松墨天牛幼虫营养成分分析及评价

何江红，刘春燕，何小花，朱金艳，赵雪梅，丁捷，3，*

（1.四川旅游学院，四川成都610100；2.庄河市食品检测监测中心，辽宁大连116400；3.四川农业大学食品学院，四川雅安625000）

昆虫种类繁多、形态各异，个体数量惊人，分布于世界各地，属于无脊椎动物中的节肢动物，是地球上数量最多的动物群体，占所有生物种类（包括细菌、真菌、病毒）50%以上，是世界上最大的天然资源宝库，亟待人类进一步开发和利用[1]。全世界昆虫大约有800万～1 000万种，我国目前有130万～160万种。昆虫营养价值较高，高蛋白、高矿物质、低脂肪、低胆固醇，营养成分结构分配合理，在全世界许多地区都被作为重要食物来源[2-3]。可被人类直接或间接当作食品、医药品或饲料利用的昆虫被称为可食用昆虫资源[4]。目前全球已发现可供食用的昆虫370多种。

松墨天牛（Monochamus alternatus）在分类学上属昆虫纲Insecta、鞘翅目Coleoperta、天牛科Cerambycidae、沟胫天牛亚科Lamiinae。广泛分布于中国、朝鲜、老挝、越南、日本等国家。我国分布于北至辽宁，南至南海，西达西藏，东至台湾，东南地区的密度大于西北地区[5]。据报道，有学者曾对星天牛[Anoplophora chinen-sis（Forster）]、粗鞘双条杉天牛（Semanotus sinoauster Gressit）等的营养成分进行过研究，但对危害我国松树的主要蛀干害虫松墨天牛的营养组成、食用价值及评价未见报道。本文从丰富昆虫文化、开发利用昆虫资源的角度出发，对松墨天牛的幼虫进行了营养成分的测定、分析与评价，以期能为这种天牛幼虫的生物化的资源利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

松墨天牛老熟幼虫于2015年～2016年3月～4月采自云南普洱市思茅松林区。腐木鲜活个体带回实验室，将其速冻致死，备用。单只幼虫平均重量14.02 g，平均长度11.38 cm，平均直径1.64 cm，平均水分含量61.24%。乳白色，呈圆筒形。头部黑褐色，往前胸缩入，通常小而扁。前胸背板呈现浅黄褐色，前胸的周长大于其他各节，中央有横状波纹。有12对肢足。

1.2 仪器与设备

1.2.1 常规营养成分测定仪器与设备

DZF-6020真空干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；SX2马弗炉：绍兴市苏珀仪器有限公司；SZC-101自动脂肪测定仪：山东博科科学仪器有限公司；KDN-04A全自动凯氏定氮仪：上海华睿仪器有限公司；GC-6890B高效液相色谱仪：辽宁东科分析仪器有限公司；L-3000型全自动氨基酸分析仪：苏州华美辰仪器设备有限公司；MSQ8100气相色谱-质谱仪：上海舜宇恒平科学仪器有限公司。

1.2.2 矿物质与微量元素仪器与设备

ZYMICRO型超纯水仪：四川卓越水处理设备有限公司；TANK PLUS高通量微波消解仪：上海新仪微波化学科技有限公司；ICP-2000电感耦合等离子发射光谱仪：江苏天瑞仪器股份有限公司；ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱：岛津企业管理（中国）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 成分分析

1）水分测定：采用真空减压干燥法（参考GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》）。

2）灰分测定：采用高温氧化灼烧法（参考GB 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》）。

3）粗脂肪测定：采用索氏抽提法（参考GB/T5009.6-2016《食品安全国家标准食品中粗脂肪的测定》）。

4）粗蛋白测定：采用凯氏定氮法（参考GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》。

5）胆固醇测定：采用高效液相色谱法（参考GB 5009.128-2016《食品安全国家标准食品中胆固醇的测定》）。

6）总糖测定：采用直接滴定法（参考GB 5009.7-2008《食品安全国家标准食品中还原糖的测定》）。

7）氨基酸含量的测定：采用氨基酸自动分析测定仪（参考G 5009.124-2016《食品安全国家标准食品中氨基酸的测定》）。

8）脂肪酸的测定：采用气相色谱法（参考GB 5009.168-2016《食品安全国家标准食品中脂肪酸的测定》）。

9）矿物质和微量元素的测定：采用电感耦合等离子体发射光谱法（参照DB53/T 288-2009《食品中铅、砷、铁、钙、锌、铝、钠、镁、硼、锰、铜、钡、钛、锶、锡、镉、铬、钒含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法》）。

