达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的营养成分分析

李文义，杨 志，史军义，蒲正宇，姚 俊

(1.云南民族大学 化学与生物技术学院，云南 昆明 650500;2.中国林业科学研究院 资源昆虫研究所蝴蝶研究与发展中心，云南 昆明 650224)

达摩凤蝶(Papilio demoleus Linnaeus)属于凤蝶科(Papilionidae)凤蝶亚科(Papilioninae)凤蝶族(Papilionini)凤蝶属(Papilio Linnaeus)翠凤蝶亚属(Princeps Hübner)的中大型种类。国内分布于四川、云南、广东、福建、广西、台湾、贵州、浙江、江西、湖北和海南等地;国外分布于从印度到澳大利亚的广大地区［1］。该昆虫是优良的工艺用材和生态观赏蝶种，也可用于喜庆放飞［2］。

昆虫体内营养结构合理、含量丰富，其蛋白也被国际公认为是高品质的、纯天然的、无毒无害的活性蛋白，加之昆虫是地球上种类最多且生物量巨大的生物类群，具有高效的生长繁殖能力和顽强的生命力，可在短期内获得大量昆虫产品，使得食用昆虫已成为资源昆虫的研究热点［3］。现今对蝴蝶的研究主要集中在生物学特性、本底资源调查以及保护等方面，有学者对黄斑蕉弄蝶(Erionota torus)等蝶种的营养成分做了分析研究［4－5］，而对达摩凤蝶的研究主要为生物学特性，其营养成分分析还没有进一步研究［6］。达摩凤蝶为优质养殖蝶种，年养殖数量较大，现主要用于工艺制作和观赏，市场需求是有限的，发掘达摩凤蝶更深层次的利用途径显得较为迫切，其营养价值开发是一个重要方向［7］。本研究旨在探寻达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的主要营养成分，评价它们的营养价值水平，为它们的营养价值开发提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料来源及前处理

样品特征:达摩凤蝶在采集地1年发生5～6代，以蛹越冬，成虫3月底始见，幼虫共5龄，寄主植物主要为芸香科(Rutaceae)的飞龙掌血(Toddalia asiatica(L.)Lam.)、两面针(Zanthoxylum nitidum(Roxb.)DC)、柑橘(Citrus reticulata Blanco)、酒饼簕(Atalantia buxifolia(Poir.)Oliv.)以及豆科(Leguminosae)的补骨脂(Psoralea corylifolia L.)等多种植物［6］。选择处于5龄中前期的达摩凤蝶幼虫，因其相对成熟、生物量较大、体内物质含量相对固定;选择悬挂约2 d左右的新蛹，因其距离羽化时间较长、体内成分尚未发生变化;随机选择羽化2 d左右、翅膀完整的健康成虫，因其羽化时间较短，体内各营养成分更具代表性。达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的数量各100只。该达摩凤蝶各虫态样品用柑橘叶片养殖。

样品来源:样品采集于中国林业科学研究院资源昆虫研究所元江实验站蝴蝶养殖基地，该蝴蝶养殖基地位于云南省玉溪市元江县，地处北纬 23°36'8.06''～23°36'17.83''，东经 102°0'52.43''～102°0'41.90''，海拔高度约400 m。

样品前处理:达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的样品采集后，用分析天平检测其鲜质量;然后在烘箱105℃条件下烘1 h，再调至80℃直至烘干，以检测粗脂肪、氨基酸、蛋白质、矿质元素、灰分和水分。样品送至农业部农产品质量监督检验测试中心(昆明)测试。

1.2 测定方法及使用仪器

水分测定使用XS104型电子分析天平(METTLER TOLEDO，美国)和DHG－9203A型电热鼓风干燥箱(雷韵，上海)采用直接干燥法测定(国家标准GB 5009.3—2010);粗脂肪使用AE100型电子分析天平(METTLER TOLEDO，美国)采用索氏提取法测定(国家标准GB/T 14772—2008);矿质元素使用XS104型电子分析天平(METTLER TOLEDO，美国)和PS－4型电感耦合等离子体发射光谱仪(贝尔德，美国)采用电感耦合等离子体发射光谱法测定(国家农业行业标准NY/T1653—2008);灰分使用XS104型电子分析天平(METTLER TOLEDO，美国)和SX2－8－10箱式电阻炉采用灼烧称重法测定(国家标准GB/T5009.4—2010);蛋白质使用XS104型电子分析天平(METTLER TOLEDO，美国)和K－360型半自动定氮仪(BUCHI，瑞士)采用凯氏定氮法测定(国家标准GB/T 5009.5—2010);氨基酸使用L－8800型氨基酸分析仪(HITACHI，日本)采用氨基酸自动分析仪法测定(国家标准GB/T 5009.124—2003)［8］。

