不同品种柞蚕蛹营养价值及风味评价

柞蚕是我国传统的特色经济昆虫，柞蚕业在资源、产业、技术等诸多方面都具有绝对优势。传统意义上的养蚕是为了缫丝制绸，但现阶段的科技发展及市场需求为传统的柞蚕业赋予了新的生命——昆虫食品[1]。柞蚕蛹食品作为传统的昆虫食品因其蛋白质含量高、营养结构均衡、繁育周期短、资源丰富等特点被营养学家所关注[2]，并受到广大市民的青睐，因此,消费市场对柞蚕食用蛹的需求量急剧增长，甚至多次出现供不应求的局面。通过高营养价值柞蚕品种的选育来改变柞蚕蛹食品市场的质量和价值，并使蛹的营养含量更科学更适应人体健康的需要，这将是一条新的途径[3]。已有研究证明，柞蚕品种间生理、生化的反应表现不同[4-5]，其代谢的各物质含量也有差异[6-8]，但在实践上，关于这种差异的大小是否可以检测和量化，现行品种中的营养物质是否有差异等还没有进一步的研究，仅见部分柞蚕蛹营养成分的测试分析[9-10]。另外，柞蚕的综合利用研究及应用发展较快，随着大量柞蚕蛹食品的问世，也需要含有不同营养物质的柞蚕品种来适应不同的市场需求，实现柞蚕品种的多样化。本试验选取辽宁省现行5个不同品种柞蚕蛹，通过测得基本营养成分和氨基酸的含量及组成，对其营养价值和风味进行科学评价，旨在为高营养价值新品种选育的可能性及育种素材的筛选提供理论支持，促进柞蚕蛹育种、医药和食品开发业的协调发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试的柞蚕蛹品种为辽宁省现行主要的5个生产品种，分别为9906、抗大、821、早418和辽蚕582，均由辽宁省蚕业科学研究所柞蚕育种研究室提供。

主要试剂：氯仿、无水甲醇、无水乙醇、浓盐酸、磷酸、石油醚等，均为分析纯，大连励成实验室服务有限公司；混合氨基酸标准品、色氨酸标准品，美国Sigma公司；考马斯亮蓝G-250、牛血清蛋白标准液(100 mg/100mL)，上海生工生物公司。

1.2 仪器与设备

UV1102型紫外可见分光光度计，上海元析仪器有限公司；GC-9A气相色谱仪分析，日本岛津公司；K9840凯氏定氮仪，济南海能有限公司；电子分析天平，上海赛多利斯天平有限公司；Thermo Multiskan FC全自动酶标仪，上海赛默飞世尔科技有限公司；L-8800全自动氨基酸分析仪，日本日立公司；MICRO17R台式高速冷冻离心机，日本Thermo公司。

1.3 实验方法

测试由沈阳农业大学生物技术学院和沈阳农业大学分析测试中心进行。

1.3.1 基本营养成分测定方法

参照文献[11]方法，利用105 ℃烘干恒重法对柞蚕蛹水分含量进行测定；粗脂肪含量的检测采用索氏抽提法；粗蛋白含量的检测采用微量凯氏定氮法。测定结果以其在柞蚕蛹样品中的质量分数的形式表示。

1.3.2 主要不饱和脂肪酸测定方法

将氯仿溶液和甲醇以2∶1(体积比)的比例混合作为提取剂，与样品匀浆抽提24 h后用蒸馏水洗涤，取下层氯仿部分旋蒸浓缩，采用NaOH-甲醇溶液进行水浴和皂化，再加入14%(质量分数)的三氟化硼-甲醇溶液，最后用正己烷提取，利用气相色谱仪对甲酯化的柞蚕蛹油进行测定[12]，对食品中常见的3种主要不饱和脂肪酸：油酸、亚油酸和α-亚麻酸的相对含量进行分析，测定结果以粗脂肪中各种不饱和脂肪酸质量分数的形式表示。

1.3.3 氨基酸含量测定方法

参照GB 5009.124—2016 《食品中氨基酸的测定方法》[13]，采用氨基酸全自动分析仪测定5个品种柞蚕蛹的氨基酸含量；色氨酸的测定采用分光光度法[14]。