1.3.2 氨基酸的质量评价

根据氨基酸分（amino acid score，AAS）、化学分（chemistry score，CS）、必需氨基酸指数（essential amino acid index，EAAI）、氨基酸比值系数（ratio coefficient，RC）、氨基酸比值系数分（score of RC，SRC）、联合国粮农组织/世界卫生组织（food and agriculture organization/world health organization，FAO/WHO） 按下列公式[6]计算，评价氨基酸品质。

1.4 数据分析

采用Spss22.0统计分析软件-方差分析和邓肯多重比较。

2 结果与分析

2.1 松墨天牛幼虫常规营养成分分析

松墨天牛幼虫常规养成分含量见表1所示。

由表1可知，松墨天牛幼虫粗蛋白质的含量丰富，分别占鲜重和干重的9.30%、23.99%，远高于乳类食物。粗脂肪含量分别占鲜重和干重的9.87%、25.46%，低于猪肉和其他两种天牛幼虫、羊肉和鸭蛋。松墨天牛幼虫的胆固醇的含量较少，仅为15.40 mg/100 g，显著低于除人乳外其他食物来源。与其他食物来源相比，松墨天牛幼虫灰分含量最低。

表1 松墨天牛幼虫常规营养成分与其他食物来源的比较[1-7]Table 1 Monochamus alternatus larvae of conventional nutrient composition comparison with other sources of food

2.2 氨基酸的组成分析

松墨天牛幼虫的氨基酸种类和含量见表2。

表2 松墨天牛幼虫的氨基酸种类和含量Table 2 Larvae of Monochamus alternatus and content of amino acids

续表2 松墨天牛幼虫的氨基酸种类和含量Continue table 2 Larvae of Monochamus alternatus and content of amino acids

由表2可知，松墨天牛幼虫含氨基酸含量丰富及营养结构合理，共含有17种氨基酸，氨基酸总量为10.42 g/100 g，占干重27.30%，其中含有9种人体（包括婴儿）必需氨基酸（色氨酸未测），总量为4.18 g/100 g，占干重10.78%。根据FAO/WHO的规定，质量较好的蛋白质，其必需氨基酸占总氨基酸总量之比在40%左右，必需氨基酸之和与非必需氨基酸之和之比为60%以上[8]。松墨天牛幼虫的必需氨基酸/非必需氨基酸为65.31%，必需氨基酸/总氨基酸为39.51%。其氨基酸组成符合该规定，属于优质蛋白质，具有较高的食用价值。

2.2.1 呈味氨基酸的组成分析

呈现出特殊鲜味的氨基酸称为呈味氨基酸。谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸，是典型的呈味氨基酸。由表2可知，松墨天牛幼虫中6种呈味氨基酸的总含量为4.67 g/100 g（鲜重），占总氨基酸含量的47.95%，其中谷氨酸的含量最高，天冬氨酸次之。

2.2.2 氨基酸的质量评价

氨基酸的质量评价只要依据必需氨基酸评分和氨基酸比例系数[9-10]。必需氨基酸评分可判断该食物来源中必需氨基酸比例是否平衡。氨基酸比例系数与蛋白质的优劣性密切相关。松墨天牛幼虫蛋白与FAO推荐模式蛋白及全鸡蛋蛋白的比较见表3。

由表3可知，松墨天牛幼虫的芳香族氨基酸（苯丙氨酸+酪氨酸）的评分最高，其氨基酸分和化学分分别为235.00和147.64，超过了FAO推荐模式蛋白及全鸡蛋蛋白。其苏氨酸的化学分最低，氨基酸比值系数RC最小，即苏氨酸是松墨天牛幼虫的第一限制性氨基酸。松墨天牛幼虫的氨基酸比值、氨基酸比值系数、氨基酸比值系数分见表4。

表3 松墨天牛幼虫蛋白与FAO推荐模式蛋白及全鸡蛋蛋白的比较Table 3 Monochamus alternatus larvae pprotein and FAO recommended mode comparison of protein and whole egg protein mg/g蛋白质

表4 松墨天牛幼虫的氨基酸比值、氨基酸比值系数、氨基酸比值系数分Table 4 Amino acids ratio of Monochamus alternatus larvae，ratio coefficient of amino acid，ratio coefficient of amino acid

由表4可知，松墨天牛幼虫的必需氨基酸指数为141.00，其中亮氨酸和苯丙氨酸+酪氨酸相对过剩，其余氨基酸相对不足，即氨基酸的组成比例之间不平衡，尤其是第一限制性氨基酸（苏氨酸），需采取强化的措施。幼虫中的RC值较分散，即几种氨基酸在氨基酸平衡上做的负贡献较多，导致变异系数CV（coefficient of variation，CV）增大，氨基酸比值系数分SRC减小。由此可知，松墨天牛幼虫在深加工过程中可通过强化苏氨酸，进一步提高氨基酸的生物利用率，提高蛋白质营养价值。

