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第19章 昆虫的开发与利用

1.昆虫的开发与利用现状

据统计,地球上已知的昆虫占整个动物界的60%左右,约有100多万种。迄今为止,通过营养分析,全世界已确定有3650余种昆虫可供食用,其中已初步开发利用的昆虫约有370种,我国约有100多种。当前,国内的食用昆虫开发可归纳为三类。

(1)尚不能进行人工养殖、完全来自天然资源的食用昆虫。如蝉、中华稻蝗、蜻蜓稚虫、豆天蛾、玉米螟、金龟子幼虫、螳螂、竹虫等。

(2)可进行部分人工养殖的昆虫。如蚁蛉、蚂蚁、白蚁、菜青虫等。

(3)可大量进行人工养殖的昆虫。如蜜蜂、蝇蛆、家蚕、黄粉虫、蟑螂、蝙蝠蛾、蝼蛄等。

当前,提取昆虫的营养素,特别是利用昆虫生产营养保健品是昆虫开发中研究最多并已形成一定规模的生产项目。实践中应用最多的昆虫是蚕蛹、蚕蛾、蜜蜂、蚂蚁、白蚁、蝇蛆、黄粉虫等,由它们开发生产的产品主要有蛋白粉、复合氨基酸、昆虫酒、昆虫糕点、昆虫茶、昆虫几丁质等。

由于昆虫的开发利用起步较晚,目前尚面临着许多问题。

(1)传统饮食观念的限制。不同的国家和地区对食用昆虫的选择具有浓厚的民族色彩和区域特点。在现实生活中,95%以上的消费者不习惯吃昆虫,尤其是对以昆虫整体为对象直接加工成的昆虫食品。

(2)缺少统一的行政管理机构和相应的科研协调体系。当前,食用昆虫产业的开发还处于初级阶段,国家对昆虫资源的开发缺少统一的管理,多数开发者处于分散、自发、自由状态,缺乏行之有效的行业管理与指导,缺乏全局和长远规划。

(3)相关研究薄弱,饲养技术差,产业化程度低。目前,食用昆虫的研究,无论是基础研究还是应用研究和开发研究都相对薄弱。在食用昆虫开发利用过程中,最为棘手的还是昆虫成体大量人工繁育的问题。拿迄今确定的3650多种食用昆虫来说,其中能够进行人工繁育的较少,能够大规模生产的更少。

开发食用昆虫时应采取如下对策:

(1)加强产品宣传,让人们不断提高认识,打破传统饮食习惯的束缚,树立新的饮食观念,使人们普遍接受这一新资源食品。

(2)制订综合开发计划,强化管理,开拓昆虫开发作为一项新产业的行业前景,并提升该新兴产业的科技含量。

(3)大力开发食用昆虫的产前、产中和产后研究,为大规模的商品生产提供丰富的原料和坚强的技术保障。

2.昆虫的经济价值

昆虫资源知多少?资源昆虫是指昆虫产物(分泌物、排泄物、内含物等)或昆虫体本身可作为人类资源利用,具有重大经济价值。人类科学技术的进步,特别是高新技术在农业上的应用,将给昆虫利用带来前所未有的促进和发展。

(1)材料资源

作为工业原料和生物材料,昆虫产物及昆虫体具有广阔的应用前景,昆虫产物如紫胶、白蜡、五倍子、胭脂红等在军工、化工、医药、食品工业等行业具有广阔的市场。随着高新技术的发展,资源昆虫育种技术将取得突破性进展,紫胶、白蜡、五倍子、胭脂红等昆虫产品经过育种技术和加工技术的改造,将产生出更多的新产品,开发出更广阔的新用途。

作为生物材料,昆虫的应用范围很广。昆虫是一座巨大的几丁质资源库,昆虫身体中的主要结构组成是几丁质。几丁质是一种糖蛋白,几丁质-蛋白质复合物的研究,以及它在昆虫体壁形成过程中的作用等方面的研究,可能使几丁质作为人造皮肤等生物材料的研究取得突破性进展,并初步应用于临床。作为一种特殊的糖蛋白,几丁质在医学上还有十分广阔的应用前景。

昆虫体内还含有丰富的脂肪,这些脂肪类物质可以作为高级化妆品、高级润滑油,可以利用高新技术大规模地工厂化生产昆虫,然后提取特殊的工业油料。

昆虫体内的一些特殊性质的酶、激素、蛋白质、色素都可能通过生物技术,如克隆技术、细胞离体培育、基因导入等,实现工厂化生产,得到医学或其他特殊目的的产物。

昆虫形态多姿多彩,种类丰富,蝴蝶、萤火虫、甲虫等都是宝贵的生物资源。除工艺品外,蝴蝶、甲虫的翅(鞘翅)都是难得的生物材料,可以在工业和医学上应用。萤火虫产生的荧光有很重要的价值,日本已通过基因工程,将发光基因导入家蚕体内,已获成功。

