杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲營(yíng)養(yǎng)成分分析及評(píng)價(jià)

邱 娜，王君潔, 榮雨柔, 賀 虹

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，西部森林生物災(zāi)害治理國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 楊陵 712100)

杜仲(Eucommiaulmoides)為杜仲科(Eucommiaceae)杜仲屬(Eucommia)我國(guó)特有單種科落葉喬木和名貴藥用植物，富含黃酮類、苯丙素類、木脂素類、環(huán)烯醚萜類等抗氧化、降血壓、降血糖、增強(qiáng)免疫力等功能物質(zhì)[1-3]。從杜仲中提取的天然高分子化合物杜仲膠具有形狀記憶、低溫可塑、耐腐蝕、耐磨、隔音、減震等優(yōu)良特性，是有待開發(fā)的新型材料[4]。國(guó)家林業(yè)和草原局《全國(guó)杜仲產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016～2030)》提出，到2030 年全國(guó)杜仲栽培面積達(dá)到3 333.3×103hm2。

昆蟲是自然界中種類最多且生物量巨大的生物類群，具有繁殖速度快、飼養(yǎng)成本低廉、食物轉(zhuǎn)化率高、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等特點(diǎn)，在農(nóng)林生產(chǎn)、國(guó)際貿(mào)易、人體保健、人類食物和動(dòng)物飼料開發(fā)等方面均有廣闊的資源利用前景[5-6]。目前，隨著傳統(tǒng)的資源昆蟲產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，昆蟲研究的領(lǐng)域向著多方位、多層次、綜合性發(fā)展[7]，昆蟲的資源利用已成為近年來昆蟲研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。杜仲夢(mèng)尼夜蛾隸屬于鱗翅目(Lepidopter)夜蛾科(Noctuidae)，是目前危害杜仲最主要的單食性食葉害蟲。近年來在我國(guó)河南、湖南、四川、貴州、陜西等杜仲主要產(chǎn)區(qū)發(fā)生與危害日趨嚴(yán)重[8-9]，逐步成為杜仲規(guī)?；耘嗟臐撛谕{，僅在河南省靈寶市杜仲果園化栽培基地，發(fā)生面積達(dá)2 000 hm2，有蟲率超過80% ，甚至一些林分葉片全部被食，嚴(yán)重影響杜仲正常生長(zhǎng)及資源利用[10-11]。因此，為開發(fā)杜仲利用途徑，我們對(duì)杜仲夢(mèng)尼夜蛾昆蟲食品或動(dòng)物飼料的開發(fā)利用價(jià)值進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2019年5月，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲采集于陜西省漢中市略陽縣杜仲林中，經(jīng)室內(nèi)飼養(yǎng)至第二代幼蟲，積累一定的蟲口數(shù)量后，選擇大齡幼蟲(5～6齡)，洗凈、晾干后，研磨成粉狀置于真空冷凍干燥機(jī)中凍干備用。

1.2 測(cè)定方法

將獲得的幼蟲粉送到西北農(nóng)林科技大學(xué)測(cè)試中心，采用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定方法完成粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、脂肪酸、礦物質(zhì)等含量測(cè)定[12]。

水分測(cè)定采用烘干法，將樣品在(105±5) ℃的烘箱內(nèi)，烘干至恒重，逸失的重量即為水分。粗蛋白質(zhì)測(cè)定采用凱氏微量定氮法，在催化劑的作用下，用硫酸破壞有機(jī)物，使含氮物轉(zhuǎn)化為硫酸銨。加入強(qiáng)堿并蒸餾使氨逸出，用硼酸吸收后，用酸滴定并測(cè)出氮的含量，乘以換算系數(shù)6.25計(jì)算出粗蛋白質(zhì)量。粗脂肪測(cè)定采用索氏提取法，在索氏提取器中用乙醚提取試樣，稱提取物的重量，主要含有脂肪，還有少量的有機(jī)物、磷脂、脂溶性維生素等，因而測(cè)定結(jié)果為粗脂肪的含量。氨基酸采用日立氨基酸自動(dòng)分析儀法，將蟲體粉末經(jīng)酸水解后測(cè)定。脂肪酸測(cè)定采用日本島津GC-14B型氣相色譜儀法，將粗脂肪經(jīng)甲酯化后測(cè)定。礦物質(zhì)和微量元素的測(cè)定采用原子吸收光譜法。

