大麦虫各种虫态的营养成分分析

2013-01-30祝海娟赵晨霞

食品研究与开发 2013年21期

祝海娟，赵晨霞

（1.新疆农业大学，新疆乌鲁木齐843001；2.北京农业职业学院，北京102442）

大麦虫属于节肢动物门、昆虫纲、鞘翅目，拟步甲虫科昆虫。原产于南非及中非，近几年我国从东南亚国家引进[1]。因以麦麸为主要食物，也称麦片虫、麦谷虫、大麦虫或超级面包虫[2]。大麦虫的营养价值很高，因此可以作为名贵金龙鱼、银龙鱼等高级观赏鱼类的饵料，也可作为高蛋白鲜活饲料，用于饲养蛙、鳖、蝎子、蜈蚣、蛇、观赏鸟、药用兽、珍贵毛皮动物和稀有畜禽等。目前国内的研究主要集中在大麦虫的生物学特性、人工繁育技术和饲养管理等方面[3-5]，而在其饲用和食用价值方面的研究甚少。为此，通过对大麦虫各种虫态的营养成分进行较为全面的分析评价，以期为开发利用大麦虫作为食品或食品加工原料、饲料、药品、保健品、工业原料、化妆品原料等提供有力的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：大麦虫幼虫、蛹及成虫由北京农业职业学院生物防治实验室提供。伊利全脂奶粉、鸡蛋、牛肉购于北京市房山区国泰百货。大麦虫幼虫、蛹、成虫、鸡蛋和牛肉均经真空冷冻干燥后粉碎冷藏备用。

试剂：乙醚、氢氧化钠、盐酸、硝酸、五水合硫酸铜、硫酸钾、甲基红、溴甲酚绿、95%乙醇等均为市售分析纯。

1.2 仪器与设备

LGJ-10C 型冷冻干燥机：长沙湘仪离心机仪器有限公司；FW135 型中草药粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；DHG-9240A 型电热恒温鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；MA100 型德国Sartorius 水分测定仪：北京赛多利斯仪器系统有限公司；FA2204B型电子天平：上海精密科学仪器有限公司；SZC-D 型脂肪测定仪：上海纤检仪器有限公司；K-06 型全自动定氮仪：上海晟声自动化分析仪器有限公司；S-433D型德国SYKAM 全自动氨基酸分析仪；德国Jena contrAA 700 型原子吸收光谱仪。

1.3 方法

1.3.1 水分[6]

105 ℃恒重法，用水分测定仪测定。

1.3.2 粗脂肪[6]

索氏提取法，用脂肪测定仪测定。

1.3.3 粗蛋白[6]

凯氏定氮法，用全自动定氮仪测定。

1.3.4 氨基酸[6]

使用全自动氨基酸分析仪测定，GB/T18246-2000《饲料中氨基酸测定方法》，送样给中国农科院饲料研究所测定。

1.3.5 矿物质及微量元素

使用原子吸收光谱仪测定，GB/T.13885-2003《动物饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定原子吸收光谱法》，送样给中国农科院饲料研究所测定。

1.3.6 氨基酸质量评价

根据FAO/WHO（1973）建议的每克氨基酸评分标准模式，氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）[7-8]和必需氨基酸指数（EAAI）[9]按以下公式求得：

AAS=实验蛋白氨基酸含量[mg/（g·N）]/FAO/WHO评分标准模式氨基酸含量[mg/（g·N）]

CS=实验蛋白氨基酸含量[mg/（g·N）]/鸡蛋蛋白质中同种类氨基酸含量[mg/（g·N）]

式中：b1，b2，b3…bn为试验蛋白质中各种必需氨基酸的含量，（mg/g）；a1，a2，a3…an为标准蛋白质（FAO 评分模式）中相应必需氨基酸的含量，（mg/g）；n 为参与计算的必需氨基酸的个数。

以上实验均设3 次重复，其结果取其3 次实验的平均值。

2 结果与分析

2.1 大麦虫各种虫态的一般营养成分

大麦虫幼虫、蛹和成虫中的水分、粗脂肪和粗蛋白含量测定结果如表1 所示。

表1 大麦虫各种虫态的一般营养成分分析结果Table 1 General nutritional components of different instars of Superworm g/100 g