1.3.4 营养评价方法

根据WHO/FAO建议的每1 g氮氨基酸评分标准模式[15]和鸡蛋蛋白质评分标准模式[16]，分别计算[17]每种必需氨基酸的氨基酸评分(amino acidscore，AAS)、化学评分(chemical score，CS)、必需氨基酸指数(essential amino acid index，EAAI)、营养指数(nutrient index，NI)和生物价(biological value，BV)[18]。计算过程如公式(1)～公式(5)所示：

(1)

(2)

(3)

(4)

BV=1.09×EAAI-11.7

(5)

式中：A为待测样品氨基酸含量；A0为FAO/WHO评分标准模式同种氨基酸含量；Ae为鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量；s为标准模式中氨基酸含量；Mp为待测样品中蛋白质含量。

1.4 数据分析

试验数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析，测定数据以“平均数±标准误”表示，P<0.05为差异显著，P>0.05为差异不显著。

2 结果与分析

2.1 不同品种柞蚕蛹基本营养成分含量分析

5个不同品种柞蚕蛹的水分、粗蛋白和粗脂肪含量测定结果如表1所示。5个不同品种柞蚕蛹样品中的水分含量差异不大，质量分数在76.82%～79.26%；粗蛋白含量丰富，质量分数均在12%以上，其中抗大粗蛋白质量分数为12.96%，显著高于其他4个品种(P<0.05)，其他4个品种含量差异不大(P>0.05)；另外，抗大品种柞蚕蛹样品中粗脂肪的质量分数只有5.64%，显著低于其他4个品种(P<0.05)。

表1 不同品种柞蚕蛹基本营养成分含量 单位：%

Table 1 The contents of basic nutrients in pupae of different varieties of Antheraea pernyi

注：不同小写表示差异显著(P<0.05)(下同)

2.2 不同品种柞蚕蛹3种主要不饱和脂肪酸含量分析

油酸、亚油酸和α-亚麻酸是人体所需主要的不饱和脂肪酸，参与体内脂质代谢[19]。油酸能够提供身体所需能量，具有降血糖，调节血脂的作用；α-亚麻酸和亚油酸作为人体必需但不能自身合成的的脂肪酸，必须从日常膳食获取[20]，具有调节免疫能力，降低血液胆固醇[21]，抗动脉粥样硬化和保护神经元等作用[22]，是成年人需要重点补充的重要营养成分。结合表1所得5个不同品种柞蚕蛹样品中粗脂肪的质量分数，各品种柞蚕蛹粗脂肪中3种主要不饱和脂肪酸相对含量如表2所示。抗大、821和早418品种的3种不饱和脂肪酸相对含量显著高于9906和辽蚕582品种(P<0.05)，其中抗大品种柞蚕蛹样品中粗脂肪质量分数最低，但3种主要不饱和脂肪酸相对含量最高，达到76.14%(P>0.05)，同时抗大品种油酸相对含量也显著高于其他品种柞蚕蛹(P<0.05)，说明其具有较高的营养保健和食用开发价值；而5个不同品种柞蚕蛹亚油酸的相对含量差异不大，其中821品种相对含量最高(P>0.05)；另外，5个品种柞蚕蛹的α-亚麻酸含量丰富，其中821和早418品种的α-亚麻酸相对含量显著高于其他品种(P<0.05)，而821品种柞蚕蛹样品中粗脂肪的质量分数显著低于除抗大外其他3个品种，说明该品种柞蚕蛹中α-亚麻酸含量相对更佳。综上，5个不同品种柞蚕蛹中，抗大和821品种不饱和脂肪酸含量及组成更佳，更适合作为补充人体所需不饱和脂肪酸的食品。

表2 不同品种柞蚕蛹主要不饱和脂肪酸含量 单位：%

Table 2 The comparison of main unsaturated fatty acids contents in diapause pupae among varieties of Antheraea pernyi

