综述:将昆虫纳入谷物类产品:机遇、挑战与未来展望
《Applied Food Research》:Incorporating insects into cereal-based products: Opportunities, challenges, and future perspectives
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时间:2026年05月10日
来源:Applied Food Research 6.2
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阿米尔·普亚·甘德哈里·亚兹迪(Amir Pouya Ghandehari Yazdi)、埃拉赫·阿马里(Elahe Amani)、莫赫森·巴尔泽加尔(Mohsen Barzegar)、阿明·卡里米(Amin Karimi)、埃尔哈姆·阿萨德普尔(Elham Assadpour)
阿米尔·普亚·甘德哈里·亚兹迪(Amir Pouya Ghandehari Yazdi)、埃拉赫·阿马里(Elahe Amani)、莫赫森·巴尔泽加尔(Mohsen Barzegar)、阿明·卡里米(Amin Karimi)、埃尔哈姆·阿萨德普尔(Elham Assadpour)、赛义德·马赫迪·贾法里(Seid Mahdi Jafari)
伊朗阿尔博兹地区扎尔工业与研究集团(Zar Industrial and Research Group)扎尔马卡龙公司(Zarmacaron Company)研发部门
**摘要**
全球食品系统面临着人口增长带来的日益增加的压力,以及饥饿和营养不良的双重挑战。食虫——即食用昆虫——作为一种可持续策略重新受到关注,旨在增强食品安全和环境可持续性。可食用昆虫,如蟋蟀(Acheta domesticus)和黄粉虫(Tenebrio molitor),具有丰富的营养成分,适用于强化谷物产品。它们含有高蛋白质,并能补充某些限制性必需氨基酸,尤其是lysine,而这通常是谷物蛋白质中的不足之处。这种强化作用能够显著改善最终产品中的宏量和微量营养成分。然而,将昆虫纳入食品中也带来了一些技术和感官上的挑战,包括产品颜色变深以及产生不希望出现的风味和气味,这些通常被描述为土腥味、苦味或与脂质氧化相关。这些感官特性,加上心理障碍,成为消费者接受度的主要障碍。为了缓解这些问题,先进的加工技术至关重要。此外,脱脂可以降低油脂酸败的风险并浓缩蛋白质,而冷冻干燥等替代干燥方法比烤箱干燥更能改善产品的风味和颜色。另外,生物加工技术(如发酵)也能提升产品的感官特性。昆虫粉的最佳替代比例因产品而异,通常在5%到15%之间,这样可以在不牺牲感官质量的前提下提升营养价值。尽管越来越多的证据表明富含昆虫的食品具有营养益处,但在其体内健康效应(如抗糖尿病、抗氧化和免疫调节作用)方面仍存在研究空白。最终,将昆虫加工成不可识别的粉末并提高消费者认知是提高消费者接受度的关键步骤。
**1. 引言**
全球食品系统正面临人口增长和不良饮食普遍性问题带来的前所未有的压力。社区面临着营养不良、微量营养素缺乏和肥胖率上升这一复杂的 triple burden(国际食品政策研究所,2018年;世界卫生组织,2021年)。同时,食品生产对环境产生了巨大影响。农业部门是人为温室气体(GHG)排放的主要来源,包括二氧化碳(CO?)、甲烷(CH?)和一氧化二氮(N?O),自2000年以来全球排放量持续上升(见图1A,Begna & Wakweya,2025年)。预计到2050年全球人口将达到约97亿人(联合国经济和社会事务部,2022年),这加剧了对食品系统在地球资源限制范围内提供充足、可负担、安全且营养均衡饮食的需求。这些相互关联的人类和环境挑战尤其在人们对谷物的依赖中表现得尤为明显。谷物是全球饮食能量的主要来源,其生产和消费量持续增加(见图1B,联合国经济和社会事务部,2022年)。然而,高度依赖主食谷物的饮食往往营养不足(Elegbeleye等人,2025年)。在许多低收入和中等收入国家,玉米、高粱和小米可能占总热量的80%,但它们通常缺乏铁和锌等必需微量营养素,且提供的蛋白质氨基酸组成和生物价值不佳(Matiza Ruzengwe等人,2022年;Monroy-Gomez等人,2022年)。此外,基于谷物的产品(CbPs)的感官特性(如口感、质地、香气和外观)显著影响消费者的偏好和习惯性摄入量。因此,营养强化策略必须保留或改善这些特性,以确保产品的持续采用。
**2. 昆虫的营养价值**
可食用昆虫(EdIs)作为一种资源高效且营养密集的替代蛋白质来源而受到关注。许多地区传统上都有食虫习俗,据报道全球共有超过2,000种昆虫被食用(Hobbi等人,2022年)。常见的食用昆虫包括甲虫(Coleoptera)、毛虫(Lepidoptera)以及蚱蜢、蝗虫和蟋蟀等直翅目昆虫(Raheem等人,2019年)。昆虫的食用形式多样,从整只食用(如烤制、油炸)到加工成面粉和蛋白质提取物(Chinarak等人,2020年)。传统的食用实例包括墨西哥的chapulines、东亚的油炸蚕蛹以及南非的mopane毛虫(Halloran等人,2018年;Evans等人,2017年)。自2010年以来,关于可食用昆虫及其食品应用的科学出版物显著增加(见图1C),反映了这一领域研究兴趣和创新的不断增长(Omuse等人,2024年)。市场分析预测未来十年全球可食用昆虫产业将有大幅增长(Perez-Rodriguez等人,2023年)。
将昆虫成分加入广泛消费的谷物产品中是一种有前景的策略,既能解决营养不足问题,又能减少环境负担。黄粉虫(Tenebrio molitor)、家蟋蟀(Acheta domesticus)和黑腹果蝇(Hermetia illucens)等物种常被用于食品研究。与传统牲畜相比,这些昆虫通常需要更少的土地、水和饲料,并且在单位蛋白质产量下产生的温室气体排放更低(Oonincx & Dierenfeld,2012年;van Zanten等人,2015年)。从可持续性的角度来看,昆虫符合循环经济原则,尤其是在受控条件下使用有机副产品进行养殖时(Castro-Mu?oz等人,2024年;Lange & Nakamura,2021年)。从营养角度来看,可食用昆虫具有高蛋白质含量、理想的必需氨基酸(EAA)组成、丰富的不饱和脂肪酸,以及高生物利用度的铁和锌(Abril等人,2022年;Oonincx & Finke,2021年)。除了提供宏量营养素外,昆虫蛋白质还可以通过酶解生成具有抗氧化或抗高血压作用的生物活性肽,而几丁质及其衍生物可能具有益生元效果并调节肠道微生物群组成(Rivero-Pino等人,2024年)。这些成分和功能特性使得可食用昆虫既可作为营养强化剂,也可作为功能性成分。
