豆天蛾普通種群和黃色種群營(yíng)養(yǎng)成分差異分析

郭明明 陸明星 李曉峰 趙雪君 鄧盼 樊繼偉

摘 要 豆天蛾（Clanis bilineata tsingtauica Mell）幼蟲在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中會(huì)有極少部分發(fā)生體色變化。為探明不同體色豆天蛾?duì)I養(yǎng)品質(zhì)的差異，以豆天蛾普通（綠色）和黃色兩個(gè)種群的5齡末幼蟲作為供試蟲源，探究?jī)蓚€(gè)種群幼蟲體內(nèi)可溶性蛋白、糖類、氨基酸和脂肪酸等成分的變化。結(jié)果表明，兩個(gè)豆天蛾種群幼蟲體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)存在一定差異。除必需氨基酸以外，黃色種群體內(nèi)可溶性蛋白、糖類、非必需氨基酸、飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸等含量均高于普通種群，其中在糖原、非必需氨基酸和脂肪酸含量方面差異均達(dá)到顯著水平（P<0.05）。此外，脂肪酸成分中，豆天蛾黃色種群體內(nèi)α-亞麻酸和亞油酸含量遠(yuǎn)高于普通種群。綜上所述，幼蟲體色與體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分間存在一定的相關(guān)性。相較于豆天蛾普通種群，黃色種群體內(nèi)主要營(yíng)養(yǎng)成分含量較高，具有更高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

關(guān)鍵詞 豆天蛾;種群;體色;營(yíng)養(yǎng)成分

中圖分類號(hào)：S435.651 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.07.057

豆天蛾（Clanis bilineata tsingtauica Mell）屬鱗翅目（Lepidoptera）天蛾科（Sphingidae）云紋天蛾亞科（Ambulicinae）豆天蛾屬（Clanis）[1]。豆天蛾作為一種食用昆蟲，其幼蟲體內(nèi)含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸和脂肪等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)具有較高的醫(yī)藥價(jià)值。其食用歷史悠久，做成美食，味道鮮美，在江蘇、山東、安徽等地深受老百姓喜愛，尤其在江蘇連云港地區(qū)，作為全國(guó)最大的豆丹交易集散地，逐漸形成了一種獨(dú)特的豆丹美食文化[2]。前人關(guān)于豆天蛾?duì)I養(yǎng)成分的研究對(duì)象多集中于普通的綠色體色豆天蛾幼蟲[3-4]，對(duì)于黃色體色的豆天蛾幼蟲營(yíng)養(yǎng)成分的研究鮮有報(bào)道;此外，前人關(guān)于豆天蛾?duì)I養(yǎng)成分的研究中樣品均經(jīng)過(guò)烘干干燥處理[3]，目前還沒(méi)有豆天蛾幼蟲鮮樣營(yíng)養(yǎng)成分分析的相關(guān)研究?；谝陨媳尘?，本研究以普通（綠色）和黃色2個(gè)豆天蛾種群為試驗(yàn)材料，對(duì)豆天蛾幼蟲體內(nèi)可溶性蛋白、糖類、氨基酸和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定，分析2個(gè)種群體內(nèi)主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的差異，探究體色與各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)間的相關(guān)性，為改良豆天蛾幼蟲營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)提供理論依據(jù)，也為豆天蛾幼蟲體色分化機(jī)制研究奠定一定基礎(chǔ)。

1 ?材料與方法

1.1 ?供試蟲源

將生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程相似的豆天蛾5齡末幼蟲作為本試驗(yàn)蟲源。采樣時(shí)間為2020年9月，采樣地點(diǎn)為連云港市農(nóng)業(yè)科學(xué)院東辛基地的豆天蛾幼蟲露天飼養(yǎng)田塊。

1.2 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在豆天蛾飼養(yǎng)田塊中，選擇綠色和黃色2種體色且生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程一致的豆天蛾5齡末幼蟲，將其分為普通（綠色）和黃色2個(gè)不同種群，分別采集10頭并放入透明自封袋（長(zhǎng)14 cm×寬10 cm）中，每個(gè)自封袋中放1頭豆天蛾幼蟲，并將密封袋封口，采集完后立即放入美國(guó)Thermo Fisher公司產(chǎn)88400V型超低溫冰箱進(jìn)行冷凍保存，樣品以備可溶性蛋白。糖類、氨基酸和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的測(cè)定。

