杜仲梦尼夜蛾幼虫营养成分分析及评价

邱 娜，王君洁, 荣雨柔, 贺 虹

(西北农林科技大学 林学院，西部森林生物灾害治理国家林业和草原局重点实验室，陕西 杨陵 712100)

杜仲(Eucommiaulmoides)为杜仲科(Eucommiaceae)杜仲属(Eucommia)我国特有单种科落叶乔木和名贵药用植物，富含黄酮类、苯丙素类、木脂素类、环烯醚萜类等抗氧化、降血压、降血糖、增强免疫力等功能物质[1-3]。从杜仲中提取的天然高分子化合物杜仲胶具有形状记忆、低温可塑、耐腐蚀、耐磨、隔音、减震等优良特性，是有待开发的新型材料[4]。国家林业和草原局《全国杜仲产业发展规划(2016～2030)》提出，到2030 年全国杜仲栽培面积达到3 333.3×103hm2。

昆虫是自然界中种类最多且生物量巨大的生物类群，具有繁殖速度快、饲养成本低廉、食物转化率高、营养价值高等特点，在农林生产、国际贸易、人体保健、人类食物和动物饲料开发等方面均有广阔的资源利用前景[5-6]。目前，随着传统的资源昆虫产业的进一步发展，昆虫研究的领域向着多方位、多层次、综合性发展[7]，昆虫的资源利用已成为近年来昆虫研究的热点领域。杜仲梦尼夜蛾隶属于鳞翅目(Lepidopter)夜蛾科(Noctuidae)，是目前危害杜仲最主要的单食性食叶害虫。近年来在我国河南、湖南、四川、贵州、陕西等杜仲主要产区发生与危害日趋严重[8-9]，逐步成为杜仲规模化栽培的潜在威胁，仅在河南省灵宝市杜仲果园化栽培基地，发生面积达2 000 hm2，有虫率超过80% ，甚至一些林分叶片全部被食，严重影响杜仲正常生长及资源利用[10-11]。因此，为开发杜仲利用途径，我们对杜仲梦尼夜蛾昆虫食品或动物饲料的开发利用价值进行了研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2019年5月，杜仲梦尼夜蛾幼虫采集于陕西省汉中市略阳县杜仲林中，经室内饲养至第二代幼虫，积累一定的虫口数量后，选择大龄幼虫(5～6龄)，洗净、晾干后，研磨成粉状置于真空冷冻干燥机中冻干备用。

1.2 测定方法

将获得的幼虫粉送到西北农林科技大学测试中心，采用标准的测定方法完成粗蛋白、粗脂肪、氨基酸、脂肪酸、矿物质等含量测定[12]。

水分测定采用烘干法，将样品在(105±5) ℃的烘箱内，烘干至恒重，逸失的重量即为水分。粗蛋白质测定采用凯氏微量定氮法，在催化剂的作用下，用硫酸破坏有机物，使含氮物转化为硫酸铵。加入强碱并蒸馏使氨逸出，用硼酸吸收后，用酸滴定并测出氮的含量，乘以换算系数6.25计算出粗蛋白质量。粗脂肪测定采用索氏提取法，在索氏提取器中用乙醚提取试样，称提取物的重量，主要含有脂肪，还有少量的有机物、磷脂、脂溶性维生素等，因而测定结果为粗脂肪的含量。氨基酸采用日立氨基酸自动分析仪法，将虫体粉末经酸水解后测定。脂肪酸测定采用日本岛津GC-14B型气相色谱仪法，将粗脂肪经甲酯化后测定。矿物质和微量元素的测定采用原子吸收光谱法。

查阅中国预防医学科学院关于其他动物性食物如猪肉、鸭肉和鸡蛋的营养成分含量数据，与杜仲梦尼夜蛾幼虫的检测结果进行对比分析。

1.3 氨基酸的评价

依照下列公式计算氨基酸分(AAS)、化学分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI)[13-15]

AAS=试验样品中某种氨基酸含量(mg/g蛋白质)/FAO评分模式中同种氨基酸含量(mg/g蛋白质)。 CS=试验样品中某种氨基酸含量(mg/g蛋白质)/鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量(mg/g蛋白质)。

式中n为比较的氨基酸数；aai为试验蛋白质中某必需氨基酸占总必需氨基酸的百分数；AAi为标准蛋白质中某必需氨基酸占总必需氨基酸的百分数。

采用Oser(1959)提出的EAAI评价饲料原料标准，EAAI值大于0.90的为优质蛋白源，在0.80左右的为可用蛋白源，小于0.70的为不适宜蛋白源。

2 结果与分析

2.1 杜仲梦尼夜蛾幼虫常规营养成分分析

杜仲梦尼夜蛾幼虫常规营养检测结果表明(表1)，幼虫水分含量占58.2%，其他主要成分为粗蛋白、粗脂肪和碳水化合物。与几种常见动物性食物相比，杜仲梦尼夜蛾幼虫体内的蛋白质含量明显高于猪肉、鸭肉和鸡蛋，分别为猪肉的1.37倍和鸡蛋的1.40倍；而脂肪含量明显较低，仅为猪肉的29.4%和鸭肉的55.3%。因此，杜仲梦尼夜蛾幼虫是一种很好的高蛋白低脂肪的健康食品。