尽管有这些优势,消费者接受度仍是大规模应用的主要障碍。对昆虫的厌恶、食物恐惧症、感知风险和伦理顾虑显著影响了消费者食用昆虫食品的意愿(House,2016年;Alhujaili等人,2023年)。证据表明,通过降低产品可见度(例如使用昆虫粉而不是整只昆虫)、通过反复接触增加熟悉度、强调可持续性和健康益处,以及使用知名品牌和熟悉的食品基质,可以提高接受度(Modlinska等人,2021年)。监管框架也在不断完善。欧洲食品安全局(EFSA)在欧盟范围内对可食用昆虫作为新型食品的评估中发挥了先锋作用,而联合国粮食及农业组织(FAO)则继续支持制定有关微生物危害、过敏性和污染物控制等方面的国际指南和标准(Scaffardi & Formici,2022年)。
本综述基于PubMed(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/)、Scopus和ISI Web of Knowledge数据库,研究了可食用昆虫作为可持续蛋白质来源的价值及其在谷物产品中的应用。数据库搜索涵盖了1991年至2025年间发表的所有相关研究。使用的搜索词包括:可食用昆虫、食虫、可食用昆虫的营养组成、提取方法和先进加工技术、微/纳米封装、抗氧化剂、抗菌、抗癌、抗肥胖、免疫调节、生物活性肽、几丁质和壳聚糖的特性、基于谷物的产品、感官属性、消费者接受度、食物恐惧症、过敏原性、化学和生物污染物以及功能性添加剂。此外,我们还探讨了将可食用昆虫加入谷物基质中的技术影响,特别关注面团流变学、质地特性、保质期稳定性和矿物质生物利用度。最后,本综述将消费者接受度和监管发展视为成功市场整合的重要组成部分。通过综合现有证据和识别研究空白,旨在为开发安全、可接受且可持续的富含昆虫的谷物产品提供信息,从而为全球粮食和营养安全做出贡献。
**3. 结论**
可食用昆虫是高质量蛋白质、有益脂质、独特膳食纤维(如几丁质)、必需维生素和矿物质以及越来越多促进健康的生物活性化合物的丰富来源。昆虫是蛋白质的强大来源,其干物质(DM)中的蛋白质含量通常占25-75%,这一比例往往超过传统植物来源(Oonincx & Finke,2021年)。然而,传统上使用Kjeldahl方法时存在方法学挑战,该方法采用通用的氮-蛋白质转化因子(Kp)为6.25,这可能导致蛋白质含量被高估,因为几丁质中含有非蛋白质氮。因此,需要针对特定物种制定Kp因子并标准化方法(Van Huis等人,2021年)。除了数量外,蛋白质的质量(由消化率和必需氨基酸组成决定)同样重要(Belluco等人,2013年)。可食用昆虫富含必需氨基酸,能有效补充谷物产品中通常缺乏的氨基酸,从而提高强化产品的蛋白质消化率校正氨基酸评分(PDCAAS)(Payne等人,2016年)。昆虫含有较高的异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸含量,这些氨基酸的水平通常超过植物和动物蛋白质(Akhtar & Isman,2018年)。昆虫的蛋白质消化率一般在77%到98%之间,但几丁质的存在可能会限制这一数值。通过去壳或酶处理去除几丁质后,蛋白质质量显著提高,消化率可与脊椎动物蛋白质相媲美(Belluco等人,2013年;Soetemans等人,2019年)。
昆虫蛋白质由不同组织构成,每种组织具有独特的特性。主要类型包括肌肉蛋白、表皮蛋白和血淋巴蛋白。肌肉蛋白,尤其是肌球蛋白和肌动蛋白,因其高质量的功能特性(如凝胶化、起泡和保水能力)而备受关注,这些特性对食品质地至关重要(Mishyna等人,2021年)。然而,其他肌肉蛋白如原肌球蛋白和精氨酸激酶是已知的过敏原,可能与贝类过敏原发生交叉反应,因此需要采取加工步骤来减轻这一风险(De Marchi等人,2021年)。表皮蛋白与几丁质在外骨骼中形成结构复合体,这类蛋白质通常分子量较低,可能导致过敏反应,使其不太适合食品应用。它们与几丁质的紧密结合也使其难以选择性分离(De Marchi等人,2021年)。血淋巴蛋白是昆虫的循环液体中的蛋白质,包含储存蛋白(如hexamerin)以及免疫和运输蛋白。有效的分离方法(如冷压)可以回收这些蛋白质,同时减少外骨骼过敏原的污染,从而在降低过敏风险的同时提供功能和营养价值(Zhang等人,2024年)。提取的昆虫蛋白质在食品系统中的整体功能取决于其物理化学特性,如乳化、起泡、凝胶化以及保水性和持油能力(Tahergorabi等人,2012年;Santiago等人,2024年)。
脂质是可食用昆虫中的第二大宏量营养素成分,含量通常在7到77克/100克干物质(Kou?imská & Adámková,2016年)之间。这种广泛的变化性归因于物种间差异、发育阶段(幼虫的脂质含量通常高于成虫)和饮食组成(Akhtar & Isman,2018年)。不同昆虫种类之间的脂肪酸组成也有很大差异。例如,毛虫(Lepidoptera)如Gonimbrasia belina的PUFAs含量较高,占总脂肪酸的26.12%到48.17%,其中亚油酸为主要成分(Meyer-Rochow等人,2021年;Orkusz,2021年)。相比之下,黄粉虫通常富含MUFAs,占总脂肪酸的66.77%,主要是因为油酸含量较高(Tang等人,2019年)。蝗虫和蟋蟀的总PUFAs含量也较高(通常超过60%),其中MUFAs和PUFAs的比例均衡。例如,Acheta spp.的油酸含量约为31.10%,而Gryllus assimilis的亚油酸含量可达26.13%(Fombong等人,2021年;Magara等人,2021年;Orkusz,2021年)。其他昆虫目(如蜚蠊目Blattodea,下目Ioptera)如Macrotermes bellicosus含有较高水平的饱和脂肪酸(SFAs),尤其是棕榈酸(C16:0),占总脂肪酸的38.35%至46.54%(Kinyuru等人,2013年;Tang等人,2021年;Orkusz,2021年)。不同昆虫类群的脂质组成存在显著差异。双翅目昆虫的脂质谱型具有独特性。值得注意的是,黑水虻的脂质特征是饱和脂肪酸(SFAs)占主导地位(61.36–67.93%),其中月桂酸(C12:0)是主要脂肪酸。这些发现突显了该物种的独特营养价值(Makkar等,2014;Anankware等,2021)。此外,磷脂作为细胞膜的基本结构成分,占总脂质的5%到50%,并且富含多不饱和脂肪酸(PUFAs),从而提升了油脂的营养价值。由于其两亲性质,磷脂还有助于提升昆虫油脂在食品系统中的乳化能力(Tzompa-Sosa等,2014;Perez-Santaescolastica等,2023)。其他脂质成分包括游离脂肪酸(FFAs),由于挥发性可能会影响感官品质,而胆固醇的含量低于许多动物脂肪,使得昆虫油脂成为相对更健康的替代品(Jayanegara等,2020;Mudalungu等,2023)。某些昆虫种类还含有蜡酯,因其稳定性而在工业应用中受到重视(Faurot-Bouchet和Michel,1964)。昆虫油脂在食品中的主要功能是营养性和功能性。从营养角度来看,它提供必需脂肪酸和脂溶性维生素;从功能性角度来看,其成分决定了其作为润滑剂、质地改良剂和乳化剂的角色。饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的平衡影响着其熔化特性、涂抹性和保质期,而磷脂含量则有助于调味品和涂抹剂等产品中乳液的形成和稳定(Kolobe等,2023)。昆虫强化对成品脂质含量和质量的影响较为复杂,取决于昆虫种类的固有脂肪含量及其与其他配方成分的相互作用。
