木薯蚕蛹氨基酸构成分析

龙 悦，黄先智*，丁晓雯，王海燕，王 健，罗金风，任美燕

(1.西南大学食品科学学院，重庆市农产品加工重点实验室，重庆 400716；2.西南大学蚕学与系统生物研究所，重庆 400716；3.重庆市畜牧科学院，重庆 402460)

蚕蛹既是一种营养价值高的美食，也是一种功能活性强的中药，自古以来就得到广泛应用。蚕蛹蛋白质含量相当丰富，约占干质量的60%，包含人体所需的18种氨基酸，其中8种必需氨基酸(EAAs)的含量高达40%以上，符合联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)所提出的理想蛋白质模式[1]。近年来，卫生部批准蚕蛹是“作为普通食品管理的食品新资源名单”中唯一的昆虫类食品[2-3]。

蓖麻蚕是以蓖麻叶、木薯叶等为食料的吐丝结茧的经济昆虫之一，属鳞翅目，大蚕蛾科[4]。当蓖麻蚕以木薯叶为食料时，生产上俗称木薯蚕。木薯可作为重要的生物质能源原料，目前广西木薯种植面积达到26万公顷，利用秋季木薯叶饲养蓖麻蚕，可以提高种植木薯的经济效益。木薯蚕的蚕茧可以作为绢纺原料，木薯蚕蛹的有效开发，是实现木薯蚕产业化开发的关键。但是，目前对木薯蚕蛹研究的报道很少。

本实验通过测定木薯蚕蛹干品中的蛋白质含量、氨基酸组成及含量，应用氨基酸评分法探讨木薯蚕蛹蛋白质的营养价值，以期为木薯蚕蛹的综合利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

木薯蚕蛹干品由西南大学蚕学与系统生物研究所提供，产地为广西南宁。

氢氧化钠、硫酸钾、硫酸钠、硫酸、硼酸、盐酸均为分析纯 成都市科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

K-360全自动凯氏定氮器 瑞士Buchi公司；L-8800型全自动氨基酸分析仪 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 木薯蚕蛹中粗蛋白的测定

采用GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》[5]中凯氏定氮法测定。

1.3.2 木薯蚕蛹氨基酸成分测定

采用GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》[6]中氨基酸自动分析仪法测定。

准确称取100mg木薯蚕蛹粉于18mm×180mm试管中，向盛有样品的试管中加入14mL 6mol/L盐酸，振荡混匀。用酒精喷灯把该试管口下1/3处拉细到4～6mm，抽真空10min后封管。处理过的试管置于(110±1)℃恒温烘箱中水解22h，拿出冷至室温，摇匀过滤，取1mL滤液于50mL烧杯中，于60℃恒温水浴蒸干滤液，加入0.02mol/L盐酸稀释10倍，用0.45μm滤膜过滤上机即可。

分析条件：分离柱4.6mm×60mm，洗脱液流速0.4mL/min，柱温70℃，柱压10.230MPa；反应柱：茚三酮及茚三酮缓冲液流速0.35mL/min，柱温135℃，柱压0.982MPa。

每组实验3次平行，数据经Excel 2007 分析。

2 结果与分析

蛋白质营养价值评价对于食品品质的鉴定、新食品资源的研究和开发、指导人群膳食等具有重要意义。在营养学上主要从食物蛋白质含量、消化吸收程度和人体利用程度这3个方面全面评价食物蛋白的营养价值[7]。本研究主要针对木薯蚕蛹中蛋白质含量、氨基酸组成及含量、氨基酸评分进行分析。

2.1 木薯蚕蛹中粗蛋白的含量

蛋白质含量是蛋白质发挥其营养价值的物质基础。测定得到木薯蚕蛋白质含量占干质量的(66.94±0.89)%，而Longvah等[8]报道产自印度班加罗尔的木薯蚕蛹蛋白质含量为(54.8±0.61)%。由此可见，本实验采用的木薯蚕蛹样品中蛋白质含量要高于印度班加罗尔的。

王海燕等[9]测得的桑蚕蛹中蛋白质含量为41.13%，魏兆军等[10]报道的值为50%～55%，可见，木薯蚕蛹中的蛋白质含量比桑蚕蛹中的更高。

2.2 木薯蚕蛹的氨基酸组成及含量

从对人体营养的角度可将构成蛋白质的氨基酸划分为必需氨基酸(essential amino acid，EAA)和非必需氨基酸(noessential amino acid，NEAA)两大类[11]。EAA是指人体不能合成或合成速度不能满足机体需要，必须从食物中直接获取的氨基酸，包括异亮氨酸Ile、亮氨酸Leu、赖氨酸Lys、苯丙氨酸Phe、苏氨酸Thr、缬氨酸Val、蛋氨酸Met，色氨酸Trp；NEAA可通过人体自身合成[11]。

本实验对木薯蚕蛹中氨基酸组成及含量进行分析，其测定图谱见图1。

图 1 木薯蚕蛹粉氨基酸图谱Fig.1 The chromatogram of amino acids composition in eri silkworm pupa powder

由图1可知，木薯蚕蛹中除了色氨酸，检测出17种氨基酸。木薯蚕蛹中氨基酸含量见表1。

表 1 木薯蚕蛹粉与桑蚕蛹粉中氨基酸成分分析比较Table 1 Comparison of amino acid contents in eri silkworm pupa and in silkworm pupa

