達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的營養(yǎng)成分分析

李文義，楊 志，史軍義，蒲正宇，姚 俊

(1.云南民族大學 化學與生物技術學院，云南 昆明 650500;2.中國林業(yè)科學研究院 資源昆蟲研究所蝴蝶研究與發(fā)展中心，云南 昆明 650224)

達摩鳳蝶(Papilio demoleus Linnaeus)屬于鳳蝶科(Papilionidae)鳳蝶亞科(Papilioninae)鳳蝶族(Papilionini)鳳蝶屬(Papilio Linnaeus)翠鳳蝶亞屬(Princeps Hübner)的中大型種類。國內(nèi)分布于四川、云南、廣東、福建、廣西、臺灣、貴州、浙江、江西、湖北和海南等地;國外分布于從印度到澳大利亞的廣大地區(qū)［1］。該昆蟲是優(yōu)良的工藝用材和生態(tài)觀賞蝶種，也可用于喜慶放飛［2］。

昆蟲體內(nèi)營養(yǎng)結構合理、含量豐富，其蛋白也被國際公認為是高品質(zhì)的、純天然的、無毒無害的活性蛋白，加之昆蟲是地球上種類最多且生物量巨大的生物類群，具有高效的生長繁殖能力和頑強的生命力，可在短期內(nèi)獲得大量昆蟲產(chǎn)品，使得食用昆蟲已成為資源昆蟲的研究熱點［3］?，F(xiàn)今對蝴蝶的研究主要集中在生物學特性、本底資源調(diào)查以及保護等方面，有學者對黃斑蕉弄蝶(Erionota torus)等蝶種的營養(yǎng)成分做了分析研究［4－5］，而對達摩鳳蝶的研究主要為生物學特性，其營養(yǎng)成分分析還沒有進一步研究［6］。達摩鳳蝶為優(yōu)質(zhì)養(yǎng)殖蝶種，年養(yǎng)殖數(shù)量較大，現(xiàn)主要用于工藝制作和觀賞，市場需求是有限的，發(fā)掘達摩鳳蝶更深層次的利用途徑顯得較為迫切，其營養(yǎng)價值開發(fā)是一個重要方向［7］。本研究旨在探尋達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的主要營養(yǎng)成分，評價它們的營養(yǎng)價值水平，為它們的營養(yǎng)價值開發(fā)提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料來源及前處理

樣品特征:達摩鳳蝶在采集地1年發(fā)生5～6代，以蛹越冬，成蟲3月底始見，幼蟲共5齡，寄主植物主要為蕓香科(Rutaceae)的飛龍掌血(Toddalia asiatica(L.)Lam.)、兩面針(Zanthoxylum nitidum(Roxb.)DC)、柑橘(Citrus reticulata Blanco)、酒餅簕(Atalantia buxifolia(Poir.)Oliv.)以及豆科(Leguminosae)的補骨脂(Psoralea corylifolia L.)等多種植物［6］。選擇處于5齡中前期的達摩鳳蝶幼蟲，因其相對成熟、生物量較大、體內(nèi)物質(zhì)含量相對固定;選擇懸掛約2 d左右的新蛹，因其距離羽化時間較長、體內(nèi)成分尚未發(fā)生變化;隨機選擇羽化2 d左右、翅膀完整的健康成蟲，因其羽化時間較短，體內(nèi)各營養(yǎng)成分更具代表性。達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的數(shù)量各100只。該達摩鳳蝶各蟲態(tài)樣品用柑橘葉片養(yǎng)殖。

樣品來源:樣品采集于中國林業(yè)科學研究院資源昆蟲研究所元江實驗站蝴蝶養(yǎng)殖基地，該蝴蝶養(yǎng)殖基地位于云南省玉溪市元江縣，地處北緯 23°36'8.06''～23°36'17.83''，東經(jīng) 102°0'52.43''～102°0'41.90''，海拔高度約400 m。

