠅蛆蛋白粗提液中分離得到兩種抗菌肽。這兩種抗菌肽對大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、綠膿桿菌等多種常見的食源性致病菌和腐敗菌有較強的抑制效果,為蠅蛆蛋白源抗菌劑的開發與利用提供了可行方案。
應對挑戰保障糧食安全
昆蟲蛋白,這場始于實驗室的綠色革命,正加速改寫全球蛋白供給格局。
“每生產1噸昆蟲蛋白,就能減少1.2噸大豆的進口需求,這對保障國家糧食安全意義重大。”在葉小梅看來,昆蟲蛋白產業化不僅是技術突破,更是農業范式的革新。
2024年,我國蛋白飼料市場規模已高達2755.6億元,我國成為全球最大的蛋白飼料生產國與消費國。目前,我國每年進口大豆超9000萬噸,占全球大豆貿易量的60%以上,其中絕大部分用于榨油和生產飼料;魚粉的進口依賴度也超過總需求量的2/3。
近年來,國際貿易爭端不斷升級,原料供應風險日益凸顯。然而,這一變局也為多元化原料替代,特別是昆蟲蛋白等新型資源的發展帶來了新的契機。
目前,國內多家科研機構和飼料企業已紛紛開展試驗,將昆蟲蛋白添加到雞、豬、魚以及大閘蟹的飼料中。結果顯示,這一舉措顯著降低了飼料成本。
我國在《“十四五”全國畜牧獸醫行業發展規劃》中明確提出,要加大動物性蛋白飼料行業支持力度,推廣低蛋白日糧配置技術,促進玉米、豆粕減量替代,這為行業發展指明了方向。《飼用豆粕減量替代三年行動方案》提出,力爭飼料中豆粕用量占比每年下降0.5個百分點以上。這一舉措將促進替代蛋白的研發和應用。
葉小梅認為,昆蟲蛋白有望成為保障中國糧食安全的重要力量,相關企業應緊跟政策導向,重點布局黑水虻等成熟品種,搶占規模化養殖與深加工技術高地,共同推動昆蟲蛋白產業做大做強。(科技日報記者 張曄)
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