家蠶蛹蛾的營養(yǎng)組成評(píng)價(jià)分析

劉 軍 廖森泰 鄒宇曉 施 英 劉 凡 穆利霞 沈維治 林光月

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510610)

家蠶蛹蛾的營養(yǎng)組成評(píng)價(jià)分析

劉 軍 廖森泰 鄒宇曉 施 英 劉 凡 穆利霞 沈維治 林光月

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)部功能食品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510610)

為明確不同性別家蠶蛹蛾資源的營養(yǎng)組成優(yōu)勢(shì)，通過比較其基本營養(yǎng)組成，分析蛋白的氨基酸和油脂的脂肪酸組成。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：家蠶蛹蛾(干物質(zhì))的蛋白和脂肪含量超過80%，其中雄性脂肪含量較高，雌性蛋白和糖類含量較高，蠶蛹在羽化成蛾的變態(tài)過程中，水分、灰分、總糖含量顯著下降。氨基酸組成分析發(fā)現(xiàn)，家蠶蛹蛾蛋白中必需氨基酸約占氨基酸總量的38%，其中雄性的賴氨酸和精氨酸含量明顯高于雌性，氨基酸評(píng)分依次為雄蛾(100分)、雄蛹(94.8分)、雌蛹(80.9分)和雌蛾(73.1分)；脂肪酸組成分析發(fā)現(xiàn)，家蠶蛹蛾不飽和脂肪酸的相對(duì)含量均在70%左右，其中雌性明顯高于雄性。結(jié)果顯示，家蠶蛹蛾是一種優(yōu)質(zhì)的昆蟲油脂蛋白新資源，營養(yǎng)組成優(yōu)勢(shì)突出，形態(tài)性別差異明顯。

蠶蛹 蠶蛾 營養(yǎng)評(píng)價(jià) 氨基酸 脂肪酸

蠶桑是我國的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，迄今已有5 000多年的歷史?，F(xiàn)代蠶桑產(chǎn)業(yè)，除了種桑養(yǎng)蠶、繅絲織綢的絹絲利用模式外，還可以利用桑、蠶繭絲的物質(zhì)資源(如桑葉、桑果、蠶蛹、蠶蛾等)，大力發(fā)展其食藥用新用途，實(shí)現(xiàn)蠶桑產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化[1]。

蠶蛹是衛(wèi)生部批準(zhǔn)的“作為普通食品資源管理的食品新資源名單”中的唯一的昆蟲類食品，蠶蛾則由蛹羽化而來，蛹和蛾是家蠶變態(tài)發(fā)育的最后2個(gè)階段，既不取食，也不生長，為繁衍后代積累了大量營養(yǎng)物質(zhì)，民間自古就有直接食用蠶蛹、蠶蛾(特別是雄蠶蛾)養(yǎng)生的傳統(tǒng)[2]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，家蠶蛹蛾具有抗衰老、抗疲勞、增強(qiáng)免疫力、降血脂以及激素樣等多種作用，相關(guān)研究也證實(shí)了其食用安全性[3]。家蠶作為鱗翅目昆蟲一種，蛋白和油脂品質(zhì)優(yōu)良[4]，由于變態(tài)發(fā)育和繁育后代的需要，其性別和發(fā)育階段均會(huì)影響其營養(yǎng)組成的變化[5]。目前研究多停留在對(duì)家蠶蛹的蛋白和油脂提取上，以及開發(fā)蠶蛹活性肽和功能性蠶蛹油，而對(duì)蠶蛾的研究則集中在雄蠶蛾活性成分的篩選，以期探明雄蠶蛾抗疲勞的作用機(jī)制，鮮見系統(tǒng)研究探索家蠶發(fā)育階段和性別對(duì)其營養(yǎng)組成的影響，本試驗(yàn)比較分析了家蠶蛹蛾的基本營養(yǎng)組成、蛋白的氨基酸組成和油脂的脂肪酸組成差異，并對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，明確各自的營養(yǎng)組成優(yōu)勢(shì)，從而有針對(duì)性開發(fā)不同功能的保健食品。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

