大麦虫幼虫粉的营养成分分析.pdf

NO.202023120营养研究饲料研究FEEDRESEARCH大麦虫幼虫粉的营养成分分析周根来殷洁鑫张鸿宇包建树（江苏农牧科技职业学院动物科技学院，江苏泰州2 2 530 0）摘要：试验旨在分析大麦虫幼虫粉的营养成分。采用国家标准分析测定了大麦虫幼虫粉中的水分、粗灰分、粗蛋白、氨基酸、粗脂肪、脂肪酸及矿物元素的含量。结果表明，大麦虫幼虫粉中水分、粗灰分、粗蛋白、粗脂肪的含量分别为3.48%、2.8 5%、47.7 0%、39.8 4%；18 种常见氨基酸总量为46.59%，其中必需氨基酸占比为36.53%，含硫氨基酸的氨基酸评分和化学评分最低，必需氨基酸指数为0.8 3。大麦虫幼虫粉中不饱和脂肪酸占比为59.13%，油酸和亚油酸所占比例较高；钾（K）、磷（P）、镁（Mg）、钠（Na）、锌（Zn）及铁（Fe）等矿物元素含量较高。研究表明，大麦虫幼虫粉具有较高的营养价值，可开发为一种优质蛋白质饲料原料在畜禽养殖中应用。关键词：大麦虫幼虫粉；常规养分；脂肪酸；氨基酸；矿物元素中图分类号：S816.2文献标识码：A文章编号：10 0 2-2 8 13（2 0 2 3）2 0-0 12 0-0 4Doi:10.13557/ki.issn1002-2813.2023.20.023Analysis of nutrient composition of Zophobas morio larva mealZHOU Gen-laiYIN Jie-xinZHANG Hong-yuBAO Jian-shuAbstract:The experiment was to analysis of nutrient composition of Zophobas morio larva meal.The content andcomposition of water,ash,crude protein,amino acid,crude fat,fatty acid and mineral elements in Zophobas morio larvameal were determined by national standard analysis.The results showed that the water,ash,crude protein,crude fatcontent of Zophobas morio larva meal was 3.48%,2.85%,47.70%and 39.84%respectively,the total amount of18 common amino acids was 46.59%,of which the essential amino acids accounted for 36.53%.The amino acid score andchemical score of sulfur containing amino acids were the lowest,and the essential amino acid index was 0.83.The contentof proportion of unsaturated fatty acid was 59.13%,and the proportion of oleic acid and linoleic acid was higher.Themineral elements such as potassium(K),phosphorus(P),magnesium(Mg),sodium(Na),zinc(Zn)and iron(Fe)wererelatively high.The experiement indicates that Zophobas morio larva meal has high nutritional value,which can bedeveloped and utilized as a high-quality protein feed material for livestock and poultry breeding.Key words:Zophobas morio larva meal;conventional nutrients;fatty acids;amino acid;mineral element蛋白质饲料资源短缺成为限制畜牧业健康发展的重要因素之一，开发和有效利用非蛋白质饲料资源、降低饲料成本是畜牧业关注的热点。