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金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析

向玉勇 ,  陶琴 ,  于士军 ,  张元昶

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文章导航 > 浙江农林大学学报  > 2020 >  37(5): 971-977
张毓格, 侯俊峰, 岑俊杰, 等. 汽蒸预处理白栎木材弯曲蠕变的时温等效特性[J]. 浙江农林大学学报, 2023, 40(5): 1121-1129. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220688
引用本文: 向玉勇, 陶琴, 于士军, 等. 金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析[J]. 浙江农林大学学报, 2020, 37(5): 971-977. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
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ZHANG Yuge, HOU Junfeng, CEN Junjie, et al. Time-temperature equivalence in bending creep of white oak wood in steam pretreatment[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2023, 40(5): 1121-1129. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220688
Citation: XIANG Yuyong, TAO Qin, YU Shijun, et al. Analysis of nutrients in larva feces of Heterolocha jinyinhuaphaga[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2020, 37(5): 971-977. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
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金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析

DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624

  • 滁州学院 生物与食品工程学院，安徽 滁州 239000

基金项目: 安徽省高校优秀中青年骨干人才国内外访学研修重点项目(gxfxZD2016249)；滁州学院科研启动基金项目(2019qd02)
详细信息
    作者简介: 向玉勇，教授，博士，从事资源昆虫学研究。E-mail: 2116764223@qq.com

  • 中图分类号: Q964

Analysis of nutrients in larva feces of Heterolocha jinyinhuaphaga

  • School of Biology and Food Engineering, Chuzhou University, Chuzhou 239000, Anhui, China

摘要

  • 摘要:   目的  了解金银花尺蠖Heterolocha jinyinhuaphaga幼虫粪便的主要营养成分，评价其营养价值。  方法  采用国家标准检测方法，测定金银花尺蠖幼虫粪便主要营养成分质量分数，分析金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分、必需氨基酸指数(IEAA)、必需氨基酸与非必需氨基酸的比值、不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值，并与常见虫茶进行比较分析。  结果  金银花尺蠖幼虫粪便的水分、总糖、粗脂肪及蛋白质质量分数分别为10.08%、2.40%、2.73%和11.89%；总氨基酸为 4.326 9 mg·g–1，必需氨基酸总量为 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%，IEAA为1.20，不饱和脂肪酸质量分数为64.05%，其不饱和脂肪酸(P)与饱和脂肪酸(S)的比值(P/S)为1.78，必需脂肪酸质量分数为30.49%；矿物元素钙、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，铜质量分数最低，为0.053 8 mg·g–1；维生素C和维生素E的质量分数分别为0.387 5和0.158 3 mg·g– 1。  结论  金银花尺蠖幼虫粪便营养丰富，适宜作为一种新的虫茶进行开发利用。表5参22
    Abstract:   Objective  This study aims to understand the nutritional content in larva feces of Heterolocha jinyinhuaphaga, and evaluate its nutritional value.  Method  By using national standard test method, the nutritional content in larva feces of H. jinyinhuaphaga were determined, and the amino acid content, index of essential amino acid (IEAA), ratio of essential amino acid to nonessential amino acid, and ratio of unsaturated fatty acid to saturated fatty acid(P/S) in larva feces of H. jinyinhuaphaga were analyzed and compared with those of common insect tea.  Result  The contents of water, total sugar, crude fat, and protein in larva feces were 10.08%, 2.40%, 2.73%, and 11.89%, respectively. Total amino acid content was 4.326 9 mg·g–1, and total content of essential amino acid was 1.666 2 mg·g–1. The proportion of essential amino acid to total amino acid was 38.51%, and the ratio of essential amino acid to nonessential amino acid was 62.62%. IEAA was 1.20. The mass fraction of unsaturated fatty acid was 64.05% and the ratio of unsaturated fatty acid to saturated fatty acid was 1.78. The essential fatty content was 30.49%. The contents of Ca, K, and Mg were higher, 8.126 7, 4.955 6, and 3.257 3 mg·g–1 respectively, while the content of Cu was the lowest, 0.053 8 mg·g–1. The contents of Vitamin C and Vitamin E were 0.387 5 and 0.158 3 mg·g–1.  Conclusion  The larva feces of H. jinyinhuaphaga are rich in nutrients and suitable for development and utilization as a new resource for insect tea. [Ch, 5 tab. 22 ref.]

