向玉勇，陶 琴，于士军，张元昶

（滁州学院 生物与食品工程学院，安徽 滁州 239000）

昆虫广泛分布于自然界中，繁殖迅速，是动物中数量最多的类群。很多昆虫体内含有多种营养成分和活性成分。不同种类昆虫所含有营养成分和活性成分有一定差异，是一类具有良好开发潜力的生物资源。目前，人们对昆虫资源利用的研究主要集中在昆虫营养成分及活性物质分析方面[1−2]，对其粪便研究却非常少。已有研究表明：一些鳞翅目Lepidoptera昆虫的幼虫啃食特种植物叶片后排泄的粪便中含有丰富的蛋白质、矿物元素、人体必需氨基酸和脂肪酸，具有清热解毒、健脾养胃、助消化、降血压、降血脂等功效[3−4]，已被加工成“虫茶”产品，如弓须亥夜蛾Hydrillodes morosa取食化香树Platycarya strobilacea叶产生的粪便称为化香虫茶，米缟螟Aglossa dimidilata幼虫取食三叶海棠Malus siebodii叶产生的粪便称为三叶虫茶[4]。中国许多学者在这方面作了大量的研究，对一些虫茶如三叶虫茶、紫斑谷螟-白茶虫茶、米仓织蛾-豹皮樟虫茶的营养成分进行了分析和评价[5−7]。这些研究结果表明：不同种类昆虫粪便(虫茶)的营养成分存在一定的差异。中国昆虫资源丰富，约占世界昆虫种类总量的10%，还有很多种类尚未进行相关研究；需要对自然界中更多种类昆虫粪便的营养成分进行系统分析，并进行必要的生物安全性检测、食品卫生指标控制，为更好地开发虫茶资源提供科学依据[4]。金银花尺蠖Heterolocha jinyinhuaphaga为鳞翅目尺蛾科Geometridae昆虫，别名拱腰虫，是金银花主要食叶害虫之一。该虫在安徽省1 a发生3代[8]，常将叶片咬成缺刻或孔洞，危害严重的地块金银花叶片被全部吃光，仅剩叶脉和叶柄，常造成金银花的大面积减产，甚至成片死亡，给金银花生产带来严重损失。目前，国内对金银花尺蠖的研究主要集中于其生物学特性及防治方面[8−10]，也有对金银花尺蠖蛹粗多糖体外抗氧化活性[11]和金银花尺蠖幼虫消化酶活性[12]的研究，还未见有关其粪便营养成分的研究。金银花尺蠖幼虫的取食量大，排泄的粪便多。笔者在前期研究中发现：金银花尺蠖幼虫粪便提取物具有一定的抑菌活性[13]和抗氧化活性[14]，现对其幼虫粪便营养成分进行研究，以期为开发虫茶提供科学依据，从而达到变害为宝的目的。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

金银花尺蠖幼虫采集于安徽省明光市三界镇，带回放在600 mL的罐头瓶内(10头·瓶−1，龄期一致)，在人工气候箱(RXZ-288A型，宁波江南仪器制造厂)中用新鲜的金银花叶片(清水洗干净，自然晾干)饲养。人工气候箱光周期昼(L)︰夜(D)为14 h︰10 h、温度为(25±1) ℃、相对湿度为70%±7%。

1.2 仪器设备

精密烘箱(20011243型，西班牙Selecta公司)、高速万能粉碎机(FW80型，天津市泰斯特仪器有限公司)、索氏提取器(天长市玻璃仪器厂)、气相色谱仪(GC-7806II型，北京华盛谱信仪器有限责任公司)、凯氏定氮仪(Hanon K9840型，济南海能仪器股份有限公司)、氨基酸自动分析仪(L-8900型，日本HITACHI公司)、原子吸收分光光度计(wfx-130型，北京瑞利分析仪器公司)、电子天平(CP224S型，西班牙赛多利斯公司)。

1.3 测定方法和数据处理

1.3.1 含水量测定 参照国家标准 GB 5009.3−2010《食品安全国家标准 食品中水分的测定》，采用直接干燥法。每天收集新鲜粪便，称量并记录。将收集的粪便在105 ℃烘箱中烘干4 h，再在60 ℃下烘干直至恒量。按下列公式计算含水量：含水量=(鲜质量−干质量)/鲜质量×100%。试验重复3次。

1.3.2 总糖质量分数测定 参照国家标准 GB/T 9695.31−2008《肉制品总糖含量测定》，采用硫酸苯酚法测定。重复3次，取平均值。

1.3.3 脂肪质量分数测定 参照国家标准 GB/T 14772−2008《食品中粗脂肪的测定》，采用索氏提取法。称取干燥粪便样品5 g，用干燥的滤纸包住，在索氏提取仪中用石油醚回流提取10 h，旋转蒸发回收溶剂，烘干提取物并称量，计算各样品中脂肪油的质量分数。重复3次，取平均值。

