不同品種柞蠶蛹營養(yǎng)價值及風(fēng)味評價

李青峰，王詩琦，趙賀，李宏，朱有敏

(遼寧省蠶業(yè)科學(xué)研究所，遼寧 鳳城，118100)

柞蠶是我國傳統(tǒng)的特色經(jīng)濟(jì)昆蟲，柞蠶業(yè)在資源、產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等諸多方面都具有絕對優(yōu)勢。傳統(tǒng)意義上的養(yǎng)蠶是為了繅絲制綢，但現(xiàn)階段的科技發(fā)展及市場需求為傳統(tǒng)的柞蠶業(yè)賦予了新的生命——昆蟲食品[1]。柞蠶蛹食品作為傳統(tǒng)的昆蟲食品因其蛋白質(zhì)含量高、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)均衡、繁育周期短、資源豐富等特點被營養(yǎng)學(xué)家所關(guān)注[2]，并受到廣大市民的青睞，因此,消費(fèi)市場對柞蠶食用蛹的需求量急劇增長，甚至多次出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。通過高營養(yǎng)價值柞蠶品種的選育來改變柞蠶蛹食品市場的質(zhì)量和價值，并使蛹的營養(yǎng)含量更科學(xué)更適應(yīng)人體健康的需要，這將是一條新的途徑[3]。已有研究證明，柞蠶品種間生理、生化的反應(yīng)表現(xiàn)不同[4-5]，其代謝的各物質(zhì)含量也有差異[6-8]，但在實踐上，關(guān)于這種差異的大小是否可以檢測和量化，現(xiàn)行品種中的營養(yǎng)物質(zhì)是否有差異等還沒有進(jìn)一步的研究，僅見部分柞蠶蛹營養(yǎng)成分的測試分析[9-10]。另外，柞蠶的綜合利用研究及應(yīng)用發(fā)展較快，隨著大量柞蠶蛹食品的問世，也需要含有不同營養(yǎng)物質(zhì)的柞蠶品種來適應(yīng)不同的市場需求，實現(xiàn)柞蠶品種的多樣化。本試驗選取遼寧省現(xiàn)行5個不同品種柞蠶蛹，通過測得基本營養(yǎng)成分和氨基酸的含量及組成，對其營養(yǎng)價值和風(fēng)味進(jìn)行科學(xué)評價，旨在為高營養(yǎng)價值新品種選育的可能性及育種素材的篩選提供理論支持，促進(jìn)柞蠶蛹育種、醫(yī)藥和食品開發(fā)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試的柞蠶蛹品種為遼寧省現(xiàn)行主要的5個生產(chǎn)品種，分別為9906、抗大、821、早418和遼蠶582，均由遼寧省蠶業(yè)科學(xué)研究所柞蠶育種研究室提供。

主要試劑：氯仿、無水甲醇、無水乙醇、濃鹽酸、磷酸、石油醚等，均為分析純，大連勵成實驗室服務(wù)有限公司；混合氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品、色氨酸標(biāo)準(zhǔn)品，美國Sigma公司；考馬斯亮藍(lán)G-250、牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)液(100 mg/100mL)，上海生工生物公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UV1102型紫外可見分光光度計，上海元析儀器有限公司；GC-9A氣相色譜儀分析，日本島津公司；K9840凱氏定氮儀，濟(jì)南海能有限公司；電子分析天平，上海賽多利斯天平有限公司；Thermo Multiskan FC全自動酶標(biāo)儀，上海賽默飛世爾科技有限公司；L-8800全自動氨基酸分析儀，日本日立公司；MICRO17R臺式高速冷凍離心機(jī)，日本Thermo公司。

1.3 實驗方法

測試由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院和沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)分析測試中心進(jìn)行。

1.3.1 基本營養(yǎng)成分測定方法

參照文獻(xiàn)[11]方法，利用105 ℃烘干恒重法對柞蠶蛹水分含量進(jìn)行測定；粗脂肪含量的檢測采用索氏抽提法；粗蛋白含量的檢測采用微量凱氏定氮法。測定結(jié)果以其在柞蠶蛹樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的形式表示。

1.3.2 主要不飽和脂肪酸測定方法

將氯仿溶液和甲醇以2∶1(體積比)的比例混合作為提取劑，與樣品勻漿抽提24 h后用蒸餾水洗滌，取下層氯仿部分旋蒸濃縮，采用NaOH-甲醇溶液進(jìn)行水浴和皂化，再加入14%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的三氟化硼-甲醇溶液，最后用正己烷提取，利用氣相色譜儀對甲酯化的柞蠶蛹油進(jìn)行測定[12]，對食品中常見的3種主要不飽和脂肪酸：油酸、亞油酸和α-亞麻酸的相對含量進(jìn)行分析，測定結(jié)果以粗脂肪中各種不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的形式表示。

