廣西三個產(chǎn)區(qū)蟲茶主要茶特征成分、揮發(fā)性成分分析及氨基酸營養(yǎng)評價

溫立香，袁冬寅，歐淑瓊，張 芬，陳家獻，黃壽輝，馮春梅，彭靖茹

（廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西亞熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西南寧 530001）

蟲茶素有茶界“貓屎咖啡”之稱，其加工過程非常特殊，是人類以一些特定植物飼養(yǎng)某些特定昆蟲后，將幼蟲的排泄物經(jīng)過后期加工制作成茶類飲料。作為中國南方地區(qū)特有的一種傳統(tǒng)保健飲品，蟲茶有清熱解毒、健胃促消化等功能，對牙齦出血、腹瀉、胃損傷、降脂降壓、調(diào)節(jié)腸道微生物、抗癌等有較好療效。蟲茶主產(chǎn)區(qū)在廣西、貴州、湖南等省的少數(shù)名族山區(qū)地區(qū)，廣西因地理環(huán)境條件特殊、少數(shù)民族集聚且各地有飲涼茶習(xí)慣，蟲茶產(chǎn)區(qū)分布最廣，主要分布在三江、龍勝、融安、平南等地，近年來蟲茶已逐漸成為廣西山區(qū)群眾尤其是少數(shù)民族群眾脫貧致富的特色產(chǎn)業(yè)之一。

蟲茶涉及產(chǎn)茶昆蟲和寄食植物兩個部分，二者的種類對蟲茶的香氣、滋味及功能等有重要的影響，目前已知蟲茶的寄食植物主要有化香樹、鉤藤、茶葉、金銀花和三葉海棠等。中國許多學(xué)者在蟲茶營養(yǎng)成分及評價方面做了大量研究，研究結(jié)果表明蟲茶內(nèi)含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)如粗蛋白、茶多酚、黃酮類、人體必需氨基酸以及多種微量元素，對人體有多種功效作用。目前對廣西蟲茶營養(yǎng)成分尤其是氨基酸組成和香氣成分特點等的研究報道較少。

為挖掘掌握廣西不同產(chǎn)區(qū)蟲茶的營養(yǎng)特點，進一步豐富我國特種蟲茶營養(yǎng)成分的研究，填補相關(guān)研究內(nèi)容的空缺，本文以廣西三個主產(chǎn)區(qū)蟲茶為研究對象，對其主要營養(yǎng)成分、香氣物質(zhì)及氨基酸組成等進行分析及綜合評價，以期為廣西蟲茶的開發(fā)利用及未來的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

三江、龍勝產(chǎn)區(qū)蟲茶 一級產(chǎn)品，市售；融安產(chǎn)區(qū)蟲茶 于融安車田茶葉合作社加工制作而成，均為一級產(chǎn)品；甲醇、苯酚、茚三酮（分析純）、氫氧化鈉、檸檬酸鈉（優(yōu)級純） 北京伊諾凱科技有限公司；乙腈、乙酸 色譜純，德國默克公司；鹽酸 優(yōu)級純，華希盛華希盛化工廠有限公司。

Agilent 1260 高效液相色譜、Agilent 7890A-5975C GC-MS 美國安捷倫公司；TD4 低速臺式離心機 上海盧湘儀離心機儀器有限公司；BSA223S電子天平 德國賽多利斯公司；V388s 全自動氨基酸分析儀 德國曼默博爾公司；9006A 型鼓風(fēng)干燥箱上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 蟲茶加工制作工藝 收集成熟的酸棗葉作為原料，堆放發(fā)酵后自然引化產(chǎn)茶昆蟲（雙直巢螟）進行產(chǎn)卵、孵化，幼蟲蠶食原料（原料堆溫控制在40 ℃以下），待產(chǎn)茶昆蟲蠶食后的消化發(fā)酵物晾干后收集，去除雜物、雜質(zhì)并進行篩分分級，得到蟲茶半成品。對蟲茶半成品采用熱風(fēng)法110 ℃烘15 min，晾涼后再用80 ℃烘至水分含量10%，得到蟲茶成品密封備用。

