淺析黃粉蟲綜合提取物的研究與應(yīng)用

陳 榮 陳重光

（西安市輕工業(yè)研究所，陜西 西安 710001）

引言

黃粉蟲（Tenebrio molitor）又名大黃粉蟲、面包蟲。黃粉蟲繁殖快，養(yǎng)殖成本低，可實現(xiàn)規(guī)模化養(yǎng)殖，廣泛應(yīng)用于養(yǎng)殖業(yè)的蛋白質(zhì)飼料。由于未形成高附加值產(chǎn)品，難以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。目前，黃粉蟲的研究與應(yīng)用在國際上主要是以蛋白質(zhì)作為防凍劑的研究，在國內(nèi)主要作為餐飲業(yè)昆蟲菜肴以及營養(yǎng)成分的研究。本文分析了黃粉蟲提取物的營養(yǎng)成分及其檢測、分析結(jié)果，以便確定其利用價值及可應(yīng)用領(lǐng)域，為黃粉蟲綜合開發(fā)與利用提供有效的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

原料收購于楊凌宏發(fā)特種動物養(yǎng)殖中心，選用長度在33mm以上的老熟幼蟲，要求活性強，體表顏色鮮艷光亮，蟲體飽滿。

1.2 方法

1.2.1 原料預(yù)處理

采用排雜排毒技術(shù)清除蟲體消化道的微量毒素和雜物，這些毒素對人體具有一定的不良影響，經(jīng)過排雜排毒技術(shù)處理后方可達到新資源食品的安全性標(biāo)準(zhǔn)。之后進行滅活固化處理，防止蟲體蛋白變性、變色，保證成品的良好的風(fēng)味及品質(zhì)。再采用微波干燥以保證干燥蟲體色澤明亮，均勻膨酥，水分＜6%。

1.2.2 油脂萃取、蛋白質(zhì)和幾丁質(zhì)的提取與分離

預(yù)處理原料經(jīng)過粉碎、過篩，經(jīng)CO2超臨界萃取、精煉，得到黃粉蟲油，分離出的固體混合物用于進一步分離蛋白質(zhì)和幾丁質(zhì)。采用醇提與冷凍干燥得到蛋白粉，剩余殘留物經(jīng)酸解、堿化、脫色得到幾丁質(zhì)，又經(jīng)乙?；玫綆锥【厶恰?/p>

1.2.3 檢測方法

黃粉蟲蛋白粉、油脂及幾丁聚糖分別送檢至國家糧食局西安油脂食品質(zhì)量監(jiān)督檢測測試中心、陜西省糧油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站、陜西省疾病預(yù)防控制中心、西北農(nóng)林科技大學(xué)測試中心、西北農(nóng)林科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實驗中心、交通大學(xué)西安醫(yī)科大學(xué)營養(yǎng)研究室，進行了全面檢測，檢測標(biāo)準(zhǔn)參照同類產(chǎn)品的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 17377-2008，GB/T 5009.82-2003，GB/T 5532-2008，GB/T 5511-1985，GB/T 5512-1985，121MB型氨基酸分析儀等）。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃粉蟲提取物營養(yǎng)成分分析

2.1.1 黃粉蟲蛋白粉營養(yǎng)成分

黃粉蟲原料經(jīng)過預(yù)處理、油脂分離、提取、冷凍干燥，得到收率為40%以上的黃粉蟲蛋白粉（見表1）。

根據(jù)分析，黃粉蟲蛋白質(zhì)所含18種氨基酸總量為66.38%（見表2），8種必需氨基酸含量和達到27.12%（見表3），必需氨基酸含量占氨基酸總量的40.86%，必需氨基酸與非必需氨基酸含量比值為0.69（見表4）。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定的8種必需氨基酸標(biāo)準(zhǔn)比例分析，黃粉蟲蛋白質(zhì)中有7種氨基酸比例超過或接近標(biāo)準(zhǔn)比例，其限制氨基酸為蛋氨酸，標(biāo)準(zhǔn)比例10.70%，實際含量10.10%，在與牛奶和蛋類進行復(fù)配或混合食用后，便可達到理想的營養(yǎng)均衡狀態(tài)；而大豆蛋白質(zhì)有4種限制氨基酸，是植物蛋白的不足之處。根據(jù)黃粉蟲蛋白質(zhì)氨基酸分析對照可知，黃粉蟲蛋白質(zhì)含量豐富，屬動物蛋白質(zhì)，其質(zhì)量優(yōu)于植物蛋白，利用率高，營養(yǎng)價值高于大豆蛋白質(zhì)，氨基酸配比合理，可作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)新資源。