由表1 可知，各虫态大麦虫的含水量为58.67g/100g～62.05 g/100 g。大麦虫的脂肪含量因季节和虫龄的不同而有所差异：成虫含量较低，为23.81 g/100 g；而蛹和越冬期幼虫的脂肪含量高，分别为36.12 g/100 g 和36.36 g/100 g，由于大麦虫与黄粉虫外型相象，为同属异种[10]，因而此结果与于桂香[11]测得黄粉虫的脂肪含量的结果类似。大麦虫干粉中大部分是蛋白质，其含量很高，在45.21 g/100 g～54.97 g/100 g 之间，最高达54.97 g/100 g，与鸡蛋、牛奶、大豆等高蛋白食品相比，超过鸡蛋的蛋白质含量（50.7 g/100 g）、牛奶（23.13%）和大豆（40.42%）[12]。大麦虫是优良的动物蛋白源，其营养价值很高，又易于被人体消化吸收，是理想的高蛋白营养强化剂。

2.2 大麦虫各种虫态的氨基酸组成及其评分

大麦虫各种虫态的氨基酸的分析结果如表2 所示。

从表2 可以看出，大麦虫各种虫态和鸡蛋、牛肉以及伊利全脂奶粉的氨基酸含量都很丰富，除色氨酸未测外，均含有其它17 种氨基酸，其中7 种为人体必需氨基酸，都应属于完全蛋白质。大麦虫幼虫粉、蛹粉和成虫粉的必需氨基酸含量均高于牛肉和伊利全脂奶粉，略低于鸡蛋。据据FAO/WHO 推荐，质量较好的蛋白质，其必需氨基酸与总氨基酸的比值（必需氨基酸/总氨基酸）在40%左右，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值（必需氨基酸/非必需氨基酸）在60%以上[13]。大麦虫幼虫粉、蛹粉及成虫粉中的必需氨基酸/总氨基酸分别为43.60%、45.99%和39.63%；必需氨基酸/非必需氨基酸分别为77.29%、85.16%和65.66%，均符合FAO/WHO 推荐的理想蛋白质模式指标。

表2 大麦虫各种虫态的氨基酸组成分析Table 2 Contents of amino acids of different instars of Superworm g/100 g

此外，大麦虫幼虫粉、蛹粉和成虫粉中组氨酸含量高，能满足婴儿的特殊需要；谷氨酸和天门冬氨酸所占比例也较高，这两种氨基酸均为呈味氨基酸，使大麦虫具有鲜美的味道。谷氨酸在人体内蛋白质代谢过程中占重要地位，参与许多重要化学反应，还可改善儿童智力发育。天门冬氨酸对心脏和肝脏具有保护作用并具有抗疲劳的功能。因此，大麦虫的氨基酸可用于治疗一些由于氨基酸缺乏引起的疾病，也可用作加工保健食品或作为食品的强化剂。

蛋白质的必需氨基酸组成和氨基酸评分以FAO规定的必需氨基酸均衡模式为标准[14]，用化学测定法进行分析，结果见表3。

由表3 中氨基酸评分（AAS）和化学评分（CS）均可知，大麦虫幼虫粉、蛹粉和成虫粉中的第一限制性氨基酸为含硫氨基酸（蛋氨酸和胱氨酸）。幼虫粉的第一限制性氨基酸的氨基酸评分和化学评分分别是64.46 mg/g 和45.12 mg/g；蛹粉的氨基酸评分和化学评分分别是60.46%和42.32%；成虫粉的氨基酸评分和化学评分分别是48.34 mg/g 和33.84 mg/g。在大麦虫各种虫态的必需氨基酸中除蛋氨酸和胱氨酸的氨基酸分低于FAO/WHO 评分模式中同种氨基酸的含量，其余的必需氨基酸分均接近或超过FAO/WHO 推荐模式中的含量要求。另外，大麦虫各种虫态的必需氨基酸比值接近人体必需氨基酸比值，尤其与婴幼儿所需的比值相近，是比较难得的天然食品原料。