蠶蛹、蠶蛾：兩廣二號(hào)蠶種，由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所提供，經(jīng)桑葉飼養(yǎng)、削繭(上蔟第5天)、辨別雌雄獲得不同性別的蠶蛹，另取雌雄蠶蛹各自正常羽化1 h后立即收集雌雄蠶蛾樣品。干制樣品采用60 ℃烘干至含水量在4%左右，粉碎過40目篩。所有樣品均置于-18 ℃冷凍保存。其余試劑均為分析純。

1.2 試驗(yàn)儀器

SE-416脂肪提取儀：廣州理本深儀器科技有限公司，Agilent 氣相色譜 6890N-5973B 質(zhì)譜聯(lián)用儀、MSD化學(xué)工作站D.03.00.61 版：美國Agilent 公司，L-8900氨基酸分析儀：日本HITACHI公司。

1.3 測定方法

1.3.1 水分測定：采用GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》中的直接干燥法。

1.3.2 灰分測定：采用 GB 5009.4—2010食品中灰分的測定方法。

1.3.3 粗蛋白測定：采用GB 5009.5—2010食品蛋白質(zhì)測定方法中的凱氏定氮法測定。

1.3.4 粗脂肪測定：采用GB/T 5009.6—2003 食品中脂肪的測定方法。

1.3.5 粗纖維測定：采用GB/T 5009.10—2003植物類食品中粗纖維的測定。

1.3.6 總糖測定：按(100-水分-灰分-粗蛋白-粗脂肪-粗纖維)計(jì)算。

1.3.7 氨基酸測定：參照GB/T 5009.124—2003 食品中氨基酸的測定。

1.3.8 脂肪酸組成的測定

1.3.8.1 脂肪酸甲酯化[6]

將1.3.4粗脂肪測定方法制備的雌蛹油、雄蛹油、雌蛾油和雄蛾油保留，分別稱取0.5 g樣品油于錐形瓶中，依次加入10 mL正己烷和0.4 mol/L氫氧化鈉-甲醇溶液10 mL。室溫靜置30 min，加水10 mL后震蕩4 min，取上清液過濾保存，待GC-MS分析。

1.3.8.2 GC-MS的分析條件：

色譜柱：HP-5彈性石英毛細(xì)管(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，升溫程序：130 ℃保留1 min，以10 ℃/min升至200 ℃，以2 ℃/min升至230 ℃，保留5 min。進(jìn)樣口溫度：250 ℃；檢測器溫度：250 ℃；進(jìn)樣量：1 uL；溶劑推遲：3 min；載氣(He)流量：20 mL/min；分流比20∶1。

質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量70 eV；傳輸線溫度275 ℃；離子源溫度200 ℃；母離子m/z 285；激活電壓1.5 V；質(zhì)量掃描范圍m/z 30～450。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用軟件Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用軟件SPSS16.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 家蠶蛹蛾基本營養(yǎng)組成比較

為明確家蠶性別和發(fā)育階段對(duì)其營養(yǎng)組成的影響，分別對(duì)家蠶雌雄蠶蛹、蠶蛾的水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、總糖等基本營養(yǎng)成分進(jìn)行比較測定，結(jié)果如表1所示。

由表1可以看出，鮮蠶蛹、蠶蛾的含水量基本一致，僅雄蠶蛾的含水量稍低，為68.59%，而其他原料的含水量均在70%以上；烘干后各原料的含水量基本控制在4%左右。對(duì)比雌雄差異發(fā)現(xiàn)，雄性蠶蛹、蠶蛾的含水量均顯著低于雌性，這可能與雌性之間的個(gè)體差異有關(guān)，因?yàn)閺耐庥^上看，雌性的蠶蛹、蠶蛾個(gè)體明顯偏大，新鮮雌、雄蠶蛹平均單個(gè)重分別為1.45 g、1.11 g；羽化成蛾后雌、雄蠶蛾平均單個(gè)重分別為1.04 g、0.49 g。另外，同性別的蛹體含水量均高于蛾體，這可能與蠶的變態(tài)發(fā)育有關(guān)，以蓖麻蠶為例，蛹體一般為昆蟲的越冬休眠期，為了蓄積能量繁育后代，此時(shí)體內(nèi)水分表現(xiàn)出下降的特征[7]。家蠶由人工馴化而來，盡管不再越冬休眠，人工繁殖一年四季均可飼養(yǎng)，但在蛹羽化成蛾過程中體內(nèi)水分依舊維持下降水平。