大麦虫属于鞘翅目拟步甲科拟步甲族昆虫，作为新型蛋白源被广泛关注-2 。大麦虫具有体积大、抗逆性强、取食范围广、世代间隔短等特点3。大麦虫干物质中粗蛋白含量高，几丁质、不饱和脂肪酸、矿物元素和维生素等养分也较丰富，含有壳聚糖、抗菌肽等生物活性物质4。有研究表明，大麦虫中养分的消化率较高，在畜禽饲粮中使用适量大麦虫可促第一作者：周根来，硕士，副教授，研究方向为饲料资源开发与应用。基金项目：江苏农牧科技职业学院校级科研项目（项目编号：NSF2021ZR10）；江苏现代农业（生猪）产业技术体系资源保护与利用创新团队（项目编号：JATS202138 7)收稿日期：2 0 2 3-0 3-31进动物生长，增强机体代谢，保证机体健康5-1。因此，大麦虫资源能够有效缓解我国蛋白饲料供给不足的问题，具有广阔的发展前景和应用价值。但目前有关大麦虫的研究报道较少，对其营养特性的分析还不全面，且现有的文献报道中关于大麦虫养分含量结果存在差异。因此，本试验以大麦虫幼虫粉为研究对象，分析测定大麦虫幼虫粉中常规养分、氨基酸、脂肪酸以及矿物元素的含量，为后期大麦虫幼虫粉在畜禽生产中的应用提供参考。1材料与方法1.1主要材料与仪器大麦虫幼虫干购自某生物科技有限公司，虫体平均长6.32 cm，宽0.49 cm，单条虫重1.2 8 g。BuchiK-375凯氏定氮仪、FossSoxtec2050脂肪测定仪、HitachiLA-8080氨基酸分析仪、Agilent6890气相色谱仪、Agilent7900电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS）、A g i l e n t 7 2 0 电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-美、(2)样品中某种氨基酸含量AA1)NO.202023饲料研究FEEDRESEARCH121营养研究OES)。1.2测定指标及方法1.2.1常规养分取40 0 个大麦虫幼虫干，使用高速粉碎机粉碎。水分含量采用GB/T6435一2 0 14直接干燥法测定，粗蛋白含量采用GB/T6432一2 0 18 凯氏定氮法测定，粗脂肪含量采用GB/T6433一2 0 0 6 乙醚浸提法测定，粗灰分含量采用GB/T64382007高温灼烧法测定1.2.2氨基酸含量18种氨基酸含量采用GB/T182462019水解法测定，除色氨酸采用碱水解处理外，其余氨基酸采用酸水解处理。1.2.3脂肪酸含量脂肪酸含量采用GB/T21514一2 0 0 8 方法测定，脂肪通过两步法抽提，利用三氟化硼法制备脂肪酸甲酯1.2.4矿物元素铜、锰、铬、钻、硒、铅、砷、汞等元素含量采用GB/T5009.268一2 0 16 ICP-MS测定，钙、磷、镁、钾、钠、铁、锌的含量采用GB/T5009.268一2 0 16 ICP-OES测定。1.2.5氨基酸营养评价根据联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）建议的氨基酸评分标准模式7 以及中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白质模式8 对大麦虫虫干氨基酸进行营养评价。计算氨基酸评分（AAS）、化学评分（CS）禾和必需氨基酸指数(EAAI)样品中某种氨基酸含量FAO/WHO评分标准模式同种氨基酸含量鸡蛋蛋白质中同种氨基酸含量AApIAAp2AApm必需氨基酸指数(EAAI)=(3)XAAelAA2AAen式中：n为必需氨基酸的数目；AApl、A A p A A p为样品蛋白质的必需氨基酸含量；AAel、A A e 2 A A e n 为全鸡蛋蛋白质中同种必需氨基酸含量；各种氨基酸含量均为相应氨基酸占总氨基酸的质量分数（%）。