《Food Chemistry》：Characterization of eggs from laying hens fed insect-enriched diets
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本研究探讨虫粪替代豆粕对蛋鸡饲料的影响，分析鸡蛋商业参数及蛋黄营养成分。实验表明虫粪补充可提高蛋黄饱和脂肪酸和类胡萝卜素含量，降低胆固醇，赖氨酸含量显著增加而含硫氨基酸降低，蛋白质消化率提升。该研究首次整合商业参数评估与详细化学分析，为可持续蛋白源开发提供新证据。
玛丽亚·朱莉娅·博诺米尼（Maria Giulia Bonomini）| 卡蒂亚·丹布拉（Katia D’Ambra）| 乔瓦娜·米内利（Giovanna Minelli）| 多梅尼科·皮耶特罗·洛·菲耶戈（Domenico Pietro Lo Fiego）| 朱莉娅·莱尼（Giulia Leni）| 维罗妮卡·洛利（Veronica Lolli）| 奥古斯塔·卡利贾尼（Augusta Caligiani）
帕尔马大学食品与药品系，科学园区17/A，43124帕尔马，意大利
摘要
传统的畜牧业生产对环境有显著影响，这主要是由于集约化的饲料生产。可持续且价格合理的蛋白质来源至关重要，尤其是在蛋白质成本上升和对功能性食品需求增加的背景下。昆虫作为鸡饲料的替代品具有很大的潜力，符合对新型、可持续、经济实惠的饲料蛋白质来源的需求，同时还能提高鸡蛋的营养价值。尽管大多数研究关注的是动物生产力指标，但本研究旨在探讨添加昆虫的饮食对鸡蛋商业参数和蛋黄营养成分的影响。添加昆虫的饮食增强了蛋黄中的饱和脂肪酸和类胡萝卜素含量，同时降低了胆固醇含量。与喂食传统饲料的鸡蛋相比，实验组鸡蛋中的必需氨基酸总量基本保持不变，但赖氨酸含量显著升高，含硫氨基酸含量显著降低。蛋白质的消化率也有所提高，表明实验组鸡蛋中的蛋白质可能具有更高的生物利用度。
引言
随着世界人口持续增长，寻找更可持续和环保的蛋白质来源变得极为重要（联合国粮食及农业组织，2019年；Leni等人，2021年）。食品生产约占全球温室气体排放总量的26%，其中肉类、乳制品和鸡蛋产品占排放总量的83%（Ritchie等人，2022年）。传统的畜牧业生产，如家禽养殖，是产生废物和资源消耗最多的领域之一，这主要是由于饲料生产所需的大量自然资源。因此，有必要创新和多样化动物饲料以满足日益增长的蛋白质需求（Garnett，2013年；Hawkey等人，2021年；Ismail等人，2020年；Sogari等人，2019年）。此外，降低饲料成本也是家禽养殖中的主要问题之一（Hatab等人，2020年；Shaviklo，2023年）。一种创新的方法是使用昆虫作为饲料成分，这符合对新型蛋白质来源的需求，并有助于寻找更环保和经济的饲料成分（Shaviklo，2023年；van Huis，2021年）。由于其营养价值，昆虫相对于标准饲料配方而言，是一种潜在的高营养、低影响的饲料来源。昆虫作为分解者和食草动物，能够在质量较低的基质上生长，例如食品工业的废弃物，并能有效地将其转化为含有高质量蛋白质和脂肪酸等必需营养素的昆虫生物质（Hawkey等人，2021年；Leni等人，2021年）。这种方法可以在减轻传统畜牧业生产带来的环境破坏（如温室气体排放和森林砍伐）方面发挥关键作用，因为饲养昆虫所需的自然资源（水、土地和能源）相对较少（van Huis & Gasco，2023年）。然而，根据欧盟法规（EC）第767/2009号、第142/2011号和第999/2001号的规定，欧洲立法限制了某些饲料成分的使用，例如分离的消化道内容物、粪便、餐饮废弃物或任何加工过的动物蛋白（PAP），鱼粉除外。