  • 木材是一种由纤维素、半纤维素和木质素组成的复杂聚合物。木材的化学成分和多孔结构决定着其弯曲加工性能[1−2]，已有研究发现阔叶材弯曲性能普遍优于针叶材[3−4]。近年来，国内外学者从软化处理和顺纹压缩处理对弯曲木材微观结构、化学成分和应力-应变本构关系的影响角度开展了研究，发现压缩处理过程中导管变形对木材弯曲成型的质量影响显著[5]。其中，张燕等[3]研究发现：在允许的应力范围内，顺纹压缩后环孔材拉伸面和压缩面的导管壁均出现了褶皱，有利于实现木材的顺纹压缩。此外，不同早材导管带位置对白栎Quercus alba木材弯曲蠕变性能的影响研究表明：瞬时应变和45 min应变均随早材导管带与受力面之间距离的增加而大幅度减小[6−7]。由此可见，弯曲压缩过程中早材导管带不仅影响细胞变形和力学特性，而且对木材的弯曲性能影响显著。

    木材时温等效原理是指木材在较高温度、较短时间内的力学性质和力学行为与其在较低温度、较长时间内的力学性质和力学行为等效，可以快速预测木材在低温状态下长时间内的力学响应[8−9]。PLACET等[10]在0~95 ℃测试温度下探究饱水山毛榉Fagus sylvatica与橡木Quercus sessiliflora的黏弹性以及对时温等效原理的适用性，发现此原理只适用于小于玻璃化转变区域的温度范围。WANG等[11]采用时间-应力叠加原理(time-stress superposition principle, TSSP)和时间-温度-应力叠加原理(time-temperature-stress superposition principle, TTSSP)模拟了高温处理后杉木Cunninghamia lanceolata的弯曲蠕变响应特性，表明其弯曲蠕变行为的温度阈值为180 ℃。含水率、温度和纹理取向对木材静态黏弹性的影响显著[12−14]，然而，关于汽蒸预处理对环孔材弯曲蠕变行为的时温等效特性研究未见相关报道。为此，本研究以白栎木材为研究对象，考察不同汽蒸预处理温度、测试温度及早材导管带条件下木材的弯曲蠕变特性并开展时温等效特性研究，以期为木材弯曲加工提供理论和技术支撑。

    1.   材料与方法

    1.1   材料

    试材为美国产白栎木材，环孔材早材，试样取自白栎木材第3个年轮内侧区域，树龄为20 a，胸径25 cm以上，年轮宽度为3~5 mm，产于美国东部，购自中国浙江省湖州市南浔建材市场，其气干密度为(0.76±0.05) g·cm−3。试验前通过恒温恒湿箱(EL-10KA)将其含水率调整至(12.0±1.0)%，然后从同一生长轮内取样并制备40.0 mm×12.0 mm×2.0 mm的试样。根据有无早材导管带制备2种试样(图1)：试样A为早材导管带位于试样中间，密度为(0.73±0.07) g·cm−3，试样B为对照组(无早材导管带)，密度为(0.78±0.08) g·cm−3。弯曲蠕变试验前，用水热合成反应釜(MQ-200)对试样采用100 ℃饱和蒸汽以及110、120 ℃过热蒸汽预处理，分别用A1(B1)、A2(B2)、A3(B3)表示，未处理用A0(B0)表示，处理时间为60 min，处理结束后通过恒温恒湿箱将汽蒸预处理试样的含水率调节至(12.0±1.0)%。

    图 1  样品制备
    Figure 1  Specimens preparation
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    1.2   早材导管带特性的数值化表征

    采用扫描电子显微镜(SEM，TM-3030)研究试样A和B的横切面内早材导管带特性。阔叶树材导管直径以弦向计，在15~260 µm内，导管长度为80~1 700 µm[15]。栎木早材导管弦向直径达250 µm，晚材弦向直径达34 µm，环孔材早材导管分子长度为230~390 µm，小于晚材导管分子长度(270~590 µm)[15]。以弦向直径为35~500 µm，长度为230~390 µm作为筛选早材导管分子的参数阈值。试样A和B的横切面内早材导管带特征如图2所示。运用 MATLAB 2019a 软件实现对试样横切面扫描电镜(SEM)图像的类型转换、增强处理、分割处理以及形态学处理等操作，获取试样横切面早材导管数量、直径和面积等参数，并通过正态分布拟合表征试样横切面早材导管的分布均匀性。如图3所示，经过二值图像处理、结合筛选阈值进行早材导管分子优选、开运算、二次过滤以及早材导管分子标记统计等步骤统计试样和早材导管带厚度，试样的横切面面积和早材导管总面积，以及计算试样的早材导管面积比(RC)和早材导管带中心到受力面距离(RD)，进而对试样横切面内早材导管带特征进行数值化表征。

    图 2  试样A和B横切面内早材导管带特征
    Figure 2  Early wood vessel belt in the cross section of specimen A and B
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    图 3  早材导管带数值化表征流程图
    Figure 3  Flow diagram for numerical characterization of early wood vessel belt in specimens
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    1.3   弯曲蠕变测试