1.3 营养分析方法

测定结果中除幼虫和蛹的鲜质量、水分用鲜样计外，其余测定结果均以干样计。主要计算公式有:

式中:蛋白质、脂肪、碳水化合物的含量均为100 g样品的含量。

氨基酸质量评价:将分析的结果进行计算，得氨基酸评分(AAS，Amino Acid Score)及必需氨基酸指数(EAAI，Essential Amino Acid Index)［10］。

式中:n:比较的氨基酸数;t:为试验蛋白质中各种必需氨基酸的含量(mg/g);s:为标准蛋白质(FAO评分模式)中相应必需氨基酸的含量(mg/g)。

2 结果与分析

2.1 常规项分析

经测量，每头4龄达摩凤蝶幼虫平均鲜质量为1.247 g，其中水分占85.3%为1.064 g，干质量占14.7%为 0.183 g;每只蛹平均鲜质量为 1.000 g，其中水分占 79.3%为 0.793g，干质量占 20.7%为 0.207 g;每只成虫平均鲜质量为 0.349 g，其中水分占 66.1%为 0.231 g，干质量占 33.9%为 0.118 g(表 1)。

表1 达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的鲜质量、干质量和水分Tab.1 The fresh weight，dry weight，water of P.demoleus larva，pupa and adult

表2 达摩凤蝶幼虫、蛹、成虫和其它食物的常规项含量比较Tab.2 The routine contents of P.demoleus larva，pupa，adult and other food

达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的蛋白质、粗脂肪、灰分、碳水化合物含量、能量值，以及与其对比的3种常见食物(猪肉，牛肉和鸡肉)对应营养成分含量见表2。由表2可知，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的粗脂肪含量分别为5.9%、6.8%和3.1%，远远低于3种对比食物的脂肪含量;达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的蛋白质含量分别为60.1%、78.3%和78.5%，除了幼虫的蛋白质含量低于牛肉和鸡肉的蛋白质含量，高于猪肉的蛋白质含量外，蛹和成虫的蛋白质含量均高于3种对比食物的蛋白质含量;达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的灰分、碳水化合物含量均高于3种对比食物对应营养成分的含量;每100 g达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫干质量能量值都低于3种对比食物100 g干样的能量值。这些表明，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫具有蛋白质含量高、脂肪含量低、无机物质含量丰富、能量值低的特点。

2.2 矿质元素分析

达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫含有多种矿质元素，对常量元素 K、Ca、Mg、P、Na，微量元素 Fe、Mn、Zn、Cu进行检测，检测结果见表3。

表3 达摩凤蝶幼虫、蛹、成虫和其它食物的矿质元素含量对比Tab.3 The contents of inorganic elements of P.demoleus larva，pupa，adult and other food mg/kg

由表3可以看出，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的钾、钙、镁、铜、锰以及成虫的磷的含量明显高于猪肉、牛肉和鸡肉对应的矿质元素含量;达摩凤蝶幼虫的钠和磷的含量、蛹的钠、磷、铁的含量以及成虫的钠含量均低于3种对比食物对应的矿质元素含量;达摩凤蝶幼虫和成虫的铁、锌含量以及蛹的锌含量均高于猪肉和鸡肉对应的矿质元素含量，但是低于牛肉对应的矿质元素含量。因此，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫含有较丰富的对人体有益的矿质元素。

2.3 氨基酸分析

达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的各种氨基酸含量、氨基酸总量、必需氨基酸总量、非必需氨基酸总量、必需氨基酸与非必需氨基酸含量比值、必需氨基酸占氨基酸总量的比值见表4。

表4 达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的氨基酸含量Tab.4 The amino acids contents of P.demoleus larva，pupa and adult mg/kg

由表4可知，通过对达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的17种氨基酸含量的检测，它们的总氨基酸含量分别为 519.9，648.7，406.5 mg/g，各氨基酸中幼虫氨基酸含量最高的是谷氨酸，为 91.8 mg/g;蛹和成虫的各氨基酸含量中最高的均是胱氨酸，含量分别为87.4和70.8 mg/g;幼虫、蛹和成虫各氨基酸中含量最低的都是缬氨酸，含量分别为1.0，2.8，3.5 mg/g。与其它几种动物营养源相比较，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的氨基酸总量均高于猪肉的氨基酸总量(199.1 mg/g)，蛹的氨基酸总量也高于鸡肉的氨基酸总量(530.5 mg/g)，而幼虫和成虫的氨基酸总量则低于鸡肉的氨基酸总量。与部分植物营养成分相比，它们的氨基酸总量均高于小麦粉(130.8 mg/g)、金针菇(141.2 mg/g)和大豆(393.7 mg/g)的氨基酸总量［9］。另外，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的必需氨基酸中除色氨酸未检测外，其余必需氨基酸总含量分别高达177.9，197.6，119.4 mg/g。