1.2.2 理化成分測定 水浸出物、茶多酚、咖啡堿、氨基酸分別參照GB/T 8305-2013《茶 水浸出物測定》、GB/T 8313-2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》、GB/T 8312-2013《茶 咖啡堿測定》、GB/T 5009.124-2016《食品安全國家標(biāo)準 食品中氨基酸的測定》進行測定。

1.2.3 揮發(fā)性成分測定 揮發(fā)性成分參考王睿等的方法進行測定，具體如下：蟲茶揮發(fā)性成分提?。翰捎肧DE 法，將蟲茶樣品粉碎，稱取50 g 置于2 L 的圓底燒瓶中，加入100 ℃蒸餾水1 L，同時加入10 g/mL癸酸乙酯0.5 mL 及少許玻璃珠，用50 mL 重蒸乙醚萃取。對電熱套加熱，微沸下提取20 min。向乙醚萃取液中加入無水硫酸鈉除去水分。4 ℃靜置1 d后用N濃縮提取液至0.2 mL，重復(fù)該過程5 次，合并5 次的提取液，冷凍干燥后加入DMSO 備用。

GC 分析條件：HP-5MS 柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm；進樣口溫度250 ℃；載氣為高純He，恒流模式，流速為1 mL/min；初始溫度50 ℃，保留1 min，10 ℃/min 升至220 ℃，保持1 min，5 ℃/min 升至280 ℃，保持4 min，50 ℃/min 升至300 ℃，保持2 min。進樣量1 mL，進樣方式為不分流。

EI-MS 分析條件：離子源溫度280 ℃，電離能量70 eV，溶劑延遲時間4 min；電子轟擊電離源（EI）。將得到的質(zhì)譜數(shù)據(jù)對照標(biāo)準譜庫對蟲茶揮發(fā)性成分進行確認，并用面積歸一法進行半定量。

1.2.4 氨基酸營養(yǎng)價值評價 食物中必需氨基酸的組成越接近人體必需氨基酸組成比例，營養(yǎng)價值越高。本文中參考氨基酸比值系數(shù)法，對照WHO/FAO提出的理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式譜評價廣西不同產(chǎn)區(qū)蟲茶的營養(yǎng)價值，按以下公式（1）～（5）計算各參數(shù)。

以國際時尚消費理念為先導(dǎo)的雞精產(chǎn)品，具有耐高溫、不串味、食后感覺不口干，以及可以不受烹飪時間限制而隨時添加的優(yōu)點，很好地迎合了消費者的需求，逐漸成為家庭廚房美食中必不可少的佐餐用料。

氨基酸比例（essential amino acid，EAA%）=樣品某必需氨基酸含量/氨基酸總量 式（1）；

氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA）=樣品中EAA%/模式譜相應(yīng)EAA%（因Cys 與Tyr 分別由Met與Phe 轉(zhuǎn)變而成，故在本研究中將Phe 和Tyr，Met 和Cys 分別合并進行計算） 式（2）；

氨基酸比值系數(shù)（ratio coefficient of amino acid，RCAA）=樣品某必需氨基酸的RAA/各必需氨基酸RAA 的均值 式（3）；

氨基酸比值系數(shù)分（score of ratio coefficient of amino acid，SRCAA）=100-CV×100（式中：CV 為RCAA的變異系數(shù)） 式（4）；

式中：n 為參與比較的氨基酸數(shù)目；aai 為樣品中某EAA 的比例；AAi 為WHO/FAO 模式譜中與aai相應(yīng)的EAA 的比例。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 和Excel 2010 軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析，三次重復(fù)，多重比較采用Duncan 法。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣西三個產(chǎn)區(qū)蟲茶主要茶特征成分分析

