木薯蠶蛹氨基酸構成分析

龍 悅，黃先智*，丁曉雯，王海燕，王 健，羅金風，任美燕

(1.西南大學食品科學學院，重慶市農產品加工重點實驗室，重慶 400716；2.西南大學蠶學與系統生物研究所，重慶 400716；3.重慶市畜牧科學院，重慶 402460)

蠶蛹既是一種營養價值高的美食，也是一種功能活性強的中藥，自古以來就得到廣泛應用。蠶蛹蛋白質含量相當豐富，約占干質量的60%，包含人體所需的18種氨基酸，其中8種必需氨基酸(EAAs)的含量高達40%以上，符合聯合國糧農組織和世界衛生組織(FAO/WHO)所提出的理想蛋白質模式[1]。近年來，衛生部批準蠶蛹是“作為普通食品管理的食品新資源名單”中唯一的昆蟲類食品[2-3]。

蓖麻蠶是以蓖麻葉、木薯葉等為食料的吐絲結繭的經濟昆蟲之一，屬鱗翅目，大蠶蛾科[4]。當蓖麻蠶以木薯葉為食料時，生產上俗稱木薯蠶。木薯可作為重要的生物質能源原料，目前廣西木薯種植面積達到26萬公頃，利用秋季木薯葉飼養蓖麻蠶，可以提高種植木薯的經濟效益。木薯蠶的蠶繭可以作為絹紡原料，木薯蠶蛹的有效開發，是實現木薯蠶產業化開發的關鍵。但是，目前對木薯蠶蛹研究的報道很少。

本實驗通過測定木薯蠶蛹干品中的蛋白質含量、氨基酸組成及含量，應用氨基酸評分法探討木薯蠶蛹蛋白質的營養價值，以期為木薯蠶蛹的綜合利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

木薯蠶蛹干品由西南大學蠶學與系統生物研究所提供，產地為廣西南寧。

氫氧化鈉、硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸、硼酸、鹽酸均為分析純 成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設備

K-360全自動凱氏定氮器 瑞士Buchi公司；L-8800型全自動氨基酸分析儀 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 木薯蠶蛹中粗蛋白的測定

采用GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白質的測定》[5]中凱氏定氮法測定。

1.3.2 木薯蠶蛹氨基酸成分測定

采用GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的測定》[6]中氨基酸自動分析儀法測定。

準確稱取100mg木薯蠶蛹粉于18mm×180mm試管中，向盛有樣品的試管中加入14mL 6mol/L鹽酸，振蕩混勻。用酒精噴燈把該試管口下1/3處拉細到4～6mm，抽真空10min后封管。處理過的試管置于(110±1)℃恒溫烘箱中水解22h，拿出冷至室溫，搖勻過濾，取1mL濾液于50mL燒杯中，于60℃恒溫水浴蒸干濾液，加入0.02mol/L鹽酸稀釋10倍，用0.45μm濾膜過濾上機即可。

分析條件：分離柱4.6mm×60mm，洗脫液流速0.4mL/min，柱溫70℃，柱壓10.230MPa；反應柱：茚三酮及茚三酮緩沖液流速0.35mL/min，柱溫135℃，柱壓0.982MPa。

每組實驗3次平行，數據經Excel 2007 分析。

2 結果與分析

蛋白質營養價值評價對于食品品質的鑒定、新食品資源的研究和開發、指導人群膳食等具有重要意義。在營養學上主要從食物蛋白質含量、消化吸收程度和人體利用程度這3個方面全面評價食物蛋白的營養價值[7]。本研究主要針對木薯蠶蛹中蛋白質含量、氨基酸組成及含量、氨基酸評分進行分析。

2.1 木薯蠶蛹中粗蛋白的含量

蛋白質含量是蛋白質發揮其營養價值的物質基礎。測定得到木薯蠶蛋白質含量占干質量的(66.94±0.89)%，而Longvah等[8]報道產自印度班加羅爾的木薯蠶蛹蛋白質含量為(54.8±0.61)%。由此可見，本實驗采用的木薯蠶蛹樣品中蛋白質含量要高于印度班加羅爾的。

王海燕等[9]測得的桑蠶蛹中蛋白質含量為41.13%，魏兆軍等[10]報道的值為50%～55%，可見，木薯蠶蛹中的蛋白質含量比桑蠶蛹中的更高。

2.2 木薯蠶蛹的氨基酸組成及含量

從對人體營養的角度可將構成蛋白質的氨基酸劃分為必需氨基酸(essential amino acid，EAA)和非必需氨基酸(noessential amino acid，NEAA)兩大類[11]。EAA是指人體不能合成或合成速度不能滿足機體需要，必須從食物中直接獲取的氨基酸，包括異亮氨酸Ile、亮氨酸Leu、賴氨酸Lys、苯丙氨酸Phe、蘇氨酸Thr、纈氨酸Val、蛋氨酸Met，色氨酸Trp；NEAA可通過人體自身合成[11]。

本實驗對木薯蠶蛹中氨基酸組成及含量進行分析，其測定圖譜見圖1。

圖 1 木薯蠶蛹粉氨基酸圖譜Fig.1 The chromatogram of amino acids composition in eri silkworm pupa powder

由圖1可知，木薯蠶蛹中除了色氨酸，檢測出17種氨基酸。木薯蠶蛹中氨基酸含量見表1。

表 1 木薯蠶蛹粉與桑蠶蛹粉中氨基酸成分分析比較Table 1 Comparison of amino acid contents in eri silkworm pupa and in silkworm pupa