此外，人们对具有额外健康益处的强化和功能性食品的需求也在增加（Vlaicu等人，2021年）。因此，探索替代蛋白质来源（如喂食添加昆虫饲料的鸡所产的鸡蛋）对于应对这一饮食挑战具有重要意义。通过调整饮食，可以强化鸡蛋中的特定营养成分，从而生产出具有更高健康益处的功能性食品（El-Sabrout等人，2022年；Vlaicu等人，2021年）。将昆虫加入鸡的饮食中，可以丰富鸡蛋的营养成分，增加维生素和其他有益化合物的含量，并可能降低胆固醇含量（Secci等人，2018年）。关于昆虫粉对氨基酸组成的影响尚不明确，但研究表明，添加昆虫饲料后鸡蛋蛋黄的总体蛋白质含量可能会增加（Cattaneo等人，2025年）。此外，鸡和家禽在野外天生就有采集和食用昆虫的习惯，因此它们可以很容易地适应这种新的饮食方式，而不会改变其原有的进食习惯，同时还能降低饲料成本和环境影响（Hatab等人，2020年；Shaviklo，2023年）。多项研究表明，在家禽饲料中添加昆虫可以影响肉质和感官特性（Altmann等人，2018年；Khaemba等人，2020年；Khan等人，2018年；Pieterse等人，2019年；Shaviklo，2023年）。然而，大多数研究集中在鸡的生长性能、饲料转化率、肉质和感官特性以及消费者态度上，而对氨基酸、脂肪酸、胆固醇、类胡萝卜素或蛋白质消化率等化学参数的研究较少。事实上，尽管近年来对此的兴趣显著增加，但关于喂食昆虫的鸡蛋的营养质量的研究却很少（Secci等人，2018年）。因此，本研究重点探讨了喂食不同饮食方案的鸡所产鸡蛋的特性：（i）传统饮食；（ii）添加了富含类胡萝卜素的昆虫的饮食。研究了添加昆虫的饮食对鸡蛋不同质量参数的影响，包括用于商业分类的重量、成分含量以及质量参数（壳抗性、哈夫指数、蛋黄颜色指数）。最后，对蛋黄进行了营养成分的化学分析，具体包括通过UPLC-ESI/MS、GC/MS和HPLC/UV分析确定氨基酸谱、脂肪酸谱、胆固醇含量和类胡萝卜素含量。此外，还应用INFOGEST标准化体外消化协议评估了蛋白质部分的消化率，并研究了消化后的蛋白质溶解度和水解程度。据我们所知，本研究是首次结合详细化学分析对常见商业参数进行评估的研究，而类似的科学文献中往往只部分涉及这些内容；同时，这也是首次研究喂食添加昆虫饲料的鸡蛋蛋黄的氨基酸含量和体外蛋白质消化率的研究。
伦理批准
雷焦艾米利亚地区公共卫生服务局（AUSL）的公共卫生部门（协议编号2021/0093703，2021年7月26日）以及摩德纳和雷焦艾米利亚大学的动物实验伦理委员会（协议编号0000209，2021年8月5日）根据2010/63/EU指令中的伦理指南批准了本研究的动物使用方案。
实验设计
实验阶段的饲养工作由位于雷焦艾米利亚省（RE，艾米利亚-罗马涅大区）的小型企业ACASALAB负责。
结果与讨论
尽管本研究提供了喂食添加昆虫饲料的鸡蛋的详细化学特性分析，但由于实验组规模较小，应将其视为一项探索性研究。虽然收集到的鸡蛋数量提供了大量数据，但在得出统计结论时仍存在生物学重复性的限制。这项工作旨在验证添加昆虫饲料在改善鸡蛋品质方面的潜力。
结论
鉴于人们对功能性食品的兴趣日益增长，以及循环经济的趋势，本研究重点探讨了喂食Hermetia illucens幼虫（作为大豆粉部分替代品）的ISA Brown鸡所产鸡蛋的质量参数、化学特性和营养组成。在质量参数方面，实验组鸡蛋的壳抗性与对照组鸡蛋相当，而哈夫指数
CRediT作者贡献声明
玛丽亚·朱莉娅·博诺米尼（Maria Giulia Bonomini）：撰写初稿、进行研究、进行正式分析、构思概念。卡蒂亚·丹布拉（Katia D’Ambra）：撰写、审稿与编辑、进行正式分析。乔瓦娜·米内利（Giovanna Minelli）：进行正式分析。多梅尼科·皮耶特罗·洛·菲耶戈（Domenico Pietro Lo Fiego）：撰写、审稿与编辑、构思概念。朱莉娅·莱尼（Giulia Leni）：进行研究、进行正式分析。维罗妮卡·洛利（Veronica Lolli）：撰写、审稿与编辑、进行研究、构思概念。奥古斯塔·卡利贾尼（Augusta Caligiani）：撰写、审稿与编辑、监督、构思概念。
资助
本研究是在ALIFAR项目的框架下进行的，该项目由意大利大学部通过“Dipartimenti di Eccellenza 2023-2027”计划资助，并属于Flies4Value项目（PG/2018/631984），该项目得到了欧洲区域发展基金（ROP ERDF）2014–2020年计划第1轴第1.2.2部分的研究小组资助，同时也得到了发展和凝聚力基金的共同资助。
未引用参考文献
D?rper等人，2024年
D?rper等人，2024年
欧盟委员会（EC），无日期
联合国粮食及农业组织，2025年
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢Parisa Fallahnimchahi对研究的贡献，以及FLIES4VALUE项目成员提供的样品和分析支持。