昆虫强化的一个显著特点是其膳食纤维含量大幅增加,这主要是由于几丁质的作用,几丁质是一种由β-(1,4)-连接的N-乙酰葡糖胺组成的线形聚合物,在昆虫外骨骼中广泛存在(EFSA,2021)。几丁质通过诱导IL-10的释放具有抗炎作用,同时通过结合膳食脂质降低血浆中的胆固醇和甘油三酯水平,从而减少肠道脂质的吸收(Acosta-Estrada等,2021)。将昆虫粉加入复合食品(CBPs)中可以显著提高总膳食纤维含量,可能有助于调节肠道健康。昆虫是必需宏量矿物质(如钙、磷、镁)和微量元素(如铁、锌、铜、锰)的丰富来源(Oonincx & Finke,2021)。例如,蟋蟀中的铁含量可能是牛肉的3倍,而黑水虻幼虫中的钙含量可达牛肉的70倍(Akhtar & Isman,2018)。研究中报告的灰分增加表明总体矿物质含量有所提升。在宏量矿物质中,镁是最丰富的元素之一,其浓度范围从白蚁的约1400 mg/kg到蝗虫的1670 mg/kg不等。铁的浓度差异很大,从白蚁的205.0 mg/kg到蝗虫的574.75 mg/kg不等,显示出某些昆虫种类作为饮食中铁来源的潜力。钾的含量从蝗虫的225.25 mg/kg到蝗虫的480.12 mg/kg不等,而钠的含量相对较低,蟋蟀为156.25 mg/kg,蝗虫为290.25 mg/kg。这些钠含量远低于成人每日推荐摄入量2400 mg(FAO,2010),表明在典型消费模式下加入这些昆虫不会造成显著的钠负担。锌是免疫功能、细胞代谢和酶活性所需的关键矿物质,其含量在159.30 mg/kg到256.92 mg/kg之间。根据份量和生物利用度的不同,这些昆虫可以显著贡献于成人每日推荐摄入量15 mg(WHO,2005)。微量元素铜和钴的含量较低,分别为69.05 mg/kg至99.04 mg/kg和0.15 mg/kg至8.55 mg/kg(Ajai等,2013)。总体而言,这些发现强调了昆虫的矿物质丰富性及其在解决微量营养素缺乏方面的潜力。然而,矿物质的生物利用度仍是一个重要考虑因素:昆虫中的铁主要是非血红素铁,吸收效率通常较低(Bbosa等,2025)。关于几丁质对矿物质吸收的影响仍存在争议,一些体外研究表明其对铁的生物利用度有抑制作用(Mwangi等,2022),而其他研究则没有发现显著影响(Hilaj等,2022)。煮沸或烘烤等加工方法会影响矿物质的保留和生物利用度(Manditsera等,2019)。昆虫含有多种水溶性和脂溶性维生素(Oonincx & Dierenfeld,2012),尤其是B族维生素,包括硫胺素(B1)、核黄素(B2)、烟酸(B3)、泛酸(B5)和生物素(B7)(Finke,2013;Akhtar & Isman,2018)。值得注意的是,某些昆虫是少数非脊椎动物来源的生物可利用维生素B12(钴胺素)之一。昆虫在暴露于UVB辐射下还可以合成维生素D(Oonincx等,2018),并且含有不同水平的维生素E(α-生育酚),具有抗氧化保护作用(Finke,2002)。
昆虫营养学的一个前沿领域是研究在酶促水解、发酵或胃肠道消化过程中释放的生物活性肽,这些肽具有超出基本营养功能的生理效应(Rivero-Pino等,2024)。诸如超声波辅助水解等的技术可以通过改变蛋白质结构来增强肽的释放(Mintah等,2019;Rivero-Pino等,2020)。这些肽具有多种活性:抗氧化(例如通过DPPH•和ABTS•+检测法清除自由基)、降血压(ACE抑制)和抗糖尿病(DPP-IV和α-葡萄糖苷酶抑制)。例如,黄粉虫产生的四肽NIKY的IC50为52 μM(Brai等,2022),而白点花甲虫产生的二肽Trp-Ile的IC50为30 μg/mL(Lee等,2023)。黑水虻预蛹提取的蛋白质水解物也被证明可以在人类细胞模型中调节GLP-1分泌和DPP-IV活性(Luparelli等,2023)。除了肽之外,昆虫还含有黄酮类化合物(如槲皮素、山柰酚)和酚酸(如阿魏酸),这些化合物具有抗氧化、抗炎和抗菌特性(Botella-Martínez等,2021;Nino等,2021)。昆虫 flour的总酚含量(TPC)差异很大(0.125-9.77 g GAE/100 g),受物种、饮食和提取方法的影响(Di Mattia等,2019;Kunatsa等,2020)。此外,从几丁质脱乙酰化得到的壳聚糖具有固有的抗菌和抗氧化活性,这种活性在较低分子量和较高脱乙酰化程度下更为显著(Ojha等,2021)。
尽管昆虫在蛋白质、宏量和微量营养素方面具有优势,但其更广泛的应用仍面临诸多挑战和知识空白(Cunha等,2023)。主要问题之一是营养素的生物利用度。尽管经常报告昆虫中含有高浓度的矿物质,但这些数值并不一定反映生理上可吸收的比例。几丁质作为形成昆虫外骨骼的结构多糖,可能会通过与铁和锌等二价矿物质的结合而降低其生物可利用性和肠道吸收。实验证据支持这一担忧;例如,研究表明,基于蟋蟀的食品中的铁吸收量明显低于添加铁的对照组食品(Mwangi等,2022)。另一个关键限制是昆虫的致敏潜力。昆虫中含有能引发IgE介导的过敏反应的蛋白质,尤其是由于与系统发育相关的无脊椎动物的交叉反应。致敏蛋白如原肌球蛋白和精氨酸激酶与甲壳类动物和尘螨中的蛋白质同源,可能引起已有贝类或尘螨过敏史的人体的过敏反应(Lamberti等,2021;Kamemura等,2019)。重要的是,这些致敏蛋白具有较高的热稳定性,这意味着常规的热处理可能无法完全消除过敏风险。因此,将昆虫成分纳入食品系统需要严格的过敏原风险评估、清晰的标签和针对性的消费者指导。综上所述,尽管昆虫具有营养价值,但不能认为它们对所有人群都是安全或适用的(Lamberti等,2021)。