    通过动态热机械分析仪(DMA-Q800)在双悬臂夹具(跨距为35 mm)弯曲模式下径向加载5 MPa恒定载荷测试试样的弯曲蠕变特性[16−17]，保持时间为45 min，随后撤除恒定载荷，并保持其环境条件45 min。测试过程中通过自带湿度附件控制试样的含水率为(12.0±1.0)%。动态热机械分析仪程序中预设的测试温度分别为20、30、40、50、60、70和80 ℃，对应的相对湿度(RH)依次控制为66%、69%、72%、74%、77%、79%和81%，收集并记录试样弯曲蠕变数据。最后，根据早材导管带、汽蒸预处理温度和测试温度下的弯曲蠕变曲线，选取测试温度20 ℃来绘制试样蠕变与时间对数的关系曲线，经由时温等效合成白栎木材弯曲蠕变特性的主曲线，获得相应的水平移动因子，进而对其长期蠕变行为进行预测表征。

    1.4   时温等效性

    选取测试温度20 ℃来绘制试样蠕变与对数时间的关系曲线，把其余测试温度条件下的蠕变曲线水平移动，使各曲线彼此叠合形成一定时间范围的蠕变主曲线。叠合主曲线时，水平移动因子 aT 与测试温度的关系用 Williams-Landel-Ferry (WLF)方程进行数学模型表征[18]。WLF 方程的表达式为：

    $$ \lg a_{T}=\frac{-D_{1} \times\left(T-T_{0}\right)}{D_{2}+\left(T-T_{0}\right)} 。 $$ (1)

    式(1)中：$ \mathrm{lg}{a}_{T} $为时温等效位移因子，T 为测试温度(K)；T0 为参考温度(K)；D1和 D2 为拟合所得常数。

    2.   结果与分析

    2.1   早材导管分布特性表征统计

    分别选取40幅典型的SEM图像通过MATLAB 2019a软件计算试样的RC和RD并进行正态分布统计，结果如图4 所示：试样A的RC和RD分别为(18.12±0.50)%和(1.12±0.04) mm，而试样B的RC和RD分别为(0.03±0.04)%和0。

    图 4  试样早材导管面积比及早材导管带中心到受力面距离
    Figure 4  Earlywood vessel area ratio and the distance between vessel belt and load-bearing surface in specimens and analysis of normal distribution
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    由表1可知：试样A的RC和RD服从正态分布，试样B的RC和RD服从均匀分布，差异显著(P＜0.05)，其导管分子数量及分布状态一致。综上所述，含早材导管带的试样中导管分子的分布状态是相对均匀的，对照组基本上无早材导管存在。

    表 1  试样RC和RD的正态分布检验结果
    Table 1  Normality test result of RC and RD of tested specimens
    试样RC/%自由度统计量PRD/mm自由度统计量P
    A18.12±0.50200.920.121.12±0.04200.970.86
    B0.03±0.0420−−0±020−−
    　　说明：−表示无统计意义。
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    2.2   测试温度对白栎木材蠕变的影响

    由图5可得：在前45 min内，试样的蠕变均随测试温度的升高而增大。同时，试样蠕变的增长速率随测试温度的升高而增大。当测试温度上升到80 ℃时，所有试样的蠕变行为最明显。分析原因：木材中运动单元获得的活化能随测试温度的升高而增大，相应的分子间相互作用力减小，导致分子间距离增大，进而增大了运动单元的活动空间，试样的蠕变显著增大‎[13, 19]。此外，一般湿木材木质素的玻璃化转变温度为72~128 ℃[16]。随着测试温度不断升高，白栎木材木质素分子链段的状态从冷冻状态转变为移动状态，并且在80 ℃下发生玻璃化转变。在分子占据体积增大的基础上，随着测试温度的升高，木质素发生自由体积膨胀[20]。因此，运动单元的运动空间增加，试样的蠕变也随之增加。

    图 5  不同测试温度下试样蠕变应变曲线
    Figure 5  Creep strain curves of specimens at different test temperatures
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    2.3   汽蒸预处理对白栎木材蠕变的影响

    如图6所示：汽蒸预处理试样的瞬时应变和45 min应变整体低于未处理试样。当测试温度相同时，试样的弯曲蠕变随着汽蒸预处理温度的升高而减小。在测试温度20、30、40、50和60 ℃下，相对于A0，试样A1的瞬时应变分别减少了2.14%、2.35%、10.92%、11.97%和1.49%。随着测试温度继续从60 ℃升高到80 ℃，试样A1的瞬时应变分别增加了18.06%和2.60%；在测试温度20、30、40、50、60、70和80 ℃下，试样A2的瞬时应变分别减少了44.82%、46.21%、45.44%、33.13%、25.99%、9.15%和2.70%；在测试温度20、30、40、50、60、70和80 ℃下，试样A3的瞬时应变分别减少了41.11%、44.78%、53.44%、43.08%、42.99%、45.80%和43.24%。然而，相对于B0，相同条件下试样B1的瞬时应变分别减少了13.87%、17.94%、19.40%、13.60%、8.96%、5.14%和21.19%，试样B2和B3表现出相同规律。在测试温度70~80 ℃下，A1的瞬时应变减少幅度随测试温度升高呈负值，说明测试温度升高，应变呈增加的趋势，而B1瞬时应变的减小幅度均呈减小趋势。A2瞬时应变的减少幅度在测试温度50~80 ℃呈逐渐减小的规律，其瞬时应变的减少幅度在测试温度升高到80 ℃时最小。A3和B3的减少幅度基本保持一致，相对于其他温度汽蒸预处理的样品更加趋于稳定。