(2)药物资源

迄今为止,人类使用的药物绝大多数来自植物、动物和微生物。为了寻求新药资源,人类对微生物药物的筛选几乎把地球上的土壤翻了一遍,对植物药物的筛选作了非常大的努力。昆虫种类占自然界中生物种类的4/5以上,物种种类远远超过植物和微生物,昆虫具有许多独特的性质可以用于医药,比如苍蝇身上沾满了细菌,却不会生病。可以说,像发现青霉素一样,21世纪药物学上的重大革命可能产生在昆虫中。

昆虫体内能诱导和产生抗生物质(抗菌蛋白、溶菌酶、抗菌肽、防御素等),这些抗菌物质分子量小,理化性质稳定,具有较强的杀菌作用和较广的抗菌范围,可以通过转基因工程导入植物培育抗病虫品种,也可以通过基因工程、细胞工程和发酵工程工厂化生产昆虫抗菌物质,制成基因药物。

在药物上昆虫毒素也具有很广阔的应用前景,据统计,已发现昆虫毒素具有60多种,有毒素的昆虫种类有700多种。蜂毒用于治疗风湿类风湿关节炎、红斑狼疮、脉管炎、高血压等疾病;斑蝥素具有明显的抗癌作用;蚂蚁、蜚蠊等都有很高的药用价值。21世纪昆虫毒素将广泛用于医学。利用生物化学技术,研究昆虫毒素的成分、结构、药理,进而提取人工合成或通过生物技术来生产医药昆虫毒素,并应用于临床。

(3)生态资源

防治害虫成为粮食增产、保护森林的重要措施,因为昆虫害虫给农林业生产造成极大的危害。化学农药防治虽然有较好的效果,但残留农药给人类健康带来危害,也造成环境污染。同时害虫还会产生抗药性,增加防治的难度。天敌昆虫能有效地控制害虫,而且不污染环境,害虫不会产生抗药性。天敌昆虫作为一种特殊的资源愈来愈受到重视,在农林业生产和环保中扮演着重要的角色。在欧美、日本等发达国家,天敌昆虫的研究与利用已发展到产业化,成为一种新兴产业,并利用现代化的设备和条件大批量地生产天敌昆虫。我国在赤眼蜂等天敌昆虫的研究和应用上已取得了很高的成就。随着人类环境意识和健康意识的增强,天敌昆虫将会得到更广泛地应用和普及。

(4)蛋白资源

昆虫体内含有丰富的蛋白质、维生素类物质、氨基酸、微量元素等,营养十分丰富。世界上把昆虫作为食品的习俗十分普遍,据统计,全世界有食用昆虫3000余种,我国约有100余种食用昆虫,其中不少为营养珍品。昆虫除可以供人类食用外,作为动物饲料也具有很高的价值,完全可以与鱼粉等饲料添加剂媲美。

21世纪昆虫学研究开发利用的热点是昆虫蛋白质的利用,科学进步将为食用和饲料昆虫产业化提供技术支持,珍贵食用昆虫培育将会以养殖场的形式出现,饲料昆虫产业化将以家畜(禽)养殖场为基础,例如利用粪便生产蝇蛆,既能有效地利用粪便,蝇蛆又可以作为饲料或饲料添加剂,饲养家畜(禽)形成良性的物质循环和能量流动。

昆虫细胞离体培育也有十分诱人的前景。利用细胞工程培养昆虫细胞,并进入工厂化生产,特别是一些兼有食疗作用的珍贵昆虫,体内含有许多供人类利用的特殊物质(如激素、酶、脂类、蛋白质等),都可以采用生物技术、生物化学方法加以提取、合成及利用。

(5)科研资源

精巧的昆虫结构促进了仿生学技术的发展,目前,仿生学中的一个重要研究内容是模仿昆虫的结构和功能而创造出奇妙的高科技产品。目前世界上通过对昆虫触角、眼、翅等结构与功能的研究,已研制出了机器人等产品。日本筑波大学的研究人员已成功地研制出根据嗅觉寻找目标的机器人,昆虫脑神经机能与工业应用等研究内容,在21世纪可能取得重大突破,并应用于医学、军工等行业。

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