昆虫的可持续性和环境影响是一个重要议题。随着全球人口增长、气候变化以及传统农业对环境的巨大影响,寻找和开发可持续食物来源变得至关重要。联合国粮农组织预测到2050年全球人口将超过90亿,这意味着食品产量需要增加70-100%,这在当前的农业模式下难以实现(Belluco等,2013;Lange & Nakamura,2021)。农业食品系统是环境退化的主要驱动力,约占人类温室气体排放总量的三分之一(Crippa等,2021;Rosenzweig等,2020)。在这样的背景下,食虫行为——即食用昆虫和昆虫养殖——成为未来生物经济转型的重要组成部分,为可持续性、资源效率和环境保护提供解决方案。昆虫的环境优势在于其卓越的生物效率,这是由于其变温性(外温动物)的结果。与牛和猪等恒温动物不同,昆虫将更多的摄入营养物质用于生物量增长。例如,蟋蟀每增加1.0公斤体重所需的饲料量小于2.0公斤,而鸡为2.5公斤,猪为5.0公斤,牛肉则高达10.0公斤(Collavo等,2005)。此外,蟋蟀的可食用部分占比很高,大约为80%,而鸡和猪为55%,牛为40%(Nakagaki & Defoliart,1991)。这意味着每公斤饲料产生的营养价值显著更高,蟋蟀产生相同蛋白质所需的饲料量仅为牛的十二分之一(Van Huis,2019)。这种效率直接减少了资源消耗。例如,大豆和玉米等饲料作物的种植会导致土地用途变化、栖息地丧失和淡水消耗;而昆虫养殖由于所需的饲料较少,从而减轻了这些压力。生命周期评估(LCAs)表明,昆虫蛋白生产所需的土地面积比同等量的牛肉蛋白少80%以上(Oonincx & Finke,2021),有助于生态系统保护和减少农业扩张带来的生物多样性损失。
除了资源效率外,昆虫生产的排放量也较低。传统畜牧业是温室气体排放的主要来源,约占总量的18%。相比之下,大多数昆虫不是反刍动物,产生的甲烷量极微。定量分析表明,蟋蟀、蝗虫和黄粉虫的温室气体排放量仅为牛的约1/100(Kichamu等,2025)。它们的生产产生的氨(NH?)也较少,氨是一种与土壤酸化、水体富营养化和大气颗粒物形成相关的污染物。研究表明,昆虫养殖产生的氨比养猪少十倍(Fu等,2025)。因此,将昆虫生产整合到食品系统中是减缓全球变暖和减少集约化畜牧业相关环境污染的有效策略。昆虫养殖的另一个转型优势在于其利用有机废弃物的能力,实现了循环经济的模式。关键昆虫种类可以在低价值的有机副产品上养殖,包括农业残余物、食品加工副产品(如酒糟、果渣、蔬菜边角料)和消费前食品废弃物(Heckmann等,2018)。这种生物转化增加了废弃物的价值,减少了处置带来的环境污染,并形成了循环经济的特征。例如,黑水虻和黄粉虫能够高效利用有机废物,将其转化为高价值的蛋白质和脂肪生物质,用于动物饲料、肥料(虫粪)和其他生物基产品。生命周期评估(LCAs)证实,从食品副产品中生产昆虫蛋白在多个影响指标(包括全球变暖潜力和土地使用)方面都比生产传统动物产品(如鸡、猪或牛肉)更具环境效益(Smetana等,2016)。这符合解决收获后损失和未管理有机废物的需求,为减少废物并促进循环经济提供了可行途径。
水资源使用也是一个关键问题。全球农业消耗了约70%的淡水,尤其是传统畜牧业。例如,生产1.0公斤牛肉需要22,000至43,000升水,包括灌溉、饮用和服务用水(Chapagain & Hoekstra,2003;Pimentel等,2004)。尽管工业昆虫养殖的标准水足迹数据仍在发展中,但昆虫的高饲料效率表明其隐含的水足迹较小,因为生产饲料作物所需的耕地和灌溉量较少(Lange & Nakamura, 2021)。从健康角度来看——综合考虑人类、动物和环境的健康——食虫可能具有生物安全和抗菌抗性的优势。由于昆虫与人类的系统发育距离较远,因此从昆虫传播给人类的动物源性疾病的风险被认为比从鸟类和哺乳动物传播的风险要低得多,尽管这种风险并非为零,仍需进一步研究以了解潜在的昆虫传播病原体(Lange & Nakamura, 2021)。除了直接食用外,昆虫还被视为可持续的动物饲料,因为与传统家畜相比,昆虫的水和碳足迹更低(Kelemu et al., 2015)。
4. 昆虫在强化谷物基食品中的应用
将昆虫来源的成分添加到谷物基产品(CBPs)中是食品科学中的一个新兴领域,旨在提高营养安全性和促进可持续食品系统(Van Huis, 2020)。烘焙产品——包括面包、饼干、曲奇、面条、意大利面、零食和早餐谷物——由于其全球分布和日常消费量,特别适合作为载体(Ibrahim et al., 2015; Sadeghi et al., 2025)。这种方法通常被称为食虫,利用昆虫成分的高营养价值来弥补传统小麦产品中的营养缺口,尤其是必需氨基酸、矿物质和高质量蛋白质的不足(Jonas-Levi & Martinez, 2017; Nowak et al., 2016)。推动这一创新的主要原因是精制小麦面粉的营养限制,尽管其碳水化合物含量丰富,但蛋白质成分(8-20%)缺乏赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸等必需氨基酸(Siddiqi et al., 2020)。加工过程进一步降低了这些必需营养素的含量,导致产品能量密度高但营养不足(Anjum et al., 2005)。为了应对对更健康食品的需求,烘焙行业正在寻找新的可持续原料,以提高营养成分而不影响产品质量(Stoffel et al., 2021)。
昆虫成分是一个有吸引力的解决方案:它们提供高质量的蛋白质(通常是干重的25-75%)、必需氨基酸(如亮氨酸、苏氨酸)、矿物质(铁、锌)、维生素(A、B12)和多不饱和脂肪(Nowak et al., 2016; Ortolá et al., 2022)。昆虫的生产还可以降低环境影响,并支持循环生物经济原则,通过利用副产品(Gomes Martins et al., 2024)。将昆虫粉——通常来自黄粉虫、家蟋蟀、水牛虫(alphitobius diaperinus)和蝗虫(locusta migratoria)——加入到烘焙产品中不仅具有营养价值,还能改变产品的技术、功能和感官特性(Biró et al., 2020; González et al., 2019; Homann et al., 2017)。从营养角度来看,强化可以增加蛋白质含量,改善氨基酸谱(尤其是赖氨酸),并提高矿物质(铁和锌)的可用性(Kowalski et al., 2022; Mashau et al., 2024; Zielińska & Pankiewicz, 2020)。例如,在面包中加入10-30%的黄粉虫、蟋蟀或水牛虫粉可以显著提高蛋白质含量并改善赖氨酸的氨基酸评分。脂肪酸谱也得到改善,富含黄粉虫的面包显示高油酸含量(42.95%),而富含蟋蟀的面包则富含亚油酸(31.26%)(Kowalski et al., 2022)。这些营养素的生物利用度也可能提高;一些研究表明昆虫强化可以显著增加营养吸收,但人类数据仍然有限(Matiza Ruzengwe et al., 2022)。
从技术角度来看,昆虫粉中的高蛋白质和脂肪含量会影响面团的可塑性、吸水性及美拉德反应,同时可能作为脂肪替代品并具有抗氧化活性(González et al., 2019; Pareyt et al., 2011; Zielińska & Pankiewicz, 2020)。例如,脱脂过程显著影响面团的功能性;脱脂后的蟋蟀粉最适合改善面包的PDCAAS,而全脂黄粉虫粉则最能增强面团的体积和质地(Bottle et al., 2024)。其他研究也报告了加入昆虫粉后面包的营养和物理化学性质变化,如表1所示。