從表1可看出，木薯蠶蛹中含有17種氨基酸，包括7種必需氨基酸(除色氨酸外)；它們的必需氨基酸和非必需氨基酸的構成與桑蠶蛹類似；木薯蠶蛹除蛋氨酸外，其他氨基酸的含量都比桑蠶蛹高。

木薯蠶蛹總氨基酸(TAA)含量為42.097%，必需氨基酸(EAA)含量15.771%、非必需氨基酸(NEAA)含量26.326%，均高于桑蠶蛹中上述指標的量。

根據WHO/FAO所提出的參考蛋白模式，必需氨基酸與總氨基酸(EAA/TAA%)的比值≥36%[12]，必需氨基酸與非必需氨基酸的比值(EAA/NEAA)在0.6左右[12-13]為理想的蛋白質模式。木薯蠶蛹EAA/TAA%為37.460%，EAA/NEAA為0.60，符合WHO/ FAO所提出的參考蛋白模式。

在木薯蠶蛹中，必需氨基酸含量高低順序為：亮氨酸Leu＞纈氨酸Val＞苯丙氨酸Phe＞賴氨酸Lys＞異亮氨酸Ile＞蘇氨酸Thr＞蛋氨酸Met。在非必需氨基酸中含量最高的為谷氨酸Glu，其次為天門冬氨酸Asp，這兩種氨基酸與蠶蛹的鮮味有著緊密的關系，特別是谷氨酸是最重要的鮮味氨基酸；而半胱氨酸Cys含量最低。

2.3 木薯蠶蛹蛋白質營養評價

各類蛋白質所含的必需氨基酸組成比例越接近人體需要氨基酸的比例，則其質量就越優[9]。據此，WHO和FAO于1973 年提出了評價蛋白質營養價值的必需氨基酸模式——氨基酸評分(amino acid score，AAS)[14]。按以下公式求得氨基酸評分(AAS)：

根據這個評分公式對木薯蠶蛹粉中的必需氨基酸進行比較，結果見表2。

表 2 木薯蠶蛹粉中必需氨基酸含量與WHO/FAO氨基酸評分模式比較Table 2 Comparison of essential amino acid profile of eri silkworm pupa with WHO/FAO scoring models

由表2可知，木薯蠶蛹的氨基酸評分為64，而桑蠶蛹的氨基酸評分為73。由此可知，雖然木薯蠶蛹的蛋白質和必需氨基酸的總量都比桑蠶蛹高，但是它們所含的必需氨基酸比例合理性不如桑蠶蛹好。

木薯蠶蛹中芳香族氨基酸(苯丙氨酸和酪氨酸)含量高于FAO氨基酸模式，而異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、含硫氨基酸(蛋氨酸和半胱氨酸)、蘇氨酸、纈氨酸都約低于FAO氨基酸模式。氨基酸評分相對較低的必需氨基酸為限制性氨基酸(limiting amino acid)，氨基酸評分最低的為第一限制性氨基酸[14]。由表2可知，木薯蠶蛹中賴氨酸的氨基酸評分最低為64，是木薯蠶蛹的第一限制性氨基酸；亮氨酸、蘇氨酸和含硫氨基酸的氨基酸評分也較低，也屬于木薯蠶蛹的限制性氨基酸。

蛋白質中某些氨基酸含量不足時，會影響氨基酸的吸收和蛋白質的合成；相反，某種氨基酸的含量過多時，會造成氨基酸之間氮平衡的破壞，從而影響對其他氨基酸的吸收。這主要是因為組成人體各種組織細胞蛋白質的氨基酸有一定比例[15]，所以應注意使每日膳食中蛋白質提供的各種必需氨基酸的比例接近人體氨基酸比例。

蠶蛹蛋白主要為球蛋白，比纖維蛋白更容易被人體消化吸收，更適合于作為嬰幼兒和老年人營養食品的蛋白質添加劑[10]。目前，蠶蛹蛋白的主要研究工作集中在蛋白的提取工藝[16]和復合氨基酸[17]的制備。木薯蠶蛹作為絹紡的副產物，是一種廉價的優質天然氮源，有望用于研制和開發木薯蠶蛹蛋白、氨基酸產品。

3 結 論

3.1 木薯蠶蛹中蛋白質含量為(66.49±0.89)%，比桑蠶蛹中的蛋白質含量更高。

3.2 木薯蠶蛹中含有17種氨基酸，包括7種必需氨基酸(色氨酸未測到)，其含量分別為：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)%、纈氨酸(2.662±0.07)%、苯丙氨酸(2.510±0.07)%、酪氨酸(2.489±0.08)%、賴氨酸(2.365±0.12)%、精氨酸(2.334±0.15)%、丙氨酸(2.205±0.18)%、異亮氨酸(2.166±0.19)%、脯氨酸(2.089±0.14)%、蘇氨酸(1.901±0.16)%、絲氨酸(1.863±0.13)%、組氨酸(1.722±0.12)%、蛋氨酸(0.983±0.11)%、半胱氨酸(0.696±0.04)%、符合WHO/FAO所提出的參考蛋白模式。

3.3 木薯蠶蛹的氨基酸評分為64分，賴氨酸是木薯蠶蛹的第一限制性氨基酸。

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