由表1 可知，廣西三個產(chǎn)區(qū)蟲茶的水浸出物、氨基酸含量極為豐富，平均含量超過三葉蟲茶（水浸出物36.44%，氨基酸1.39%）、老鷹茶蟲釀茶（水浸出物26.29%，氨基酸未檢出）、灰青蟲茶（水浸出物30.3%，氨基酸13.23 mg/g）及普通綠茶（水浸出物35%左右，氨基酸1%～4%）。不同產(chǎn)區(qū)蟲茶的水浸出物、氨基酸、茶多酚均存在極顯著差異（＜0.01），龍勝產(chǎn)區(qū)蟲茶內(nèi)含物質(zhì)最為豐富，水浸出物、茶多酚含量都最高，其中水浸出物超過三個產(chǎn)區(qū)均值的38.10%，融安產(chǎn)區(qū)氨基酸最豐富。同時，分析結(jié)果顯示廣西蟲茶普遍具有低咖啡堿的特性，龍勝、三江產(chǎn)區(qū)咖啡堿含量僅為0.03 和0.01 g/kg，而融安產(chǎn)區(qū)寄食植物原料經(jīng)產(chǎn)茶昆蟲體內(nèi)發(fā)酵降解后，咖啡堿未檢出，廣西蟲茶營養(yǎng)豐富又兼具低咖啡堿特性，可作為咖啡堿敏感消費者的佳選。

表1 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶主要茶特征成分Table 1 Main tea characteristic components of insect tea from three producing areas

2.2 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶揮發(fā)性成分分析

廣西三個產(chǎn)區(qū)蟲茶揮發(fā)性成分結(jié)果如表2 所示。供試茶樣共檢測出36 種揮發(fā)性組分，包括芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇、3-己烯醇等醇類8 種，十四酸甲酯、鄰苯二甲酸二異丁酯等酯類5 種，亞油酸、十六酸、亞麻酸、棕櫚酸等酸類10 種，壬醛、苯甲醛等醛類4 種，丙烯酮等酮類2 種，烯類1 種，葵烷、2-甲基萘、吲哚等其他化合物6 種。三個產(chǎn)區(qū)蟲茶揮發(fā)性組分差異較大，融安產(chǎn)區(qū)共檢測出16 種揮發(fā)性物質(zhì)，龍勝和三江產(chǎn)區(qū)各檢測出17 種。融安產(chǎn)區(qū)揮發(fā)性成分包括醇、酯、酸、烯、酮及其他類化合物，醛類物質(zhì)未檢出，其他類化合物包括葵烷、草酰胺、2-甲基萘、7-氯-4-甲氧基-3-甲基喹啉、5-乙基-2-氧代-1,3,4,5a,10-五氮雜環(huán)戊烷-[a]芴5 種；龍勝產(chǎn)區(qū)揮發(fā)性成分包括醇、酯、酸、烯、醛及其他類化合物，酮類物質(zhì)未檢出，其他類化合物只檢出吲哚1 種；三江產(chǎn)區(qū)蟲茶的揮發(fā)性成分相對于融安和龍勝產(chǎn)區(qū)類別較單一，只檢出醇、酯、酸及其他類化合物，烯、酮、醛類物質(zhì)均未檢出，其他類化合物只檢出2-甲基萘1 種。

由表2 各類揮發(fā)性成分的檢測結(jié)果可知，廣西三個產(chǎn)區(qū)蟲茶香氣的主要呈味物質(zhì)不同，融安產(chǎn)區(qū)蟲茶揮發(fā)性成分以醇、酮類為主，兩類物質(zhì)占揮發(fā)性組分總量的56.88%，其中醇類31.02%，芳樟醇為醇類主要構(gòu)成物質(zhì)，占總醇類的72.28%，丙烯酮為酮類主要構(gòu)成物質(zhì)，占總酮類的86.18%；龍勝產(chǎn)區(qū)以醛、酯類為主，兩類物質(zhì)占揮發(fā)性組分總量的76.23%，其中醛類占54.00%，醛類主要構(gòu)成物質(zhì)為壬醛和苯甲醛，占總?cè)╊惖?6.96%，酯類主要構(gòu)成物質(zhì)為十四酸甲酯，占總酯類的80.44%；三江產(chǎn)區(qū)以酸、酯類為主，兩類物質(zhì)占揮發(fā)性組分總量的72.35%，其中酸類占50.85%，亞油酸、十六酸、十五酸為酸類主要構(gòu)成物質(zhì)，占總酸類物質(zhì)的84.31%，酯類主要構(gòu)成物質(zhì)與龍勝產(chǎn)區(qū)相同，也為十四酸甲酯，占總酯類的74.24%。融安地區(qū)產(chǎn)茶昆蟲為雙直巢螟，寄食植物主要為酸棗葉，三江、龍勝產(chǎn)茶昆蟲為化香夜蛾，寄食植物龍勝主要為化香樹、三江以鉤藤、藤茶為主，蟲茶香氣組分及呈香類型與產(chǎn)茶昆蟲和寄食植物相關(guān)，這可能也是造成各產(chǎn)區(qū)蟲茶香氣差異較大的主要原因。