1.3数据统计与分析样品重复采集测定3次，各养分含量以测定结果用数据平均值表示2结果与分析2.1大麦虫幼虫粉、黄粉虫幼虫粉和鱼粉中常规养分含量（见表1)由表1可知，经干燥后的大麦虫干水分较低，其余常规成分含量与常见昆虫蛋白饲料黄粉虫幼虫粉相似。大麦虫幼虫粉中的粗蛋白含量较高，但略低于黄粉虫幼虫粉、鱼粉；粗灰分含量与黄粉虫幼虫粉相接近，但均远低于鱼粉；大麦虫幼虫粉粗脂肪含量较高，远高于黄粉虫幼虫粉、鱼粉。表1大麦虫幼虫粉、黄粉虫幼虫粉和鱼粉中常规养分含量(新鲜基础）单位：%项目大麦虫幼虫粉黄粉虫幼虫粉9 鱼粉0 1水分(H,O)3.487.6910.00粗蛋白(CP)47.7050.2053.50粗脂肪(EE)39.8428.9610.00粗灰分（Ash)2.853.5420.802.2大麦虫幼虫粉中18 种氨基酸含量(见表2)由表2 可知，大麦虫幼虫粉含有8 种必需氨基酸(Ile、L e u、L y s、M e t、Ph e、T h r、Va l、T r p)、6 种呈味氨基酸（Phe、A s p、G l u、G l y、A l a、T y r）。大麦虫幼虫粉中TAA含量为46.59%，Glu含量丰富，占TAA的13.39%，其次为Tyr和Asp，分别占TAA含量的9.0 6%、8.67%，Cy s 含量较低，占TAA含量的0.8 3%。大麦虫幼虫粉中氨基酸的总量与表1中粗蛋白含量非常接近，其中EAA含量占TAA比例为36.53%，与FAO/WHO推荐的标准蛋白质模式中的36%比例接近。大麦虫幼虫粉中UAA含量较高，占TAA比例的47.48%。表2大麦虫幼虫粉中18 种氨基酸含量（新鲜基础）单位：%项目合量项目合量赖氨酸俊（Lys)2.76谷氨酸（Glu)6.24蛋氨酸（Met)0.69甘氨酸（Gly)2.34亮氨酸(Leu)3.62丙氨酸（Ala)3.30异亮氨酸（Ile)2.25胱氨酸发（Cys)0.39苏氨酸（Thr)1.92酪氨酸（T y r)4.22缬氨酸(Val)3.28脯氨酸(Pro)2.92苯丙氨酸（Phe）1.98总氨基酸(TAA)46.59色氨酸(Trp)0.52必需氨基酸(EAA)17.02精氨酸（Arg)2.60呈味氨基酸(UAA)22.12组氨酸(His)1.46EAA/TAA36.53天门冬氨酸（Asp)4.04UAA/TAA47.48丝氨酸(Ser)2.062.3大麦虫幼虫粉中脂肪酸组成及含量(见表3）由表3可知，大麦虫幼虫粉中共检测出17 种脂肪酸，脂肪酸总量为36 1.9 g/kg，其中饱和脂肪酸10 种，单不饱和脂肪酸3种，多不饱和脂肪酸4种。不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比例为59.13：40.8 7，其中单不饱和脂肪酸占33.49%，多不饱和脂肪酸占2 5.6 4%。脂肪酸组成中，油酸占比最高，达32.8 0%，其次为棕榈酸（30.2 6%）和亚油酸（2 4.7 3%），均未检出花生四烯酸（ARA）、二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。不饱和脂肪酸中检出1种含量很低的反式脂肪酸，为反十八碳二烯酸，占总脂肪酸的0.2 2%。2.4大麦虫幼虫粉矿物元素含量（见表4）由表4可知，大麦虫幼虫粉主要含有钾、磷、铺NO.202023饲料研究FEEDRESEARCH122营养研究钠、钙、锌、铁、铜、锰等元素，尤其是磷含量较高，为5550 mg/kg。大麦虫幼虫粉矿物元素组成及含量与黄粉虫幼虫粉接近。在大麦虫幼虫粉中未检出铬、钻、硒3种矿物质元素。在大麦虫幼虫粉中砷元素含量为0.0 6 9 6 mg/kg，未检出重金属元素铅和汞。根据饲料卫生标准（GB13078一2 0 17）对饲料原料中铅、汞、砷的限量要求，满足饲料原料的卫生要求。