    图 6  不同汽蒸预处理和测试温度下试样的瞬时应变和45 min应变
    Figure 6  Instantaneous strain and 45 min strain of specimens at different steam pretreatment and test temperatures
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    在测试温度20、30、40、50、60、70和80 ℃下，与A0相比，试样A1的45 min应变分别减少了1.84%、13.01%、0.55%、6.18%、16.69%、2.59%和7.71%，试样A2和A3的45 min应变均存在相同的变化规律。在测试温度20、30、40、50、60、70和80 ℃下，相对于B0，试样B1的45 min应变分别减少了4.01%、15.38%、2.30%、3.01%、18.69%、2.80%和12.71%，试样B2~B3的45 min应变均存在相同的变化规律。试样A1和B1的45 min应变降低幅度远小于A2、A3、B2 和B3，并且A3和B3的45 min应变降低幅度大于A2和B2，特别是在测试温度(50~80 ℃)较高时，宏观表现为蠕变程度小。这是因为无定形物质的半纤维素是组成木材主要成分之一，含有较多亲水性基团，具有较强的吸水性，是木材产生应变的因素之一[20]。在压力蒸汽处理过程中，乙酰基在受热水解过程中会从半纤维素中脱去并生成乙酸，使处理环境的酸性增强[21-22]。此外，半纤维素的聚合度在此水解过程中逐渐降低，产成低聚糖以及单糖，单糖中的戊糖反应产生糠醛，而己糖则反应产生羟甲基糠醛[21−22]，这一水解过程会导致形成的乙酸进一步加剧水解反应，促使半纤维素进一步分解。另一方面，在汽蒸预处理条件下，水蒸气密度明显增加，水合氢离子的电离反应促进了乙酰基的断裂和乙酸的形成，使得半纤维素的水解效率大大提高，进而明显降低木材中游离羟基的含量。汽蒸预处理使木材的平衡含水率(EMC)降低，含水率低于15%的木材在热处理温度过程中发生物理变化，导致水分与半纤维素中游离羟基的结合能力降低[23]。在热作用下，半纤维素内部的一部分多糖会裂解为糖醛、糖类，这种物质通过聚合反应生成了不溶于水的聚合物，促使木材的吸水性降低，木材的尺寸稳定性显著提高[24]。

    2.4   早材导管带对白栎木材蠕变的影响

    由图7可知：测试温度一定时，试样B的蠕变均小于试样 A。此外，当测试温度从20 ℃升高到80 ℃时，试样A的瞬时应变和45 min应变均明显增加。同时，蠕变的增长幅度随测试温度的升高而增加。随着测试温度(20~50 ℃)的升高，试样 A0与 B0、A1与B1、A2与B2以及A3与B3的应变差值逐渐增大，应变差值在温度40~50 ℃时达到最大；在60~80 ℃内应变差值却逐渐减小。与对照组相比，20、30、40、50、60、70和80 ℃测试温度范围内试样A0的瞬时应变分别增长了2.19%、7.19%、19.48%、20.82%、3.03%、2.35%和1.75%。试样A1~A3的瞬时应变均存在相同的变化规律。试样B0~B3的45 min应变均随测试温度的升高而增大。

    图 7  早材导管带对试样蠕变曲线的影响
    Figure 7  Influence of early vessel belt on creep strain curves of specimens
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    试样的瞬时应变和45 min应变的应变差值在测试温度40~50 ℃达到最大值，而在60~80 ℃内应变差值逐渐减小，这是因为在测试温度40~50 ℃内出现了“转折点”[6−7]。当测试温度低于转折点时，早材导管带对白栎木材蠕变的影响相对于测试温度更加显著；而测试温度高于转折点时其对试样蠕变的影响比早材导管带更显著。当测试温度进一步升高到80 ℃时，试样A和B的瞬时弹性应变和45 min应变的应变差值相差无几；由此可知，当测试温度升高到80 ℃时，试样的蠕变主要受测试温度的影响。在弹性力学中的孔或圆形孔的应力集中问题中所述，在外加载荷作用下，弹性材料孔结构边缘产生应力集中效果，且孔边缘处的应力将远大于没有孔时的应力[25]，此外，含早材导管带的试样密度小于对照组密度，导致试样力学强度变弱，从而引起应变增大，因此早材导管带的存在增大了试样的蠕变。