将达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的氨基酸检测结果与1973年FAO模式的含量加以比较，分析它们的氨基酸评分(AAS)，其结果见表5。

表5 达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的氨基酸分及其氨基酸占蛋白质的含量Tab.5 AAS of P.demoleus larva，pupa and adult mg/g

由表5可知，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的第一限制性氨基酸都为缬氨酸，含量分别为1.7，3.6，6.6 mg/g Protein，分别占FAO评分模式的氨基酸含量的3.4%、7.2%和9.0%。它们的第二限制性氨基酸都为苏氨酸，含量分别为 31.6，30.9，13.9 mg/g Protein，分别占 FAO 评分模式的氨基酸含量的79.0%、77.3%和34.8%。达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的第一限制性氨基酸含量非常低，影响了它们氨基酸结构的整体平衡，降低了它们的蛋白质质量。

达摩凤蝶幼虫的各氨基酸含量中，除了缬氨酸、苏氨酸和亮氨酸低于FAO评分模式的氨基酸含量外，其余氨基酸含量均高于FAO评分模式的氨基酸含量;蛹的缬氨酸、赖氨酸、苏氨酸和亮氨酸的含量低于FAO评分模式的氨基酸含量，其余氨基酸含量高于FAO评分模式的氨基酸含量;成虫仅芳香族氨基酸高于FAO评分模式的氨基酸含量，其余均低于FAO评分模式的氨基酸含量。

3 讨论

达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫具有蛋白质含量高、脂肪含量低、无极物质含量丰富、能量值低等特点。达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫含有的钾、钙、铜、锰含量均很高。较高的钾含量有利于维持机体的酸碱平衡及正常血压，对防治高血压病症有益;钙则是构成动物机体骨骼、牙齿的主要成分;镁是钙、维生素C、磷、钠、钾等代谢的必要物质，在神经肌肉的机能正常运作、血糖转化等过程中扮演着重要角色;铜元素在机体组织发生癌变过程中还起着抑制作用，对人体骨架的形成，有十分重要的作用，它还是10余种氧化酶组成元素;锰在体内是作为金属酶的组成成分及酶的激活剂，能促进氨的代谢解毒，促进糖代谢，促进软骨的有机质合成，改善脂肪代谢，并有利于胆固醇的合成［11］。

根据FAO/WHO的理想模式，质量较好的蛋白质其氨基酸组成为E/T在0.4左右，E/N在0.6以上。从分析结果可以看出，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的必需氨基酸占总氨基酸的比例分别为34.2%、30.5%和29.4%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值分别为 0.52、0.44和 0.42。可以看出，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的两项必需氨基酸指标均低于FAO/WHO的理想模式的要求，蛋白质质量一般。

根据相关 EAAI实用评价标准:EAAI＜0.75 为不适蛋白源，0.75≤EAAI≤0.86 为可用蛋白源，0.86＜EAAI≤0.95为良好蛋白源，EAAI＞0.95为优质蛋白源。FAO/WHO评分模式计算的必需氨基酸指数，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫的必需氨基酸指数分别为0.794、0.853和0.546，表明达摩凤蝶幼虫和蛹为可用蛋白源，但是其限制性氨基酸影响了它们蛋白质的整体质量;而成虫为不适蛋白源。

与部分鳞翅目昆虫相比，达摩凤蝶幼虫对应营养成分含量高于竹虫(Chilo sp.)幼虫的蛋白质(28.89%)、灰分(1.39%)、碳水化合物(1.94%)的含量，而达摩凤蝶幼虫的脂肪含量低于竹虫幼虫的脂肪含量(60.42%);达摩凤蝶蛹对应营养成分含量高于家蚕(Bombyx mori Linnaeus)蛹的蛋白质(48.98%)、灰分(2.19%)、碳水化合物(4.65%)的含量，而达摩凤蝶蛹的脂肪含量低于家蚕蛹的脂肪含量(29.57%);达摩凤蝶成虫对应营养成分含量高于云南松毛虫(Dendrolimus houi Lajonquiere)蛹的蛋白质(68.3%)、灰分(2.93%)、碳水化合物(1.31%)和脂肪(2.93%)的含量［13］。

综上，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫具有一定的营养价值。另外，达摩凤蝶人工养殖技术已经成熟，其寄主植物多元，已在云南省玉溪市等地区实现了大量规模化饲养［14］。因此，达摩凤蝶幼虫、蛹和成虫具有一定的营养开发价值和食用开发潜力。

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