表3大麦虫幼虫粉中脂肪酸组成及含量(新鲜基础）单位：%TFA项目含量项目含量辛酸(C8:0)0.86棕榈油酸（C16：1)0.58癸酸(C10:0)0.11油酸(C18:1)32.80月桂酸(C12:0)0.06亚油酸(C18:2)24.73豆蔻酸(C14:0)1.22-亚麻油酸(C18:3)0.64十五酸俊(C15:0)0.33二十碳一烯酸（C20:1)0.11棕榈酸交(C16:0)30.26二十碳二烯酸（C20：2)0.06硬脂酸俊(C18:0)7.68反十八碳二烯酸*（C18：2）0.22二十酸(C20:0)0.19不饱和脂肪酸（UFA)59.13二十二酸(C22:0)0.14单不饱和脂肪酸（MUFA）33.49二十三酸(C23:0)0.03多不饱和脂肪酸俊（PUFA)25.64饱和脂肪酸（SFA)40.87总脂肪酸（TFA)100.00注：“*”为反式脂肪酸。表4大麦虫幼虫粉中矿物元素含量(新鲜基础）单位:mg/kg项目大麦虫幼虫粉黄粉虫幼虫粉钙(Ca)348.00467.2磷(P)5550.007 259.0钠(Na)1 000.00钾(K)6 760.00镁（Mg)1 210.00铁(Fe)41.0067.3锌(Zn)74.60105.1铜同(Cu)10.2014.9锰（M n）9.266.6铬(Cr)ND钻(Co)ND硒(Se)ND注：ND表示未检出；“二”表示文献未提及。2.5大麦虫幼虫粉的氨基酸评分、化学评分和必需氨基酸指数（见表5)由表5可知，Phe+Tyr氨基酸评分最高，达2.2 2；Met+Cys氨基酸评分最低，为0.6 6。Met+Cys化学评分也最低，为0.42。大麦虫幼虫粉必需氨基酸指数为0.8 3。表5大麦虫幼虫粉的氨基酸评分、化学评分和必需氨基酸指数单位：%FAO/全鸡蛋大麦虫氨基酸化学项目WHO蛋白质幼虫粉评分评分Ile4.06.64.831.210.73Leu7.08.87.771.110.88Lys5.56.45.921.080.93Met+Cys3.55.52.320.660.42Phe+Tyr6.010.013.312.221.33Thr4.05.14.121.030.81Val5.07.37.041.410.96Trp35.049.745.301.290.91必需氨基酸1.00.83指数(EAAI)3讨论3.1大麦虫幼虫粉中常规营养成分分析本试验发现，大麦虫的常规养分含量整体上与黄粉虫接近(9，蛋白质、粗灰分含量较高，且粗脂肪含量高于黄粉虫和鱼粉，提示大麦虫具有蛋白高、脂肪含量突出的营养特点，具有作为典型昆虫饲料应用于畜禽生产的潜力。姬玉娇9 测定的大麦虫的常规养分与本试验基本一致。董昌平等4对不同性别及生长阶段的大麦虫养分进行比较分析，发现不同性别间大麦虫粗蛋白含量差异较大，其中成虫粗脂肪含量低于幼虫，提示准确评价大麦虫营养成分需确定其性别与生长发育阶段，养分含量转换成干物质基础后与本试验结果相似。3.2大麦虫幼虫粉中氨基酸组成分析蛋白质营养的本质是氨基酸的营养。饲料原料中各种氨基酸的组成和比例直接影响蛋白质的生物学价值。饲粮氨基酸平衡已成为畜禽营养需要和饲粮配合的重要考虑因素。优质蛋白质饲料原料不仅富含各类必需氨基酸，而且各氨基酸之间的比例要适宜。本试验中，必需氨基酸/总氨基酸为36.53%，达到了FAO/WHO标准模式中36%的要求，表明大麦虫幼虫粉为优质蛋白质饲料原料。呈味氨基酸具有天然的鲜味或甜味，可影响饲料原料的适口性。大麦虫幼虫粉中6 种呈味氨基酸的含量高达2 2.12%，表明使用大麦虫幼虫粉不会影响畜禽的采食量。本试验发现，除Met+Cys外，大麦虫幼虫粉的AAS中其他必需氨基酸评分均高于1，表明其必需氨基酸含量丰富，组成合理。AAS和CS结果显示，大麦虫的第一限制性氨基酸为Met+Cys，提示在使用大麦虫幼虫粉作为饲料原料配合畜禽饲粮时有必要注意补充含硫氨基酸。EAAI越接近1，饲料蛋白与标准蛋白的必需氨基酸组成越接近3。大麦虫幼虫粉的必需氨基酸指数为0.8 3，表明大麦虫幼虫粉必需氨基酸比例平衡，蛋白质营养价值高，可作为优质蛋白源叫4NO.202023饲料研究FEEDRESEARCH123营养研究3.3大麦虫幼虫粉中脂肪酸含量分析脂肪酸是动物体内重要的能量来源，也是转化和合成体内许多功能性物质的前体物质。其中的不饱和脂肪酸在动物体内具有重要的功能作用。单不饱和脂肪酸可以降低血压、血脂，可降低血液胆固醇水平；多不饱和脂肪酸中有多种动物所必需的脂肪酸，可起到保持生物膜的完整性和通透性，促进血液循环、抗氧化等作用15。