    2.5   时温等效特性

    由图8可知：不同汽蒸预处理温度和早材导管带条件下的试样主曲线经过水平移动后均可获得一条较光滑的主曲线，说明在20~80 ℃测试温度和100 ℃~120 ℃汽蒸预处理温度范围内，时温等效适用于白栎木材的弯曲蠕变，主曲线和位移因子函数均受测试温度、早材导管带和汽蒸预处理温度的影响。利用时温等效原理，试件A0和B0的主曲线时间跨度分别由45 min延长至106.87和106.95 s；试件A1和B1的主曲线时间跨度分别由45 min延长至106.96和107.09 s；试件A2和B2的主曲线时间跨度分别由45 min延长至107.63和108.14 s；试件A3和B3的主曲线时间跨度分别由45 min延长至108.09和108.25 s。说明不同温度汽蒸预处理和早材导管带的存在一定程度上影响了主曲线的时间跨度。此外，含早材导管带的试样主曲线时间跨度小于对照组试样。原因是试样A的蠕变均大于试样B，结合孔边应力集中效应，证实了早材导管带的存在导致试样更易发生蠕变。随着时间的推移，前者的弯曲蠕变比后者更明显。此外，试样主曲线时间跨区随着汽蒸预处理温度升高而增大。分析其原因是汽蒸预处理后的样品对木材弯曲蠕变程度减小，汽蒸预处理增强了木材的尺寸稳定性；随着时间的推移，试样蠕变变化变慢。由图9和表2可得：各组试样水平移动因子与测试温度的关系曲线在20~80 ℃的测试温度范围内均能满足WLF方程，所得的拟合曲线较为光滑，相应的回归系数(R2)均大于0.93 (表2)，用WLF方程可以对白栎木材弯曲蠕变特性的时间与测试温度关系进行有效表达。

    图 8  不同汽蒸预处理温度和早材导管带条件下试样的主曲线
    Figure 8  Master curves of creep behavior at different steam pretreatment temperatures and vessel belt at a referenced test temperature of 20 ℃
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    图 9  不同温度和早材导管带条件下试样的WLF方程拟合曲线
    Figure 9  Fitting curve of WLF equation for specimens under different temperature and vessel belt conditions
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    表 2  不同汽蒸预处理温度和早材导管带条件下试样的WLF方程拟合参数与回归系数
    Table 2  Fitting parameters and regression coefficients of WLF equations for specimens under different steam pretreatment temperature and vessel belt conditions
    样品编号D1D2R2
    A0−6.979 2441.669 770.994 59
    B0−12.655 52168.871 850.988 92
    A1−6.420 7146.817 520.985 34
    B1−6.21E+131.35E+150.979 71
    A2−6.770 9927.946 090.960 80
    B2−19.201 34170.616 940.976 85
    A3−16.148 19153.087 920.946 21
    B3−7.66E+141.15E+160.932 01
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    3.   结论

    本研究结果表明：①试样的瞬时应变和45 min应变随测试温度的升高而增大；而在相同的测试温度下，试样的蠕变随着汽蒸预处理温度的升高而逐渐减小；②在20~80 ℃测试温度和100 ~120 ℃汽蒸预处理温度范围内，时温等效适用于白栎木材弯曲蠕变；③试样的时温等效水平移动因子与测试温度的关系曲线满足类WLF方程，R2均大于0.93，可见，WLF方程能较好地预测木材长期弯曲蠕变行为。

    通过本研究可以得出：在一定范围内，测试温度、汽蒸预处理和早材导管带对白栎木材弯曲蠕变行为的影响较为明显，通过时温等效原理可以有效模拟预测白栎木材的长期蠕变特性，但是本研究仅对白栎木材弯曲蠕变特性进行了模拟预测，后续应在长期实际研究中表征白栎木材长期(1~3 a)的弯曲蠕变特性。

  • 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

    名称质量分数/%
    水分总糖粗脂肪蛋白质
    幼虫粪便 10.08±0.05 2.40±0.02 2.73±0.22 11.89±0.43
    三叶虫茶[5] 15.47 − 1.23 12.63
    老鹰茶虫酿茶[17] 15.95 − 1.02 14.26
    紫白虫茶[6] 10.08 0.44 1.41 9.30
    仓樟虫茶[7] 9.80 2.80 2.80 23.80
    米白虫茶[18] 10.04 0.31 0.87 22.34
    老鹰茶[17] 9.57 3.46 1.92 12.49
    贵州名优茶(平均)[19] 7.76 2.75 0.67 27.70
    　　说明：−表示未检测到
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    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

