木薯蠶蛹氨基酸構(gòu)成分析

龍 悅，黃先智*，丁曉雯，王海燕，王 健，羅金風，任美燕

(1.西南大學食品科學學院，重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，重慶 400716；2.西南大學蠶學與系統(tǒng)生物研究所，重慶 400716；3.重慶市畜牧科學院，重慶 402460)

蠶蛹既是一種營養(yǎng)價值高的美食，也是一種功能活性強的中藥，自古以來就得到廣泛應用。蠶蛹蛋白質(zhì)含量相當豐富，約占干質(zhì)量的60%，包含人體所需的18種氨基酸，其中8種必需氨基酸(EAAs)的含量高達40%以上，符合聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織(FAO/WHO)所提出的理想蛋白質(zhì)模式[1]。近年來，衛(wèi)生部批準蠶蛹是“作為普通食品管理的食品新資源名單”中唯一的昆蟲類食品[2-3]。

蓖麻蠶是以蓖麻葉、木薯葉等為食料的吐絲結(jié)繭的經(jīng)濟昆蟲之一，屬鱗翅目，大蠶蛾科[4]。當蓖麻蠶以木薯葉為食料時，生產(chǎn)上俗稱木薯蠶。木薯可作為重要的生物質(zhì)能源原料，目前廣西木薯種植面積達到26萬公頃，利用秋季木薯葉飼養(yǎng)蓖麻蠶，可以提高種植木薯的經(jīng)濟效益。木薯蠶的蠶繭可以作為絹紡原料，木薯蠶蛹的有效開發(fā)，是實現(xiàn)木薯蠶產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的關鍵。但是，目前對木薯蠶蛹研究的報道很少。

本實驗通過測定木薯蠶蛹干品中的蛋白質(zhì)含量、氨基酸組成及含量，應用氨基酸評分法探討木薯蠶蛹蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，以期為木薯蠶蛹的綜合利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

木薯蠶蛹干品由西南大學蠶學與系統(tǒng)生物研究所提供，產(chǎn)地為廣西南寧。

氫氧化鈉、硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸、硼酸、鹽酸均為分析純 成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設備

K-360全自動凱氏定氮器 瑞士Buchi公司；L-8800型全自動氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 木薯蠶蛹中粗蛋白的測定

采用GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》[5]中凱氏定氮法測定。

1.3.2 木薯蠶蛹氨基酸成分測定

采用GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》[6]中氨基酸自動分析儀法測定。

準確稱取100mg木薯蠶蛹粉于18mm×180mm試管中，向盛有樣品的試管中加入14mL 6mol/L鹽酸，振蕩混勻。用酒精噴燈把該試管口下1/3處拉細到4～6mm，抽真空10min后封管。處理過的試管置于(110±1)℃恒溫烘箱中水解22h，拿出冷至室溫，搖勻過濾，取1mL濾液于50mL燒杯中，于60℃恒溫水浴蒸干濾液，加入0.02mol/L鹽酸稀釋10倍，用0.45μm濾膜過濾上機即可。

分析條件：分離柱4.6mm×60mm，洗脫液流速0.4mL/min，柱溫70℃，柱壓10.230MPa；反應柱：茚三酮及茚三酮緩沖液流速0.35mL/min，柱溫135℃，柱壓0.982MPa。

每組實驗3次平行，數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2007 分析。

2 結(jié)果與分析

蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評價對于食品品質(zhì)的鑒定、新食品資源的研究和開發(fā)、指導人群膳食等具有重要意義。在營養(yǎng)學上主要從食物蛋白質(zhì)含量、消化吸收程度和人體利用程度這3個方面全面評價食物蛋白的營養(yǎng)價值[7]。本研究主要針對木薯蠶蛹中蛋白質(zhì)含量、氨基酸組成及含量、氨基酸評分進行分析。

2.1 木薯蠶蛹中粗蛋白的含量

蛋白質(zhì)含量是蛋白質(zhì)發(fā)揮其營養(yǎng)價值的物質(zhì)基礎。測定得到木薯蠶蛋白質(zhì)含量占干質(zhì)量的(66.94±0.89)%，而Longvah等[8]報道產(chǎn)自印度班加羅爾的木薯蠶蛹蛋白質(zhì)含量為(54.8±0.61)%。由此可見，本實驗采用的木薯蠶蛹樣品中蛋白質(zhì)含量要高于印度班加羅爾的。

王海燕等[9]測得的桑蠶蛹中蛋白質(zhì)含量為41.13%，魏兆軍等[10]報道的值為50%～55%，可見，木薯蠶蛹中的蛋白質(zhì)含量比桑蠶蛹中的更高。

2.2 木薯蠶蛹的氨基酸組成及含量

從對人體營養(yǎng)的角度可將構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸劃分為必需氨基酸(essential amino acid，EAA)和非必需氨基酸(noessential amino acid，NEAA)兩大類[11]。EAA是指人體不能合成或合成速度不能滿足機體需要，必須從食物中直接獲取的氨基酸，包括異亮氨酸Ile、亮氨酸Leu、賴氨酸Lys、苯丙氨酸Phe、蘇氨酸Thr、纈氨酸Val、蛋氨酸Met，色氨酸Trp；NEAA可通過人體自身合成[11]。

本實驗對木薯蠶蛹中氨基酸組成及含量進行分析，其測定圖譜見圖1。

圖 1 木薯蠶蛹粉氨基酸圖譜Fig.1 The chromatogram of amino acids composition in eri silkworm pupa powder

由圖1可知，木薯蠶蛹中除了色氨酸，檢測出17種氨基酸。木薯蠶蛹中氨基酸含量見表1。

表 1 木薯蠶蛹粉與桑蠶蛹粉中氨基酸成分分析比較Table 1 Comparison of amino acid contents in eri silkworm pupa and in silkworm pupa