表1. 昆虫粉替代对不同类型面包的营养和物理化学性质的影响。
| 产品 | 替代品 | 最佳水平 | 结果 |
| --- | --- | --- | --- |
| 面包 | 蝗虫(schistocerca gregaria)粉(GP)、脱脂GP(DGP) | 100, 200 g/kg (GP) | 200 g/kg (DGP) | • 蛋白质含量增加。• 特定体积减小,质地变软。• 200 g/kg的产品由于独特的气味评分较低。(Haber et al., 2019) |
| 黄粉虫(tenebrio molitor L.)粉(MP) | 5, 10% | 5% | • 5%的MP具有最高的特定体积和最低的硬度。• 自由氨基酸(EAAs)如酪氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸和亮氨酸的含量增加。• 脂质的营养质量没有差异。(Roncolini et al., 2019) |
| 迁徙蝗虫(locusta migratoria)粉 | 1, 2, 3, 4, 5% | 1-4% | • 蛋白质、脂肪和纤维含量增加。• 吸水性、吸油性和乳化能力增强。• 特定体积在2%以内没有显著差异。• 必需氨基酸含量高于FAO/WHO标准,赖氨酸除外。(Althwab et al., 2021) |
| 黄粉虫 | 5, 10, 15% | 5% | • 硬度和轻盈度降低。• 所有替代品的特定密度降低。• 蛋白质、脂肪和纤维含量增加。• 酵母和霉菌的数量较少。(Gantner et al., 2022) |
| 黄粉虫和蝗虫(sphenarium purpurascens) | 5% | S. purpurascens | • 蛋白质和脂肪酸含量增加。• 水分活性增加。• 不影响特定体积、重量和质地参数。(Perez-Rodriguez et al., 2023) |
| 牙买加田间蟋蟀(gryllus assimilis) | 11% | 含水量60% | • 蛋白质含量增加92%,脂肪含量增加24倍。• 碳水化合物含量降低。• 面包颜色更深。• 含水量对面包性质影响最大。含水量60%的样品具有更好的特定体积、硬度、孔隙度、凝聚性和细胞密度,以及较低的组织均匀性。(Novo et al., 2025) |
| 无麸质面包 | 蟋蟀粉(gryllus assimilis) | 10, 20% | • 硬度、弹性和嚼劲增加。• 两种替代品都能增加蛋白质和脂质含量。• 特定体积、组织L*和面包皮L*降低。• 保水力和持油能力高。• 微生物特征适宜。(da Rosa Machado & Thys, 2019) |
| 黄粉虫粉 | 2, 5, 9, 13% | 2% | • 典型香气强度降低。• 硬度和异味强度增加。• 面包皮颜色加深(强烈的黄色-棕色)。• 多酚含量增加。(Tauferová et al., 2024) |
| 玉米粉饼 | 粉碎的T. molitor幼虫 | 1% | • 蛋白质、油酸和亚油酸含量增加。(Aguilar-Miranda et al., 2002) |
| 无麸质酸面团面包 | 蟋蟀粉 | 22.2 g/700 g用于直接发酵,17.7 g/700 g用于酸面团发酵 | • 抗氧化活性增强。• 典型风味特征,由壬酸、2,4-壬二烯(E,E)、1-己醇、1-庚醇和3-辛-2-酮等挥发性化合物组成。(Nissen et al., 2020) |
关于蟋蟀消费对人类肠道微生物群的影响的研究仍有限。人类试验(如Stull等人,2018年)报道蟋蟀可以促进双歧杆菌的生长(Stull et al., 2018)。虽然一些体外证据(如Young等人,2020年)表明昆虫强化食品可能具有益生元效应,但目前的人类数据还不足以得出明确结论(Young et al., 2020)。因此,需要进一步严格和标准化的人体干预研究来阐明昆虫成分对肠道微生物群组成和健康的真实影响。将昆虫整合到主食食品中的关键第一步是将昆虫加工成不可识别的形式,如粉末,以解决人们对昆虫的恐惧。加工方法直接影响食品安全、营养价值和食品的功能特性(图2)。商业热处理和脱水(用沸水或蒸汽 Blanching)对于通过失活腐败酶和减少微生物负荷(包括病原体)来确保食品安全和保质期至关重要(De Smet et al., 2019; Melgar-Lalanne et al., 2019)。虽然烘烤或干燥可以改变颜色和风味,但冻干(lyophilization)通常更适合高质量应用,因为它能更好地保持天然颜色和香气,减少可能对感官特性产生负面影响的风味改变(Kr?ncke et al., 2018)。
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图2. 用于食品的昆虫加工过程。
脂质提取是另一个关键步骤,可生产出稳定的高蛋白昆虫粉,并通过降低脂质氧化风险来延长保质期。脱脂昆虫粉有利于谷物强化,因为其蛋白质含量较高且变质风险较低。脱脂方法的选择很重要:超临界CO?提取可以最小化氧化,而传统溶剂(如乙醇)或三相分离(TPP)在某些昆虫粉中可以提高脂质产量(Laroche et al., 2019; Purschke et al., 2017)。除了这些基础技术外,发酵是改善谷物基产品营养质量和开发吸引人感官特性的有前景的方法,例如增强鲜味(Kewuyemi et al., 2020)。先进的加工技术,如超声波处理(US),特别是与酶水解结合使用时,可以提高昆虫蛋白质的溶解性和稳定性,从而更好地融入面团或面糊中。
然而,仍存在重大挑战,特别是技术性和感官方面的挑战。昆虫粉常常会使产品变暗,这是由于粉末本身的颜色和美拉德褐变,导致颜色变深(L*)和红度增加(a*)以及褐变指数升高(Hernández-Carrión et al., 2015; Ortolá et al., 2022)。这种现象在添加了5-30%莫帕纳虫粉的饼干或含有15%蟋蟀粉的意大利面中普遍存在(Duda et al., 2019)。从质地角度来看,添加昆虫来源的成分经常会改变谷物基产品的结构和机械性能。在发酵系统(如面包)中,用昆虫粉部分替代小麦粉或蛋白质通常会导致组织硬度增加,低水分产品变得不那么酥脆,面包体积减小。这些变化主要是由于非 gluten 蛋白质干扰了发酵和烘焙过程中的 gluten 网络的形成和气体细胞的稳定(Kowalski et al., 2022; Sui et al., 2016)。显微分析,包括扫描电子显微镜(SEM)和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM),显示随着替代比例的增加,glutenin-gliadin 网络的连续性逐渐被破坏。蛋白质网络变得更加不连续、不够紧密且结构不均一(Xie et al., 2022; Luo et al., 2025)。在较高替代比例(如15-20%)下,黄粉虫来源的蛋白质颗粒可以部分包裹淀粉颗粒,形成更厚、不规则的蛋白质相。这种结构重组破坏了支撑面团粘弹性和结构完整性的关键 gluten-gluten 相互作用(Aguilera et al., 2021; Sun et al., 2024)。