樣品前處理:達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的樣品采集后，用分析天平檢測其鮮質(zhì)量;然后在烘箱105℃條件下烘1 h，再調(diào)至80℃直至烘干，以檢測粗脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)、礦質(zhì)元素、灰分和水分。樣品送至農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(昆明)測試。

1.2 測定方法及使用儀器

水分測定使用XS104型電子分析天平(METTLER TOLEDO，美國)和DHG－9203A型電熱鼓風干燥箱(雷韻，上海)采用直接干燥法測定(國家標準GB 5009.3—2010);粗脂肪使用AE100型電子分析天平(METTLER TOLEDO，美國)采用索氏提取法測定(國家標準GB/T 14772—2008);礦質(zhì)元素使用XS104型電子分析天平(METTLER TOLEDO，美國)和PS－4型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(貝爾德，美國)采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定(國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標準NY/T1653—2008);灰分使用XS104型電子分析天平(METTLER TOLEDO，美國)和SX2－8－10箱式電阻爐采用灼燒稱重法測定(國家標準GB/T5009.4—2010);蛋白質(zhì)使用XS104型電子分析天平(METTLER TOLEDO，美國)和K－360型半自動定氮儀(BUCHI，瑞士)采用凱氏定氮法測定(國家標準GB/T 5009.5—2010);氨基酸使用L－8800型氨基酸分析儀(HITACHI，日本)采用氨基酸自動分析儀法測定(國家標準GB/T 5009.124—2003)［8］。

1.3 營養(yǎng)分析方法

測定結果中除幼蟲和蛹的鮮質(zhì)量、水分用鮮樣計外，其余測定結果均以干樣計。主要計算公式有:

式中:蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物的含量均為100 g樣品的含量。

氨基酸質(zhì)量評價:將分析的結果進行計算，得氨基酸評分(AAS，Amino Acid Score)及必需氨基酸指數(shù)(EAAI，Essential Amino Acid Index)［10］。

式中:n:比較的氨基酸數(shù);t:為試驗蛋白質(zhì)中各種必需氨基酸的含量(mg/g);s:為標準蛋白質(zhì)(FAO評分模式)中相應必需氨基酸的含量(mg/g)。

2 結果與分析

2.1 常規(guī)項分析

經(jīng)測量，每頭4齡達摩鳳蝶幼蟲平均鮮質(zhì)量為1.247 g，其中水分占85.3%為1.064 g，干質(zhì)量占14.7%為 0.183 g;每只蛹平均鮮質(zhì)量為 1.000 g，其中水分占 79.3%為 0.793g，干質(zhì)量占 20.7%為 0.207 g;每只成蟲平均鮮質(zhì)量為 0.349 g，其中水分占 66.1%為 0.231 g，干質(zhì)量占 33.9%為 0.118 g(表 1)。

表1 達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和水分Tab.1 The fresh weight，dry weight，water of P.demoleus larva，pupa and adult

表2 達摩鳳蝶幼蟲、蛹、成蟲和其它食物的常規(guī)項含量比較Tab.2 The routine contents of P.demoleus larva，pupa，adult and other food

達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的蛋白質(zhì)、粗脂肪、灰分、碳水化合物含量、能量值，以及與其對比的3種常見食物(豬肉，牛肉和雞肉)對應營養(yǎng)成分含量見表2。由表2可知，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的粗脂肪含量分別為5.9%、6.8%和3.1%，遠遠低于3種對比食物的脂肪含量;達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的蛋白質(zhì)含量分別為60.1%、78.3%和78.5%，除了幼蟲的蛋白質(zhì)含量低于牛肉和雞肉的蛋白質(zhì)含量，高于豬肉的蛋白質(zhì)含量外，蛹和成蟲的蛋白質(zhì)含量均高于3種對比食物的蛋白質(zhì)含量;達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的灰分、碳水化合物含量均高于3種對比食物對應營養(yǎng)成分的含量;每100 g達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲干質(zhì)量能量值都低于3種對比食物100 g干樣的能量值。這些表明，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低、無機物質(zhì)含量豐富、能量值低的特點。

