家蚕蛹蛾的营养组成评价分析

刘 军 廖森泰 邹宇晓 施 英 刘 凡 穆利霞 沈维治 林光月

(广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室，广州 510610)

家蚕蛹蛾的营养组成评价分析

刘 军 廖森泰 邹宇晓 施 英 刘 凡 穆利霞 沈维治 林光月

(广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所/农业部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室，广州 510610)

为明确不同性别家蚕蛹蛾资源的营养组成优势，通过比较其基本营养组成，分析蛋白的氨基酸和油脂的脂肪酸组成。结果发现：家蚕蛹蛾(干物质)的蛋白和脂肪含量超过80%，其中雄性脂肪含量较高，雌性蛋白和糖类含量较高，蚕蛹在羽化成蛾的变态过程中，水分、灰分、总糖含量显著下降。氨基酸组成分析发现，家蚕蛹蛾蛋白中必需氨基酸约占氨基酸总量的38%，其中雄性的赖氨酸和精氨酸含量明显高于雌性，氨基酸评分依次为雄蛾(100分)、雄蛹(94.8分)、雌蛹(80.9分)和雌蛾(73.1分)；脂肪酸组成分析发现，家蚕蛹蛾不饱和脂肪酸的相对含量均在70%左右，其中雌性明显高于雄性。结果显示，家蚕蛹蛾是一种优质的昆虫油脂蛋白新资源，营养组成优势突出，形态性别差异明显。

蚕蛹 蚕蛾 营养评价 氨基酸 脂肪酸

蚕桑是我国的传统优势产业，迄今已有5 000多年的历史。现代蚕桑产业，除了种桑养蚕、缫丝织绸的绢丝利用模式外，还可以利用桑、蚕茧丝的物质资源(如桑叶、桑果、蚕蛹、蚕蛾等)，大力发展其食药用新用途，实现蚕桑产业经济效益最优化[1]。

蚕蛹是卫生部批准的“作为普通食品资源管理的食品新资源名单”中的唯一的昆虫类食品，蚕蛾则由蛹羽化而来，蛹和蛾是家蚕变态发育的最后2个阶段，既不取食，也不生长，为繁衍后代积累了大量营养物质，民间自古就有直接食用蚕蛹、蚕蛾(特别是雄蚕蛾)养生的传统[2]。现代医学研究表明，家蚕蛹蛾具有抗衰老、抗疲劳、增强免疫力、降血脂以及激素样等多种作用，相关研究也证实了其食用安全性[3]。家蚕作为鳞翅目昆虫一种，蛋白和油脂品质优良[4]，由于变态发育和繁育后代的需要，其性别和发育阶段均会影响其营养组成的变化[5]。目前研究多停留在对家蚕蛹的蛋白和油脂提取上，以及开发蚕蛹活性肽和功能性蚕蛹油，而对蚕蛾的研究则集中在雄蚕蛾活性成分的筛选，以期探明雄蚕蛾抗疲劳的作用机制，鲜见系统研究探索家蚕发育阶段和性别对其营养组成的影响，本试验比较分析了家蚕蛹蛾的基本营养组成、蛋白的氨基酸组成和油脂的脂肪酸组成差异，并对其进行系统的评价，明确各自的营养组成优势，从而有针对性开发不同功能的保健食品。

1 材料和方法

1.1 试验材料

蚕蛹、蚕蛾：两广二号蚕种，由广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所提供，经桑叶饲养、削茧(上蔟第5天)、辨别雌雄获得不同性别的蚕蛹，另取雌雄蚕蛹各自正常羽化1 h后立即收集雌雄蚕蛾样品。干制样品采用60 ℃烘干至含水量在4%左右，粉碎过40目筛。所有样品均置于-18 ℃冷冻保存。其余试剂均为分析纯。

1.2 试验仪器

SE-416脂肪提取仪：广州理本深仪器科技有限公司，Agilent 气相色谱 6890N-5973B 质谱联用仪、MSD化学工作站D.03.00.61 版：美国Agilent 公司，L-8900氨基酸分析仪：日本HITACHI公司。