    氨基酸氨基酸质量分数/(mg·g−1)
    幼虫粪便三叶虫茶[5]紫白虫茶[6]仓樟虫茶[7]米白虫茶[18]
    天氡氨酸 0.415 2 0.427 8 5.35 4.43 5.77
    苏氨酸* 0.283 3 0.251 3 4.05 0.91 2.97
    丝氨酸 0.207 1 0.513 8 4.36 0.18 4.37
    谷氨酸 0.488 4 0.748 7 8.19 − 6.65
    甘氨酸 0.428 1 0.859 2 4.38 2.92 5.23
    丙氨酸 0.358 2 0.697 8 4.43 1.55 3.51
    半胱氨酸 − 0.479 7 0.09 0.46 0.13
    缬氨酸* 0.261 1 0.887 2 4.26 1.13 3.68
    甲硫氨酸* 0.044 1 0.206 1 0.20 0.14 0.48
    异亮氨酸* 0.274 2 0.699 3 3.39 0.97 3.26
    亮氨酸* 0.327 3 1.238 1 4.45 1.57 3.54
    酪氨酸 0.191 5 0.782 6 1.34 0.34 2.12
    苯丙氨酸* 0.279 3 0.7475 3.12 0.70 2.82
    赖氨酸* 0.071 4 1.382 0 3.12 0.46 3.33
    组氨酸 0.065 2 0.932 1 1.81 2.76 2.61
    精氨酸 0.141 2 1.782 9 2.96 1.13 2.05
    脯氨酸 0.365 8 0.368 3 5.49 1.09 4.95
    色氨酸* 0.125 5 0.873 2 0.58 1.07 0.67
    总氨基酸 4.326 9 13.877 6 61.57 21.81 58.14
    EAA 1.666 2 6.284 7 23.17 6.95 20.75
    NEAA 2.660 7 7.592 9 38.40 14.86 37.39
    EAA/(EAA+NEAA)/% 38.510 0 45.29 37.63 31.87 35.69
    EAA/NEAA /% 62.620 0 82.78 60.34 46.77 55.50
    　　说明：*表示必需氨基酸，− 表示未检测到，EAA为必需氨基酸，NEAA为非必需氨基酸，EAA/(EAA+NEAA)为必需氨基酸占总氨　　　　　基酸的比例，EAA/ NEAA为必需氨基酸与非必需氨基酸的比值
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    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

    氨基酸FAO模式*/
    (mg·g−1)    		全鸡蛋*/
    (mg·g−1)    		质量分数/
    (mg·g−1)    		氨基酸分化学分
    异亮氨酸 40 54 2.31 0.06 0.04
    亮氨酸 70 86 2.75 0.04 0.03
    赖氨酸 55 70 0.60 0.01 0.01
    甲硫氨酸+
    半胱氨酸    		 35 57 0.37 0.01 0.01
    苯丙氨酸+酪氨酸 60 93 3.96 0.07 0.04
    苏氨酸 40 47 2.38 0.06 0.05
    色氨酸 10 16 1.06 0.11 0.07
    缬氨酸 50 66 2.20 0.04 0.03
    总氨基酸 360 489 15.63 − −
    　　说明：*数据来自文献[20]，−表示未检测，质量分数是根　　　　　据表2粪便各氨基酸除以蛋白质质量分数(11.89%)　　　　　计算而得
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    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

    脂肪酸质量分数/%脂肪酸质量分数/%
    肉豆蔻酸(C14:0) 1.71±0.07 亚麻酸(C18:3) 10.86±0.12
    棕榈酸(C16:0) 30.35±0.23 饱和脂肪酸 35.95±0.33
    硬脂酸(C18:0) 3.89±0.15 不饱和脂肪酸 64.05±0.25
    棕榈油酸(C16:1) 4.84±0.21 必需脂肪酸 30.49±0.14
    油酸(C18:1) 28.72±0.18 P/S 1.78±0.11
    亚油酸(C18:2) 19.63±0.16
    　　说明：P/S表示不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值，括号　　　　　中比号前的数字表示含碳原子个数，比号后的数字　　　　　表示碳碳双键个数
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    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

    质量分数/(mg·g−1)
    钾钠镁钙磷铁
    4.955 6±0.004 60.972 1±0.000 53.257 3±0.003 28.126 7±0.006 31.173 2±0.002 11.667 3±0.001 1
    质量分数/(mg·g−1)
    锰锌铜维生素C维生素E
    0.782 5±0.007 20.478 9±0.000 30.053 8±0.000 10.387 5±0.000 20.158 3±0.000 1
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-23
  • 修回日期:  2020-05-27
  • 网络出版日期:  2020-10-10
  • 刊出日期:  2020-08-20

金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析

doi: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
  • 滁州学院 生物与食品工程学院，安徽 滁州 239000
    • 基金项目:  安徽省高校优秀中青年骨干人才国内外访学研修重点项目(gxfxZD2016249)；滁州学院科研启动基金项目(2019qd02)
    作者简介:

