李文義,楊 志,蒲正宇,史軍義,姚 俊
(1 云南民族大學(xué) 化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650500;2 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 資源昆蟲(chóng)研究所 蝴蝶研究與發(fā)展中心,云南 昆明 650224)
大帛斑蝶(Idealeuconoe(Erichson))是昆蟲(chóng)綱(Insecta)鱗翅目(Lepidoptera)斑蝶科(Danaidae)帛斑蝶屬(Idea)的一種大型蝶種,寄主植物為夾竹桃科(Apocynaceae)的同心結(jié)(Parsonsialaevigata)。大帛斑蝶在國(guó)外分布于日本南部、菲律賓、馬來(lái)半島和印度尼西亞[1-2],在國(guó)內(nèi)主要分布于臺(tái)灣地區(qū),現(xiàn)在云南省元江縣、金平縣等地區(qū)引進(jìn)了該蝶種供人工養(yǎng)殖。大帛斑蝶飛行姿勢(shì)優(yōu)雅,停息時(shí)翅膀半張開(kāi),具有較高的觀賞價(jià)值,同時(shí)亦常用于工藝制作和喜慶放飛[3]。
昆蟲(chóng)機(jī)體營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理、含量豐富,加之昆蟲(chóng)是地球上種類最多且數(shù)量巨大的生物類群,具有生長(zhǎng)繁殖能力強(qiáng)、生命力旺盛、繁殖世代短、繁殖指數(shù)高、飼養(yǎng)成本低廉、有機(jī)物轉(zhuǎn)化率高、容易飼養(yǎng)等特點(diǎn),可在短期內(nèi)獲得大量昆蟲(chóng)產(chǎn)品,其蛋白也被國(guó)際公認(rèn)為是最高品質(zhì)的純天然、無(wú)毒無(wú)害的活性蛋白,具有較高的食用價(jià)值,食用昆蟲(chóng)已成為資源昆蟲(chóng)研究的熱點(diǎn)之一[4-5]。蝴蝶作為昆蟲(chóng)的重要組成部分,目前對(duì)其的研究主要集中在生物學(xué)特性、本底資源調(diào)查以及保護(hù)等方面[6-7],也有學(xué)者對(duì)金鳳蝶(Papiliomachaon)幼蟲(chóng)[8]、菜粉蝶(Pierisrapae)幼蟲(chóng)[9]、 黃斑蕉弄蝶(Erionotatorus)幼蟲(chóng)和蛹[10]的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行了分析,而對(duì)大帛斑蝶的研究主要是生物學(xué)特性觀察[11],有關(guān)其營(yíng)養(yǎng)成分的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。大帛斑蝶為優(yōu)質(zhì)養(yǎng)殖蝶種,可全年飼養(yǎng),年養(yǎng)殖數(shù)量巨大,已在云南省元江縣、金平縣等多個(gè)地區(qū)實(shí)現(xiàn)人工規(guī)?;曫B(yǎng),但由于大帛斑蝶主要應(yīng)用于工藝制作和觀賞,市場(chǎng)對(duì)其需求有限,部分季節(jié)存在著養(yǎng)殖蝶量過(guò)剩的情況,因此發(fā)掘大帛斑蝶新的、更深層次的利用途徑顯得較為迫切,其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值開(kāi)發(fā)利用是一個(gè)重要方向[12]。蝴蝶是完全變態(tài)昆蟲(chóng),其生活史要?dú)v經(jīng)4種蟲(chóng)態(tài),不同蟲(chóng)態(tài)的形態(tài)構(gòu)造和生活習(xí)性差異較大,這也直接影響著其體內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)成分的含量,對(duì)各蟲(chóng)態(tài)的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分析比較,有利于對(duì)其開(kāi)展深度研究。本研究測(cè)定了大帛斑蝶幼蟲(chóng)和蛹的營(yíng)養(yǎng)成分含量,并對(duì)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值水平進(jìn)行了評(píng)價(jià),以期為大帛斑蝶的食用開(kāi)發(fā)提供理論基礎(chǔ)。
選擇相對(duì)成熟、生物量較大、體內(nèi)物質(zhì)含量相對(duì)固定的4齡中期幼蟲(chóng)和距離羽化時(shí)間較長(zhǎng)、體內(nèi)成分尚未發(fā)生變化的懸掛約2 d的新蛹各100只用于試驗(yàn)。測(cè)試樣品采集于中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源昆蟲(chóng)研究所元江實(shí)驗(yàn)站蝴蝶養(yǎng)殖基地,該基地位于云南省玉溪市元江哈尼族彝族傣族自治縣,地處北緯23°36′8.06″~23°36′17.83″,東經(jīng)102°0′52.43″~102°0′41.90″,海拔約400 m。
大帛斑蝶幼蟲(chóng)和蛹的樣品采集后,用分析天平檢測(cè)其鮮質(zhì)量;然后在烘箱105 ℃條件下烘1 h,再調(diào)至80 ℃直至烘干(幼蟲(chóng)烘干約需6 h,蛹烘干約需6.5 h)。將大帛斑蝶幼蟲(chóng)和蛹樣品送至農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(昆明)進(jìn)行測(cè)定。