1.3.3 氨基酸含量測定方法

參照GB 5009.124—2016 《食品中氨基酸的測定方法》[13]，采用氨基酸全自動分析儀測定5個品種柞蠶蛹的氨基酸含量；色氨酸的測定采用分光光度法[14]。

1.3.4 營養(yǎng)評價方法

根據(jù)WHO/FAO建議的每1 g氮氨基酸評分標(biāo)準(zhǔn)模式[15]和雞蛋蛋白質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)模式[16]，分別計算[17]每種必需氨基酸的氨基酸評分(amino acidscore，AAS)、化學(xué)評分(chemical score，CS)、必需氨基酸指數(shù)(essential amino acid index，EAAI)、營養(yǎng)指數(shù)(nutrient index，NI)和生物價(biological value，BV)[18]。計算過程如公式(1)～公式(5)所示：

(1)

(2)

(3)

(4)

BV=1.09×EAAI-11.7

(5)

式中：A為待測樣品氨基酸含量；A0為FAO/WHO評分標(biāo)準(zhǔn)模式同種氨基酸含量；Ae為雞蛋蛋白質(zhì)中同種氨基酸含量；s為標(biāo)準(zhǔn)模式中氨基酸含量；Mp為待測樣品中蛋白質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，測定數(shù)據(jù)以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，P<0.05為差異顯著，P>0.05為差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種柞蠶蛹基本營養(yǎng)成分含量分析

5個不同品種柞蠶蛹的水分、粗蛋白和粗脂肪含量測定結(jié)果如表1所示。5個不同品種柞蠶蛹樣品中的水分含量差異不大，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在76.82%～79.26%；粗蛋白含量豐富，質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在12%以上，其中抗大粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.96%，顯著高于其他4個品種(P<0.05)，其他4個品種含量差異不大(P>0.05)；另外，抗大品種柞蠶蛹樣品中粗脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)只有5.64%，顯著低于其他4個品種(P<0.05)。

表1 不同品種柞蠶蛹基本營養(yǎng)成分含量 單位：%

2.2 不同品種柞蠶蛹3種主要不飽和脂肪酸含量分析

油酸、亞油酸和α-亞麻酸是人體所需主要的不飽和脂肪酸，參與體內(nèi)脂質(zhì)代謝[19]。油酸能夠提供身體所需能量，具有降血糖，調(diào)節(jié)血脂的作用；α-亞麻酸和亞油酸作為人體必需但不能自身合成的的脂肪酸，必須從日常膳食獲取[20]，具有調(diào)節(jié)免疫能力，降低血液膽固醇[21]，抗動脈粥樣硬化和保護(hù)神經(jīng)元等作用[22]，是成年人需要重點補(bǔ)充的重要營養(yǎng)成分。結(jié)合表1所得5個不同品種柞蠶蛹樣品中粗脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，各品種柞蠶蛹粗脂肪中3種主要不飽和脂肪酸相對含量如表2所示。抗大、821和早418品種的3種不飽和脂肪酸相對含量顯著高于9906和遼蠶582品種(P<0.05)，其中抗大品種柞蠶蛹樣品中粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，但3種主要不飽和脂肪酸相對含量最高，達(dá)到76.14%(P>0.05)，同時抗大品種油酸相對含量也顯著高于其他品種柞蠶蛹(P<0.05)，說明其具有較高的營養(yǎng)保健和食用開發(fā)價值；而5個不同品種柞蠶蛹亞油酸的相對含量差異不大，其中821品種相對含量最高(P>0.05)；另外，5個品種柞蠶蛹的α-亞麻酸含量豐富，其中821和早418品種的α-亞麻酸相對含量顯著高于其他品種(P<0.05)，而821品種柞蠶蛹樣品中粗脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于除抗大外其他3個品種，說明該品種柞蠶蛹中α-亞麻酸含量相對更佳。綜上，5個不同品種柞蠶蛹中，抗大和821品種不飽和脂肪酸含量及組成更佳，更適合作為補(bǔ)充人體所需不飽和脂肪酸的食品。