2.3 脂肪酸的组成

松墨天牛幼虫脂肪酸组成见表5。

表5 松墨天牛幼虫脂肪酸组成Table 5 Fatty Acid Composition of Monochamus alternatus larvae

由表5可知，松墨天牛幼虫共检出36种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）16种。顺-9-十八碳一烯酸（棕榈油酸）、十六碳酸（棕榈酸）、十八碳酸（硬脂酸酸）、顺，顺-9，12-十八碳二烯酸（亚油酸）的含量相对较高。松墨天牛幼虫与其他食物来源的脂肪酸比较见表6。

表6 松墨天牛幼虫与其他食物来源的脂肪酸比较[1]Table 6 Larvae of Monochamus alternatus fatty acids compared with other food sources %

由表6可知，松墨天牛幼虫中月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、亚麻酸的质量分数较其他脂肪酸偏低。松墨天牛幼虫的月桂酸含量仅低于鸡肉，高于其他食物来源；其亚麻酸含量与猪肉、牛肉、花生油相接近，远低于星天牛幼虫；硬脂酸含量低于牛肉和羊肉，高于其余参比食物来源；油酸占总脂肪酸含量50%以上，高于其他参比食物来源（除粗鞘双条杉天牛幼虫外）；亚油酸含量低于所有的参考食物来源。不饱和脂肪酸种类中，松墨天牛幼虫的单不饱和脂肪酸（monounsaturated fatty acids，MUFA）、多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids，PUFA）各占8种。但从含量上分析，松墨天牛幼虫的不饱和脂肪酸与菜籽油接近，以单不饱和脂肪酸为主。饱和脂肪酸中含量较高的是硬脂酸酸，其他的饱和脂肪酸含量相对减少。松墨天牛幼虫中二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）含量较高。由上可知，天牛幼虫具有一定的保健价值，尤其适合易患心血管疾病等慢性病的高发老年人群和生长发育中的儿童青少年食用[11]。

2.4 矿物质的含量

松墨天牛幼虫幼虫与其他食物来源的矿物质比较见表7。

表7 松墨天牛幼虫与其他食物来源的矿物质比较Table 7 Monochamus alternatus larvae compared with other minerals from food sources mg/kg

续表7 松墨天牛幼虫与其他食物来源的矿物质比较Continue table 7 Monochamus alternatus larvae compared with other minerals from food sources mg/kg

由表7可知，松墨天牛幼虫矿物质含量极其丰富，各元素含量均高于星天牛幼虫和粗鞘双条杉幼虫；其中钾含量最高（8 210 mg/kg），是其余参比食物的2倍～7倍，仅次于豆类食物。松墨天牛幼虫的钙含量达462.10 mg/kg，远高于其他畜禽类食物。镁的含量（1 642 mg/kg）远远高于畜禽类及其副产物，可以和植物性食物相媲美，可作为人体镁元素的来源，对增强骨骼和牙齿的健康，促进肌肉的健康有重要正向作用。高钠可能会出现中毒，引起三高的症状[12]，而松墨天牛幼虫中钠的含量低于所有的参比食物来源，钾钠比值为408.44，镁钠比值为81.70。由上可知，松墨天牛幼虫具有高钾，高镁，低钠的特点，是一种较好的常量元素补充剂。

对微量元素含量分析发现，松墨天牛幼虫中Fe含量为70.74mg/kg，与黑豆相当；其Zn含量（73.8 mg/kg）、锰（39.1 mg/kg）和硒（167.5 mg/kg）高于所有的参比食物来源。松墨天牛幼虫的铜/锌为0.20，低于人体血清正常值0.82，可推断摄入松墨天牛幼虫不影响人体的铜锌比值。因此，该幼虫可以作为一种较好的微量元素补充剂存在[13]。

3 结论

松墨天牛幼虫中含有丰富微量元素，必需氨基酸和半必需氨基酸的比例符合标准，呈味氨基酸也较为丰富，属于优质蛋白；脂肪酸种类多样且组成理想，其中不饱和脂肪酸的含量（70.91%）远高于饱和脂肪酸（29.09%）的含量；含有亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等人体必需脂肪酸和少量的DHA和EPA脂肪酸。综上所述，松墨天牛幼虫具有较高的营养保健价值，是一种值得深入研究开发的昆虫食品资源。