水分采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.3-2010的直接干燥法測(cè)定;粗脂肪采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14772-2008的索氏提取法測(cè)定;礦質(zhì)元素采用國(guó)家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T1653-2008的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定;灰分采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5009.4-2010的灼燒稱重法測(cè)定;蛋白質(zhì)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.5-2010的凱氏定氮法測(cè)定;氨基酸采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.124-2003的氨基酸自動(dòng)分析儀法測(cè)定[13]。
測(cè)定結(jié)果中除幼蟲(chóng)和蛹的鮮質(zhì)量、水分以鮮樣計(jì)外,其余測(cè)定結(jié)果均以干樣計(jì)。
碳水化合物含量=1-粗脂肪含量-蛋白質(zhì)含量-灰分含量-水分含量。
能量(kJ/g)=蛋白質(zhì)含量×17+脂肪含量×37+碳水化合物含量×17[14]。
氨基酸質(zhì)量評(píng)價(jià):對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,得氨基酸分(AAS)及必需氨基酸指數(shù)(EAAI)[10]。
AAS=測(cè)定蛋白質(zhì)氨基酸含量/標(biāo)準(zhǔn)氨基酸含量。
式中:n為比較的氨基酸數(shù);t為測(cè)定蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的含量(mg/g);s為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)(FAO評(píng)分模式)中相應(yīng)必需氨基酸的含量(mg/g)。
由表1可以看出,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)鮮質(zhì)量為0.74 g/只,其中水分為0.64 g/只(占86.5%),干質(zhì)量為0.10 g/只(占13.5%);大帛斑蝶新蛹鮮質(zhì)量為 1.41 g/只,其中水分為1.14 g/只(占80.8%),干質(zhì)量為0.27 g/只(占19.2%)。
表1 大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和水分含量
大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的蛋白質(zhì)、粗脂肪、灰分、碳水化合物含量、能量,以及用于比較分析的3種常見(jiàn)食物的對(duì)應(yīng)營(yíng)養(yǎng)成分含量見(jiàn)表2。
表2 大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹營(yíng)養(yǎng)成分含量與其他食物的對(duì)比
由表2可知,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的粗脂肪含量分別為8.30%和10.8%,遠(yuǎn)低于豬肉、雞肉以及牛肉的脂肪含量;蛋白質(zhì)含量分別為59.1%和66.4%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于豬肉的含量,與雞肉蛋白質(zhì)含量相當(dāng),但低于牛肉蛋白質(zhì)含量,也略高于部分其他昆蟲(chóng)如油葫蘆(Gryllus testaceus Walke)的蛋白質(zhì)含量(58.3% )[15];灰分、碳水化合物含量均高于豬肉、牛肉和雞肉;能量值低于豬肉、牛肉和雞肉;大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)的蛋白質(zhì)、粗脂肪、灰分、碳水化合物含量和能量均與新蛹比較接近,4齡幼蟲(chóng)的蛋白質(zhì)、粗脂肪含量和能量值略低于新蛹,而灰分和碳水化合物含量略高于新蛹。說(shuō)明大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的各常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量接近,具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低、無(wú)機(jī)物質(zhì)含量豐富、能量低等特點(diǎn)。
大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹含有多種礦質(zhì)元素,對(duì)常量元素K、Ca、Mg、P、Na和微量元素Fe、Mn、Zn、Cu進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可以看出,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)的常量元素含量依次為鉀>磷>鈉>鎂>鈣,而微量元素含量則是鐵>鋅>錳>銅;新蛹的常量元素含量依次為鉀>磷>鎂>鈣>鈉,微量元素則是鋅>鐵>錳>銅。4齡幼蟲(chóng)的鈉、鐵、錳元素含量明顯高于新蛹,分別為新蛹的3.6,2.8和2.6倍,鉀、鈣、鎂、銅含量也稍高于新蛹,只有磷和鋅的含量略低于新蛹。由此可知,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)的礦質(zhì)元素含量比新蛹豐富。