2.3 不同品種柞蠶蛹氨基酸組成及含量分析

由表3可知，5個品種柞蠶蛹均含有人體所需的18種氨基酸，除早418品種外的4個品種柞蠶蛹均以谷氨酸含量最高，其次是天冬氨酸、賴氨酸和亮氨酸。5個品種柞蠶蛹中抗大和遼蠶582的總氨基酸和必需氨基酸含量均顯著高于其他品種(P<0.05)，其中總氨基酸含量由高到低依次是抗大、遼蠶582、821、9906和早418；必需氨基酸含量由高到低依次是遼蠶582、抗大、9906、821和早418；非必需氨基酸含量由高到低依次是抗大、遼蠶582、821、9906和早418。根據(jù)FAO/WHO推薦的較理想蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，5個品種柞蠶蛹的必需氨基酸/非必需氨基酸(essential amino acid/nonessential amino acid，EAA/NEAA)均大于60%，必需氨基酸/總氨基酸(essential amino acid/ total amino acids，EAA/TAA)均大于35%，均屬于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源[23]，從柞蠶蛹品種間差異來看，其中遼蠶582品種EAA/NEAA和EAA/TAA最高，顯著高于821和早418兩個品種(P<0.05)，稍高于9906和抗大品種(P>0.05)。

2.4 不同品種柞蠶蛹氨基酸營養(yǎng)評價

根據(jù)測得5個品種柞蠶蛹氨基酸含量和FAO/WHO評分標(biāo)準(zhǔn)模式及雞蛋模式，得到5個品種柞蠶蛹的AAS、CA、EAAI、NI和BV如表4、表5所示。結(jié)果表明5個品種柞蠶蛹蛋白質(zhì)中的異亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、苯丙氨酸+酪氨酸和色氨酸的含量均高于WHO/FAO 推薦模式蛋白質(zhì)；賴氨酸、蘇氨酸和色氨酸的含量均高于雞蛋模式蛋白質(zhì)。參照AAS標(biāo)準(zhǔn)，9906和抗大的第1限制性氨基酸均為蘇氨酸，9906第2限制性氨基酸為異亮氨酸，抗大的第2限制性氨基酸為纈氨酸；821和遼蠶582的第1限制性氨基酸均為異亮氨酸，而早418的第1限制性氨基酸為纈氨酸，但三者的第2限制性氨基酸均為蘇氨酸。從CS來看，9906和821的第1限制性氨基酸均為異亮氨酸，第2限制性氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸；抗大與之相反；早418的第1限制性氨基酸為纈氨酸，第2限制性氨基酸為異亮氨酸；遼蠶582第1限制性氨基酸為異亮氨酸，第2限制性氨基酸為蘇氨酸。

表3 不同品種柞蠶蛹氨基酸組成及含量分析 單位：%

參照EAAI評價模式，數(shù)值越接近100的樣品與標(biāo)準(zhǔn)氨基酸模式越接近，相對營養(yǎng)價值更高。由表5可知，5個品種柞蠶蛹蛋白質(zhì)的EAAI從高到低依次為遼蠶582(99.32)、抗大(92.43)、821(84.95)、9906(84.48)、早418(76.45)，由此可見遼蠶582和抗大品種相對營養(yǎng)價值更高。BV是指蛋白質(zhì)被消化后的利用率，NI綜合考慮食物中蛋白質(zhì)的含量和氨基酸組成[24]。由表5可知遼蠶582品種的NI和BV最高，分別為12.02和96.56；抗大稍次之，分別為11.98和89.05；早418最低，分別為9.39和71.63，因此5個不同品種柞蠶蛹中，遼蠶582和抗大的蛋白質(zhì)被消化后利用率更高，早418利用率低。

表4 不同品種柞蠶蛹氨基酸組成評價Table 4 The evaluation of amino acid composition of different varieties of Antheraea pernyi

表5 不同品種柞蠶蛹氨基酸組成評價Table 5 The evaluation of amino acid composition of different varieties of Antheraea pernyi

同時，食品的保健和藥用價值一定程度上也與氨基酸的含量有關(guān)。藥效氨基酸的含量可以作為評價食品保健功效的間接依據(jù)，包括谷氨酸、亮氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、天冬氨酸和苯丙氨酸；而亮氨酸、纈氨酸和異亮氨酸構(gòu)成的支鏈氨基酸參與人體骨骼肌代謝，同時有保肝護(hù)肝、抑制癌細(xì)胞、降低膽固醇等功效。如圖1所示，5 個不同品種柞蠶蛹的藥效氨基酸含量從高到低依次為抗大、遼蠶582、早418、821、9906；支鏈氨基酸含量從高到低依次為抗大、遼蠶582、9906、821、早418。另外，支鏈氨基酸/芳香族氨基酸的比值F即氨基酸比例平衡標(biāo)準(zhǔn)，可以用來評價食物的營養(yǎng)價值，圖1可見5個不同品種柞蠶蛹F值從高到低依次為抗大、早418、遼蠶582、821、9906。綜上，5個不同品種柞蠶蛹中，抗大品種藥效氨基酸含量、支鏈氨基酸含量和F值均顯著高于其他品種(P<0.05)，其氨基酸組成比例更符合人體所需，其保健和藥用功能也更好。

a-藥效氨基酸相對含量；b-支鏈氨基酸相對含量；c-F值圖1 不同品種柞蠶蛹特征氨基酸含量比較Fig.1 The comparison of characteristic amino acid contents in pupae of different varieties of Antheraea pernyi

