不同品種柞蠶蛹營養價值及風味評價

李青峰，王詩琦，趙賀，李宏，朱有敏

(遼寧省蠶業科學研究所，遼寧 鳳城，118100)

柞蠶是我國傳統的特色經濟昆蟲，柞蠶業在資源、產業、技術等諸多方面都具有絕對優勢。傳統意義上的養蠶是為了繅絲制綢，但現階段的科技發展及市場需求為傳統的柞蠶業賦予了新的生命——昆蟲食品[1]。柞蠶蛹食品作為傳統的昆蟲食品因其蛋白質含量高、營養結構均衡、繁育周期短、資源豐富等特點被營養學家所關注[2]，并受到廣大市民的青睞，因此,消費市場對柞蠶食用蛹的需求量急劇增長，甚至多次出現供不應求的局面。通過高營養價值柞蠶品種的選育來改變柞蠶蛹食品市場的質量和價值，并使蛹的營養含量更科學更適應人體健康的需要，這將是一條新的途徑[3]。已有研究證明，柞蠶品種間生理、生化的反應表現不同[4-5]，其代謝的各物質含量也有差異[6-8]，但在實踐上，關于這種差異的大小是否可以檢測和量化，現行品種中的營養物質是否有差異等還沒有進一步的研究，僅見部分柞蠶蛹營養成分的測試分析[9-10]。另外，柞蠶的綜合利用研究及應用發展較快，隨著大量柞蠶蛹食品的問世，也需要含有不同營養物質的柞蠶品種來適應不同的市場需求，實現柞蠶品種的多樣化。本試驗選取遼寧省現行5個不同品種柞蠶蛹，通過測得基本營養成分和氨基酸的含量及組成，對其營養價值和風味進行科學評價，旨在為高營養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，促進柞蠶蛹育種、醫藥和食品開發業的協調發展。

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行主要的5個生產品種，分別為9906、抗大、821、早418和遼蠶582，均由遼寧省蠶業科學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有限公司；混合氨基酸標準品、色氨酸標準品，美國Sigma公司；考馬斯亮藍G-250、牛血清蛋白標準液(100 mg/100mL)，上海生工生物公司。

1.2 儀器與設備

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，日本Thermo公司。

1.3 實驗方法

測試由沈陽農業大學生物技術學院和沈陽農業大學分析測試中心進行。

1.3.1 基本營養成分測定方法

參照文獻[11]方法，利用105 ℃烘干恒重法對柞蠶蛹水分含量進行測定；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。測定結果以其在柞蠶蛹樣品中的質量分數的形式表示。

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-甲醇溶液進行水浴和皂化，再加入14%(質量分數)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行分析，測定結果以粗脂肪中各種不飽和脂肪酸質量分數的形式表示。

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 營養評價方法

根據WHO/FAO建議的每1 g氮氨基酸評分標準模式[15]和雞蛋蛋白質評分標準模式[16]，分別計算[17]每種必需氨基酸的氨基酸評分(amino acidscore，AAS)、化學評分(chemical score，CS)、必需氨基酸指數(essential amino acid index，EAAI)、營養指數(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評分標準模式同種氨基酸含量；Ae為雞蛋蛋白質中同種氨基酸含量；s為標準模式中氨基酸含量；Mp為待測樣品中蛋白質含量。

1.4 數據分析

試驗數據采用SPSS 17.0軟件進行統計分析，測定數據以“平均數±標準誤”表示，P<0.05為差異顯著，P>0.05為差異不顯著。

2 結果與分析

2.1 不同品種柞蠶蛹基本營養成分含量分析

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，質量分數在76.82%～79.26%；粗蛋白含量豐富，質量分數均在12%以上，其中抗大粗蛋白質量分數為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量分數只有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，參與體內脂質代謝[19]。油酸能夠提供身體所需能量，具有降血糖，調節血脂的作用；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]，具有調節免疫能力，降低血液膽固醇[21]，抗動脈粥樣硬化和保護神經元等作用[22]，是成年人需要重點補充的重要營養成分。結合表1所得5個不同品種柞蠶蛹樣品中粗脂肪的質量分數，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量分數最低，但3種主要不飽和脂肪酸相對含量最高，達到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保健和食用開發價值；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量分數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FAO/WHO推薦的較理想蛋白質標準，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%，均屬于優質蛋白質資源[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評價

根據測得5個品種柞蠶蛹氨基酸含量和FAO/WHO評分標準模式及雞蛋模式，得到5個品種柞蠶蛹的AAS、CA、EAAI、NI和BV如表4、表5所示。結果表明5個品種柞蠶蛹蛋白質中的異亮氨酸、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；賴氨酸、蘇氨酸和色氨酸的含量均高于雞蛋模式蛋白質。參照AAS標準，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，數值越接近100的樣品與標準氨基酸模式越接近，相對營養價值更高。由表5可知，5個品種柞蠶蛹蛋白質的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價值更高。BV是指蛋白質被消化后的利用率，NI綜合考慮食物中蛋白質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。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，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成的支鏈氨基酸參與人體骨骼肌代謝，同時有保肝護肝、抑制癌細胞、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準，可以用來評價食物的營養價值，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，游離氨基酸的含量與種類是評價食品食用品質的一項重要指標[26]。根據氨基酸的呈味特征，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，在食品領域常被用作重要的鮮味劑，同時其還含較高的營養價值，并具有預防治療肝昏迷及保護肝臟的功能[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，柞蠶蛹獨特的鮮美口感與其含有較高的鮮味氨基酸有關，本研究5個品種柞蠶蛹中抗大的口感風味更佳。

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量分數最高且粗脂肪質量分數最低(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FAO/WHO標準屬于優質蛋白質資源。抗大和遼蠶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相對營養價值更佳、蛋白質消化利用率更高。

風味評價顯示，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。綜合營養和風味評價來看，抗大和遼蠶582品種的營養價值更高更均衡，風味更佳，研究結果對柞蠶蛹食品開發具有重要意義，同時可以作為高營養價值新品種選育的親本進一步研究。