查閱中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院關(guān)于其他動(dòng)物性食物如豬肉、鴨肉和雞蛋的營(yíng)養(yǎng)成分含量數(shù)據(jù)，與杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

1.3 氨基酸的評(píng)價(jià)

依照下列公式計(jì)算氨基酸分(AAS)、化學(xué)分(CS)和必需氨基酸指數(shù)(EAAI)[13-15]

AAS=試驗(yàn)樣品中某種氨基酸含量(mg/g蛋白質(zhì))/FAO評(píng)分模式中同種氨基酸含量(mg/g蛋白質(zhì))。 CS=試驗(yàn)樣品中某種氨基酸含量(mg/g蛋白質(zhì))/雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量(mg/g蛋白質(zhì))。

式中n為比較的氨基酸數(shù)；aai為試驗(yàn)蛋白質(zhì)中某必需氨基酸占總必需氨基酸的百分?jǐn)?shù)；AAi為標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)中某必需氨基酸占總必需氨基酸的百分?jǐn)?shù)。

采用Oser(1959)提出的EAAI評(píng)價(jià)飼料原料標(biāo)準(zhǔn)，EAAI值大于0.90的為優(yōu)質(zhì)蛋白源，在0.80左右的為可用蛋白源，小于0.70的為不適宜蛋白源。

2 結(jié)果與分析

2.1 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分分析

杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲常規(guī)營(yíng)養(yǎng)檢測(cè)結(jié)果表明(表1)，幼蟲水分含量占58.2%，其他主要成分為粗蛋白、粗脂肪和碳水化合物。與幾種常見動(dòng)物性食物相比，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲體內(nèi)的蛋白質(zhì)含量明顯高于豬肉、鴨肉和雞蛋，分別為豬肉的1.37倍和雞蛋的1.40倍；而脂肪含量明顯較低，僅為豬肉的29.4%和鴨肉的55.3%。因此，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲是一種很好的高蛋白低脂肪的健康食品。

表1 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲與其他幾種動(dòng)物性食物常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分含量(%，鮮重)比較

2.2 氨基酸含量

氨基酸含量的測(cè)定結(jié)果表明(表2)：除未檢測(cè)到色氨酸外，其余7種人體必需氨基酸的含量均超過人體每日基本必需氨基酸需要量(人體每日所需的8種必需氨基酸的最低總量約為6.35 g[17])，而杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲干粉中7種必需氨基酸的總含量是14.41 g(每100 g幼蟲干粉中)，約為人體最低需要量的2.3倍。在幼蟲已檢測(cè)到的17種氨基酸中，谷氨酸的含量最高，占氨基酸總量的11.9%，其次是天冬氨酸(9.6%)、脯氨酸(9.4%)、亮氨酸(7.8%)，胱氨酸的含量最低，僅有0.5%。在杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中，呈鮮味的谷氨酸和天冬氨酸與呈甘味的甘氨酸和丙氨酸含量都較高，表明幼蟲味道鮮美。杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲體內(nèi)總氨基酸含量高達(dá)36.09%，必需氨基酸占總氨基酸含量的40%，必需氨基酸和非必需氨基酸的比值為66%，根據(jù)FAO/WHO提出的參考蛋白模式[18]，即必需氨基酸(EAA)應(yīng)占總氨基酸(TAA)含量的40% 左右，必需氨基酸(EAA)和非必需氨基酸(NEAA)的比值應(yīng)該在60%以上判斷，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲是一種優(yōu)質(zhì)的蛋白源。