2.2 礦質(zhì)元素分析

達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲含有多種礦質(zhì)元素，對常量元素 K、Ca、Mg、P、Na，微量元素 Fe、Mn、Zn、Cu進行檢測，檢測結果見表3。

表3 達摩鳳蝶幼蟲、蛹、成蟲和其它食物的礦質(zhì)元素含量對比Tab.3 The contents of inorganic elements of P.demoleus larva，pupa，adult and other food mg/kg

由表3可以看出，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的鉀、鈣、鎂、銅、錳以及成蟲的磷的含量明顯高于豬肉、牛肉和雞肉對應的礦質(zhì)元素含量;達摩鳳蝶幼蟲的鈉和磷的含量、蛹的鈉、磷、鐵的含量以及成蟲的鈉含量均低于3種對比食物對應的礦質(zhì)元素含量;達摩鳳蝶幼蟲和成蟲的鐵、鋅含量以及蛹的鋅含量均高于豬肉和雞肉對應的礦質(zhì)元素含量，但是低于牛肉對應的礦質(zhì)元素含量。因此，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲含有較豐富的對人體有益的礦質(zhì)元素。

2.3 氨基酸分析

達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的各種氨基酸含量、氨基酸總量、必需氨基酸總量、非必需氨基酸總量、必需氨基酸與非必需氨基酸含量比值、必需氨基酸占氨基酸總量的比值見表4。

表4 達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的氨基酸含量Tab.4 The amino acids contents of P.demoleus larva，pupa and adult mg/kg

由表4可知，通過對達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的17種氨基酸含量的檢測，它們的總氨基酸含量分別為 519.9，648.7，406.5 mg/g，各氨基酸中幼蟲氨基酸含量最高的是谷氨酸，為 91.8 mg/g;蛹和成蟲的各氨基酸含量中最高的均是胱氨酸，含量分別為87.4和70.8 mg/g;幼蟲、蛹和成蟲各氨基酸中含量最低的都是纈氨酸，含量分別為1.0，2.8，3.5 mg/g。與其它幾種動物營養(yǎng)源相比較，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的氨基酸總量均高于豬肉的氨基酸總量(199.1 mg/g)，蛹的氨基酸總量也高于雞肉的氨基酸總量(530.5 mg/g)，而幼蟲和成蟲的氨基酸總量則低于雞肉的氨基酸總量。與部分植物營養(yǎng)成分相比，它們的氨基酸總量均高于小麥粉(130.8 mg/g)、金針菇(141.2 mg/g)和大豆(393.7 mg/g)的氨基酸總量［9］。另外，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的必需氨基酸中除色氨酸未檢測外，其余必需氨基酸總含量分別高達177.9，197.6，119.4 mg/g。

將達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的氨基酸檢測結果與1973年FAO模式的含量加以比較，分析它們的氨基酸評分(AAS)，其結果見表5。

表5 達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的氨基酸分及其氨基酸占蛋白質(zhì)的含量Tab.5 AAS of P.demoleus larva，pupa and adult mg/g

由表5可知，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的第一限制性氨基酸都為纈氨酸，含量分別為1.7，3.6，6.6 mg/g Protein，分別占FAO評分模式的氨基酸含量的3.4%、7.2%和9.0%。它們的第二限制性氨基酸都為蘇氨酸，含量分別為 31.6，30.9，13.9 mg/g Protein，分別占 FAO 評分模式的氨基酸含量的79.0%、77.3%和34.8%。達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的第一限制性氨基酸含量非常低，影響了它們氨基酸結構的整體平衡，降低了它們的蛋白質(zhì)質(zhì)量。