1.3 ?測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 ?可溶性蛋白

采用考馬斯亮藍(lán)比色法[5]進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 ?糖原

參照張輝等[6]方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.3 ?單糖

參照韓桂茹等[7]方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 ?氨基酸

采用美國(guó)產(chǎn)安捷倫1260液相色譜串聯(lián)6420A質(zhì)譜儀，通過(guò)HPLC-MS/MS方法檢測(cè)樣品中18種氨基酸組分含量。色譜柱：Information-HILICZ（2.7 μm，3.0×100）;柱溫：35 ℃;流動(dòng)相：A：75%乙腈水;B：0.1 mol·L-1醋酸鈉;流速：0.3 mL·min-1;進(jìn)樣體積：1 μL。

1.3.5 ?脂肪酸

采用美國(guó)產(chǎn)安捷倫7890A-5975氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，通過(guò)GC-MS方法檢測(cè)樣品中多種脂肪酸組分含量。色譜條件：安捷倫毛細(xì)管為DB-225 ms，30 m×0.25 mm×0.25 μm;氣相條件：進(jìn)樣口：280 ℃，分流比20∶1，升溫程序：初始溫度50 ℃;5 ℃·min-1升溫至200 ℃，2 ℃·min-1升溫至230 ℃，保持10 min;載氣：He，載氣流量：1.0 mL·min-1;質(zhì)譜條件：離子源溫度230 ℃，四級(jí)桿溫度150 ℃，電離方式EI，電子能量70 eV。進(jìn)樣量1 μL。

1.4 ?數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，采用SPSS 18.0和Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和繪圖。不同種群體內(nèi)可溶性蛋白、糖原、單糖、氨基酸和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量差異顯著性采用Tukey’s HSD test進(jìn)行分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?種群間體內(nèi)主要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量差異

從圖1可以看出，豆天蛾幼蟲體內(nèi)3種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均表現(xiàn)為可溶性蛋白>糖原>單糖，但2個(gè)豆天蛾種群間可溶性蛋白、糖原和單糖含量存在一定差異。其中普通種群可溶性蛋白、糖原和單糖含量分別為31.25±0.38 mg·g-1、17.99±1.11 mg·g-1和3.77±0.12 mg·g-1，而黃色種群可溶性蛋白、糖原和單糖含量分別達(dá)到31.78±0.43 mg·g-1、19.60±1.05 mg·g-1和4.00±0.27 mg·g-1，3種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均表現(xiàn)為黃色種群高于普通種群，其中黃色種群糖原要顯著高于普通種群（F=1 036.79，df=1，P=0.019 8），可溶性蛋白和單糖含量在2個(gè)種群間差異未達(dá)到顯著水平。以上結(jié)果表明，體色跟和可溶性蛋白、糖原和單糖含量等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)間存在一定的相關(guān)性。

2.2 ?種群間體內(nèi)氨基酸含量差異

由圖2可知，豆天蛾幼蟲體內(nèi)18種氨基酸含量存在一定差異。其中以絲氨酸、組氨酸、谷氨酸和精氨酸含量較高，賴氨酸、酪氨酸、纈氨酸、脯氨酸和異亮氨酸含量次之，天冬氨酸、甘氨酸、蘇氨酸、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對(duì)較低。不同種群幼蟲體內(nèi)的各氨基酸含量存在一定差異，其中普通種群以組氨酸含量最高，達(dá)到701.66±17.21 μg·g-1，以色氨酸含量最低，僅為23.54±1.13 μg·g-1;而黃色種群氨基酸含量中以絲氨酸最高，色氨酸最低，分別為766.73±17.12 μg·g-1和19.48±0.56 μg·g-1。以上18種氨基酸中，普通種群在天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸、脯氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸和色氨酸含量方面要高于黃色種群，2個(gè)豆天蛾種群體內(nèi)組氨酸和蘇氨酸含量無(wú)明顯差異，而在其余7中氨基酸含量中，表現(xiàn)為黃色種群>普通種群。