從表1可看出，木薯蠶蛹中含有17種氨基酸，包括7種必需氨基酸(除色氨酸外)；它們的必需氨基酸和非必需氨基酸的構(gòu)成與桑蠶蛹類似；木薯蠶蛹除蛋氨酸外，其他氨基酸的含量都比桑蠶蛹高。

木薯蠶蛹總氨基酸(TAA)含量為42.097%，必需氨基酸(EAA)含量15.771%、非必需氨基酸(NEAA)含量26.326%，均高于桑蠶蛹中上述指標的量。

根據(jù)WHO/FAO所提出的參考蛋白模式，必需氨基酸與總氨基酸(EAA/TAA%)的比值≥36%[12]，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值(EAA/NEAA)在0.6左右[12-13]為理想的蛋白質(zhì)模式。木薯蠶蛹EAA/TAA%為37.460%，EAA/NEAA為0.60，符合WHO/ FAO所提出的參考蛋白模式。

在木薯蠶蛹中，必需氨基酸含量高低順序為：亮氨酸Leu＞纈氨酸Val＞苯丙氨酸Phe＞賴氨酸Lys＞異亮氨酸Ile＞蘇氨酸Thr＞蛋氨酸Met。在非必需氨基酸中含量最高的為谷氨酸Glu，其次為天門冬氨酸Asp，這兩種氨基酸與蠶蛹的鮮味有著緊密的關系，特別是谷氨酸是最重要的鮮味氨基酸；而半胱氨酸Cys含量最低。

2.3 木薯蠶蛹蛋白質(zhì)營養(yǎng)評價

各類蛋白質(zhì)所含的必需氨基酸組成比例越接近人體需要氨基酸的比例，則其質(zhì)量就越優(yōu)[9]。據(jù)此，WHO和FAO于1973 年提出了評價蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的必需氨基酸模式——氨基酸評分(amino acid score，AAS)[14]。按以下公式求得氨基酸評分(AAS)：

根據(jù)這個評分公式對木薯蠶蛹粉中的必需氨基酸進行比較，結(jié)果見表2。

表 2 木薯蠶蛹粉中必需氨基酸含量與WHO/FAO氨基酸評分模式比較Table 2 Comparison of essential amino acid profile of eri silkworm pupa with WHO/FAO scoring models

由表2可知，木薯蠶蛹的氨基酸評分為64，而桑蠶蛹的氨基酸評分為73。由此可知，雖然木薯蠶蛹的蛋白質(zhì)和必需氨基酸的總量都比桑蠶蛹高，但是它們所含的必需氨基酸比例合理性不如桑蠶蛹好。

木薯蠶蛹中芳香族氨基酸(苯丙氨酸和酪氨酸)含量高于FAO氨基酸模式，而異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、含硫氨基酸(蛋氨酸和半胱氨酸)、蘇氨酸、纈氨酸都約低于FAO氨基酸模式。氨基酸評分相對較低的必需氨基酸為限制性氨基酸(limiting amino acid)，氨基酸評分最低的為第一限制性氨基酸[14]。由表2可知，木薯蠶蛹中賴氨酸的氨基酸評分最低為64，是木薯蠶蛹的第一限制性氨基酸；亮氨酸、蘇氨酸和含硫氨基酸的氨基酸評分也較低，也屬于木薯蠶蛹的限制性氨基酸。

蛋白質(zhì)中某些氨基酸含量不足時，會影響氨基酸的吸收和蛋白質(zhì)的合成；相反，某種氨基酸的含量過多時，會造成氨基酸之間氮平衡的破壞，從而影響對其他氨基酸的吸收。這主要是因為組成人體各種組織細胞蛋白質(zhì)的氨基酸有一定比例[15]，所以應注意使每日膳食中蛋白質(zhì)提供的各種必需氨基酸的比例接近人體氨基酸比例。

蠶蛹蛋白主要為球蛋白，比纖維蛋白更容易被人體消化吸收，更適合于作為嬰幼兒和老年人營養(yǎng)食品的蛋白質(zhì)添加劑[10]。目前，蠶蛹蛋白的主要研究工作集中在蛋白的提取工藝[16]和復合氨基酸[17]的制備。木薯蠶蛹作為絹紡的副產(chǎn)物，是一種廉價的優(yōu)質(zhì)天然氮源，有望用于研制和開發(fā)木薯蠶蛹蛋白、氨基酸產(chǎn)品。

3 結(jié) 論

3.1 木薯蠶蛹中蛋白質(zhì)含量為(66.49±0.89)%，比桑蠶蛹中的蛋白質(zhì)含量更高。

3.2 木薯蠶蛹中含有17種氨基酸，包括7種必需氨基酸(色氨酸未測到)，其含量分別為：谷氨酸(5.180±0.15)%、天冬氨酸(4.317±0.08)%、甘氨酸(3.431±0.06)%、亮氨酸(3.184±0.21)%、纈氨酸(2.662±0.07)%、苯丙氨酸(2.510±0.07)%、酪氨酸(2.489±0.08)%、賴氨酸(2.365±0.12)%、精氨酸(2.334±0.15)%、丙氨酸(2.205±0.18)%、異亮氨酸(2.166±0.19)%、脯氨酸(2.089±0.14)%、蘇氨酸(1.901±0.16)%、絲氨酸(1.863±0.13)%、組氨酸(1.722±0.12)%、蛋氨酸(0.983±0.11)%、半胱氨酸(0.696±0.04)%、符合WHO/FAO所提出的參考蛋白模式。

3.3 木薯蠶蛹的氨基酸評分為64分，賴氨酸是木薯蠶蛹的第一限制性氨基酸。

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