2.3 不同品种柞蚕蛹氨基酸组成及含量分析

由表3可知，5个品种柞蚕蛹均含有人体所需的18种氨基酸，除早418品种外的4个品种柞蚕蛹均以谷氨酸含量最高，其次是天冬氨酸、赖氨酸和亮氨酸。5个品种柞蚕蛹中抗大和辽蚕582的总氨基酸和必需氨基酸含量均显著高于其他品种(P<0.05)，其中总氨基酸含量由高到低依次是抗大、辽蚕582、821、9906和早418；必需氨基酸含量由高到低依次是辽蚕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、辽蚕582、821、9906和早418。根据FAO/WHO推荐的较理想蛋白质标准，5个品种柞蚕蛹的必需氨基酸/非必需氨基酸(essential amino acid/nonessential amino acid，EAA/NEAA)均大于60%，必需氨基酸/总氨基酸(essential amino acid/ total amino acids，EAA/TAA)均大于35%，均属于优质蛋白质资源[23]，从柞蚕蛹品种间差异来看，其中辽蚕582品种EAA/NEAA和EAA/TAA最高，显著高于821和早418两个品种(P<0.05)，稍高于9906和抗大品种(P>0.05)。

2.4 不同品种柞蚕蛹氨基酸营养评价

根据测得5个品种柞蚕蛹氨基酸含量和FAO/WHO评分标准模式及鸡蛋模式，得到5个品种柞蚕蛹的AAS、CA、EAAI、NI和BV如表4、表5所示。结果表明5个品种柞蚕蛹蛋白质中的异亮氨酸、赖氨酸、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 推荐模式蛋白质；赖氨酸、苏氨酸和色氨酸的含量均高于鸡蛋模式蛋白质。参照AAS标准，9906和抗大的第1限制性氨基酸均为苏氨酸，9906第2限制性氨基酸为异亮氨酸，抗大的第2限制性氨基酸为缬氨酸；821和辽蚕582的第1限制性氨基酸均为异亮氨酸，而早418的第1限制性氨基酸为缬氨酸，但三者的第2限制性氨基酸均为苏氨酸。从CS来看，9906和821的第1限制性氨基酸均为异亮氨酸，第2限制性氨基酸均为蛋氨酸+胱氨酸；抗大与之相反；早418的第1限制性氨基酸为缬氨酸，第2限制性氨基酸为异亮氨酸；辽蚕582第1限制性氨基酸为异亮氨酸，第2限制性氨基酸为苏氨酸。

表3 不同品种柞蚕蛹氨基酸组成及含量分析 单位：%

Table 3 The comparison of amino acids composition and content in diapause pupae among varieties of Antheraea pernyi

注：表中*标注的为必需氨基酸

参照EAAI评价模式，数值越接近100的样品与标准氨基酸模式越接近，相对营养价值更高。由表5可知，5个品种柞蚕蛹蛋白质的EAAI从高到低依次为辽蚕582(99.32)、抗大(92.43)、821(84.95)、9906(84.48)、早418(76.45)，由此可见辽蚕582和抗大品种相对营养价值更高。BV是指蛋白质被消化后的利用率，NI综合考虑食物中蛋白质的含量和氨基酸组成[24]。由表5可知辽蚕582品种的NI和BV最高，分别为12.02和96.56；抗大稍次之，分别为11.98和89.05；早418最低，分别为9.39和71.63，因此5个不同品种柞蚕蛹中，辽蚕582和抗大的蛋白质被消化后利用率更高，早418利用率低。

表4 不同品种柞蚕蛹氨基酸组成评价
Table 4 The evaluation of amino acid composition of different varieties of Antheraea pernyi

注：1)表示第1限制性氨基酸；2)表示第2限制性氨基酸；质量比以mg(氨基酸)/g(试样)表示

表5 不同品种柞蚕蛹氨基酸组成评价
Table 5 The evaluation of amino acid composition of different varieties of Antheraea pernyi

同时，食品的保健和药用价值一定程度上也与氨基酸的含量有关。药效氨基酸的含量可以作为评价食品保健功效的间接依据，包括谷氨酸、亮氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、天冬氨酸和苯丙氨酸；而亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸构成的支链氨基酸参与人体骨骼肌代谢，同时有保肝护肝、抑制癌细胞、降低胆固醇等功效。如图1所示，5 个不同品种柞蚕蛹的药效氨基酸含量从高到低依次为抗大、辽蚕582、早418、821、9906；支链氨基酸含量从高到低依次为抗大、辽蚕582、9906、821、早418。另外，支链氨基酸/芳香族氨基酸的比值F即氨基酸比例平衡标准，可以用来评价食物的营养价值，图1可见5个不同品种柞蚕蛹F值从高到低依次为抗大、早418、辽蚕582、821、9906。综上，5个不同品种柞蚕蛹中，抗大品种药效氨基酸含量、支链氨基酸含量和F值均显著高于其他品种(P<0.05)，其氨基酸组成比例更符合人体所需，其保健和药用功能也更好。