2.5 不同品種柞蠶蛹風(fēng)味評價

柞蠶蛹食用時口感鮮美與其含有豐富的呈味氨基酸有關(guān)，游離氨基酸的含量與種類是評價食品食用品質(zhì)的一項重要指標(biāo)[26]。根據(jù)氨基酸的呈味特征，主要分為四類，分別是鮮味氨基酸、甜味氨基酸、芳香族氨基酸和苦味氨基酸。蛋白質(zhì)的鮮美一定程度上取決于鮮味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸，賴氨酸)，其中谷氨酸是呈鮮味的特征氨基酸，在食品領(lǐng)域常被用作重要的鮮味劑，同時其還含較高的營養(yǎng)價值，并具有預(yù)防治療肝昏迷及保護(hù)肝臟的功能[27]；甘氨酸和丙氨酸是呈甜味的特征氨基酸，甘氨酸具有清香甜味，能有效降低食物中令人不適的苦味[28]。由表6可知，不同品種柞蠶蛹中味覺氨基酸含量高低依次為：鮮味氨基酸>苦味氨基酸>芳香族氨基酸>甜味氨基酸。鮮味氨基酸含量占味覺氨基酸總量的40.14%，其中抗大品種含量最高，達(dá)到3.95%，占味覺氨基酸的40.40%；甜味氨基酸占味覺氨基酸的13.34%；芳香族氨基酸占味覺氨基酸的20.68%；苦味氨基酸占味覺氨基酸總量的24.34%。不同品種柞蠶蛹呈味氨基酸組成模式圖輪廓相似(圖2)，貢獻(xiàn)較大的是鮮味氨基酸和苦味氨基酸，抗大品種的模式圖面積最大，遼蠶582次之。綜上，柞蠶蛹獨(dú)特的鮮美口感與其含有較高的鮮味氨基酸有關(guān)，本研究5個品種柞蠶蛹中抗大的口感風(fēng)味更佳。

表6 不同品種柞蠶蛹呈味氨基酸含量 單位：%

圖2 不同品種柞蠶蛹呈味氨基酸組成模式圖Fig.2 Comparative profiles of taste-active amino acids in different varieties of Antheraea pernyi

3 結(jié)論與討論

本研究顯示5個不同品種柞蠶蛹均含有豐富的營養(yǎng)成分，是高蛋白低脂肪的理想動物蛋白食品。其中，抗大品種柞蠶蛹樣品中粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高且粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低(P<0.05)，同時3種主要不飽和脂肪酸相對含量最高。

營養(yǎng)評價顯示5個不同品種柞蠶蛹均含有人體所需的 18 種氨基酸，且EAA/NEAA均大于60%，EAA/TAA均大于35%，根據(jù)FAO/WHO標(biāo)準(zhǔn)屬于優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源?？勾蠛瓦|蠶582的EAA含量和 TAA 含量顯著高于其他品種(P<0.05)；抗大品種藥效氨基酸含量、支鏈氨基酸含量和F值均顯著高于其他品種(P<0.05)，其氨基酸組成比例更符合人體所需。另外，EAAI、NI、BV均最高的是遼蠶582，分別為99.32、12.02和96.56；早418的EAAI、NI、BV均最低，分別為76.45、9.39和71.63，遼蠶582相對營養(yǎng)價值更佳、蛋白質(zhì)消化利用率更高。

風(fēng)味評價顯示，不同品種柞蠶蛹中味覺氨基酸含量從高到低為：鮮味氨基酸>苦味氨基酸>芳香族氨基酸>甜味氨基酸，其中抗大品種呈味氨基酸模式圖面積最大，鮮味氨基酸含量最高。綜合營養(yǎng)和風(fēng)味評價來看，抗大和遼蠶582品種的營養(yǎng)價值更高更均衡，風(fēng)味更佳，研究結(jié)果對柞蠶蛹食品開發(fā)具有重要意義，同時可以作為高營養(yǎng)價值新品種選育的親本進(jìn)一步研究。