達摩鳳蝶幼蟲的各氨基酸含量中，除了纈氨酸、蘇氨酸和亮氨酸低于FAO評分模式的氨基酸含量外，其余氨基酸含量均高于FAO評分模式的氨基酸含量;蛹的纈氨酸、賴氨酸、蘇氨酸和亮氨酸的含量低于FAO評分模式的氨基酸含量，其余氨基酸含量高于FAO評分模式的氨基酸含量;成蟲僅芳香族氨基酸高于FAO評分模式的氨基酸含量，其余均低于FAO評分模式的氨基酸含量。

3 討論

達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲具有蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低、無極物質(zhì)含量豐富、能量值低等特點。達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲含有的鉀、鈣、銅、錳含量均很高。較高的鉀含量有利于維持機體的酸堿平衡及正常血壓，對防治高血壓病癥有益;鈣則是構成動物機體骨骼、牙齒的主要成分;鎂是鈣、維生素C、磷、鈉、鉀等代謝的必要物質(zhì)，在神經(jīng)肌肉的機能正常運作、血糖轉化等過程中扮演著重要角色;銅元素在機體組織發(fā)生癌變過程中還起著抑制作用，對人體骨架的形成，有十分重要的作用，它還是10余種氧化酶組成元素;錳在體內(nèi)是作為金屬酶的組成成分及酶的激活劑，能促進氨的代謝解毒，促進糖代謝，促進軟骨的有機質(zhì)合成，改善脂肪代謝，并有利于膽固醇的合成［11］。

根據(jù)FAO/WHO的理想模式，質(zhì)量較好的蛋白質(zhì)其氨基酸組成為E/T在0.4左右，E/N在0.6以上。從分析結果可以看出，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的必需氨基酸占總氨基酸的比例分別為34.2%、30.5%和29.4%，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值分別為 0.52、0.44和 0.42。可以看出，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的兩項必需氨基酸指標均低于FAO/WHO的理想模式的要求，蛋白質(zhì)質(zhì)量一般。

根據(jù)相關 EAAI實用評價標準:EAAI＜0.75 為不適蛋白源，0.75≤EAAI≤0.86 為可用蛋白源，0.86＜EAAI≤0.95為良好蛋白源，EAAI＞0.95為優(yōu)質(zhì)蛋白源。FAO/WHO評分模式計算的必需氨基酸指數(shù)，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲的必需氨基酸指數(shù)分別為0.794、0.853和0.546，表明達摩鳳蝶幼蟲和蛹為可用蛋白源，但是其限制性氨基酸影響了它們蛋白質(zhì)的整體質(zhì)量;而成蟲為不適蛋白源。

與部分鱗翅目昆蟲相比，達摩鳳蝶幼蟲對應營養(yǎng)成分含量高于竹蟲(Chilo sp.)幼蟲的蛋白質(zhì)(28.89%)、灰分(1.39%)、碳水化合物(1.94%)的含量，而達摩鳳蝶幼蟲的脂肪含量低于竹蟲幼蟲的脂肪含量(60.42%);達摩鳳蝶蛹對應營養(yǎng)成分含量高于家蠶(Bombyx mori Linnaeus)蛹的蛋白質(zhì)(48.98%)、灰分(2.19%)、碳水化合物(4.65%)的含量，而達摩鳳蝶蛹的脂肪含量低于家蠶蛹的脂肪含量(29.57%);達摩鳳蝶成蟲對應營養(yǎng)成分含量高于云南松毛蟲(Dendrolimus houi Lajonquiere)蛹的蛋白質(zhì)(68.3%)、灰分(2.93%)、碳水化合物(1.31%)和脂肪(2.93%)的含量［13］。

綜上，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲具有一定的營養(yǎng)價值。另外，達摩鳳蝶人工養(yǎng)殖技術已經(jīng)成熟，其寄主植物多元，已在云南省玉溪市等地區(qū)實現(xiàn)了大量規(guī)?；曫B(yǎng)［14］。因此，達摩鳳蝶幼蟲、蛹和成蟲具有一定的營養(yǎng)開發(fā)價值和食用開發(fā)潛力。

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