表2 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶揮發(fā)性成分Table 2 Volatile components of insect tea from three producing areas

2.3 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶氨基酸組成、特性分析及營養(yǎng)價值評價

2.3.1 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶氨基酸組成及特性分析 不同產(chǎn)區(qū)蟲茶氨基酸類物質(zhì)組成及其特性歸類分析見表3、表4。結(jié)果顯示不同產(chǎn)區(qū)蟲茶氨基酸各組分含量差異較大，其中組氨酸（His）、甘氨酸（Gly）存在顯著性差異（＜0.05），精氨酸（Arg）、天門冬氨酸（Asp）等其他14 類氨基酸均有極顯著差異（＜0.01），氨基酸總量從高到低依次為融安（6.66 g/100 g）＞三江（6.64 g/100 g）＞龍勝（4.98 g/100 g）。天門冬氨酸（Asp）和谷氨酸（Glu）含量最高，為三個產(chǎn)區(qū)的兩種優(yōu)勢氨基酸，這兩種氨基酸是主要的呈味氨基酸，其中融安、三江、龍勝三個產(chǎn)區(qū)Asp 分別各占其氨基酸總量的12.31%、10.64%、11.45%，Glu 分別占總量的12.01%、11.25%、11.30%。三個產(chǎn)區(qū)蟲茶均含有7 種人體必需氨基酸，根據(jù)WHO/FAO 推薦的理想蛋白質(zhì)中EAA/ TAA 為40%左右、EAA/NEAA在60%以上的要求，廣西三個產(chǎn)區(qū)蟲茶EAA/ TAA分別為37.61%、39.56%、40.06%，融安產(chǎn)區(qū)EAA/TAA比值略低于40%，三江和龍勝產(chǎn)區(qū)都達到理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式，三個產(chǎn)區(qū)的EAA/NEAA 值均高于WHO/FAO 推薦的理想蛋白質(zhì)要求，說明廣西地區(qū)蟲茶營養(yǎng)價值較高，可考慮作為優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來源。

表3 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶氨基酸含量（g/100 g）Table 3 Amino acid content of insect tea from three producing areas (g/100 g)

表4 統(tǒng)計結(jié)果表明廣西蟲茶氨基酸種類齊全，含有豐富的各類氨基酸。已知兒童必需氨基酸由His、Arg 加上人體必需的7 種氨基酸構(gòu)成，三個產(chǎn)區(qū)蟲茶兒童必需氨基酸含量在2.34～3.15 g/100 g，其中三江產(chǎn)區(qū)的兒童必需氨基酸比例最高，加上其極低咖啡堿的特性，有作為適宜兒童飲用的強身健體飲料的潛力。自然界中氨基酸已知有20 余種，其中Asp、Gly、Glu、Met、Leu、Tyr、Phe、Lys 和Arg 為藥用氨基酸，對人體和動物具有某些特殊的醫(yī)療保健作用，三個產(chǎn)區(qū)蟲茶均含有9 種藥用氨基酸，這可能是廣西蟲茶具有藥用和保健功能的原因之一，值得深入研究與探索，其中融安地區(qū)藥用氨基酸含量最高，占總氨基酸的62.39%，鮮味氨基酸比例也最高。