表3 大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)、新蛹和其他食物礦質(zhì)元素的對(duì)比
機(jī)體內(nèi)的鉀有利于維持機(jī)體的酸堿平衡及正常血壓,對(duì)防治高血壓病癥有益;鈣則是構(gòu)成動(dòng)物機(jī)體骨骼、牙齒的主要成分;鎂是鈣、維生素C、磷、鈉、鉀等代謝的必要物質(zhì),在神經(jīng)肌肉機(jī)能的正常運(yùn)作、血糖轉(zhuǎn)化等過(guò)程中扮演著重要角色;銅元素在機(jī)體組織發(fā)生癌變的過(guò)程中起著抑制作用,對(duì)人體骨架的形成有十分重要的作用,而且還是10余種氧化酶的組成元素;錳在體內(nèi)可作為金屬酶的組成成分及酶的激活劑,能促進(jìn)氨的代謝解毒,促進(jìn)糖代謝和軟骨的有機(jī)質(zhì)合成,改善脂肪代謝,并有利于膽固醇的合成。由表3還可以看出,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的磷、鉀、鈣、鎂、銅、錳的含量以及4齡幼蟲(chóng)的鈉含量都明顯高于豬肉、牛肉和雞肉;4齡幼蟲(chóng)的鐵、鋅含量和新蛹的鋅含量也遠(yuǎn)高于豬肉和雞肉,略低于牛肉;新蛹的鈉元素含量略高于豬肉,遠(yuǎn)低于牛肉和雞肉;新蛹的鐵含量低于豬肉、雞肉和牛肉。由此可以看出,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹含有非常豐富的對(duì)人體有益的礦質(zhì)元素。
大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹各種氨基酸含量、氨基酸總量、必需氨基酸總量、非必需氨基酸總量、必需氨基酸總量與非必需氨基酸總量比值、必需氨基酸總量占氨基酸總量的比值見(jiàn)表4。由表4可知,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的總氨基酸含量比較接近,分別為353.6和331.1 mg/g(色氨酸未檢測(cè)),其中谷氨酸含量最高,分別為42.9和51.3 mg/g,4齡幼蟲(chóng)含量最低的氨基酸是蛋氨酸(5.2 mg/g),新蛹含量最低的是胱氨酸(4.0 mg/g)。與其他幾種動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)源相比較,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的氨基酸總量高于豬肉(119.1 mg/g),但遠(yuǎn)低于雞肉(530.5 mg/g)[14];與部分植物營(yíng)養(yǎng)成分相比,高于小麥粉(130.79 mg/g)和金針菇(141.22 mg/g)的氨基酸總量,但低于大豆的氨基酸總量(393.70 mg/g)[14]。
由表4可知,大帛斑蝶幼蟲(chóng)和蛹必需氨基酸中除色氨酸未檢測(cè)外,其余必需氨基酸總含量分別高達(dá)123.0和131.4 mg/g。根據(jù)FAO/WHO 的理想模式,質(zhì)量較好蛋白質(zhì)的氨基酸組成為EAA/(EAA+NEAA)在40% 左右,EAA/NEAA在60%以上。從分析結(jié)果可以看出,大帛斑蝶幼蟲(chóng)和蛹的必需氨基酸占總氨基酸的比例分別為34.8%和39.7%,必需氨基酸與非必需氨基酸的比值分別為53%和66%,幼蟲(chóng)的EAA/(EAA+NEAA)和EAA/NEAA均低于FAO/WHO理想模式的要求,而蛹的EAA/(EAA+NEAA)和EAA/NEAA均接近或高于FAO/WHO 理想模式的要求。
表 4 大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的氨基酸含量
將大帛斑蝶幼蟲(chóng)和蛹的氨基酸檢測(cè)結(jié)果與1973年FAO模式的含量[16]加以比較,分析大帛斑蝶幼蟲(chóng)和蛹的氨基酸分(AAS),結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)的第一限制性氨基酸為亮氨酸,含量為39.3 mg/g,新蛹的第一限制性氨基酸為蘇氨酸,含量為16.3 mg/g;大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的含硫氨基酸(蛋氨酸、胱氨酸)和芳香族氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸)高于FAO評(píng)分模式的氨基酸含量;4齡幼蟲(chóng)除異亮氨酸和亮氨酸分別占FAO評(píng)分模式氨基酸含量的56.3%和56.15%外,其余氨基酸只略低于FAO評(píng)分模式的氨基酸含量;新蛹的氨基酸含量都只占FAO評(píng)分模式氨基酸含量的50%左右。因此,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)的氨基酸結(jié)構(gòu)較為合理,而新蛹的氨基酸結(jié)構(gòu)不夠平衡,氨基酸整體質(zhì)量較差。