1.3 测定方法

1.3.1 水分测定：采用GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》中的直接干燥法。

1.3.2 灰分测定：采用 GB 5009.4—2010食品中灰分的测定方法。

1.3.3 粗蛋白测定：采用GB 5009.5—2010食品蛋白质测定方法中的凯氏定氮法测定。

1.3.4 粗脂肪测定：采用GB/T 5009.6—2003 食品中脂肪的测定方法。

1.3.5 粗纤维测定：采用GB/T 5009.10—2003植物类食品中粗纤维的测定。

1.3.6 总糖测定：按(100-水分-灰分-粗蛋白-粗脂肪-粗纤维)计算。

1.3.7 氨基酸测定：参照GB/T 5009.124—2003 食品中氨基酸的测定。

1.3.8 脂肪酸组成的测定

1.3.8.1 脂肪酸甲酯化[6]

将1.3.4粗脂肪测定方法制备的雌蛹油、雄蛹油、雌蛾油和雄蛾油保留，分别称取0.5 g样品油于锥形瓶中，依次加入10 mL正己烷和0.4 mol/L氢氧化钠-甲醇溶液10 mL。室温静置30 min，加水10 mL后震荡4 min，取上清液过滤保存，待GC-MS分析。

1.3.8.2 GC-MS的分析条件：

色谱柱：HP-5弹性石英毛细管(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，升温程序：130 ℃保留1 min，以10 ℃/min升至200 ℃，以2 ℃/min升至230 ℃，保留5 min。进样口温度：250 ℃；检测器温度：250 ℃；进样量：1 uL；溶剂推迟：3 min；载气(He)流量：20 mL/min；分流比20∶1。

质谱条件：电子轰击(EI)离子源；电子能量70 eV；传输线温度275 ℃；离子源温度200 ℃；母离子m/z 285；激活电压1.5 V；质量扫描范围m/z 30～450。

1.4 数据处理

采用软件Excel 2010进行数据处理，采用软件SPSS16.0进行差异显著性分析。

2 结果与讨论

2.1 家蚕蛹蛾基本营养组成比较

为明确家蚕性别和发育阶段对其营养组成的影响，分别对家蚕雌雄蚕蛹、蚕蛾的水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、总糖等基本营养成分进行比较测定，结果如表1所示。

由表1可以看出，鲜蚕蛹、蚕蛾的含水量基本一致，仅雄蚕蛾的含水量稍低，为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。对比雌雄差异发现，雄性蚕蛹、蚕蛾的含水量均显著低于雌性，这可能与雌性之间的个体差异有关，因为从外观上看，雌性的蚕蛹、蚕蛾个体明显偏大，新鲜雌、雄蚕蛹平均单个重分别为1.45 g、1.11 g；羽化成蛾后雌、雄蚕蛾平均单个重分别为1.04 g、0.49 g。另外，同性别的蛹体含水量均高于蛾体，这可能与蚕的变态发育有关，以蓖麻蚕为例，蛹体一般为昆虫的越冬休眠期，为了蓄积能量繁育后代，此时体内水分表现出下降的特征[7]。家蚕由人工驯化而来，尽管不再越冬休眠，人工繁殖一年四季均可饲养，但在蛹羽化成蛾过程中体内水分依旧维持下降水平。

表1 家蚕蛹蛾的基本营养成分

注：同一行不同字母表示显著差异(P<0.05)。

对比烘干后各原料之间的基本营养成分可知，家蚕蛹蛾(干物质)的营养组成以蛋白和脂肪为主，二者占到干重的80%以上；对比雌雄差异可知，雌蛾的粗蛋白含量最高，雄蛾的粗脂肪含量最高，粗蛋白含量雌性明显高于雄性，粗脂肪含量雄性明显高于雌性，说明蚕蛹、蚕蛾的营养组成受性别差异影响较大，蛋白和脂肪含量的性别差异除了与能量代谢有关外，还可能会与雄性精子的形成有关[7]。

蚕蛹在羽化过程中受蜕皮激素的影响发生蜕皮现象，蜕下的蛹壳主要以甲壳素、几丁质(均属多糖类)为主，同时化蛾时需要消耗部分糖原，因而造成羽化后的蚕蛾总糖含量显著低于蚕蛹，而粗蛋白和粗纤维的相对含量则略有升高；对比雌雄差异可知，总糖含量雌性明显高于雄性，这可能与不同性别的能量代谢有关。