1.3.4 脂肪酸质量分数测定 参照国家标准 GB/T 9695.2−2008《肉与肉制品脂肪酸测定》，采用气相色谱仪进行测定。重复3次，取平均值。

1.3.5 蛋白质质量分数测定 参照国家标准 GB 5009.5−2010《食品中蛋白质的测定》，采用凯氏定氮法测定。称取干燥粪便样品2 g，经浓硫酸消化，消煮液用容量瓶(100 mL)定容。加入强碱蒸馏逸出，硼酸吸收后，用硫酸滴定，将测得的总氮质量分数乘以6.25，即得粗蛋白质质量分数。每个样品测3份，取平均值。试验重复3次。

1.3.6 氨基酸质量分数测定 参照国家标准 GB/T 5009.124−2003《食品中氨基酸的测定》，采用氨基酸自动分析仪测定，测定1次。

1.3.7 维生素质量分数测定 维生素 C 的测定参照国家标准 GB/T 9695.29−1991《肉制品维生素 C 含量测定》；维生素E的测定参照国家标准GB/T 5009.82−2003《食品中维生素A和维生素E的测定》。

1.3.8 矿物元素质量分数测定 矿物元素(钾、钠、钙、铁、镁、锰、磷、锌、铜)的测定参照国家标准 GB/T 5009.91−2003《食品中钾、钠的测定》、GB/T 5009.92−2003《食品中钙的测定》、GB/T 5009.90−2003《食品中铁、镁、锰的测定》、GB/T 5009.87−2003《食品中磷的测定》、GB/T 5009.14−2003《食品中锌的测定》、GB/T 5009.13−2003《食品中铜的测定》，采用原子吸收分光光度计进行分析。重复3次，取平均值。

1.3.9 营养品质分析方法 根据氨基酸的分析结果，计算氨基酸分(AAS)、化学分(SC)及必需氨基酸指数(IEAA)[15−16]。氨基酸分(AAS)=试验蛋白质氨基酸质量分数(mg·g−1)/联合国粮农组织(FAO)评分模式氨基酸质量分数(mg·g−1)。化学分(SC)=试验蛋白质中某种必需氨基酸质量分数(mg·g−1)/鸡蛋蛋白质中同种 氨 基 酸 的 质 量 分 数 (mg·g−1)。其中：b1，b2，b3， ·· ·，bn为试验蛋白质中各种必需氨基酸质量分数(mg·g−1)；a1，a2，a3， ·· ·，an为标准蛋白质(FAO评分模式)中相应必需氨基酸的质量分数(mg·g−1)；n为参与计算的必需氨基酸的个数。

1.3.10 数据处理 所有数据采用 SPSS 11.5 统计软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 金银花尺蠖幼虫粪便水分、总糖、粗脂肪和蛋白质质量分数

从表1可以看出：金银花尺蠖幼虫粪便中蛋白质质量分数最高，为11.89%；其次是含水量，为10.08%；粗脂肪为2.73%；总糖最低，为2.40%。方差分析表明：金银花尺蠖幼虫粪便中的蛋白质、总糖质量分数和含水量均与三叶虫茶、老鹰茶虫酿茶、紫白虫茶、仓樟虫茶、米白虫茶、老鹰茶和贵州名优茶的平均值差异不显著(df=9，F=1.80，P＞0.05；df=9，F=0.377，P＞0.05；df=7，F=0.262，P＞0.05)，粗脂肪质量分数与上述几种茶的平均值差异显著(df=9，F=8.742，P＜0.05)。

2.2 金银花尺蠖幼虫粪便氨基酸组成

表 1 金银花尺蠖幼虫粪便与常见 (虫)茶水分、总糖、粗脂肪和蛋白质质量分数比较Table 1 Comparison and analysis of water, total sugar, crude fat and protein contents between larvae feces of H. jinyinhuaphaga and common (insect) tea

由表2可知：金银花尺蠖幼虫粪便中氨基酸丰富，共含有17种氨基酸，其中包括8种人体必需的氨基酸，总氨基酸质量分数为 4.326 9 mg·g−1，其中谷氨酸质量分数最高，为 0.488 4 mg·g−1，其次是甘氨酸和天冬氨酸，分别为0.428 1和0.415 2 mg·g−1，甲硫氨酸最低，为 0.044 1 mg·g−1。必需氨基酸总质量分数为 1.666 2 mg·g−1，必需氨基酸占总氨基酸的比例为38.51%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为62.62%。方差分析表明：金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸平均质量分数与三叶虫茶、紫白虫茶、仓樟虫茶、米白虫茶之间差异显著(df=87，F=20.547，P＜0.05)；必须氨基酸的平均质量分数与三叶虫茶、紫白虫茶、仓樟虫茶、米白虫茶之间也差异显著(df=39，F=12.265，P＜0.05)。

