隨著人民生活水平不斷提高,食物需求持續(xù)增長,人們的飲食結構發(fā)生變化。尋找新的食物資源,特別是符合人體吸收需要的蛋白質資源,在世界各國備受關注。昆蟲是當今動物界最大的類群,總量超過其它所有動物量總和的10倍以上,屬于可更新資源,且富含蛋白質,營養(yǎng)豐富,結構合理,與普通蛋白結合使用能夠彌補限制性功能成分的不足,優(yōu)化營養(yǎng)結構,提高營養(yǎng)成分的利用效率。如今,人們的開發(fā)目標已瞄準昆蟲,利用現(xiàn)代加工技術提取昆蟲蛋白,將其用作一種新型食品添加劑。我國將昆蟲蛋白用作食品添加劑剛剛起步,對它進行正確研究利用,有利于推動人們膳食結構的優(yōu)化和昆蟲食品產(chǎn)業(yè)化的蓬勃發(fā)展。
一、昆蟲蛋白粉用作食品添加劑的功能評價
現(xiàn)代營養(yǎng)學觀點認為,在確定食物蛋白營養(yǎng)價值時,不僅要看蛋白質的含量高低,而且要看其必需氨基酸的配比是否協(xié)調(diào),它是一個數(shù)量與質量的雙重指標。
根據(jù)國內(nèi)外專家對食用昆蟲蛋白營養(yǎng)的測定表明,大多數(shù)昆蟲蟲體蛋白質含量極高,多在 50%~70% 之間,高于雞、魚、豬肉、雞蛋。例如,干的黃蜂含蛋白質約為 81%,蜜蜂 43%,蟬 72%,草蜢70%,蟋蟀 65%,稻蝗 60.08%,柞蠶蛹52.14%,蠅蛆60.88%,多翅蟻64.50%,紅胸多翅蟻58.60%等。而且,蛋白質中所含氨基酸尤其是各種必需氨基酸組分分布比例非常合理,完全符合或極接近于聯(lián)合國糧農(nóng)組織標準。經(jīng)測定,昆蟲蛋白的消化率平均達 90.80%,生物效價是一般植物性食品的1.5倍以上。另外,昆蟲蛋白粉內(nèi)含的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸很高,色氨酸較低。而常規(guī)動植物食品中普遍缺乏賴氨酸、蛋氨酸,但色氨酸含量卻很高。這樣將昆蟲蛋白粉加入到常規(guī)食品中混合食用可以相互補充,配合利用價值很高。因此,將昆蟲蛋白粉作為食品添加劑,可以優(yōu)化食品營養(yǎng)結構、強化營養(yǎng)轉化與吸收、提高食品的安全性和營養(yǎng)性。
二、昆蟲蛋白粉作為食品添加劑的開發(fā)利用方式
根據(jù)昆蟲蛋白粉的特性,現(xiàn)代食品工藝一般將其用作食品營養(yǎng)強化劑或特殊添加素加入到普通食品中,以均衡營養(yǎng)、提高品質。根據(jù)昆蟲蛋白粉的添加量,將蛋白制品分為三類:昆蟲蛋白含量在20%以上為高蛋白制品,一般用于制造糕點、面包、餅干、蜜餞等;含量在10%~15%為常蛋白制品,用作大宗食品;含量在10%以下為低蛋白制品,一般用于消化不良或腸胃不好的人食用,另外就是應用于保健類等特殊食品。
根據(jù)資料報道及我們的研究,將昆蟲蛋白粉添加于食品進行開發(fā)利用,其營養(yǎng)價值高、風味獨特,而且具有協(xié)調(diào)人體消化吸收的功能,市場效益好,前景頗為可觀。在食用昆蟲學專家文禮章教授的帶領下,經(jīng)過多年研究,我們實驗室在昆蟲蛋白用作食品添加劑領域已經(jīng)取得了一系列成果,開發(fā)出了部分產(chǎn)品。我們認為,昆蟲蛋白用作食品添加劑進行開發(fā)利用可以采取以下方式:
(一)將昆蟲蟲體粉碎,以蟲體粉狀物直接添加于大宗食品
昆蟲自古以來就被認為是一種很好的功能食品,然而至今其開發(fā)利用還受到很大限制,其主要原因之一就是沒有找到合適的利用方式。將昆蟲蟲體粉碎以粉狀物添加于其它食品,這樣有利于改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的厭惡昆蟲的心理,而且其高蛋白營養(yǎng)和風味,對人們的身體健康等都有很大好處,且能夠帶來一系列產(chǎn)業(yè)效益。
例如,我們將蝽象昆蟲蟲體經(jīng)過初處理(殺生,清潔)后,在80℃左右干燥,研碎或粉碎,可以與辣椒、
食鹽、胡椒等調(diào)味品按不同比例混在一起,制作各種特色菜肴的調(diào)味品;或者直接將粉狀物添加入面包、玉米餅片、南瓜餅、蛋糕等原料中一起食用。將蠅蛆磨成粉狀,加入少量牛奶、白糖做成昆蟲奶酪。同樣,還有螞蟻粉、蝗蟲粉、蟬粉、天牛幼蟲粉等,都可以把它們加入到各種面制品或調(diào)味品中制作成混合型昆蟲食品。這種形式利用昆蟲資源,現(xiàn)在墨西哥、泰國、德國、法國等比較流行,在我國少數(shù)民族地區(qū)和一些大都市的賓館也用得較多,但是普及起來還有待產(chǎn)業(yè)間的互動合作。
