豆天蛾普通种群和黄色种群营养成分差异分析

郭明明 陆明星 李晓峰 赵雪君 邓盼 樊继伟

摘 要 豆天蛾（Clanis bilineata tsingtauica Mell）幼虫在生长发育过程中会有极少部分发生体色变化。为探明不同体色豆天蛾营养品质的差异，以豆天蛾普通（绿色）和黄色两个种群的5龄末幼虫作为供试虫源，探究两个种群幼虫体内可溶性蛋白、糖类、氨基酸和脂肪酸等成分的变化。结果表明，两个豆天蛾种群幼虫体内营养物质存在一定差异。除必需氨基酸以外，黄色种群体内可溶性蛋白、糖类、非必需氨基酸、饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸等含量均高于普通种群，其中在糖原、非必需氨基酸和脂肪酸含量方面差异均达到显著水平（P<0.05）。此外，脂肪酸成分中，豆天蛾黄色种群体内α-亚麻酸和亚油酸含量远高于普通种群。综上所述，幼虫体色与体内营养成分间存在一定的相关性。相较于豆天蛾普通种群，黄色种群体内主要营养成分含量较高，具有更高的营养价值。

关键词 豆天蛾;种群;体色;营养成分

中图分类号：S435.651 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.07.057

豆天蛾（Clanis bilineata tsingtauica Mell）属鳞翅目（Lepidoptera）天蛾科（Sphingidae）云纹天蛾亚科（Ambulicinae）豆天蛾属（Clanis）[1]。豆天蛾作为一种食用昆虫，其幼虫体内含有丰富的蛋白质、氨基酸和脂肪等营养物质，同时具有较高的医药价值。其食用历史悠久，做成美食，味道鲜美，在江苏、山东、安徽等地深受老百姓喜爱，尤其在江苏连云港地区，作为全国最大的豆丹交易集散地，逐渐形成了一种独特的豆丹美食文化[2]。前人关于豆天蛾营养成分的研究对象多集中于普通的绿色体色豆天蛾幼虫[3-4]，对于黄色体色的豆天蛾幼虫营养成分的研究鲜有报道;此外，前人关于豆天蛾营养成分的研究中样品均经过烘干干燥处理[3]，目前还没有豆天蛾幼虫鲜样营养成分分析的相关研究。基于以上背景，本研究以普通（绿色）和黄色2个豆天蛾种群为试验材料，对豆天蛾幼虫体内可溶性蛋白、糖类、氨基酸和脂肪酸等营养成分进行测定，分析2个种群体内主要营养物质的差异，探究体色与各营养物质间的相关性，为改良豆天蛾幼虫营养品质提供理论依据，也为豆天蛾幼虫体色分化机制研究奠定一定基础。

1  材料与方法

1.1  供试虫源

将生长发育进程相似的豆天蛾5龄末幼虫作为本试验虫源。采样时间为2020年9月，采样地点为连云港市农业科学院东辛基地的豆天蛾幼虫露天饲养田块。

1.2  试验设计

在豆天蛾饲养田块中，选择绿色和黄色2种体色且生长发育进程一致的豆天蛾5龄末幼虫，将其分为普通（绿色）和黄色2个不同种群，分别采集10头并放入透明自封袋（长14 cm×宽10 cm）中，每个自封袋中放1头豆天蛾幼虫，并将密封袋封口，采集完后立即放入美国Thermo Fisher公司产88400V型超低温冰箱进行冷冻保存，样品以备可溶性蛋白。糖类、氨基酸和脂肪酸等营养物质的测定。

1.3  测定项目和方法

1.3.1  可溶性蛋白

采用考马斯亮蓝比色法[5]进行测定。

1.3.2  糖原

参照张辉等[6]方法进行测定。

1.3.3  单糖

参照韩桂茹等[7]方法进行测定。

1.3.4  氨基酸

采用美国产安捷伦1260液相色谱串联6420A质谱仪，通过HPLC-MS/MS方法检测样品中18种氨基酸组分含量。色谱柱：Information-HILICZ（2.7 μm，3.0×100）;柱温：35 ℃;流动相：A：75%乙腈水;B：0.1 mol·L-1醋酸钠;流速：0.3 mL·min-1;进样体积：1 µL。

1.3.5  脂肪酸

采用美国产安捷伦7890A-5975气相色谱-质谱联用仪，通过GC-MS方法检测样品中多种脂肪酸组分含量。色谱条件：安捷伦毛细管为DB-225 ms，30 m×0.25 mm×0.25 µm;气相条件：进样口：280 ℃，分流比20∶1，升温程序：初始温度50 ℃;5 ℃·min-1升温至200 ℃，2 ℃·min-1升温至230 ℃，保持10 min;载气：He，载气流量：1.0 mL·min-1;质谱条件：离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃，电离方式EI，电子能量70 eV。进样量1 μL。

1.4  数据分析

试验数据以平均数±标准误表示，采用SPSS 18.0和Excel 2016进行统计分析和绘图。不同种群体内可溶性蛋白、糖原、单糖、氨基酸和脂肪酸等营养物质含量差异显著性采用Tukey’s HSD test进行分析。