同時(shí)，通過(guò)分析豆天蛾幼蟲體內(nèi)必需氨基酸和非必需氨基酸含量（見表1），發(fā)現(xiàn)兩個(gè)種群在總氨基酸、必需氨基酸和非必需氨基酸含量方面均存在一定差異。其中黃色種群總氨基酸含量要極顯著高于普通種群（F=1 776.04，df=1，P=0.005 1）;普通種群必需氨基酸含量和比例要高于黃色種群，必需氨基酸比例在不同種群間存在顯著性差異（F=354.69，df=1，P=0.033 8），在含量方面差異未達(dá)到顯著水平;黃色種群非必需氨基酸含量顯著高于普通種群（F=875.49，df=1，P=0.021 5），達(dá)到2 777.07±44.09 μg·g-1。結(jié)果表明，普通豆天蛾種群體內(nèi)必需氨基酸較高，而黃色種群在非必需氨基酸和總氨基酸含量方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

2.3 ?種群間體內(nèi)脂肪酸含量差異

由表2可以看出，豆天蛾幼蟲體內(nèi)不同脂肪酸含量存在一定差異，其中以9，12，15-十八碳三烯酸（α-亞麻酸）和（Z）-11-二十碳烯酸最高，在普通種群和黃色種群體內(nèi)，以上2種脂肪酸含量分別達(dá)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（亞油酸）、（Z）-9-十八碳烯酸（油酸）、十八烷酸（硬脂酸）、十六烷酸（棕櫚酸）次之，其他脂肪酸含量均維持在較低水平。不同種群間各脂肪酸含量存在一定差異，除十四烷酸（肉蔻酸）外，其他脂肪酸含量均表現(xiàn)為黃色種群>普通種群，其中棕櫚酸、十七烷酸（珠光脂酸）、硬脂酸、油酸、亞油酸和α-亞麻酸含量在2個(gè)種群間差異較為明顯，黃色種群以上6種脂肪酸含量分別比普通種群高25.16%、30.57%、38.17%、33.12%、32.00%和41.02%，其中α-亞麻酸含量差異最為明顯。以上結(jié)果表明，黃色體色有利于體內(nèi)脂肪酸含量的積累，分析體色相關(guān)基因可能參與調(diào)控了脂肪酸代謝途徑。

進(jìn)一步分析豆天蛾幼蟲體內(nèi)不同類型脂肪酸含量（見圖3），發(fā)現(xiàn)豆天蛾幼蟲體內(nèi)不飽和脂肪酸含量要遠(yuǎn)高于飽和脂肪酸含量，飽和脂肪酸含量?jī)H占總脂肪酸含量9.3%左右，而不飽和脂肪酸含量占90.7%左右，約為飽和脂肪酸含量的9.8倍。不同豆天蛾種群體內(nèi)不同類型脂肪酸含量也有所不同。結(jié)果表明，黃色種群體內(nèi)飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸及總脂肪酸含量均顯著高于普通種群（F=296.92，df=1，P=0.036 9;F=169.88，P=0.048 7和F=179.34，P=0.047 5）。黃色種群飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸及總脂肪酸含量分別達(dá)到240.30±2.38 mg·kg-1、2972.61±35.96 mg·kg-1和3283.64±38.34 mg·kg-1。以上結(jié)果表明，豆天蛾幼蟲體色可在一定程度上反映其體內(nèi)脂肪酸含量，表現(xiàn)為黃色體色的豆天蛾幼蟲體內(nèi)飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸含量均高于綠色體色的豆天蛾幼蟲。