表4 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶氨基酸特性分析Table 4 Analysis of amino acid characteristics of insect tea from three producing areas

支鏈氨基酸（BCAA）是分子結(jié)構(gòu)上有1 個甲基側(cè)鏈的一類功能性氨基酸，包括Leu、Ile、Val，研究表明BCAA 可以促進蛋白質(zhì)合成、提高機體免疫力及促進腸道發(fā)育，同時BCAA 與機體糖代謝相關(guān)，通過調(diào)節(jié)胰島素的分泌來調(diào)控組織中葡萄糖轉(zhuǎn)運載體的表達，進而增強骨骼肌對葡萄糖的吸收和葡萄糖的氧化。三個產(chǎn)區(qū)BCAA 含量占總氨基酸比例依次為三江15.51%＞龍勝15.46%＞融安14.41%，三江比例最高，與新疆枸杞的BCAA 相當(dāng)（野生黑果枸杞15.81%、黑杞1 號14.3%）。抗氧化性氨基酸（ATAA）包括Met、Tyr、His 及Cys，也屬于功能性氨基酸，三江產(chǎn)區(qū)的ATAA 總含量最高，龍勝其次，三個產(chǎn)區(qū)含量最高的ATAA 均為Tyr，Tyr 是酪氨酸酶單酚酶功能的催化底物，是形成優(yōu)黑素和褐黑素的重要原料，研究表明白癜風(fēng)患者吃富含Tyr 的食物能夠促進黑色素的形成，可減輕白癜風(fēng)癥狀。芳香族氨基酸（AAA）在生物體內(nèi)由莽草酸途徑合成，其生物學(xué)功能非常豐富，已在醫(yī)藥、生物材料等方面應(yīng)用廣泛。AAA 不僅影響產(chǎn)品香型香味，其與BCAA 構(gòu)成的支/芳值（BCAA/AAA）在肝病治療中具有臨床意義。三個產(chǎn)區(qū)AAA 占總氨基酸的比例均值為8.83%，其中龍勝地區(qū)AAA 的比例最高，此外，支/芳值均值為1.73，高于新疆枸杞（野生黑果枸杞0.45、黑杞1 號0.42），其開發(fā)利用潛力可進一步研究。

2.3.2 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶氨基酸營養(yǎng)價值評價 食品中必需氨基酸的種類組成及平衡狀態(tài)決定了其蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的高低，必需氨基酸組成比例與WHO/FAO模式譜越接近營養(yǎng)價值越高，越符合人體需求。對比不同產(chǎn)區(qū)蟲茶必需氨基酸模式與模式譜（見表5），三個產(chǎn)區(qū)蟲茶的Thr、Val、Ile、Leu、Phe+Tyr 含量均接近或高于WHO/FAO 模式譜，其中融安地區(qū)蟲茶的Thr 最為豐富，為模式譜的1.54 倍，龍勝的Val最豐富，為模式譜的1.45 倍，三個產(chǎn)區(qū)蟲茶的Phe+Tyr分別為模式譜的1.25、1.61、1.56 倍，可見廣西蟲茶的芳香族氨基酸都很豐富；此外，三個產(chǎn)區(qū)Met+Cys均低于模式譜，龍勝、三江兩個產(chǎn)區(qū)的Lys 也略低于模式譜，而融安產(chǎn)區(qū)的Lys 高于模式譜。

表5 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶EAA%與WHO/FAO 模式譜比較Table 5 Comparison for EAA% of insect tea from three producing areas with WHO/FAO model spectrum