表2 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲與其他幾種動(dòng)物性食物中氨基酸含量(%，干重)比較

2.3 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲必需氨基酸營(yíng)養(yǎng)價(jià)值分析評(píng)價(jià)

杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中含有豐富的蛋白質(zhì)，但對(duì)于蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)，不僅要看蛋白質(zhì)的含量，也要看蛋白質(zhì)的氨基酸組成是否合理。氨基酸組成模式的分析結(jié)果表明(表3)，與FAO/WHO推薦的理想模式相比，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸和纈氨酸含量較低，色氨酸未檢測(cè)到，其余氨基酸含量均超過FAO/WHO氨基酸理想模式，根據(jù)Oser[15]提出的利用必需氨基酸指數(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(EAAI)，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲的必需氨基酸指數(shù)約為0.963，屬于優(yōu)質(zhì)蛋白源，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。由氨基酸評(píng)分(AAS)和氨基酸化學(xué)分(CS)可知，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲的第一、二限制性氨基酸分別是異亮氨酸和纈氨酸，這表明雖然杜仲夢(mèng)尼夜蛾中必需氨基酸的含量較高，但氨基酸模式與人體還有一定差異，需要在深度加工時(shí)，強(qiáng)化異亮氨酸和纈氨酸的含量才能提高氨基酸利用率。

2.4 脂肪酸含量及比較

脂肪酸組成是評(píng)價(jià)脂肪營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要依據(jù)。脂肪酸分析結(jié)果表明(表4)，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲飽和脂肪酸(SFA)的含量較低，約占總脂肪酸含量的25% ，僅為豬肉的0.7倍和雞蛋的0.69倍；而不飽和脂肪酸(UPA)和必需脂肪酸(PUFA)的含量十分豐富，約占含量的75%和30%。在不飽和脂肪酸中，以單不飽和脂肪酸C18:1(油酸)含量最高，約占總不飽和脂肪酸的57%，其次為C18:3(亞麻酸)和C16:1(棕櫚油酸)，亞麻酸具有降血脂、降膽固醇以及防治動(dòng)脈硬化等作用，是一種重要的不飽和脂肪酸[19]。飽和脂肪酸主要由C16:0(棕櫚酸)構(gòu)成，約占總飽和脂肪酸的90%，其次為C18:0(硬脂酸)，未檢測(cè)出C14:0(肉豆蔻酸)。杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中必需脂肪酸含量是豬肉的6倍、鴨肉的1.5倍和雞蛋的2倍。因此，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲的不飽和脂肪酸與必需脂肪酸含量均較高，是一種較為理想的食用脂肪。

2.5 礦物元素含量及比較

礦物質(zhì)含量檢測(cè)結(jié)果表明(表5)，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中K含量分別是豬肉的3.2倍、鴨肉的20倍和雞蛋的2.3倍；Ca含量是鴨肉的4.5倍和豬肉的6.7倍；Fe含量是豬肉的1.1倍；Zn含量是豬肉的1.6倍、鴨肉的1.7倍和雞蛋的1.7倍。杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲含有豐富的Ca、K、Fe、Zn元素，而這些元素正是我國(guó)人民最易缺乏的礦物質(zhì)元素[20]。

表3 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲蛋白質(zhì)與FAO/WHO推薦模式蛋白及全雞蛋蛋白的比較(‰，蛋白質(zhì))

表4 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲與其他幾種動(dòng)物性食物中脂肪酸含量的比較(%，干重)

表5 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲與其他幾種動(dòng)物性食物中礦物元素含量的比較(10-6，干重)

2.6 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲與杜仲干葉營(yíng)養(yǎng)成分比較