a-药效氨基酸相对含量；b-支链氨基酸相对含量；c-F值
图1 不同品种柞蚕蛹特征氨基酸含量比较
Fig.1 The comparison of characteristic amino acid contents in pupae of different varieties of Antheraea pernyi

2.5 不同品种柞蚕蛹风味评价

柞蚕蛹食用时口感鲜美与其含有丰富的呈味氨基酸有关，游离氨基酸的含量与种类是评价食品食用品质的一项重要指标[26]。根据氨基酸的呈味特征，主要分为四类，分别是鲜味氨基酸、甜味氨基酸、芳香族氨基酸和苦味氨基酸。蛋白质的鲜美一定程度上取决于鲜味氨基酸(天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸，赖氨酸)，其中谷氨酸是呈鲜味的特征氨基酸，在食品领域常被用作重要的鲜味剂，同时其还含较高的营养价值，并具有预防治疗肝昏迷及保护肝脏的功能[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适的苦味[28]。由表6可知，不同品种柞蚕蛹中味觉氨基酸含量高低依次为：鲜味氨基酸>苦味氨基酸>芳香族氨基酸>甜味氨基酸。鲜味氨基酸含量占味觉氨基酸总量的40.14%，其中抗大品种含量最高，达到3.95%，占味觉氨基酸的40.40%；甜味氨基酸占味觉氨基酸的13.34%；芳香族氨基酸占味觉氨基酸的20.68%；苦味氨基酸占味觉氨基酸总量的24.34%。不同品种柞蚕蛹呈味氨基酸组成模式图轮廓相似(图2)，贡献较大的是鲜味氨基酸和苦味氨基酸，抗大品种的模式图面积最大，辽蚕582次之。综上，柞蚕蛹独特的鲜美口感与其含有较高的鲜味氨基酸有关，本研究5个品种柞蚕蛹中抗大的口感风味更佳。

表6 不同品种柞蚕蛹呈味氨基酸含量 单位：%

Table 6 The contents of taste-active amino acids in different varieties of Antheraea pernyi

图2 不同品种柞蚕蛹呈味氨基酸组成模式图
Fig.2 Comparative profiles of taste-active amino acids in different varieties of Antheraea pernyi

3 结论与讨论

本研究显示5个不同品种柞蚕蛹均含有丰富的营养成分，是高蛋白低脂肪的理想动物蛋白食品。其中，抗大品种柞蚕蛹样品中粗蛋白质量分数最高且粗脂肪质量分数最低(P<0.05)，同时3种主要不饱和脂肪酸相对含量最高。

营养评价显示5个不同品种柞蚕蛹均含有人体所需的 18 种氨基酸，且EAA/NEAA均大于60%，EAA/TAA均大于35%，根据FAO/WHO标准属于优质蛋白质资源。抗大和辽蚕582的EAA含量和 TAA 含量显著高于其他品种(P<0.05)；抗大品种药效氨基酸含量、支链氨基酸含量和F值均显著高于其他品种(P<0.05)，其氨基酸组成比例更符合人体所需。另外，EAAI、NI、BV均最高的是辽蚕582，分别为99.32、12.02和96.56；早418的EAAI、NI、BV均最低，分别为76.45、9.39和71.63，辽蚕582相对营养价值更佳、蛋白质消化利用率更高。

风味评价显示，不同品种柞蚕蛹中味觉氨基酸含量从高到低为：鲜味氨基酸>苦味氨基酸>芳香族氨基酸>甜味氨基酸，其中抗大品种呈味氨基酸模式图面积最大，鲜味氨基酸含量最高。综合营养和风味评价来看，抗大和辽蚕582品种的营养价值更高更均衡，风味更佳，研究结果对柞蚕蛹食品开发具有重要意义，同时可以作为高营养价值新品种选育的亲本进一步研究。