除了与蛋白质相关的作用外,昆虫来源的脂质——特别是黄粉虫中的脂质——还会影响面团的功能性。研究表明,添加富含脂质的昆虫粉会削弱面团的强度、稳定性和延展性,这可能是通过与 gluten 蛋白质和淀粉成分的相互作用(Xie et al., 2022; Hu et al., 2023)。脂质还可能干扰淀粉的糊化过程,导致糊状物的粘度降低和 pasting 特性改变(Khatkar et al., 2021; Zhang et al., 2022)。这些变化可能在发酵和烘焙过程中影响气体保留,导致面包体积减小、组织结构不规则,以及质地属性改变——最初在低替代比例下较软,但随着替代比例的增加逐渐变硬(Amoah et al., 2023)。此外,许多昆虫脂质中的不饱和脂肪酸比例高,增加了氧化变质的敏感性,可能产生异味,并限制产品的保质期和感官接受度(Son et al., 2020; Zugravu et al., 2023)。
几丁质是一种存在于昆虫外骨骼中的结构多糖,也是一个技术考虑因素。当含有几丁质的昆虫粉添加到基于小麦的产品中时,通常会观察到面包体积减小、组织密度增加和 gluten 网络减弱。然而,通过酶法或化学方法(如部分水解或转化为 chitosan)修改几丁质可以减轻这些不良影响。改性的几丁质衍生物可以改善水分结合能力,增强面团处理性能,增加面包的体积,改善组织质地,并提高水分保持能力和感官接受度。除了烘焙应用外,几丁质还具有抗菌和成膜性能,支持其在谷物基产品中的保鲜和延长保质期的潜力(Pyo et al., 2024)。
这些效果因物种而异:水牛虫粉更强烈地减小体积和质地,而黄粉虫粉在约10%的替代比例下可以增加面包体积(Kowalski et al., 2022)。在马芬中,用15%的蝗虫或黄粉虫粉替代时,结构更密,特定体积更低(?abuk, 2021)。从感官角度来看,昆虫的气味和味道——通常是土腥味、苦味或异味——在非食虫文化中是一个主要障碍(La Barbera et al., 2018)。负面属性通常与脂质氧化有关,这种现象可以通过采后加工(如脱脂或微波干燥)来缓解。例如,使用脱脂或微波干燥的黄粉虫粉制作的谷物棒可以达到与对照组相似的喜好度,而烤箱干燥的昆虫制品由于异味而评分较低(Ribeiro等人,2022年)。因此,成功地将昆虫粉添加到主食品中需要确定一个最佳的替代比例,以平衡营养价值与可接受的产品质量。这个最佳比例通常较低,并且因物种和产品而异,通常在5%到15%之间。超过这个范围,对颜色、质地和风味的负面影响可能会降低消费者的接受度。例如,黄粉虫粉可以增加面包的体积,但可能会降低其他质地参数;水牛虫粉则会对体积和质地产生更大的负面影响。据报道,蟋蟀粉和水牛虫粉的最佳替代比例约为10%,而更高比例(20-30%)会显著降低面包的弹性和凝聚力,同时增加黏性和咀嚼性(Kowalski等人,2022年)。在马芬饼中,15%的黄粉虫粉替代是可接受的,而15%的蝗虫粉替代则会降低感官评分(?abuk,2021年)。对于饼干,5-15%的 mopane 虫粉是可接受的(Mashau等人,2024年),并且建议在燕麦饼干中使用5%的家蟋蟀粉以保持整体喜好度(Biró等人,2020年)。即使在有食虫传统的地区,如尼日利亚农村,一种含有5-15%昆虫成分的高粱混合物(5%昆虫:15%高粱)也是最受消费者欢迎的饼干配方(Awobusuyi等人,2020年)。技术挑战也因产品而异;例如,在意大利面中,10%的蚕蛹会增加结构的脆弱性和烹饪损失(Piazza等人,2023年),而在无麸质意大利面中,最高20%的蟋蟀粉可以提高蛋白质和脂肪含量,并使颜色更亮(Musika等人,2024年)。因此,用昆虫粉强化主食品提供了一种有前景的可持续策略,以对抗全球营养不良并提高营养价值。已记录的优势包括改善蛋白质质量、提高矿物质的生物利用度以及抗氧化等功能性特性。然而,要广泛采用这种技术,需要通过先进的加工方法来消除与产品变暗、质地变化和潜在异味相关的缺点。未来的研究应优先优化采后加工技术,如脱脂、可控热处理、发酵和替代干燥方法(如冷冻干燥或真空干燥),以改善功能性能并减轻与昆虫成分相关的感官限制。加工干预可以减少脂质引起的异味,提高抗氧化稳定性,并增强与烘焙应用相关的技术功能性。表2总结的证据表明,通过适当的物种选择和仔细控制的替代比例,可以配制出营养增强且保持可接受流变性能、结构完整性和感官质量的烘焙产品。
表2. 基于昆虫的成分替代对谷物基烘焙产品的营养、物理化学和感官属性的影响。
| 产品 | 昆虫 | 替代比例 | 最佳比例 | 结果 |
|---------------|-------------------|-----------------|-----------------------------|
| 马芬饼 | 蝗虫粉和黄粉虫粉 | 15% | • 蛋白质和脂肪含量增加。 |
| | | | • 烘焙产量最高。 |
| | | | • 结构更紧密,密度更大。 |
| | | | • 面团较软,弹性和凝聚力较低,但在凝聚力和粘性方面两种昆虫类型之间没有显著差异。 |
| | | | • 感官评分为6.70至8.70,与对照组相当。 |
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| 甲虫(alphitobius diaperinus)、黄粉虫和 Serville(Ruspolia differens)| 15% | 15% | • 蛋白质、脂肪和纤维含量增加;大部分为不溶性纤维以及几丁质。 |
| | | | • 整体接受度较低。 |
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| 意大利面 | 黄粉虫粉和蝗虫粉 | 15% | • 烹饪时间延长。 |
| | | | • 蛋白质、灰分和粗纤维含量增加。 |
| | | | • 蝗虫导致质地强度降低。 |
| | | | • 由于气味和颜色较深,接受度较低。 |
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| | | | • 弹性和光滑度最低。 |
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| 蟋蟀粉 | 5%、10%、15% | • 蛋白质、脂肪和矿物质含量增加。 |