表1 幾種昆蟲與大豆基本組成對比 (%)

表2 幾種昆蟲粉及大豆蛋白粉氨基酸組成對照表(g/100g)

表3 2種蛋白質(zhì)必需氨基酸組成對照表(%)

表4 2種蛋白質(zhì)必需氨基酸與非必需氨基酸分析對照表

利用黃粉蟲蛋白粉可制作高蛋白乳飲料和速溶飲品，其口感柔和，色澤乳白，無異味，易于吸收，堪與植物乳飲料相媲美。還可用黃粉蟲蛋白粉制作夾心面食品和糖制品，具有蛋白補充作用。優(yōu)質(zhì)化妝品常使用蛋白產(chǎn)品用來滋養(yǎng)和營養(yǎng)皮膚，黃粉蟲蛋白粉則是美容產(chǎn)品的最佳選擇。

黃粉蟲蛋白質(zhì)還具有很好的抗凍作用，長期儲存于在40℃的環(huán)境下不變性，已有國家用來制作防凍液。

2.1.2 黃粉蟲油營養(yǎng)成分

黃粉蟲原料經(jīng)過預(yù)處理、油脂分離、精制，得到收率為30% 以上的黃粉蟲油（見表5）。

說明：為方便對照，黃粉蟲油的豆蔻稀酸（C14:0）0.2未列入表內(nèi)；

表5 黃粉蟲油與其他油脂的脂肪酸組成對照表（%）

表6 黃粉蟲油脂肪酸組成分析（%）

表7 黃粉蟲油理化性質(zhì)

表8 根據(jù)碘值對黃粉蟲油分類

表9 黃粉蟲幾丁聚糖理化指標(biāo)

黃粉蟲以外的其他品種因脂肪酸參數(shù)不全，在此僅提供主要數(shù)據(jù)。油脂中的多不飽和脂肪酸（MUFA）主要為必需脂肪酸（EFA），有亞油酸（ω-6脂肪酸）和亞麻酸（ω-3脂肪酸），是組成磷脂的重要成分，對于膽固醇代謝極為重要，也是合成前列腺素、血栓烷的原料，還有維持視覺功能、減少皮膚疾病的功能。必需脂肪酸是人體不可缺少且自身不能合成的，必須通過外界補充。亞油酸的主要來源是果仁和植物油，亞麻酸主要來源是魚類，也存在于少量植物（核桃和亞麻籽）中。如果缺乏必需脂肪酸，或者油酸與亞油酸含量不均衡、吸收能力低下，將會造成發(fā)育不良、生長緩慢、婦女不孕，嚴(yán)重者可造成肝臟損傷、心腦血管疾病等癥。

據(jù)分析對比可知，黃粉蟲油含有豐富的不飽和脂肪酸，達到脂肪酸總量的80.7%，必需脂肪酸為脂肪酸總量的34.0%，其脂肪酸組成接近米糠油和芝麻油（見表6）。

黃粉蟲油呈淡黃色，澄清透明，在0℃以上均為液態(tài)，屬于多不飽和脂肪酸的非干性油類（碘值97，小于125），含有抗氧化性的不皂化物（0.7%）和豐富的維生素E（70.52 mg/100g），不易氧化酸敗，穩(wěn)定性極好（見表7）。

折射率是油脂的特有數(shù)據(jù)，隨著脂肪酸的平均分子量的增加而增大，隨著碘價的下降而減??；皂化值反映了脂肪酸的平均分子量，皂化值愈大則平均分子量愈小。根據(jù)黃粉蟲油與多種植物油及動物油對比可知，黃粉蟲油脂肪酸的不飽和程度、平均分子量與米糠油、芝麻油和花生油接近（見表8）。

注：本數(shù)據(jù)均采用平均數(shù)值。

經(jīng)與西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院聯(lián)合開展動物實驗確定，黃粉蟲油具有良好的促進燙傷、創(chuàng)傷的作用，可改善燙傷后的癥狀及炎性反應(yīng)，治療后愈合速度快、恢復(fù)效果好。