因此，家蚕蛹、蚕蛾是一种重要的昆虫油脂蛋白资源，营养组成各不相同，雌雄个体差异明显，后续研究将着重围绕蚕蛹、蚕蛾蛋白的氨基酸和油脂的脂肪酸组成进行系统评价，明确各自的营养组成优势。

2.2 家蚕蛹蛾的氨基酸组成分析

分别对不同性别的家蚕蛹、蚕蛾的氨基酸组成进行定性定量分析，共检测出17种氨基酸，其中必需氨基酸色氨酸未检测到，具体结果如表2所示。

表2 家蚕蛹蛾的氨基酸组成

注：*为必需氨基酸，#为支链氨基酸，△为半必需氨基酸。

由表2可以看出，家蚕蛹、蛾的氨基酸组成基本一致，检出的氨基酸总量占90%以上，其中必须氨基酸的总量约占氨基酸总量的38%，半必需氨基酸约占氨基酸总量的7%，支链氨基酸约占氨基酸总量的19%。鲜味氨基酸中的谷氨酸和天冬氨酸的相对含量之和高达20%以上，因此家蚕蛋白资源可作为制备呈味氨基酸和呈味肽的主要原料。

对比家蚕蛹体和蛾体之间的氨基酸组成可知，蚕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显著下降。对比不同性别的家蚕蛹蛾的氨基酸组成可知，雄性的赖氨酸和精氨酸占比均要高于雌性，这可能是赖氨酸和精氨酸与雄性精子的形成有关。精氨酸是动物机体内一种十分重要的碱性氨基酸，不仅参与精子的形成，还是精子蛋白质的重要组成成分，而赖氨酸是精子形成的必要成分[8]。

支链氨基酸(BCAA)包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，其中以亮氨酸最为重要。支链氨基酸与运动性疲劳之间的关系非常密切，它能降低运动后体内自由基的水平并提高抗氧化酶的活性，同时也有利于机体钙浓度的温度，并提高机体的运动能力[9-10]。对比可知，由于亮氨酸在氨基酸总量中的占比差异，导致雄蚕蛾的支链氨基酸含量最高，这可能也是雄蚕蛾比其他家蚕原料抗疲劳作用更突出的原因之一。

2.3 家蚕蛹蚕蛾的氨基酸评分

现代营养学研究认为，不仅氨基酸不足会影响蛋白质营养价值，氨基酸过剩同样也限制蛋白质营养价值，因而提出氨基酸平衡理论。必需氨基酸组成以FAO/WHO/UNU(1985)推荐的2～5岁氨基酸构成比例和全蛋模式[11](鸡蛋、牛奶)规定的必需氨基酸均衡模式为标准，分别比较家蚕蛹蛾蛋白的必需氨基酸组成差异，具体结果如表3所示。

由表3可知，以鸡蛋和牛奶蛋白的氨基酸组成为参考标准，由于赖氨酸和亮氨酸在氨基酸组成上的缺陷，造成家蚕蛹的第一、二限制性氨基酸分别为赖氨酸和亮氨酸，而雌蚕蛾的限制性氨基酸是赖氨酸，雄蚕蛾则完全满足FAO/WHO/UNU(1985)推荐的2～5岁氨基酸构成比例，通过氨基酸评分来综合评定不同性别的蚕蛹、蚕蛾蛋白，各原料的氨基酸评分依次为雄蛾(100分)>雄蛹(94.8分)>雌蛹(80.9分)>雌蛾(73.1分)，相比较柞蚕的氨基酸组成[12]，家蚕蛹蛾蛋白是一种优质的蛋白资源，氨基酸组成雄性优于雌性，特别是雄蚕蛾蛋白，完全达到FAO/WHO/UNU(1985)推荐的2～5岁氨基酸组成标准，可以作为一种新型的昆虫蛋白资源开发来应对国内蛋白资源紧张的难题。