表1 家蠶蛹蛾的基本營養(yǎng)成分

注：同一行不同字母表示顯著差異(P<0.05)。

對(duì)比烘干后各原料之間的基本營養(yǎng)成分可知，家蠶蛹蛾(干物質(zhì))的營養(yǎng)組成以蛋白和脂肪為主，二者占到干重的80%以上；對(duì)比雌雄差異可知，雌蛾的粗蛋白含量最高，雄蛾的粗脂肪含量最高，粗蛋白含量雌性明顯高于雄性，粗脂肪含量雄性明顯高于雌性，說明蠶蛹、蠶蛾的營養(yǎng)組成受性別差異影響較大，蛋白和脂肪含量的性別差異除了與能量代謝有關(guān)外，還可能會(huì)與雄性精子的形成有關(guān)[7]。

蠶蛹在羽化過程中受蛻皮激素的影響發(fā)生蛻皮現(xiàn)象，蛻下的蛹?xì)ぶ饕约讱に?、幾丁質(zhì)(均屬多糖類)為主，同時(shí)化蛾時(shí)需要消耗部分糖原，因而造成羽化后的蠶蛾總糖含量顯著低于蠶蛹，而粗蛋白和粗纖維的相對(duì)含量則略有升高；對(duì)比雌雄差異可知，總糖含量雌性明顯高于雄性，這可能與不同性別的能量代謝有關(guān)。

因此，家蠶蛹、蠶蛾是一種重要的昆蟲油脂蛋白資源，營養(yǎng)組成各不相同，雌雄個(gè)體差異明顯，后續(xù)研究將著重圍繞蠶蛹、蠶蛾蛋白的氨基酸和油脂的脂肪酸組成進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，明確各自的營養(yǎng)組成優(yōu)勢(shì)。

2.2 家蠶蛹蛾的氨基酸組成分析

分別對(duì)不同性別的家蠶蛹、蠶蛾的氨基酸組成進(jìn)行定性定量分析，共檢測出17種氨基酸，其中必需氨基酸色氨酸未檢測到，具體結(jié)果如表2所示。

表2 家蠶蛹蛾的氨基酸組成

注：*為必需氨基酸，#為支鏈氨基酸，△為半必需氨基酸。

由表2可以看出，家蠶蛹、蛾的氨基酸組成基本一致，檢出的氨基酸總量占90%以上，其中必須氨基酸的總量約占氨基酸總量的38%，半必需氨基酸約占氨基酸總量的7%，支鏈氨基酸約占氨基酸總量的19%。鮮味氨基酸中的谷氨酸和天冬氨酸的相對(duì)含量之和高達(dá)20%以上，因此家蠶蛋白資源可作為制備呈味氨基酸和呈味肽的主要原料。

對(duì)比家蠶蛹體和蛾體之間的氨基酸組成可知，蠶蛹羽化成蛾后甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸的占比得到提高，而天冬氨酸和脯氨酸的占比顯著下降。對(duì)比不同性別的家蠶蛹蛾的氨基酸組成可知，雄性的賴氨酸和精氨酸占比均要高于雌性，這可能是賴氨酸和精氨酸與雄性精子的形成有關(guān)。精氨酸是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)一種十分重要的堿性氨基酸，不僅參與精子的形成，還是精子蛋白質(zhì)的重要組成成分，而賴氨酸是精子形成的必要成分[8]。

支鏈氨基酸(BCAA)包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，其中以亮氨酸最為重要。支鏈氨基酸與運(yùn)動(dòng)性疲勞之間的關(guān)系非常密切，它能降低運(yùn)動(dòng)后體內(nèi)自由基的水平并提高抗氧化酶的活性，同時(shí)也有利于機(jī)體鈣濃度的溫度，并提高機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力[9-10]。對(duì)比可知，由于亮氨酸在氨基酸總量中的占比差異，導(dǎo)致雄蠶蛾的支鏈氨基酸含量最高，這可能也是雄蠶蛾比其他家蠶原料抗疲勞作用更突出的原因之一。