| | | | • 碳水化合物含量降低。但蟋蟀粉样品能量较高。 |
| | | | • 烹饪损失和吸水量减少,颜色变深,亮度降低,色彩偏向蓝色和红色。 |
| | | | • 测质变得更强。 |
| | | | • 风味变化对消费者接受度影响最大。 |
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| 蚕蛹 | 10% | 10% | • 颜色更接近全麦意大利面。 |
| | | | • 结构脆弱性增加。 |
| | | | • 最佳烹饪时间最长,吸水速率最慢。 |
| | | | • 烘焙损失是对照组的双倍。 |
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| 黑水军蝇和家蚕(Bombyx mori)的盐溶性蛋白质提取物| 15% | 15% | • 颜色变深。 |
| | | | • 易碎性和吸水指数增加。 |
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| 无麸质树莓米意大利面 | 蟋蟀粉(CP) | 5–20% | • 蛋白质和脂肪含量增加。 |
| | | | • 由于CP的浅黄色调,颜色更亮。 |
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| 全麦意大利面 | 蚕粉 | 5、10克 | • 蛋白质含量增加。 |
| | | | • 能量值降低。 |
| | | | • 最佳烹饪时间缩短。 |
| | | | • 储存过程中面团的酸度增加。 |
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| 燕麦饼干 | 家蟋蟀 | 5%、10%、15% | • 蛋白质和脂肪含量增加。 |
| | | | • 能量值增加。 |
| | | | • 碳水化合物和纤维含量降低。 |
| | | | • 测质硬度增加。 |
| | | | • 颜色变深。 |
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| 海盗虫(LPB)和桑蚕蛹(SWPB) | 15% | 15% | | |
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| 黄粉虫 | 10%、15%、20% | • 蛋白质、脂肪和矿物质含量增加。 |
| | | | • 碳水化合物和5-羟基甲基呋喃含量降低。 |
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| 短糕饼干 | 黄粉虫粉 | 15%、20%、30克 | • 蛋白质和灰分含量增加。 |
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| 3D打印谷物基零食 | 黄粉虫幼虫 | 10%、20% | | |
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| 挤压零食 | 甲虫和黄粉虫 | 5% | | |
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| 曲奇 | 家蟋蟀粉 | 5%、10%、15% | | |
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| 饼干 | 黄粉虫粉 | 0–30% | | |
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| 面条 | 蟋蟀粉(Gryllus bimaculatus De Geer) | 15%、30% | | |
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消费者对食虫的抵触情绪深受情感反应、文化观念和联想记忆的影响,包括将昆虫与污染、贫困或疾病联系起来的看法。因此,仅专注于促进环境可持续性的策略可能不足以推动广泛接受。更全面的方法应结合基于证据的教育举措,将食虫食品置于安全、营养和烹饪创新的背景下,并透明地解决过敏性和监管问题。同时,产品开发工作应侧重于感官优化和熟悉度提升。这可能包括使用味道温和的昆虫种类、将其融入成熟的食物体系中、采用掩盖或补充风味策略(例如使用香草)以及修改质地以减少可感知的昆虫相关特性。这些方法可以针对那些好奇但犹豫不决的“中间”消费者,有助于逐步实现 normalized 市场接受度并建立信任。总体而言,这些策略可以提高基于昆虫的蛋白质作为未来食品系统中可持续且营养丰富的成分的市场可行性(Ramírez-Rivera等人,2025年)。
5. 化学和生物污染物的考虑
现有证据表明,食虫食品的化学安全性因物种和污染物而异,这反映了它们在生理、代谢、喂养行为和生态位方面的差异(表3)。因此,污染物的积累在不同物种间并不均匀。一项关键研究发现,肠道内容物会显著增加总污染物负荷,强调了实施采前禁食(清理)期作为减少残留底物来源污染物的关键控制措施的重要性(Bosch等人,2017年;Schr?gel & W?tjen,2019年)。
表3. 根据潜在化学安全风险对不同昆虫物种的区分
| 昆虫物种(通用名称) | 潜在化学风险 | 数据缺口和建议 |
|----------------|-------------------------------------------|-----------------------------------------|
| 黑水军蝇(hermetia illucens) | 重金属:积累镉(BAF 2.5-20.4)和铅(BAF 0.8-3.1)。砷积累有限(BAF 0.5-1.1) | (Meyer等人,2020年) |
| 二噁英/多氯联苯/多环芳烃:不积累或积累量极少(BAF最高2.0)。幼虫体内的浓度未超过欧盟饲料限制 | (Van der Fels-Klerx等人,2020年) |
| 农药:测试的农药(如阿佐西ストロビン、氯吡rifos)未积累 | (Lalander等人,2016年;Purschke等人,2017年) |
| 兽药:可以通过肠道微生物群降解四环素、罗红霉素等;某些药物未检测到积累 | (Cai等人,2018年;Lalander等人,2016年) |
| 商业昆虫中检测到低水平的水杨酸和美托洛尔 | (De Paepe等人,2019年) |
| 磺胺类药物可能影响幼虫的生长/存活 | (Gao等人,2019b) |