3 ?結(jié)論與討論

3.1 ?討論

昆蟲具有種類多，繁殖速度快，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等優(yōu)良特點(diǎn)，是人類可利用的重要食物資源[8-9]。作為一種食用昆蟲，豆天蛾?duì)I養(yǎng)品質(zhì)的高低和口感的好壞直接影響當(dāng)?shù)厝藗兿M(fèi)狀況[10-11]。田華等[12]研究表明，豆天蛾是一種高蛋白食用昆蟲，其幼蟲體內(nèi)干物質(zhì)中，蛋白質(zhì)含量能夠達(dá)到63.7%，遠(yuǎn)高于人類常食用的雞蛋（14.7%）、牛奶（26.1%）、豬肉（15.7%）和大豆（36.3%）等食物。豆天蛾體內(nèi)多糖CBP3主要是由甘露糖、葡萄糖和半乳糖等單糖組成，是一種含羧基的酸性多糖，具有較強(qiáng)的抗氧化活性[13]，但是對(duì)于豆天蛾幼蟲體內(nèi)糖原和單糖含量的研究未見報(bào)道。吳勝軍等[14]研究認(rèn)為，豆天蛾幼蟲體內(nèi)氨基酸總量（42.53 g/100 g）與雞蛋（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較于上述幾種食物具有一定優(yōu)勢(shì)，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]研究結(jié)果表明，豆天蛾幼蟲體內(nèi)不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的38.56%，各脂肪酸含量中，以十八烯酸和棕櫚酸相對(duì)較高，分別達(dá)到35.65%和29.01%，但也有研究認(rèn)為，豆天蛾幼蟲不飽和脂肪酸含量能達(dá)到61.74%，各脂肪酸含量中以亞麻酸（34.11%）和棕櫚酸（31.56%）較高[16]。豆天蛾體內(nèi)的醇提物具有抗疲勞的作用[17]。本研究中，豆天蛾幼蟲體內(nèi)可溶性蛋白含量要約為糖原和多糖含量的1.8倍和10倍;必需氨基酸占總氨基酸含量的20%左右，各氨基酸含量中，以絲氨酸、組氨酸、谷氨酸和精氨酸含量較高;體內(nèi)不飽和脂肪酸占總脂肪酸含量的比例達(dá)到90.7%左右，各脂肪酸中，α-亞麻酸和亞油酸含量較高，這兩種物質(zhì)均為必需脂肪酸。其中α-亞麻酸在體內(nèi)參與磷脂的合成、代謝，轉(zhuǎn)化為人體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），具有延緩衰老、抗過(guò)敏、抑制癌癥的發(fā)生和轉(zhuǎn)移等功效[18];亞油酸能夠有效降低血液膽固醇，軟化心腦血管，預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化[19]。本研究中豆天蛾幼蟲各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的含量與前人研究結(jié)果差異較大，初步分析可能是由于前人關(guān)于豆天蛾?duì)I養(yǎng)成分研究對(duì)象均為干燥處理后的豆天蛾幼蟲粉末樣品[13-16]，而本研究中的主要分析對(duì)象為采集的豆天蛾幼蟲鮮樣。此外，前人關(guān)于昆蟲幼蟲體色與營(yíng)養(yǎng)成分相關(guān)性分析的研究較少，本文分析了普通和黃色兩個(gè)豆天蛾種群體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的差異。結(jié)果顯示，黃色種群體內(nèi)可溶性蛋白、糖原、單糖、非必須氨基酸、脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均高于普通種群。同時(shí)，黃色種群體內(nèi)含有更多的α-亞麻酸和亞油酸，具有更高的利用價(jià)值。初步明確了營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較好的豆天蛾幼蟲體色，但是對(duì)體色如何參與調(diào)控營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝途徑及與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)間的相關(guān)性如何未進(jìn)行深入探究，此外，豆天蛾幼蟲分化出不同體色，其他體色分化是由于環(huán)境因子導(dǎo)致還是遺傳，體色分化是否可遺傳，目前尚未見報(bào)道，因此在豆天蛾體色分化的機(jī)制及與體色相關(guān)基因表達(dá)等方面還有待于進(jìn)一步研究。下一步擬參照其他昆蟲[20-22]設(shè)計(jì)試驗(yàn)，深入探究體色參與物質(zhì)代謝途徑的調(diào)控機(jī)制。

3.2 ?結(jié)論

本研究分析了2個(gè)豆天蛾種群體內(nèi)可溶性蛋白、糖原、單糖、氨基酸和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的差異，認(rèn)為黃色種群具有比普通種群更高的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，尤其是不飽和脂肪酸水平遠(yuǎn)高于普通種群，本研究結(jié)果可為豆天蛾幼蟲品質(zhì)改良和豆丹產(chǎn)品開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)，促進(jìn)豆丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：敬廷桃）

收稿日期：2022-02-16

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金項(xiàng)目[CX（20）3117];蘇北科技專項(xiàng)項(xiàng)目（SZ-LYG202139）。

作者簡(jiǎn)介：郭明明（1988—），男，山西呂梁人，碩士，助理研究員，主要從事豆天蛾生理特性研究。E-mail：gmm30277@163.com。

*為通信作者，E-mail：fantrta@163.com。