表1 杜仲梦尼夜蛾幼虫与其他几种动物性食物常规营养成分含量(%，鲜重)比较

2.2 氨基酸含量

氨基酸含量的测定结果表明(表2)：除未检测到色氨酸外，其余7种人体必需氨基酸的含量均超过人体每日基本必需氨基酸需要量(人体每日所需的8种必需氨基酸的最低总量约为6.35 g[17])，而杜仲梦尼夜蛾幼虫干粉中7种必需氨基酸的总含量是14.41 g(每100 g幼虫干粉中)，约为人体最低需要量的2.3倍。在幼虫已检测到的17种氨基酸中，谷氨酸的含量最高，占氨基酸总量的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，仅有0.5%。在杜仲梦尼夜蛾幼虫中，呈鲜味的谷氨酸和天冬氨酸与呈甘味的甘氨酸和丙氨酸含量都较高，表明幼虫味道鲜美。杜仲梦尼夜蛾幼虫体内总氨基酸含量高达36.09%，必需氨基酸占总氨基酸含量的40%，必需氨基酸和非必需氨基酸的比值为66%，根据FAO/WHO提出的参考蛋白模式[18]，即必需氨基酸(EAA)应占总氨基酸(TAA)含量的40% 左右，必需氨基酸(EAA)和非必需氨基酸(NEAA)的比值应该在60%以上判断，杜仲梦尼夜蛾幼虫是一种优质的蛋白源。

表2 杜仲梦尼夜蛾幼虫与其他几种动物性食物中氨基酸含量(%，干重)比较

2.3 杜仲梦尼夜蛾幼虫必需氨基酸营养价值分析评价

杜仲梦尼夜蛾幼虫中含有丰富的蛋白质，但对于蛋白质的营养价值评价，不仅要看蛋白质的含量，也要看蛋白质的氨基酸组成是否合理。氨基酸组成模式的分析结果表明(表3)，与FAO/WHO推荐的理想模式相比，杜仲梦尼夜蛾幼虫中异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸和缬氨酸含量较低，色氨酸未检测到，其余氨基酸含量均超过FAO/WHO氨基酸理想模式，根据Oser[15]提出的利用必需氨基酸指数评价标准(EAAI)，杜仲梦尼夜蛾幼虫的必需氨基酸指数约为0.963，属于优质蛋白源，具有较高的营养价值。由氨基酸评分(AAS)和氨基酸化学分(CS)可知，杜仲梦尼夜蛾幼虫的第一、二限制性氨基酸分别是异亮氨酸和缬氨酸，这表明虽然杜仲梦尼夜蛾中必需氨基酸的含量较高，但氨基酸模式与人体还有一定差异，需要在深度加工时，强化异亮氨酸和缬氨酸的含量才能提高氨基酸利用率。

2.4 脂肪酸含量及比较

脂肪酸组成是评价脂肪营养价值的重要依据。脂肪酸分析结果表明(表4)，杜仲梦尼夜蛾幼虫饱和脂肪酸(SFA)的含量较低，约占总脂肪酸含量的25% ，仅为猪肉的0.7倍和鸡蛋的0.69倍；而不饱和脂肪酸(UPA)和必需脂肪酸(PUFA)的含量十分丰富，约占含量的75%和30%。在不饱和脂肪酸中，以单不饱和脂肪酸C18:1(油酸)含量最高，约占总不饱和脂肪酸的57%，其次为C18:3(亚麻酸)和C16:1(棕榈油酸)，亚麻酸具有降血脂、降胆固醇以及防治动脉硬化等作用，是一种重要的不饱和脂肪酸[19]。饱和脂肪酸主要由C16:0(棕榈酸)构成，约占总饱和脂肪酸的90%，其次为C18:0(硬脂酸)，未检测出C14:0(肉豆蔻酸)。杜仲梦尼夜蛾幼虫中必需脂肪酸含量是猪肉的6倍、鸭肉的1.5倍和鸡蛋的2倍。因此，杜仲梦尼夜蛾幼虫的不饱和脂肪酸与必需脂肪酸含量均较高，是一种较为理想的食用脂肪。