| 黄粉虫(tenebrio molitor) | 重金属:积累铅(BAF 5.2-34)和汞(BAF 1.5-6.2)。砷积累有限(BAF 0.8-2.5) | (Truzzi等人,2019年;Ml?ek等人,2017年) |
| 真菌毒素:不积累黄曲霉素B1、脱氧雪腐霉烯醇、玉米赤霉烯醇或伏马毒素;这些毒素存在于排泄物中 | (Bosch等人,2017年;Camenzuli等人,2018年;Purschke等人,2017年;Leni等人,2019年) |
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| | | | |可食用昆虫(EdIs)作为新型食品和饲料成分的安全性也严重依赖于其微生物状况。微生物负荷受养殖环境、基质组成、卫生做法和加工条件的影响。表4总结了主要用于食品和饲料应用的可食用昆虫物种中发现的重大生物危害。这些发现强调了通过养殖、收获和加工实施基于危害分析和关键控制点(HACCP)的管理系统的重要性。有效的去污策略——特别是在干燥、焯水或烹饪过程中的热处理——对于降低微生物风险和确保符合食品安全和饲料标准至关重要。
6. 挑战与未来前景
成功将昆虫融入烘焙产品取决于克服科学和认知障碍,主要与食品安全和消费者接受度有关(图3)。一个核心挑战是确保食品安全,其中过敏性是一个主要问题。摄入可食用昆虫可能会引发不良过敏反应,主要是由于与甲壳类动物和尘螨过敏原的交叉反应,这些过敏原由保守的蛋白质如原肌球蛋白驱动。这需要清晰的警告标签(De Marchi等人,2021;Srinroch等人,2015)。除了过敏原外,安全性还取决于昆虫的来源和生产方法。欧洲食品安全局(EFSA)指出,风险受物种、生产方法以及尤其是饲料基质的影响。受控养殖可以减少风险,例如农药残留和病原体(如沙门氏菌和蜡样芽孢杆菌)的微生物污染(Grabowski & Klein,2017;Rumpold & Schlüter,2013)。然而,这并不能消除所有危害。霉菌饲料中的化学危害(如霉菌毒素)可能在昆虫体内积累,某些物种还会从饮食中生物积累重金属(Amorello等人,2024)。因此,对于使用昆虫衍生成分的烘焙应用来说,标准的食品安全协议——如卫生加工和彻底加热——是不可或缺的,因为加工方法(如煮沸或干燥)直接影响最终产品的安全性。
即使从科学上证明了安全性,消费者接受度仍然是一个巨大的障碍(Alhujaili等人,2023),这种障碍根植于文化和心理因素。在许多社会中,食用昆虫会引起强烈的厌恶感,这种情绪反应源于昆虫与污垢和疾病的关联(de Boer & Lemke,2024;Niimi等人,2025;Tian & Chen,2025)。这种厌恶感很大程度上是由缺乏接触和传统文化实践造成的(Janssen & Gwozdz,2025)。在烘焙应用中,最直接的科学障碍是感官可接受性,因为味道是食物选择的主要驱动力(Cunha等人,2018)。不良的感官体验是人们不再购买产品的根本原因(House,2016),而未经适当加工的昆虫可能会引入与脂质氧化相关的负面气味和味道特征。因此,收获后的加工技术的选择对产品的成功至关重要。例如,强化了黄粉虫的谷物棒显示,脱脂或微波干燥可以减轻负面感官特性,使接受度与传统产品相当,而 oven-dried 的昆虫则得分显著较低(Bruttomesso等人,2024)。对于烘焙产品而言,简单地将整个或加工不良的昆虫粉加入产品中可能会导致拒绝;需要技术干预来创造感官上中性或吸引人的成分。
昆虫在烘焙产品中的未来将取决于双重策略:沟通和基本的产品优化。沟通应超越强调环境效益,积极将昆虫重新定义为现代的、理想的、不显眼的功能性成分(David-Birman等人,2019;Youssef & Spence,2021)。这可以通过将加工过的昆虫融入熟悉的、受欢迎的烘焙产品中实现,同时尽量减少它们的外观影响,重点放在味道和营养上(Ardoin & Prinyawiwatkul,2020;Koch等人,2021;Park等人,2022)。先进的加工技术提供了额外的好处。例如,脱脂可以改善感官特性,减少异味并浓缩蛋白质含量,使最终烘焙产品能够根据欧盟法规声称“高蛋白”(Bruttomesso等人,2024)。监管框架对商业成功和市场持久性有着重要影响。欧盟的新食品法规(EU 2015/2283)要求欧洲食品安全局进行安全评估以获得市场批准,这促进了市场增长和消费者信心(EFSA,2021)。相比之下,美国将昆虫视为传统食品进行监管,针对昆虫的具体指导仍在发展中,给生产者带来了监管不确定性(FDA,2015;Meijer等人,2025)。这种碎片化的格局强调了需要来自国际机构(如粮农组织和食品法典委员会)的统一全球标准,以促进国际贸易。将生产规模从小规模扩展到工业化水平需要自动化和工艺优化,以实现经济竞争力(Van Huis,2019;Van Huis & Oonincx,2017)。因此,虽然通往主流采用的道路复杂,但通过科学创新和战略营销解决安全性、感官质量和消费者认知问题,为将昆虫整合到全球食品系统中提供了可行的途径。这种监管的多样性给行业投资、市场扩张和消费者保护带来了挑战。未来的进展需要采取一种平衡且基于证据的方法:将昆虫来源的成分作为功能性添加剂,明确其在产品配方中的使用限制;进行严谨的机制研究和临床研究以支持其营养和健康宣称;并推进连贯的、基于科学的监管标准,以促进昆虫蛋白安全、透明和可持续地融入全球食品体系。本研究中未涉及人类或动物的实验。
**CRediT作者贡献声明:**
Amir Pouya Ghnadehari Yazdi:撰写初稿、数据整理。
Elahe Amani:撰写初稿、数据整理。
Mohsen Barzegar:撰写、审稿与编辑、监督、验证。
Amin Karimi:撰写初稿、数据整理。
Elham Assadpour:撰写、审稿与编辑、验证。
Seid Mahdi Jafari:撰写、审稿与编辑、监督、验证。
**数据可用性声明:**
本研究未使用任何数据。
**人工智能使用声明:**
本研究未使用人工智能。
**未引用文献:**
Melgar-Lalanne等人,2019年;Orkusz等人,2021年;Purschke等人,2017年;Ramírez-Rivera等人,2025年;冷冻和冻干形式的小黄粉虫的安全性研究,2015年;Scaffardi和Formici,2022年;欧洲议会和欧盟理事会,2015年;Truzzi等人,2020年;Van der Fels-Klerx等人,2018年;Wang等人,2025年;Wynants等人,2019年;Zhang等人,2021年;Draszanowska等人,2025年;Diener等人,2015年;Dos Santos Aguilar,2021年;Finke等人,2002年;Kinyuru等人,2015年;Ledbetter等人,2024年。
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