表3 家蚕蛹蛾的必需氨基酸组成比较和评分

2.4 家蚕蛹蛾的脂肪酸分析

分别对不同性别的家蚕蛹油、蛾油的脂肪酸组成进行定性分析，检出8种成分，由气相色谱软件进行数据处理，按峰面积归一化法计算各组分的相对含量，其具体结果见表4。

由表4可知，经计算机质谱库Nist05a的检索，分别鉴定出雌蚕蛹油、雄蚕蛹油、雌蚕蛾油、雄蚕蛾油中的8种脂肪酸，其中ɑ-亚麻酸、油酸和棕榈酸3种脂肪酸的含量最高，其相对含量总和占到总脂肪酸含量的85%以上，而不饱和脂肪酸的相对含量均在70%左右，其中以ɑ-亚麻酸最为突出。有研究表明，鳞翅目昆虫含有丰富的亚麻酸[13]，而家蚕作为鳞翅目昆虫的代表，是一种富含ɑ-亚麻酸的优质昆虫油脂资源。ɑ-亚麻酸为重要的不饱和脂肪酸，在人体内经脱氢和碳链延长合成二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，它们是维系人类脑进化的生命核心物质，具有增长智力、保护视力、降血脂、降血压、延缓衰老等多种生理功能[14]。

表4 家蚕蛹蛾的脂肪酸组成分析

世界卫生组织、世界粮农组织和中国营养学会等权威机构的研究结果显示，当人体饮食中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸达到1∶1∶1的比例时，就能确保营养均衡，从表4可以看出，家蚕蛹蛾油脂的脂肪酸组成趋近于推荐的最佳比例标准，可作为天然的优质昆虫营养保健调和油。营养学家认为一般n-3型与n-6型不饱和脂肪酸比例的理想比值应以母乳为基础，大约为1∶3～1∶10，而从表4可以看出，家蚕蛹蛾油的n-3型与n-6型比值平均约为5.4∶1，比例偏高，应与比值较低的其他油(如花生油)进行调和食用更为理想。

比较家蚕蛹蛾油脂的脂肪酸组成差异并不明显，说明蚕蛹在羽化成蛾的变态过程中并未影响其脂肪酸的相对组成。而从不同性别的脂肪酸组成差异来看，雄性的单不饱和脂肪酸要高于雌性，多不饱和脂肪酸和总不饱和脂肪酸低于雌性，这与龚雪龙等[15]的结果一致。其中雌蚕蛾的ɑ-亚麻酸相对含量最高，为35.11%，而雄蚕蛾的油酸相对含量最高，为32.93%。

3 结论

3.1 从营养组成上看，家蚕蛹、蚕蛾以蛋白和脂肪为主，雄性脂肪含量偏高，雌性蛋白和糖类含量偏高，蚕蛹在羽化成蛾的变态过程中，由于水分、灰分、总糖含量的显著下降，粗纤维含量相对增加。

3.2 氨基酸组成分析可知，家蚕蛹蛾蛋白中必需氨基酸约占氨基酸总量的38%，鲜味氨基酸中的谷氨酸和天冬氨酸的相对含量之和高达20%以上，支链氨基酸约占氨基酸总量的19%，其中以雄蚕蛾的最高。蚕蛹羽化成蛾过程中，甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸的占比显著增加，而天冬氨酸和脯氨酸的占比显著下降，雄性的赖氨酸和精氨酸占比显著高于雌性。

3.3 蚕蛹的限制性氨基酸为赖氨酸和亮氨酸，而蚕蛾的限制性氨基酸只有赖氨酸，对照FAO/WHO/UNU(1985)推荐的2～5岁氨基酸构成比例，家蚕蛹蛾的氨基酸评分依次为雄蛾(100分)>雄蛹(94.8分)>雌蛹(80.9分)>雌蛾(73.1分)，说明家蚕蛹蛾蛋白是一种优质的昆虫蛋白资源，其中以雄蚕蛾最为突出。

3.4 脂肪酸组成分析可知，家蚕蛹蛾油脂以ɑ-亚麻酸、油酸和棕榈酸3种脂肪酸的相对含量最高，其相对含量总和占到总脂肪酸含量的85%以上，不饱和脂肪酸的相对含量均在70%左右，饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的比值趋近于最佳比例标准1∶1∶1，其中雌性的不饱和脂肪酸明显高于雄性。

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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

公益性行业(农业)科研专项(201403064)，现代农业产业技术体系专项(CARS-22)，广东省农业科学院院长基金(2011433)，广东省科技计划(2012B0203 12007)

2014-07-23

刘军，男，1981年出生，助理研究员，农产品加工与贮藏

廖森泰，男，1962年出生，研究员，蚕桑资源综合利用