本试验结果表明，大麦虫幼虫粉中脂肪酸的不饱和程度高，尤其是油酸和亚油酸水平较高，而亚麻油酸含量较低，与杨学圳等6 测定研究结果基本一致。而不同研究报道的脂肪酸组成数据略有差异，可能与大麦虫幼虫粉干燥方法、测定结果表达方式的差异有关7。畜禽需要从饲粮中获得自身不能合成的亚油酸等必需脂肪酸，大麦虫幼虫粉中丰富的亚油酸含量为其作为动物优质脂肪酸来源提供了可能性参照FAO/WHO提出的脂肪酸平衡要求7 ，饲粮饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸的比例应达到1：1：1，有助于动物体的营养均衡。本试验中，大麦虫幼虫粉各脂肪酸组成比例为1.59：1.31：1.0 0，与标准比例相比有一定的差异，建议在饲用时注意搭配其他来源的脂肪酸，保证饲粮脂肪酸的配比合理。3.4大麦虫幼虫粉中矿物元素含量分析矿物元素在畜禽体内有确切的生理功能和代谢作用，可以保障畜禽的健康生长及高效生产。钙、磷是动物体内需要量最多的矿物元素，对机体骨骼发育、机体物质代谢等具有重要作用；钠、钾、镁作为重要电解质元素起到调节机体酸碱平衡、激活酶活性等作用；铁、铜、锌、锰是微量矿物元素，在促进畜禽生长、增强机体免疫力等方面的作用明显。本试验研究结果显示，大麦虫幼虫粉中含有9 种主要矿物元素，添加使用大麦虫幼虫粉可为畜禽提供较丰富的矿物元素。但本试验结果表明，大麦虫幼虫粉中的钙、磷比例不在适宜范围内，这可能会影响钙、磷的消化利用，在饲粮配合时需要注意补充其他矿物质原料。本试验对大麦虫幼虫粉的营养成分进行较为全面的分析，阐明其作为蛋白质饲料原料的营养价值。但本试验未分析维生素含量，没有对大麦虫幼虫粉中苯并芘、病原微生物等抗营养因子以及有毒有害物质进行分析，缺少其中生物活性物质种类和含量的分析8-19 ，未来应全面评价大麦虫幼虫粉的营养价值。4结论本试验发现，大麦虫幼虫粉脂肪含量丰富，蛋白质含量较高；氨基酸组成合理，第一限制性氨基酸为含硫氨基酸；脂肪酸中不饱和程度较高，主要为油酸、亚油酸；矿物质元素种类多、含量高，但钙、磷比例不当。因此，大麦虫幼虫粉营养价值较高，可开发为一种优质蛋白质饲料原料，而且具有提取开发免疫肽、脂肪酸产品等功能性添加剂的潜力。参考文献1吴迪,刘汉锁,龙沈飞,等.昆虫蛋白的来源、营养成分和特殊功能及其在猪鸡饲粮中的应用效果.动物营养学报,2 0 2 0,32(6):2 49 1-2 49 9.2 Rumbos C I,Athanassiou C G.The superworm,Zophobas morio(Coleoptera:Tenebrionidae):A sleeping giant in nutrient sourcesJ.Journal of Insect Science,2021,21(2):1-11.3容庭,刘志昌,宋浩铭,等.大麦虫幼虫粉营养成分及其储藏特性分析.中国畜牧兽医,2 0 15,42(4):9 15-9 2 2.4董昌平,邹桃龙,唐艳梅,等.大麦虫营养成分分析.北方农业学报，2016,44(2):63-68.5陈继发.大麦虫的营养特性及其在动物生产中的应用研究进展.中国畜牧杂志,2 0 2 1,57(7):6-11.6黄静宇.大麦虫幼虫粉对黄羽肉鸡生长性能、管腔微生物组及代谢组的影响D.广州：华南农业大学,2 0 2 0.7 FAO.Energy and protein requirementsR.Rome:FAO MeetingsReport Series,1973.8中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所.食物成分表(全国代表值)M.北京：人民卫生出版社,19 9 1.9姬玉娇.三种昆虫的营养价值评价D.南昌：南昌大学,2 0 13.10熊本海,罗清尧,赵峰,等.中国饲料成分及营养价值表（2 0 2 1年第32版）.中国饲料,2 0 2 1(2 1):9 8-10 7.11中华人民共和国国家市场监督管理总局，中国国家标准化管理委员会。饲料卫生标准：GB130782017S.北京：中国标准出版社,2 0 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