    向玉勇，教授，博士，从事资源昆虫学研究。E-mail: 2116764223@qq.com

  • 收稿日期: 2019-10-23
  • 修回日期: 2020-05-27
  • 网络出版日期: 2020-10-10
  • 刊出日期: 2020-08-20

  • 中图分类号: Q964

摘要:   目的  了解金银花尺蠖Heterolocha jinyinhuaphaga幼虫粪便的主要营养成分，评价其营养价值。  方法  采用国家标准检测方法，测定金银花尺蠖幼虫粪便主要营养成分质量分数，分析金银花尺蠖幼虫粪便的氨基酸分、必需氨基酸指数(IEAA)、必需氨基酸与非必需氨基酸的比值、不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值，并与常见虫茶进行比较分析。  结果  金银花尺蠖幼虫粪便的水分、总糖、粗脂肪及蛋白质质量分数分别为10.08%、2.40%、2.73%和11.89%；总氨基酸为 4.326 9 mg·g–1，必需氨基酸总量为 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%，IEAA为1.20，不饱和脂肪酸质量分数为64.05%，其不饱和脂肪酸(P)与饱和脂肪酸(S)的比值(P/S)为1.78，必需脂肪酸质量分数为30.49%；矿物元素钙、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，铜质量分数最低，为0.053 8 mg·g–1；维生素C和维生素E的质量分数分别为0.387 5和0.158 3 mg·g– 1。  结论  金银花尺蠖幼虫粪便营养丰富，适宜作为一种新的虫茶进行开发利用。表5参22

English Abstract

张毓格, 侯俊峰, 岑俊杰, 等. 汽蒸预处理白栎木材弯曲蠕变的时温等效特性[J]. 浙江农林大学学报, 2023, 40(5): 1121-1129. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220688
引用本文: 向玉勇, 陶琴, 于士军, 等. 金银花尺蠖幼虫粪便营养成分分析[J]. 浙江农林大学学报, 2020, 37(5): 971-977. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
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ZHANG Yuge, HOU Junfeng, CEN Junjie, et al. Time-temperature equivalence in bending creep of white oak wood in steam pretreatment[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2023, 40(5): 1121-1129. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20220688
Citation: XIANG Yuyong, TAO Qin, YU Shijun, et al. Analysis of nutrients in larva feces of Heterolocha jinyinhuaphaga[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2020, 37(5): 971-977. DOI: 10.11833/j.issn.2095-0756.20190624
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  • 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)。${I_{{\rm{EAA}}}} {\text{=}} \sqrt[n]{{\left[ {\left( {{b_1}/{a_1}} \right) {\text{×}} 100\left] {\text{×}} \right[\left( {{b_2}/{a_2}} \right) {\text{×}} 100\left] {\text{×}} \right[\left( {{b_3}/{a_3}} \right) {\text{×}} 100\left]{\text{×}} { \cdots {\text{×}} } \right[\left( {{b_n}/{a_n}} \right) {\text{×}} 100} \right]}} $。其中：b1，b2，b3，$\cdots $，bn为试验蛋白质中各种必需氨基酸质量分数(mg·g−1)；a1，a2，a3，$\cdots $，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)。

      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

      名称质量分数/%
      水分总糖粗脂肪蛋白质
      幼虫粪便 10.08±0.05 2.40±0.02 2.73±0.22 11.89±0.43
      三叶虫茶[5] 15.47 − 1.23 12.63
      老鹰茶虫酿茶[17] 15.95 − 1.02 14.26
      紫白虫茶[6] 10.08 0.44 1.41 9.30
      仓樟虫茶[7] 9.80 2.80 2.80 23.80
      米白虫茶[18] 10.04 0.31 0.87 22.34
      老鹰茶[17] 9.57 3.46 1.92 12.49
      贵州名优茶(平均)[19] 7.76 2.75 0.67 27.70
      　　说明：−表示未检测到