2.3 家蠶蛹蠶蛾的氨基酸評(píng)分

現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究認(rèn)為，不僅氨基酸不足會(huì)影響蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值，氨基酸過剩同樣也限制蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值，因而提出氨基酸平衡理論。必需氨基酸組成以FAO/WHO/UNU(1985)推薦的2～5歲氨基酸構(gòu)成比例和全蛋模式[11](雞蛋、牛奶)規(guī)定的必需氨基酸均衡模式為標(biāo)準(zhǔn)，分別比較家蠶蛹蛾蛋白的必需氨基酸組成差異，具體結(jié)果如表3所示。

由表3可知，以雞蛋和牛奶蛋白的氨基酸組成為參考標(biāo)準(zhǔn)，由于賴氨酸和亮氨酸在氨基酸組成上的缺陷，造成家蠶蛹的第一、二限制性氨基酸分別為賴氨酸和亮氨酸，而雌蠶蛾的限制性氨基酸是賴氨酸，雄蠶蛾則完全滿足FAO/WHO/UNU(1985)推薦的2～5歲氨基酸構(gòu)成比例，通過氨基酸評(píng)分來綜合評(píng)定不同性別的蠶蛹、蠶蛾蛋白，各原料的氨基酸評(píng)分依次為雄蛾(100分)>雄蛹(94.8分)>雌蛹(80.9分)>雌蛾(73.1分)，相比較柞蠶的氨基酸組成[12]，家蠶蛹蛾蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白資源，氨基酸組成雄性優(yōu)于雌性，特別是雄蠶蛾蛋白，完全達(dá)到FAO/WHO/UNU(1985)推薦的2～5歲氨基酸組成標(biāo)準(zhǔn)，可以作為一種新型的昆蟲蛋白資源開發(fā)來應(yīng)對(duì)國內(nèi)蛋白資源緊張的難題。

表3 家蠶蛹蛾的必需氨基酸組成比較和評(píng)分

2.4 家蠶蛹蛾的脂肪酸分析

分別對(duì)不同性別的家蠶蛹油、蛾油的脂肪酸組成進(jìn)行定性分析，檢出8種成分，由氣相色譜軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，按峰面積歸一化法計(jì)算各組分的相對(duì)含量，其具體結(jié)果見表4。

由表4可知，經(jīng)計(jì)算機(jī)質(zhì)譜庫Nist05a的檢索，分別鑒定出雌蠶蛹油、雄蠶蛹油、雌蠶蛾油、雄蠶蛾油中的8種脂肪酸，其中ɑ-亞麻酸、油酸和棕櫚酸3種脂肪酸的含量最高，其相對(duì)含量總和占到總脂肪酸含量的85%以上，而不飽和脂肪酸的相對(duì)含量均在70%左右，其中以ɑ-亞麻酸最為突出。有研究表明，鱗翅目昆蟲含有豐富的亞麻酸[13]，而家蠶作為鱗翅目昆蟲的代表，是一種富含ɑ-亞麻酸的優(yōu)質(zhì)昆蟲油脂資源。ɑ-亞麻酸為重要的不飽和脂肪酸，在人體內(nèi)經(jīng)脫氫和碳鏈延長合成二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，它們是維系人類腦進(jìn)化的生命核心物質(zhì)，具有增長智力、保護(hù)視力、降血脂、降血壓、延緩衰老等多種生理功能[14]。

表4 家蠶蛹蛾的脂肪酸組成分析

世界衛(wèi)生組織、世界糧農(nóng)組織和中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)等權(quán)威機(jī)構(gòu)的研究結(jié)果顯示，當(dāng)人體飲食中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸達(dá)到1∶1∶1的比例時(shí)，就能確保營養(yǎng)均衡，從表4可以看出，家蠶蛹蛾油脂的脂肪酸組成趨近于推薦的最佳比例標(biāo)準(zhǔn)，可作為天然的優(yōu)質(zhì)昆蟲營養(yǎng)保健調(diào)和油。營養(yǎng)學(xué)家認(rèn)為一般n-3型與n-6型不飽和脂肪酸比例的理想比值應(yīng)以母乳為基礎(chǔ)，大約為1∶3～1∶10，而從表4可以看出，家蠶蛹蛾油的n-3型與n-6型比值平均約為5.4∶1，比例偏高，應(yīng)與比值較低的其他油(如花生油)進(jìn)行調(diào)和食用更為理想。