根據(jù)相關(guān)EAAI的實(shí)用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn):EAAI>0.95為優(yōu)質(zhì)蛋白源,0.86 表5 大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的氨基酸分 大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)和新蛹的蛋白質(zhì)含量分別為59.1%和66.4%,粗脂肪含量分別為8.30%和 10.8%,具有無(wú)機(jī)物質(zhì)含量豐富、礦質(zhì)元素含量高、能量低等特點(diǎn);氨基酸總量較接近,分別為353.6和331.1 mg/g,必需氨基酸總量分別為123.0和 131.4 mg/g,必需氨基酸占總氨基酸的比例分別為34.8%和39.7%,必需氨基酸與非必需氨基酸的比值分別為53%和66%,必需氨基酸指數(shù)分別為 0.807和0.641。大帛斑蝶新蛹的氨基酸結(jié)構(gòu)不夠平衡,為不適蛋白源,而4齡幼蟲(chóng)的氨基酸結(jié)構(gòu)較合理,為可用蛋白源。綜上可知,大帛斑蝶4齡幼蟲(chóng)具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,加之大帛斑蝶人工養(yǎng)殖技術(shù)成熟,能實(shí)現(xiàn)規(guī)?;曫B(yǎng),因此可用于蛋白質(zhì)源以及食品、蛋白飼料等相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。大帛斑蝶新蛹雖氨基酸整體結(jié)構(gòu)不夠平衡,但其蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素等含量非常豐富,也具有一定的營(yíng)養(yǎng)開(kāi)發(fā)價(jià)值。 另外,大帛斑蝶的藥用成分、毒理試驗(yàn)、工藝制作等需進(jìn)一步研究,可考慮其他方面的深度開(kāi)發(fā),如具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高級(jí)藝術(shù)品等。 [參考文獻(xiàn)] [1] 周 堯.中國(guó)蝶類志 [M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,1994. Zhou Y.Monographia Rhopalocerorum Sinensium [M].Zhengzhou:Henan Science and Technology Publishing House,1994.(in Chinese) [2] 陳明勇,鄒興淮,鄧 敏,等.中國(guó)蝴蝶養(yǎng)殖 [M].昆明:云南科技出版社,2002. Chen M Y,Zou X H,Deng M,et al.Butterfly farming in China [M].Kunming:Yunnan Science and Technology Press,2002.(in Chinese) [3] 陳曉鳴,周成理,史軍義,等.中國(guó)觀賞蝴蝶 [M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2008:214-215. Chen X M,Zhou C L,Shi J Y,et al.Ornamental butterflies in China [M].Beijing:China Forestry Publish House,2008:214-215.(in Chinese) [4] 王 敦,張 強(qiáng),翟少偉.昆蟲(chóng)源蛋白質(zhì)、殼聚糖、脂肪酸在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)和飼料中的應(yīng)用研究與前景 [J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),2006,21(4):135-138. Wang D,Zhang Q,Zhai S W.Advances in the application of insect protein,chitosan and fatty acids to animal nutrition and feed [J].Journal of Northwest Forestry University,2006,21(4):135-138.(in Chinese) [5] 穆利霞,廖森泰,肖更生,等.昆蟲(chóng)蛋白的綜合利用研究進(jìn)展 [J].現(xiàn)代食品科技,2011,27(12):1507-1512. Mu L X,Liao S T,Xiao G S,et al.Researchstatus of development and utilization for insect protein [J].Modern Food Science and Technology,2011,27(12):1507-1512.(in Chinese) [6] 蒲正宇,周德群,姚 俊,等.中國(guó)蝶類生物多樣性生存現(xiàn)狀及其新的保護(hù)模式探索 [J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2011(11):148-151,165. Pu Z Y,Zhou D Q,Yao J,et al.The living situation of biodiversity resource of China butterfly and a new conservation mode exploration [J].Ecological Economy,2011(11):148-151,165.(in Chinese) [7] 周成理,陳曉鳴,史軍義,等.美鳳蝶和玉斑鳳蝶幼期形態(tài)記述及生物學(xué)初步觀察 [J].