      • 2.2.   金银花尺蠖幼虫粪便氨基酸组成

    • 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)。

      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

      氨基酸氨基酸质量分数/(mg·g−1)
      幼虫粪便三叶虫茶[5]紫白虫茶[6]仓樟虫茶[7]米白虫茶[18]
      天氡氨酸 0.415 2 0.427 8 5.35 4.43 5.77
      苏氨酸* 0.283 3 0.251 3 4.05 0.91 2.97
      丝氨酸 0.207 1 0.513 8 4.36 0.18 4.37
      谷氨酸 0.488 4 0.748 7 8.19 − 6.65
      甘氨酸 0.428 1 0.859 2 4.38 2.92 5.23
      丙氨酸 0.358 2 0.697 8 4.43 1.55 3.51
      半胱氨酸 − 0.479 7 0.09 0.46 0.13
      缬氨酸* 0.261 1 0.887 2 4.26 1.13 3.68
      甲硫氨酸* 0.044 1 0.206 1 0.20 0.14 0.48
      异亮氨酸* 0.274 2 0.699 3 3.39 0.97 3.26
      亮氨酸* 0.327 3 1.238 1 4.45 1.57 3.54
      酪氨酸 0.191 5 0.782 6 1.34 0.34 2.12
      苯丙氨酸* 0.279 3 0.7475 3.12 0.70 2.82
      赖氨酸* 0.071 4 1.382 0 3.12 0.46 3.33
      组氨酸 0.065 2 0.932 1 1.81 2.76 2.61
      精氨酸 0.141 2 1.782 9 2.96 1.13 2.05
      脯氨酸 0.365 8 0.368 3 5.49 1.09 4.95
      色氨酸* 0.125 5 0.873 2 0.58 1.07 0.67
      总氨基酸 4.326 9 13.877 6 61.57 21.81 58.14
      EAA 1.666 2 6.284 7 23.17 6.95 20.75
      NEAA 2.660 7 7.592 9 38.40 14.86 37.39
      EAA/(EAA+NEAA)/% 38.510 0 45.29 37.63 31.87 35.69
      EAA/NEAA /% 62.620 0 82.78 60.34 46.77 55.50
      　　说明：*表示必需氨基酸，− 表示未检测到，EAA为必需氨基酸，NEAA为非必需氨基酸，EAA/(EAA+NEAA)为必需氨基酸占总氨　　　　　基酸的比例，EAA/ NEAA为必需氨基酸与非必需氨基酸的比值

      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 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

      氨基酸FAO模式*/
      (mg·g−1)      		全鸡蛋*/
      (mg·g−1)      		质量分数/
      (mg·g−1)      		氨基酸分化学分
      异亮氨酸 40 54 2.31 0.06 0.04
      亮氨酸 70 86 2.75 0.04 0.03
      赖氨酸 55 70 0.60 0.01 0.01
      甲硫氨酸+
      半胱氨酸      		 35 57 0.37 0.01 0.01
      苯丙氨酸+酪氨酸 60 93 3.96 0.07 0.04
      苏氨酸 40 47 2.38 0.06 0.05
      色氨酸 10 16 1.06 0.11 0.07
      缬氨酸 50 66 2.20 0.04 0.03
      总氨基酸 360 489 15.63 − −
      　　说明：*数据来自文献[20]，−表示未检测，质量分数是根　　　　　据表2粪便各氨基酸除以蛋白质质量分数(11.89%)　　　　　计算而得

      • 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%。

      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

      脂肪酸质量分数/%脂肪酸质量分数/%
      肉豆蔻酸(C14:0) 1.71±0.07 亚麻酸(C18:3) 10.86±0.12
      棕榈酸(C16:0) 30.35±0.23 饱和脂肪酸 35.95±0.33
      硬脂酸(C18:0) 3.89±0.15 不饱和脂肪酸 64.05±0.25
      棕榈油酸(C16:1) 4.84±0.21 必需脂肪酸 30.49±0.14
      油酸(C18:1) 28.72±0.18 P/S 1.78±0.11
      亚油酸(C18:2) 19.63±0.16
      　　说明：P/S表示不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值，括号　　　　　中比号前的数字表示含碳原子个数，比号后的数字　　　　　表示碳碳双键个数

      • 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 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

      质量分数/(mg·g−1)
      钾钠镁钙磷铁
      4.955 6±0.004 60.972 1±0.000 53.257 3±0.003 28.126 7±0.006 31.173 2±0.002 11.667 3±0.001 1
      质量分数/(mg·g−1)
      锰锌铜维生素C维生素E
      0.782 5±0.007 20.478 9±0.000 30.053 8±0.000 10.387 5±0.000 20.158 3±0.000 1
    3.   讨论

    • 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。

参考文献 (22)

目录

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  • 1.   材料与方法

  • 1.1.   供试昆虫

  • 1.2.   仪器设备

  • 1.3.   测定方法和数据处理

  • 1.3.1.   含水量测定
  • 1.3.2.   总糖质量分数测定
  • 1.3.3.   脂肪质量分数测定
  • 1.3.4.   脂肪酸质量分数测定
  • 1.3.5.   蛋白质质量分数测定
  • 1.3.6.   氨基酸质量分数测定
  • 1.3.7.   维生素质量分数测定
  • 1.3.8.   矿物元素质量分数测定
  • 1.3.9.   营养品质分析方法
  • 1.3.10.   数据处理
  • 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

  • 2.2.   金银花尺蠖幼虫粪便氨基酸组成

  • 2.3.   金银花尺蠖幼虫粪便脂肪酸质量分数

  • 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

  • 3.   讨论

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