表3 大麦虫各种虫态的蛋白质模式与FAO/WHO 推荐模式比较Table 3 Comparison of essential amino acid between different instars of Superworm and FAO/WHO recommended pattern mg/g 蛋白质

必需氨基酸指数（EAAI）是评价蛋白质营养价值最常用的指标之一，它以标准蛋白质（FAO 评分模式）中相应必需氨基酸的含量为参评标准。表3 的结果表明，黄粉虫幼虫粉的EAAI 为；蛹粉的EAAI 为；成虫粉的EAAI 为。根据必需氨基酸/总氨基酸（%）、必需氨基酸/非必需氨基酸（%）、氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）和必需氨基酸指数（EAAI）可以得出，大麦虫蛹粉的氨基酸组成要比幼虫粉和成虫分粉的氨基酸组成更为合理，再者蛹不进食，体内比较干净，可直接经过烹调加工制作成原形态食品，也可作为营养强化剂使我们的食品营养更加丰富。

2.3 矿物质及微量元素的测定

分析检测了常量元素Ca 和P 以及微量元素Fe 和Zn。结果见表4。

由表4 的结果表明，大麦虫各种虫态的矿物质及微量元素Ca、P、Zn、Fe 含量非常丰富。为了便于和其它食物对比，以鲜重（%）=干重（%）×[1-水分含量]计算，求出大麦虫各种虫态Ca、P、Zn、Fe 的鲜重百分含量，与鸡蛋、猪瘦肉、鱼、虾、海蟹作比较，结果见表5。

表4 大麦虫各种虫态的矿物质及微量元素组成分析Table 4 The contents of some minerals and trace elements of different instars

表5 大麦虫各种虫态与几种食物的矿物质和微量元素含量比较Table 5 Comparison of minerals and trace elements between Superworm（of fresh sample）and several foods mg/g

由表5 显示，大麦虫的常量及微量元素均符合中国营养学会推荐的中国居民膳食矿物质营养素的需要量[16]。其中大麦虫三种虫态的Ca 含量均略高于猪瘦肉，而低于鸡蛋、鲤鱼、对虾和海蟹，其优势不大。而P、Zn、Fe 的含量明显高于其它动物性食物。目前铁、锌等必需微量元素缺乏仍然是影响人类生命质量的重要方面，积极寻找并开发富含微量元素的食物很有意义，而大麦虫富含丰富的微量元素铁和锌。以青少年对铁日需要量（1.8 mg～2.4 mg）为标准，每100 克鲜重虫体即含有铁1.87 mg～2.88 mg，应属于供量丰富的食物源；并且动物虫体内的铁可与氨基酸等化合物形成可溶性复合物，有利于吸收。锌在生命的生长发育中起着重要的作用，以膳食锌需要量最大的人群孕妇来讲，每日需要3 mg 锌，本研究测算的每100 克鲜虫体含锌2.52 mg～3.28 mg，满足孕妇需要只需100 g 左右鲜虫体[17]。此外，铁、锌有活血、益肝、补肾之功效[18]，大麦虫中这两种有特殊功能的元素含量很高，这为功能食品的开发提供了一定的参考。

3 结论

本研究结果表明，大麦虫的幼虫、蛹和成虫中蛋白质含量均很高，氨基酸比例合理，可能成为一种优质蛋白，无论是饲用还是食用都是很好的蛋白质源；蛹和越冬期的幼虫体内油脂含量较高，冯金华[19]对大麦虫幼虫脂肪油中的脂肪酸进行组成分析，结果表明，大麦虫油脂含量高，而且脂肪酸组成丰富，尤其是其不饱和脂肪酸和必需脂肪酸的含量都比较高，具有很高的营养价值，是一种具有开发价值的食用油资源，深入开发利用大麦虫脂肪油将有着良好的市场前景；矿物质及微量元素含量丰富，且含有特殊功能的铁、锌等元素。大麦虫体内的壳多糖以及维生素等生物活性物质的种类和含量还有待于进一步研究。由此可见，大麦虫是一种营养十分丰富的昆虫，如能作为新食物资源或一些药物资源来开发，将有广阔的应用前景。

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