2  结果与分析

2.1  种群间体内主要营养物质含量差异

从图1可以看出，豆天蛾幼虫体内3种营养物质含量均表现为可溶性蛋白>糖原>单糖，但2个豆天蛾种群间可溶性蛋白、糖原和单糖含量存在一定差異。其中普通种群可溶性蛋白、糖原和单糖含量分别为31.25±0.38 mg·g-1、17.99±1.11 mg·g-1和3.77±0.12 mg·g-1，而黄色种群可溶性蛋白、糖原和单糖含量分别达到31.78±0.43 mg·g-1、19.60±1.05 mg·g-1和4.00±0.27 mg·g-1，3种营养物质含量均表现为黄色种群高于普通种群，其中黄色种群糖原要显著高于普通种群（F=1 036.79，df=1，P=0.019 8），可溶性蛋白和单糖含量在2个种群间差异未达到显著水平。以上结果表明，体色跟和可溶性蛋白、糖原和单糖含量等营养物质间存在一定的相关性。

2.2  种群间体内氨基酸含量差异

由图2可知，豆天蛾幼虫体内18种氨基酸含量存在一定差异。其中以丝氨酸、组氨酸、谷氨酸和精氨酸含量较高，赖氨酸、酪氨酸、缬氨酸、脯氨酸和异亮氨酸含量次之，天冬氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和甲硫氨酸含量相对较低。不同种群幼虫体内的各氨基酸含量存在一定差异，其中普通种群以组氨酸含量最高，达到701.66±17.21 μg·g-1，以色氨酸含量最低，仅为23.54±1.13 μg·g-1;而黄色种群氨基酸含量中以丝氨酸最高，色氨酸最低，分别为766.73±17.12 μg·g-1和19.48±0.56 μg·g-1。以上18种氨基酸中，普通种群在天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和色氨酸含量方面要高于黄色种群，2个豆天蛾种群体内组氨酸和苏氨酸含量无明显差异，而在其余7中氨基酸含量中，表现为黄色种群>普通种群。

同时，通过分析豆天蛾幼虫体内必需氨基酸和非必需氨基酸含量（见表1），发现两个种群在总氨基酸、必需氨基酸和非必需氨基酸含量方面均存在一定差异。其中黄色种群总氨基酸含量要极显著高于普通种群（F=1 776.04，df=1，P=0.005 1）;普通种群必需氨基酸含量和比例要高于黄色种群，必需氨基酸比例在不同种群间存在显著性差异（F=354.69，df=1，P=0.033 8），在含量方面差异未达到显著水平;黄色种群非必需氨基酸含量显著高于普通种群（F=875.49，df=1，P=0.021 5），达到2 777.07±44.09 μg·g-1。结果表明，普通豆天蛾种群体内必需氨基酸较高，而黄色种群在非必需氨基酸和总氨基酸含量方面具有一定优势。

2.3  种群间体内脂肪酸含量差异

由表2可以看出，豆天蛾幼虫体内不同脂肪酸含量存在一定差异，其中以9，12，15-十八碳三烯酸（α-亚麻酸）和（Z）-11-二十碳烯酸最高，在普通种群和黄色种群体内，以上2种脂肪酸含量分别达到930.58±19.82 mg·kg-1、901.95±17.84 mg·kg-1和1312.33±167.85 mg·kg-1、923.20±7.21 mg·kg-1，9，12-十八碳二烯酸（亚油酸）、（Z）-9-十八碳烯酸（油酸）、十八烷酸（硬脂酸）、十六烷酸（棕榈酸）次之，其他脂肪酸含量均维持在较低水平。不同种群间各脂肪酸含量存在一定差异，除十四烷酸（肉蔻酸）外，其他脂肪酸含量均表现为黄色种群>普通种群，其中棕榈酸、十七烷酸（珠光脂酸）、硬脂酸、油酸、亚油酸和α-亚麻酸含量在2个种群间差异较为明显，黄色种群以上6种脂肪酸含量分别比普通种群高25.16%、30.57%、38.17%、33.12%、32.00%和41.02%，其中α-亚麻酸含量差异最为明显。以上结果表明，黄色体色有利于体内脂肪酸含量的积累，分析体色相关基因可能参与调控了脂肪酸代谢途径。

进一步分析豆天蛾幼虫体内不同类型脂肪酸含量（见图3），发现豆天蛾幼虫体内不饱和脂肪酸含量要远高于饱和脂肪酸含量，饱和脂肪酸含量仅占总脂肪酸含量9.3%左右，而不饱和脂肪酸含量占90.7%左右，约为饱和脂肪酸含量的9.8倍。不同豆天蛾种群体内不同类型脂肪酸含量也有所不同。结果表明，黄色种群体内饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸及总脂肪酸含量均显著高于普通种群（F=296.92，df=1，P=0.036 9;F=169.88，P=0.048 7和F=179.34，P=0.047 5）。黄色种群饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸及总脂肪酸含量分别达到240.30±2.38 mg·kg-1、2972.61±35.96 mg·kg-1和3283.64±38.34 mg·kg-1。以上结果表明，豆天蛾幼虫体色可在一定程度上反映其体内脂肪酸含量，表现为黄色体色的豆天蛾幼虫体内饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸含量均高于绿色体色的豆天蛾幼虫。