根据测得的氨基酸质量分数与1973年联合国粮农组织模式的质量分数加以比较，分析金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分(AAS)、化学分(CS)和必需氨基酸指数(IEAA)。由表3可知：金银花尺蠖幼虫粪便的第一限制性氨基酸是赖氨酸和含硫氨基酸(即甲硫氨酸+半胱氨酸)，质量分数分别为0.60和0.37 mg·g−1，AAS 均为 0.01，CS 均为 0.01，IEAA为1.20；各种氨基酸质量分数均略低于FAO评分模式的氨基酸质量分数。因此，金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸组成不太平衡，有必要进一步强化。

表 2 金银花尺蠖幼虫粪便与常见虫茶的氨基酸质量分数比较Table 2 Comparison and analysis of amino acid content between larvae feces of H. jinyinhuaphaga and common insect tea

表 3 金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分和化学分Table 3 AAS and CS of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

2.3 金银花尺蠖幼虫粪便脂肪酸质量分数

由表4可知：金银花尺蠖幼虫粪便中共含有7种脂肪酸，其中3种(肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸)为饱和脂肪酸，4种(棕榈油酸、油酸、亚油酸和亚麻酸)为不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸的质量分数高，为64.05%，不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值(P/S)为1.78，必需脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)质量分数也很高，为30.49%。

2.4 金银花尺蠖幼虫粪便矿物元素和维生素C、维生素E的质量分数

从表5可以看出：金银花尺蠖幼虫粪便中含有多种矿物元素，其中：钙、钾、镁的质量分数较高，分别为 8.126 7、4.955 6 和 3.257 3 mg·g−1，铜的质量分数最低，为 0.053 8 mg·g−1。金银花尺蠖幼虫粪便中还含有维生素C和维生素E，质量分数分别为 0.387 5 和 0.158 3 mg·g−1。

表 4 金银花尺蠖幼虫粪便脂肪酸的质量分数Table 4 Fatty acid content of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

3 讨论

表 5 金银花尺蠖幼虫粪便矿物元素和维生素C、维生素E质量分数Table 5 Mineral element and vitamin contents of larvae feces of H. jinyinhuaphaga

研究昆虫粪便营养成分对开发虫茶资源具有重要意义。笔者对金银花尺蠖幼虫粪便进行分析，发现金银花尺蠖幼虫粪便中含有水分、糖、蛋白质、氨基酸、脂肪酸、矿物元素及维生素等多种营养成分。其中含水量为10.08%，与紫白虫茶相等[6]，略高于仓樟虫茶(9.8%)[7]、米白虫茶(10.04%)[17]、老鹰茶(9.57%)[18]和贵州名优茶(7.76%)[19]，低于三叶虫茶(15.47%)[5]和老鹰茶虫酿茶(15.95%)[18]；总糖质量分数为2.40%，高于紫白虫茶(0.44%)[6]和米白虫茶(0.31%)[17]，低于仓樟虫茶(2.8%)[7]、老鹰茶(3.46%)[18]和贵州名优茶(2.75%)[19]，三叶虫茶和老鹰茶虫酿茶均未检出总糖[5,18]；粗脂肪质量分数为2.73%，略低于仓樟虫茶(2.8%)[7]，高于三叶虫茶(1.23%)[5]、老鹰茶虫酿茶(1.02%)[18]、紫白虫茶(1.41%)[6]、米白虫茶(0.87%)[17]、老鹰茶(1.92%)[18]和贵州名优茶(0.67%)[19]；蛋白质质量分数为11.89%，高于紫白虫茶(9.3%)[6]，低于三叶虫茶(12.63%)[5]、老鹰茶虫酿茶(14.26%)[18]、仓樟虫茶(23.8%)[7]、米白虫茶(22.34%)[17]、老鹰茶(14.26%)[18]和贵州名优茶(27.7%)[19]。