从表1可看出，木薯蚕蛹中含有17种氨基酸，包括7种必需氨基酸(除色氨酸外)；它们的必需氨基酸和非必需氨基酸的构成与桑蚕蛹类似；木薯蚕蛹除蛋氨酸外，其他氨基酸的含量都比桑蚕蛹高。

木薯蚕蛹总氨基酸(TAA)含量为42.097%，必需氨基酸(EAA)含量15.771%、非必需氨基酸(NEAA)含量26.326%，均高于桑蚕蛹中上述指标的量。

根据WHO/FAO所提出的参考蛋白模式，必需氨基酸与总氨基酸(EAA/TAA%)的比值≥36%[12]，必需氨基酸与非必需氨基酸的比值(EAA/NEAA)在0.6左右[12-13]为理想的蛋白质模式。木薯蚕蛹EAA/TAA%为37.460%，EAA/NEAA为0.60，符合WHO/ FAO所提出的参考蛋白模式。

在木薯蚕蛹中，必需氨基酸含量高低顺序为：亮氨酸Leu＞缬氨酸Val＞苯丙氨酸Phe＞赖氨酸Lys＞异亮氨酸Ile＞苏氨酸Thr＞蛋氨酸Met。在非必需氨基酸中含量最高的为谷氨酸Glu，其次为天门冬氨酸Asp，这两种氨基酸与蚕蛹的鲜味有着紧密的关系，特别是谷氨酸是最重要的鲜味氨基酸；而半胱氨酸Cys含量最低。

2.3 木薯蚕蛹蛋白质营养评价

各类蛋白质所含的必需氨基酸组成比例越接近人体需要氨基酸的比例，则其质量就越优[9]。据此，WHO和FAO于1973 年提出了评价蛋白质营养价值的必需氨基酸模式——氨基酸评分(amino acid score，AAS)[14]。按以下公式求得氨基酸评分(AAS)：

根据这个评分公式对木薯蚕蛹粉中的必需氨基酸进行比较，结果见表2。

表 2 木薯蚕蛹粉中必需氨基酸含量与WHO/FAO氨基酸评分模式比较Table 2 Comparison of essential amino acid profile of eri silkworm pupa with WHO/FAO scoring models

由表2可知，木薯蚕蛹的氨基酸评分为64，而桑蚕蛹的氨基酸评分为73。由此可知，虽然木薯蚕蛹的蛋白质和必需氨基酸的总量都比桑蚕蛹高，但是它们所含的必需氨基酸比例合理性不如桑蚕蛹好。

木薯蚕蛹中芳香族氨基酸(苯丙氨酸和酪氨酸)含量高于FAO氨基酸模式，而异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、含硫氨基酸(蛋氨酸和半胱氨酸)、苏氨酸、缬氨酸都约低于FAO氨基酸模式。氨基酸评分相对较低的必需氨基酸为限制性氨基酸(limiting amino acid)，氨基酸评分最低的为第一限制性氨基酸[14]。由表2可知，木薯蚕蛹中赖氨酸的氨基酸评分最低为64，是木薯蚕蛹的第一限制性氨基酸；亮氨酸、苏氨酸和含硫氨基酸的氨基酸评分也较低，也属于木薯蚕蛹的限制性氨基酸。

蛋白质中某些氨基酸含量不足时，会影响氨基酸的吸收和蛋白质的合成；相反，某种氨基酸的含量过多时，会造成氨基酸之间氮平衡的破坏，从而影响对其他氨基酸的吸收。这主要是因为组成人体各种组织细胞蛋白质的氨基酸有一定比例[15]，所以应注意使每日膳食中蛋白质提供的各种必需氨基酸的比例接近人体氨基酸比例。

蚕蛹蛋白主要为球蛋白，比纤维蛋白更容易被人体消化吸收，更适合于作为婴幼儿和老年人营养食品的蛋白质添加剂[10]。目前，蚕蛹蛋白的主要研究工作集中在蛋白的提取工艺[16]和复合氨基酸[17]的制备。木薯蚕蛹作为绢纺的副产物，是一种廉价的优质天然氮源，有望用于研制和开发木薯蚕蛹蛋白、氨基酸产品。

3 结 论

3.1 木薯蚕蛹中蛋白质含量为(66.49±0.89)%，比桑蚕蛹中的蛋白质含量更高。

3.2 木薯蚕蛹中含有17种氨基酸，包括7种必需氨基酸(色氨酸未测到)，其含量分别为：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)%、缬氨酸(2.662±0.07)%、苯丙氨酸(2.510±0.07)%、酪氨酸(2.489±0.08)%、赖氨酸(2.365±0.12)%、精氨酸(2.334±0.15)%、丙氨酸(2.205±0.18)%、异亮氨酸(2.166±0.19)%、脯氨酸(2.089±0.14)%、苏氨酸(1.901±0.16)%、丝氨酸(1.863±0.13)%、组氨酸(1.722±0.12)%、蛋氨酸(0.983±0.11)%、半胱氨酸(0.696±0.04)%、符合WHO/FAO所提出的参考蛋白模式。

3.3 木薯蚕蛹的氨基酸评分为64分，赖氨酸是木薯蚕蛹的第一限制性氨基酸。

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