與杜仲干葉的常規(guī)營(yíng)養(yǎng)組成相比(表6)，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸以及必需氨基酸含量遠(yuǎn)高于杜仲干葉，并且杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中蛋白質(zhì)的氨基酸組成較杜仲干葉更接近參考蛋白模式，是一種更為優(yōu)質(zhì)的蛋白源。此外，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲Zn含量是杜仲干葉的2.6倍，與杜仲干葉相比能為動(dòng)物提供更多的Zn，更有效的預(yù)防動(dòng)物缺鋅。

表6 杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲與杜仲干葉中常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分和脂肪酸含量及比較

杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中飽和脂肪酸約占總脂肪酸含量的25%，杜仲干葉中飽和脂肪酸含量為37%；杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中不飽和脂肪酸含量約為75%，杜仲干葉中不飽和脂肪酸含量約為63%；而杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中必需脂肪酸含量約為30%，杜仲干葉中必需脂肪酸含量約為60%。杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲飽和脂肪酸含量較低，不飽和脂肪酸含量較高，還含有較多的C18:1(油酸)，是一種更為理想的食用脂肪。

3 結(jié)論和討論

通過對(duì)杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲進(jìn)行系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)成分分析，結(jié)果表明幼蟲中粗蛋白質(zhì)的含量較高，氨基酸種類多，具有除色氨酸外的其他17種氨基酸，且人體必需氨基酸含量高，符合FAO/WHO提出的參考蛋白模式，呈味氨基酸比較豐富，是優(yōu)質(zhì)的蛋白源；幼蟲中賴氨酸的氨基酸分(AAS)最高，對(duì)于以谷物為主食的膳食者而言，可以彌補(bǔ)谷物中賴氨酸的不足，預(yù)防貧血、浮腫、肌肉萎縮等現(xiàn)象的發(fā)生，提高人體對(duì)蛋白質(zhì)氨基酸的利用率[23]。杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲中的脂肪含量較低，脂肪中飽和脂肪酸含量低、不飽和脂肪酸及必需脂肪酸的含量較高；許多研究證明，攝入大量的飽和脂肪酸會(huì)使血膽固醇升高，導(dǎo)致心血管類疾病發(fā)生；而不飽和脂肪酸卻可以起到降低血膽固醇、清理血栓、增強(qiáng)免疫力的作用[24]；必需脂肪酸具有維持人體正常生理功能和生長(zhǎng)發(fā)育的重要作用，如果缺乏必需氨基酸，會(huì)引起生長(zhǎng)遲緩、生殖障礙、皮膚損傷等多種疾病[25]。此外，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲還具有大量的Ca、K、Fe、Zn等礦物質(zhì)元素，而這些礦物元素具有預(yù)防骨質(zhì)疏松、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育的功能[26]。因此，杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，具有良好的食用和飼用開發(fā)利用前景。

此外，通過對(duì)杜仲夢(mèng)尼夜蛾幼蟲和杜仲干葉比較也發(fā)現(xiàn)，幼蟲中粗蛋白、粗脂肪、氨基酸以及必需氨基酸的含量均高于杜仲干葉，幼蟲中還含有較高含量的不飽和脂肪酸和較低含量的飽和脂肪酸，幼蟲的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值要高于杜仲干葉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

目前可在杜仲夢(mèng)尼夜蛾集中發(fā)生的區(qū)域，實(shí)施人工捕捉或就地飼養(yǎng)，根據(jù)其幼蟲營(yíng)養(yǎng)組成特點(diǎn)，可通過以下方面進(jìn)行開發(fā)利用：(1)將其加工成禽類等動(dòng)物的蛋白質(zhì)飼料或飼料的蛋白質(zhì)添加劑；(2)可將其開發(fā)成高蛋白保健食品或低脂肪、低膽固醇的功能性保健食品；(3)可將其用于開發(fā)富含不飽和脂肪酸和必需脂肪酸的保健性食用油；(4)綜合性的進(jìn)行開發(fā)利用，變害為利。這樣不僅可以達(dá)到害蟲防治的目的，還可變害為利，促進(jìn)杜仲產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。