联合国粮农组织(FAO）预计,到2050年世界人口将增加到88-90亿。人口爆炸将大大增加对食品的需求，特别是蛋白质食品的需求。然而，自然资源的枯竭和温室气体排放的增加正在限制传统的农业生产系统。食用昆虫蛋白是具有潜力的替代蛋白。

在众多的食用昆虫中，黑水虻（Hermetia illucens，双翅目：Stratiomyidae）是最有希望规模化、商业化生产的新型蛋白质资源昆虫之一。黑水虻幼虫（BSFL）的蛋白质含量高（35-40%，以虫干计），具有饲料转化率高，耗水量少、饲料来源广泛且廉价，养殖过程温室效应气体排放量低等优点。

人们对直接昆虫作为食物接受度较低，但如果先将昆虫蛋白和脂肪提取出来，分别作为食物原料，其接受度将会大大提高，并在加工过程杀死可能存在微生物，提高其安全水平。因此，食用昆虫产业的未来方向之一将是向市场提供昆虫蛋白粉和脂肪等产品。

本研究将超声辅助提取方法用于黑水虻幼虫蛋白质（BSFLP）的碱性提取。研究超声辅助提取对BSFLP主要营养成分、分子量分布、体外消化率、氨基酸组成、工艺功能和结构的影响。比较超声辅助提取法与传统热碱法提取黑水虻蛋白质的差异。本研究的目的是开发更好的BSFLP提取方法并促进其在食品以及饲料工业中的应用。

表1 三种提取方案设计及相应蛋白质提取率

其中: U0为超声波功率为0的对照组；UL为超声波辅助碱性提取；NA为传统热碱提取。

表2 脱脂虫粉及不同提取方案得到BSFLP的主要营养成分

其中: P-U0，P-UL,P-NA分别为超声波功率为0的对照、超声波辅助碱性提取、传统热碱法提取的黑水虻幼虫蛋白。

在拥有高提取率（80.37%）的同时，超声波辅助碱性提取（UL）可以得到纯度在80%以上的黑水虻幼虫蛋白。

表3 不同提取方案得到BSFLP的氨基酸组成

表4 不同提取方案得到BSFLP的必需氨基酸评分(AAS)

不同提取方法得到的BSFLP均符合联合国粮农组织(FAO) 2013 年提出的成人必需氨基酸评分模式。BSFLP与鸡蛋蛋清一样，具有理想的氨基酸平衡，符合成人氨基酸需求。

而大多数禽畜的必需氨基酸和人类一样(http://www.dairyfarmer.com.cn/kxyn_nncs/2013-02-06/79183.chtml)，因此也符合它们的需求。另外，BSFLP还可以补充乳清蛋白（Whey protein）的限制性氨基酸，增强氨基酸的吸收。

图1 黑水虻脱脂粉和不同提取方案BSFLP的

蛋白质体外消化率

体外模拟消化可以有效评价蛋白质的生物利用度。脱脂虫粉的蛋白体外消化率为78.74%。蛋白质提取处理后，P-U0的体外蛋白质消化率为82.97%，P-UL为99.79%，P-NA为79.24%。超声波辅助碱性提取可以极大地提高黑水虻幼虫蛋白质的体外消化率。

图2 黑水虻脱脂粉和不同提取方案BSFLP的

蛋白质分子量分布

超声波辅助提取不会使黑水虻幼虫蛋白发生明显的水解，而传统热碱法提取会产生大量水解。

图3 三种提取方案得到BSFLP的微观表面形貌

超声波辅助提取的BSFLP拥有更加疏松多孔的微观表面形貌。

超声波辅助碱性提取法可能是提取BSFL蛋白质，并提高其营养价值、结构和技术功能特性的合适方法。本研究结果可以促进BSFL蛋白质在食品以及饲料工业中的应用。