黃粉蟲油還可用作為化妝品添加劑，用作為化妝品特效基礎(chǔ)油，具有良好的保護和營養(yǎng)作用，可促進皮膚再生，防止皮膚干燥、松弛，保持皮膚彈性與光澤、可應(yīng)用于抗皺、保濕、活化細(xì)胞等美容、美體、美發(fā)類產(chǎn)品。

黃粉蟲油極易被人體及皮膚所吸收，具有植物油的形態(tài)，動物油的優(yōu)勢，是動物油和植物油所不可替代的優(yōu)質(zhì)油，可作為優(yōu)質(zhì)油脂的新資源，具有良好的開發(fā)價值。

2.1.3 黃粉蟲幾丁聚糖成分。黃粉蟲原料經(jīng)過預(yù)處理、油脂分離、蛋白分離、脫鈣，脫色，得到收率為2%以上的幾丁質(zhì)，又經(jīng)脫乙?；?，得到脫乙酰度90%的幾丁聚糖（表9）。

幾丁質(zhì)（又稱甲殼素）與幾丁聚糖（又稱脫乙酰甲殼素）是天然的生物性高分子纖維素，具有良好的生物活性，與生物體細(xì)胞有良好的生物兼容性，不具毒性且可以被生物體分解，在九十年代初就被國際學(xué)術(shù)界譽為繼蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素和無機鹽之后的第六生命要素。幾丁聚糖的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，包括機能保健食品、醫(yī)藥用品、食品加工、化妝品、紡織、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、化學(xué)工業(yè)等。作為保健食品，幾丁聚糖不同于一般的營養(yǎng)保健品，對疾病的預(yù)防和保健作用非常廣泛，如強化免疫功能，對癌癥有抑制作用；降低膽固醇、降血壓作用、降血糖作用；強化肝臟機能、對神經(jīng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用；改善腰酸背痛、治療燒傷、燙傷，加速外傷愈合、吸附體內(nèi)有害物質(zhì)并排除于體外。幾丁聚糖的主要原料是蝦、蟹殼，在黃粉蟲中的含量很少，在黃粉蟲的綜合提取利用中僅作為副產(chǎn)品，以達到綜合利用、變廢為寶的目的。

2.2 黃粉蟲提取物的應(yīng)用

對于黃粉蟲進行綜合提取，主產(chǎn)品為蛋白粉和油脂，副產(chǎn)品為幾丁聚糖。根據(jù)各個產(chǎn)品的特點和性能，均具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域（見圖1）。

圖1 黃粉蟲綜合提取物應(yīng)用示意圖

3 重要性

3.1 黃粉蟲含有豐富的昆蟲蛋白質(zhì)，必需氨基酸占氨基酸總量的40.86%，是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)新資源，比植物蛋白質(zhì)更有利用價值。

3.2 黃粉蟲富含油脂，屬于非干性油類，其不飽和脂肪酸含量占脂肪酸總量的80.7%，必需脂肪酸占脂肪酸總量的34.0%，脂肪酸組成接近米糠油和芝麻油。黃粉蟲油含有豐富的維生素E等抗氧化劑，穩(wěn)定性好，可作為優(yōu)質(zhì)油脂的新資源。

3.3 黃粉蟲蛋白粉和黃粉蟲油可廣泛應(yīng)用于藥品、保健食品和化妝品領(lǐng)域拓展新資源原料，其副產(chǎn)品幾丁聚糖也具有廣泛的藥用、食用等應(yīng)用領(lǐng)域。

3.4 昆蟲是一類蘊藏量極大的生物資源，具有巨大的開發(fā)和應(yīng)用潛力。黃粉蟲是昆蟲資源中開發(fā)利用價值極高的種類，綜合提取物不僅具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，還可拓展為多種優(yōu)質(zhì)終端產(chǎn)品。黃粉蟲已經(jīng)成為昆蟲資源開發(fā)利用的重要研究領(lǐng)域。

[1]陳彤.黃粉蟲養(yǎng)殖與利用[M].北京：金盾出版社.2006.

[2]倪培德.油脂加工技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.

[3]盧艷杰.油脂檢測技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.

[4]凌關(guān)庭.保健食品原料手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2004.