3  结论与讨论

3.1  讨论

昆虫具有种类多，繁殖速度快，营养价值高等优良特点，是人类可利用的重要食物资源[8-9]。作为一种食用昆虫，豆天蛾营养品质的高低和口感的好坏直接影响当地人们消费状况[10-11]。田华等[12]研究表明，豆天蛾是一种高蛋白食用昆虫，其幼虫体内干物质中，蛋白质含量能够达到63.7%，远高于人类常食用的鸡蛋（14.7%）、牛奶（26.1%）、猪肉（15.7%）和大豆（36.3%）等食物。豆天蛾体内多糖CBP3主要是由甘露糖、葡萄糖和半乳糖等单糖组成，是一种含羧基的酸性多糖，具有较强的抗氧化活性[13]，但是对于豆天蛾幼虫体内糖原和单糖含量的研究未见报道。吴胜军等[14]研究认为，豆天蛾幼虫体内氨基酸总量（42.53 g/100 g）与鸡蛋（45.07 g/100 g）、大豆（40.83 g/100 g）等食物基本一致，但比牛奶（23.27 g/100 g）要高，其中必需氨基酸占比相较于上述几种食物具有一定优势，在主要氨基酸中，谷氨酸含量最高，色氨酸含量最低。詹永成等[15]研究结果表明，豆天蛾幼虫体内不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的38.56%，各脂肪酸含量中，以十八烯酸和棕榈酸相对较高，分别达到35.65%和29.01%，但也有研究认为，豆天蛾幼虫不饱和脂肪酸含量能达到61.74%，各脂肪酸含量中以亚麻酸（34.11%）和棕榈酸（31.56%）较高[16]。豆天蛾体内的醇提物具有抗疲劳的作用[17]。本研究中，豆天蛾幼虫体内可溶性蛋白含量要约为糖原和多糖含量的1.8倍和10倍;必需氨基酸占总氨基酸含量的20%左右，各氨基酸含量中，以丝氨酸、组氨酸、谷氨酸和精氨酸含量较高;体内不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量的比例达到90.7%左右，各脂肪酸中，α-亚麻酸和亚油酸含量较高，这两种物质均为必需脂肪酸。其中α-亚麻酸在体内参与磷脂的合成、代谢，转化为人体必需的生命活性因子DHA（二十二碳六烯酸）和EPA（二十碳五烯酸），具有延缓衰老、抗过敏、抑制癌症的发生和转移等功效[18];亚油酸能够有效降低血液胆固醇，软化心脑血管，预防动脉粥样硬化[19]。本研究中豆天蛾幼虫各营养指标的含量与前人研究结果差异较大，初步分析可能是由于前人关于豆天蛾营养成分研究对象均为干燥处理后的豆天蛾幼虫粉末样品[13-16]，而本研究中的主要分析對象为采集的豆天蛾幼虫鲜样。此外，前人关于昆虫幼虫体色与营养成分相关性分析的研究较少，本文分析了普通和黄色两个豆天蛾种群体内营养物质的差异。结果显示，黄色种群体内可溶性蛋白、糖原、单糖、非必须氨基酸、脂肪酸等营养物质含量均高于普通种群。同时，黄色种群体内含有更多的α-亚麻酸和亚油酸，具有更高的利用价值。初步明确了营养品质较好的豆天蛾幼虫体色，但是对体色如何参与调控营养物质代谢途径及与营养品质间的相关性如何未进行深入探究，此外，豆天蛾幼虫分化出不同体色，其他体色分化是由于环境因子导致还是遗传，体色分化是否可遗传，目前尚未见报道，因此在豆天蛾体色分化的机制及与体色相关基因表达等方面还有待于进一步研究。下一步拟参照其他昆虫[20-22]设计试验，深入探究体色参与物质代谢途径的调控机制。

3.2  结论

本研究分析了2个豆天蛾种群体内可溶性蛋白、糖原、单糖、氨基酸和脂肪酸等营养物质的差异，认为黄色种群具有比普通种群更高的营养物质含量，尤其是不饱和脂肪酸水平远高于普通种群，本研究结果可为豆天蛾幼虫品质改良和豆丹产品开发奠定理论基础，促进豆丹产业发展。

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（责任编辑：敬廷桃）

收稿日期：2022-02-16

基金项目：江苏省农业科技自主创新资金项目[CX（20）3117];苏北科技专项项目（SZ-LYG202139）。

作者简介：郭明明（1988—），男，山西吕梁人，硕士，助理研究员，主要从事豆天蛾生理特性研究。E-mail：gmm30277@163.com。

*为通信作者，E-mail：fantrta@163.com。