林業(yè)科學(xué)研究,2009,22(5):683-690. Zhou C L,Chen X M,Shi J Y,et al.Morphological records of immature stages and biology ofPapiliomemnonandP.helenus(Lepidoptera:Papilionidae) [J].Forestry Research,2009,22(5):683-690.(in Chinese) [8] 陳 彤,王 克.金鳳蝶的營(yíng)養(yǎng)成分分析 [J].昆蟲(chóng)知識(shí),1997,34(6):350. Chen T,Wang K.Analysis of nutritional components ofPapiliomachaon[J].Entomological Knowledge,1997,34(6):350.(in Chinese) [9] 葉興乾,胡 萃,王 向.六種鱗翅目昆蟲(chóng)的食用營(yíng)養(yǎng)成分分析 [J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),1998,20(2):224-228. Ye X Q,Hu C,Wang X.Analysis of nutritional component of six species of insects of Lepidoptera [J].Acta Nutrition Sinica,1998,20(2):224-228.(in Chinese) [10] 蒲正宇,史軍義,姚 俊,等.黃斑蕉弄蝶蛹營(yíng)養(yǎng)成分分析 [J].天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā),2013,25(3):379-382. Pu Z Y,Shi J Y,Yao J,et al.Analysis of nutritional components ofErionotatoruspupa [J].Nature Production Research Development,2013,25(3):379-382.(in Chinese) [11] 佘震加.廈門島蝴蝶種類調(diào)查與大帛斑蝶生物學(xué)特性研究 [D].福州:福建農(nóng)林大學(xué),2008. She Z J.Butterfly species investigation on Xiamen island and biological characteristics research ofIdealeuconoe[D].Fuzhou:Fujian Agriculture and Forestry University,2008.(in Chinese) [12] 文禮章.食用昆蟲(chóng)學(xué)原理與應(yīng)用 [M].長(zhǎng)沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,1998. Wen L Z.Edible Entomology principle and application [M].Changsha:Hunan Science and Technology Press,1998.(in Chinese) [13] 衛(wèi)生部政策法規(guī)司.中華人民共和國(guó)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)匯編 [M].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010. The Policies and Regulations Department of the Ministry of Health.The national food safety standards of the People’s Republic of China [M].Beijing:China Standard Press,2010.(in Chinese) [14] 楊月欣,王光亞,潘興昌.中國(guó)食物成分表 [M].北京:北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社,2009. Yang Y X,Wang G Y,Pan X C.China food composition [M].Beijing:Peking University Medical Press,2009.(in Chinese) [15] Dun W,Bai Y Y,Li J H,et al.Nutritional value of the field cricket (GryllustestaceusWalke) [J].Entomologia Sinica,2004,11(4):275-283. [16] 郭良珍,王潤(rùn)蓮,梁愛(ài)萍,等.黃邊大龍虱的營(yíng)養(yǎng)分析 [J].動(dòng)物學(xué)雜志,2003,38(5):80-82. Guo L Z,Wang R L,Liang A P,et al.Analysis of nutritional components ofCybisterjaponicas[J].Chinese Journal of Zoology,2003,38(5):80-82.(in Chinese) [17] 馮東勛.必需氨基酸指數(shù)(EAAI)在飼料中的應(yīng)用 [J].飼料工業(yè),1997,18(3):21-22. Feng D X.EAAI application in feed [J].Feed Industry,1997,18(3):21-22.(in Chinese)3 討 論