比較家蠶蛹蛾油脂的脂肪酸組成差異并不明顯，說明蠶蛹在羽化成蛾的變態(tài)過程中并未影響其脂肪酸的相對(duì)組成。而從不同性別的脂肪酸組成差異來看，雄性的單不飽和脂肪酸要高于雌性，多不飽和脂肪酸和總不飽和脂肪酸低于雌性，這與龔雪龍等[15]的結(jié)果一致。其中雌蠶蛾的ɑ-亞麻酸相對(duì)含量最高，為35.11%，而雄蠶蛾的油酸相對(duì)含量最高，為32.93%。

3 結(jié)論

3.1 從營養(yǎng)組成上看，家蠶蛹、蠶蛾以蛋白和脂肪為主，雄性脂肪含量偏高，雌性蛋白和糖類含量偏高，蠶蛹在羽化成蛾的變態(tài)過程中，由于水分、灰分、總糖含量的顯著下降，粗纖維含量相對(duì)增加。

3.2 氨基酸組成分析可知，家蠶蛹蛾蛋白中必需氨基酸約占氨基酸總量的38%，鮮味氨基酸中的谷氨酸和天冬氨酸的相對(duì)含量之和高達(dá)20%以上，支鏈氨基酸約占氨基酸總量的19%，其中以雄蠶蛾的最高。蠶蛹羽化成蛾過程中，甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸的占比顯著增加，而天冬氨酸和脯氨酸的占比顯著下降，雄性的賴氨酸和精氨酸占比顯著高于雌性。

3.3 蠶蛹的限制性氨基酸為賴氨酸和亮氨酸，而蠶蛾的限制性氨基酸只有賴氨酸，對(duì)照FAO/WHO/UNU(1985)推薦的2～5歲氨基酸構(gòu)成比例，家蠶蛹蛾的氨基酸評(píng)分依次為雄蛾(100分)>雄蛹(94.8分)>雌蛹(80.9分)>雌蛾(73.1分)，說明家蠶蛹蛾蛋白是一種優(yōu)質(zhì)的昆蟲蛋白資源，其中以雄蠶蛾最為突出。

3.4 脂肪酸組成分析可知，家蠶蛹蛾油脂以ɑ-亞麻酸、油酸和棕櫚酸3種脂肪酸的相對(duì)含量最高，其相對(duì)含量總和占到總脂肪酸含量的85%以上，不飽和脂肪酸的相對(duì)含量均在70%左右，飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸的比值趨近于最佳比例標(biāo)準(zhǔn)1∶1∶1，其中雌性的不飽和脂肪酸明顯高于雄性。

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Nutrition Composition Evaluation and Analysis of Silkworm (Bombyx mori) Pupae and Moths

Liu Jun Liao Sentai Zou Yuxiao Shi Ying Liu Fan Mu Lixia Shen Weizhi Lin Guangyue

(Sericultural & Agri-Food Research Institute Guangdong Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of FunctionalFoods, Ministry of Agriculture/Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing, Guangzhou 510610)

To identify nutrient composition advantage of silkworm pupae and moths of different gender, the basic nutrition composition was compared and their amino acids and fatty acids composition were evaluated. The results showed that the protein and fat content of silkworm pupae and moths more than 80%. The male contained more lipid, however, higher content of protein and sugar for female. Moisture, ash, carbohydrate content of silkworm pupae dropped significantly in eclosion process. Amino acid composition analysis found that essential amino acids accounted for about 38% in silkworm pupae and moths. In addition, contents of lysine and arginine in male were significantly higher than female. Amino acid score was as follows: 100 for male moth, followed by male pupa (94.8), female pupa (80.9) and female moth (73.1). Fatty acid composition analysis found that the relative contents of unsaturated fatty acids were around 70% and female contained obviously higher than male. The result shows that silkworm pupae and moths are new sources of high quality protein and lipid, because of rich nutrition, obvious morphology and gender difference.

silkworm pupae，silkworm moths，nutrition evaluation，amino acid，fatty acids

S881.2

A

1003-0174(2016)02-0122-05

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201403064)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)(CARS-22)，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長基金(2011433)，廣東省科技計(jì)劃(2012B0203 12007)

2014-07-23

劉軍，男，1981年出生，助理研究員，農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏

廖森泰，男，1962年出生，研究員，蠶桑資源綜合利用