2.5 矿物元素含量及比较

矿物质含量检测结果表明(表5)，杜仲梦尼夜蛾幼虫中K含量分别是猪肉的3.2倍、鸭肉的20倍和鸡蛋的2.3倍；Ca含量是鸭肉的4.5倍和猪肉的6.7倍；Fe含量是猪肉的1.1倍；Zn含量是猪肉的1.6倍、鸭肉的1.7倍和鸡蛋的1.7倍。杜仲梦尼夜蛾幼虫含有丰富的Ca、K、Fe、Zn元素，而这些元素正是我国人民最易缺乏的矿物质元素[20]。

表3 杜仲梦尼夜蛾幼虫蛋白质与FAO/WHO推荐模式蛋白及全鸡蛋蛋白的比较(‰，蛋白质)

表4 杜仲梦尼夜蛾幼虫与其他几种动物性食物中脂肪酸含量的比较(%，干重)

表5 杜仲梦尼夜蛾幼虫与其他几种动物性食物中矿物元素含量的比较(10-6，干重)

2.6 杜仲梦尼夜蛾幼虫与杜仲干叶营养成分比较

与杜仲干叶的常规营养组成相比(表6)，杜仲梦尼夜蛾幼虫中的粗蛋白、粗脂肪、氨基酸以及必需氨基酸含量远高于杜仲干叶，并且杜仲梦尼夜蛾幼虫中蛋白质的氨基酸组成较杜仲干叶更接近参考蛋白模式，是一种更为优质的蛋白源。此外，杜仲梦尼夜蛾幼虫Zn含量是杜仲干叶的2.6倍，与杜仲干叶相比能为动物提供更多的Zn，更有效的预防动物缺锌。

表6 杜仲梦尼夜蛾幼虫与杜仲干叶中常规营养成分和脂肪酸含量及比较

杜仲梦尼夜蛾幼虫中饱和脂肪酸约占总脂肪酸含量的25%，杜仲干叶中饱和脂肪酸含量为37%；杜仲梦尼夜蛾幼虫中不饱和脂肪酸含量约为75%，杜仲干叶中不饱和脂肪酸含量约为63%；而杜仲梦尼夜蛾幼虫中必需脂肪酸含量约为30%，杜仲干叶中必需脂肪酸含量约为60%。杜仲梦尼夜蛾幼虫饱和脂肪酸含量较低，不饱和脂肪酸含量较高，还含有较多的C18:1(油酸)，是一种更为理想的食用脂肪。

3 结论和讨论

通过对杜仲梦尼夜蛾幼虫进行系统的营养成分分析，结果表明幼虫中粗蛋白质的含量较高，氨基酸种类多，具有除色氨酸外的其他17种氨基酸，且人体必需氨基酸含量高，符合FAO/WHO提出的参考蛋白模式，呈味氨基酸比较丰富，是优质的蛋白源；幼虫中赖氨酸的氨基酸分(AAS)最高，对于以谷物为主食的膳食者而言，可以弥补谷物中赖氨酸的不足，预防贫血、浮肿、肌肉萎缩等现象的发生，提高人体对蛋白质氨基酸的利用率[23]。杜仲梦尼夜蛾幼虫中的脂肪含量较低，脂肪中饱和脂肪酸含量低、不饱和脂肪酸及必需脂肪酸的含量较高；许多研究证明，摄入大量的饱和脂肪酸会使血胆固醇升高，导致心血管类疾病发生；而不饱和脂肪酸却可以起到降低血胆固醇、清理血栓、增强免疫力的作用[24]；必需脂肪酸具有维持人体正常生理功能和生长发育的重要作用，如果缺乏必需氨基酸，会引起生长迟缓、生殖障碍、皮肤损伤等多种疾病[25]。此外，杜仲梦尼夜蛾幼虫还具有大量的Ca、K、Fe、Zn等矿物质元素，而这些矿物元素具有预防骨质疏松、增强免疫力、促进生长发育的功能[26]。因此，杜仲梦尼夜蛾幼虫较高的营养价值，具有良好的食用和饲用开发利用前景。

此外，通过对杜仲梦尼夜蛾幼虫和杜仲干叶比较也发现，幼虫中粗蛋白、粗脂肪、氨基酸以及必需氨基酸的含量均高于杜仲干叶，幼虫中还含有较高含量的不饱和脂肪酸和较低含量的饱和脂肪酸，幼虫的营养价值要高于杜仲干叶的营养价值。

目前可在杜仲梦尼夜蛾集中发生的区域，实施人工捕捉或就地饲养，根据其幼虫营养组成特点，可通过以下方面进行开发利用：(1)将其加工成禽类等动物的蛋白质饲料或饲料的蛋白质添加剂；(2)可将其开发成高蛋白保健食品或低脂肪、低胆固醇的功能性保健食品；(3)可将其用于开发富含不饱和脂肪酸和必需脂肪酸的保健性食用油；(4)综合性的进行开发利用，变害为利。这样不仅可以达到害虫防治的目的，还可变害为利，促进杜仲产业的多元化发展，进一步推动地区经济发展。