(二)將昆蟲蟲體浸泡,以浸提物方式結合于各類飲品
螞蟻酒可能已是家喻戶曉,其實很多昆蟲是可以類似進行開發(fā)利用的。這種利用方式簡單,昆蟲本身是產(chǎn)品加工工藝的參與者,又是最終產(chǎn)品的一部分。其蛋白質等成分都是以浸泡方式,經(jīng)過發(fā)酵進入最終產(chǎn)品,結和原汁載體,改變其風味,提高其營養(yǎng)功能。
例如,將龍舌蘭木蠹蛾幼蟲、虎甲成蟲、九香蟲等分別投入到烈性酒類中,經(jīng)過一段時間的發(fā)酵,就會改變酒類的風味與營養(yǎng),更加適合飲用,九香蟲泡酒飲料還是一種高級補品。將蠶沙(蠶糞)、蟬蛻、米縞螟幼蟲的排泄物、化香夜蛾幼蟲的排泄物等凈化處理后,用開水泡制,食用其汁液不僅可以強身健體,還可以治療多種疾病。我們開發(fā)的一種蟲茶產(chǎn)品—茶寶明珠(米縞螟幼蟲的排泄物等成分的復合物),就具有降血壓、治療腸胃炎等功效,受到廣大消費者的歡迎。
(三)提純目標蛋白質或氨基酸,以功能補充物用于營養(yǎng)和保健產(chǎn)品
昆蟲蛋白是主要食品和醫(yī)藥的重要原料,氨基酸是構成蛋白質的基本單位,是人體不可缺少的營養(yǎng)成分之一,近幾年來被廣泛地用于生產(chǎn)強化食品、添加飼料、
營養(yǎng)劑、甜味劑、增香劑和抗菌劑等方面。對昆蟲蛋白或氨基酸的提純,相對以上兩種利用方式較為復雜,其蛋白質的提純方法為:蟲體殺死后用1%的鹽酸溶液浸漬2h,以除去酸溶性物質和灰分。
然后取沉淀物用 1% 亞硫酸漂白 2h,經(jīng) 90℃~100℃烘干磨成粉末,再以10℃的低溫水浸3h,棄去上清液,沉淀物經(jīng)洗滌過濾以除去幾丁質、纖維素等雜質,再在濾液中加入千分之一的α-淀粉酶,pH值為6.5~7.0,使沉淀物中碳水化合物分解,沉淀物再經(jīng)過濾、濃縮干燥,即可得到含蛋白質85%~90%的制品,經(jīng)過水洗反復過濾、干燥,即可制得含蛋白質95%以上的制品。昆蟲蟲體氨基酸的提純方法一般采用西北大學李穩(wěn)宏等報道的工業(yè)生產(chǎn)方案:
1.酸解趕酸 將150kg的脫脂蠶蛹加入酸解釜中,然后加入鹽酸450L,開啟蒸汽升溫,在120℃下進行酸解反應。反應完畢后,開啟趕酸釜真空閥,用真空抽濾法將反應液抽至趕酸釜中。酸解釜底的濾渣用水沖至中性作為飼料出售或投入鍋爐焚燒。將趕酸釜中的鹽酸采用真空濃縮的方法從釜中蒸出,鹽酸蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝后可返回酸解釜中套用。趕完酸后,向釜中加入1000kg蒸餾水,將反應物稀釋后待處理。
2.脫色、離子交換 將趕酸后的反應液打入脫色釜中,向釜中加入15kg的活性炭,開啟攪拌進行脫色。脫色完畢后經(jīng)離心機分離,濾餅為活性炭,濾液為目的產(chǎn)物。將脫色濾液打入離子交換柱中進行交換,以脫除其中所含的雜質。
3.濃縮、干燥 脫色后的成品液經(jīng)刮板式真空薄膜蒸發(fā)器驅除出大部分水分后,經(jīng)可傾式蒸發(fā)鍋進一步濃縮至粘稠液,送至真空干燥箱中干燥。干燥后的成品粉碎至60目粒度包裝入庫。
三、昆蟲蛋白粉產(chǎn)業(yè)化發(fā)展展望
昆蟲蛋白作為食品開發(fā)利用目前還處于初創(chuàng)階段,進行營養(yǎng)分析的種類還不到總數(shù)的。担ィ呀(jīng)利用的則是更少。盡管如此,昆蟲蛋白的開發(fā)應用已經(jīng)展現(xiàn)出廣闊的市場前景,有人甚至把昆蟲列為“21世紀食品”,認為昆蟲種類繁多、繁殖快、飼養(yǎng)容易、飼料成本低、蛋白質含量高、發(fā)展人工養(yǎng)殖不受土地和季節(jié)限制,是一類廉價的高營養(yǎng)食品原料。昆蟲蛋白粉提取出來用作食品添加劑,以其高而合理的營養(yǎng)成分提升常規(guī)食品的營養(yǎng)價值,產(chǎn)品市場競爭力將會增強,其產(chǎn)品附加值將會相應增加,產(chǎn)業(yè)聯(lián)合效益無疑將會提高。因此將昆蟲蛋白粉作為一種新型食品添加劑進行產(chǎn)業(yè)化推進,穩(wěn)定可靠、競爭力強、市場前景廣闊。