參考氨基酸比值系數(shù)法計算RAA、RCAA、SRCAA 及EAAI 值來進一步評價不同產(chǎn)區(qū)蟲茶的營養(yǎng)價值。RAA 與RCAA 越接近1，說明食物中必需氨基酸組成比例越接近WHO/FAO 標(biāo)準譜，通常RCAA 最小值對應(yīng)的氨基酸為第一限制氨基酸，由表6 可知Met+Cys 為廣西三個產(chǎn)區(qū)蟲茶的共同第一限制氨基酸，Lys 為龍勝、三江兩個產(chǎn)區(qū)的第二限制氨基酸，RAA、RCAA 值均＜1。融安產(chǎn)區(qū)蟲茶除了Met+Cys 含量較低外，其他必需氨基酸的RAA、RCAA 值分別在1.09～1.54 和0.97～1.38 范圍內(nèi)，均接近或高于模式蛋白，尤其Thr 含量較高；龍勝、三江兩個產(chǎn)區(qū)除了第一、二限制氨基酸，其他必需氨基酸也均接近或高于模式蛋白，尤其Phe+Tyr 明顯高于模式蛋白。

表6 三個產(chǎn)區(qū)蟲茶EAA 的RAA、RCAA、SRCAA、EAAI 值Table 6 RAA,RCAA,SRCAA and EAAI values of insect tea EAA from three producing areas

SRCAA 可以表示食品中蛋白質(zhì)的相對營養(yǎng)價值，SRCAA 值越接近100，說明食物的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值越高。如表6 所示：三個產(chǎn)區(qū)的SRCAA 值為三江（77.96）＞龍勝（75.21）＞融安（71.33），均高于燕麥（70）、大米（70.5）、辣木籽（70.61），其中三江、龍勝兩地的高于小麥（72.47）、白菜（71.52），與豬肉（74）、牛肉（76）蛋白營養(yǎng)價值接近。EAAI 通常用來評價食品中蛋白質(zhì)的質(zhì)量，EAAI≤0.75 時說明該食品不適合做蛋白源、0.75≤EAAI≤0.85 時說明該食品為可用蛋白源、0.86＜EAAI≤0.95 時為良好蛋白源、EAAI＞0.95 為優(yōu)質(zhì)蛋白源，EAAI 值越大，表明其營養(yǎng)價值越高，計算結(jié)果顯示廣西三個產(chǎn)區(qū)蟲茶的EAAI 至在1.05～1.19 之間，均大于1，說明其有作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)源的較大潛力，可結(jié)合實際進一步進行開發(fā)利用。

3 結(jié)論

廣西蟲茶內(nèi)含物豐富且具有低咖啡堿高氨基酸的特性，不同產(chǎn)區(qū)蟲茶水浸出物、氨基酸、茶多酚等營養(yǎng)物質(zhì)與揮發(fā)性組分差異都較大，這與產(chǎn)茶昆蟲和寄食植物種類不同有關(guān)。三個產(chǎn)區(qū)蟲茶氨基酸組成、特性分析及營養(yǎng)價值評價結(jié)果顯示，廣西蟲茶氨基酸種類齊全，EAA/TAA、EAA/NEAA 值達到WHO/FAO 推薦的理想蛋白質(zhì)人體必需氨基酸模式，其中融安產(chǎn)區(qū)藥用氨基酸（MAA）、鮮味氨基酸（FAA）比例最高，三江產(chǎn)區(qū)兒童必需氨基酸（CEAA）、支鏈氨基酸BCAA、抗氧化性氨基酸（ATAA）比例最高，龍勝產(chǎn)區(qū)芳香族氨基酸（AAA）比例最高；融安產(chǎn)區(qū)有一個限制氨基酸，為蛋氨酸（Met）+胱氨酸（Cys），龍勝、三江產(chǎn)區(qū)有兩個限制氨基酸，第一、第二限制氨基酸分別為蛋氨酸（Met）+胱氨酸（Cys）、賴氨酸（Lys），其他必需氨基酸均接近或高于模式蛋白；此外，三個產(chǎn)區(qū)蟲茶的氨基酸比值系數(shù)分（SRCAA）在71.33～77.96 之間，必需氨基酸指數(shù)（EAAI）均大于1。綜上，廣西蟲茶營養(yǎng)豐富，是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源，具有作為咖啡堿敏感者、兒童等飲用的強身健體飲料開發(fā)的潛力。