氨基酸的组成和质量分数是评价一种膳食蛋白营养价值的重要依据。金银花尺蠖幼虫粪便中含有17种氨基酸，总氨基酸质量分数为4.326 9 mg·g−1，低于三叶虫茶[5]、紫白虫茶[6]、仓樟虫茶[7]和米白虫茶[17]。按照FAO和世界卫生组织(WHO)的理想模式，质量较好的蛋白质，其必需氨基酸占总氨基酸的比值[EAA/(EAA+NEAA)]在40%左右，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(EAA/NEAA)在60%以上[21]。金银花尺蠖幼虫粪便的必需氨基酸占总氨基酸的比例为38.51 %，接近FAO和WHO理想模式的要求，高于紫白虫茶(37.63%)[6]、仓樟虫茶(31.87%)[7]和米白虫茶(35.69%)[17]，但低于三叶虫茶(45.29%)[5]，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值为62.62%，符合FAO和WHO理想模式的要求，高于紫白虫茶(60.34%)[6]、仓樟虫茶(46.77%)[7]和米白虫茶(55.50%)[17]，但低于三叶虫茶(82.78%)[5]。根据相关必需氨基酸指数(IEAA)实用评价标准：IEAA＞0.95为优质蛋白源，0.86＜IEAA≤0.95为良好蛋白源，0.75≤IEAA≤0.86为可用蛋白源，IEAA＜0.75为不适蛋白源[22]。金银花尺蠖幼虫粪便IEAA为1.20，为优质蛋白源，可用于开发虫茶，其IEAA也高于仓樟虫茶(0.763 0)[7]、紫白虫茶(0.655 9)[6]、米白虫茶(0.723 9)[18]。但是，金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸组成不平衡，赖氨酸为其第一限制性氨基酸，在进行虫茶开发时可以加入一定量的赖氨酸，以优化其氨基酸结构，从而提高其营养质量。

脂肪酸组成是评价一种脂肪营养价值的重要依据[20]。金银花尺蠖幼虫粪便中不饱和脂肪酸质量分数高，为64.05%，P/S值为1.78，高于仓樟虫茶(0.63)[7]、紫白虫茶(0.58)[6]，低于三叶虫茶(2.54)[5]、老鹰茶虫酿茶(4.54)[18]和遵义毛峰(2.31)[5]，必需脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)也很高，为30.49%，高于仓樟虫茶(27.06%)[7]、紫白虫茶(17.00%)[6]、老鹰茶虫酿茶(13.76%)[18]，低于三叶虫茶(35.25%)[5]和遵义毛峰(64.87%)[5]。可见，金银花尺蠖幼虫粪便中脂肪酸组成合理，可以开发为虫茶，作为脂肪酸的来源之一。

矿物元素对维持生物机体正常生理代谢具有重要作用，金银花尺蠖幼虫粪便中含有多种矿物元素，除钾的质量分数低于仓樟虫茶(28.085 9 mg·g−1)，钠、镁、钙、磷、铁、锰、锌和铜的质量分数分别是仓樟虫茶的5.26、1.38、2.50、47.12、6.06、1.60、9.28和3.61倍[7]；除钾、镁、钙、铁的质量分数低于紫白虫茶 (9.800 0、5.200 0、10.800 0、3.590 0 mg·g−1)，钠、磷、锰、锌的质量分数是紫白虫茶的1.52、1.14、1.04、2.28 倍[6]；除钾、磷的质量分数低于三叶虫茶 (20.378 0、1.990 0 mg·g−1)，钠、镁、钙、铁、锰、锌和铜的质量分数分别是三叶虫茶的2.76、1.61、1.10、3.69、1.57、3.31、3.16倍[5]；除钾、磷的质量分数低于老鹰茶虫酿茶(22.067 0、1.824 0 mg·g−1)，钠、镁、钙、铁、锰、锌和铜的质量分数分别是老鹰茶虫酿茶的2.69、1.77、10.45、4.17、1.22、4.45、3.40倍[18]；与其他茶叶相比，钾、磷的质量分数低于遵义毛峰 (20.922 0、4.700 0 mg·g−1)和都匀毛尖 (19.700 0、4.900 0 mg·g−1)，钠、镁、钙、铁、锰、锌和铜的质量分数均高于遵义毛峰 (0.087 9、1.900 0、2.900 0、0.162 1、0.735 6、0.032 4、0.022 5 mg·g−1)和都匀毛尖 (0.045 6、1.600 0、2.800 0、0.042 1、0.550 2、0.033 0、0.014 9 mg·g−1[5]。

维生素对生物体的代谢起调节作用。金银花尺蠖幼虫粪便中维生素C的质量分数低于三叶虫茶(1.325 8 mg·g−1)[5]，高于常规茶叶 (0.027 0 mg·g−1)；维生素 E 的质量分数也低于三叶虫茶 (0.520 6 mg·g−1)[5]。

总之，金银花尺蠖幼虫粪便含有多种营养成分，并且还具有一定的抑菌活性[13]和抗氧化活性[14]，具备虫茶的一些生化特征，若开发为虫茶，可为人体提供丰富的蛋白质、必需氨基酸、必需脂肪酸、维生素和必需矿物元素，和普通茶叶混合使用，在营养价值上实现互补，对人类健康有利。因此，在食用、药用保健等方面具有一定的开发价值和利用前景。今后，还需结合食品科学、药理学等对金银花尺蠖幼虫粪便的生物安全性进行分析，以全面评价金银花尺蠖幼虫粪便作为虫茶资源开发利用的可行性。