徐歆歆 王文韜 薛榮榮 肖芬芬 吉 紅

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，陜西楊凌712100）

近年來(lái)，隨著我國(guó)飼料行業(yè)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅 猛發(fā)展，飼料資源短缺問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重[1]。脂肪作為三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，在水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中十分重要[2]。脂肪可提供魚類生長(zhǎng)所需要的能量，滿足組織器官修復(fù)和新生的需求，同時(shí)有利于脂溶性維生素的吸收和運(yùn)輸，提供魚類生長(zhǎng)發(fā)育所需的必需脂肪酸[3]。當(dāng)前，飼料油脂添加水平較高，例如，大西洋鮭魚日糧中油脂水平高達(dá)35%～40%[4-5]。飼料油脂添加量不斷增加，魚油作為水產(chǎn)飼料行業(yè)的主要油脂源目前已出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象[6]。因此開發(fā)尋找適宜的油脂資源也越來(lái)越被重視。

昆蟲作為地球上最大的生物類群，在所有動(dòng)物種類中占到約60%[7]。且昆蟲所攝食的食物簡(jiǎn)單，繁殖速度快，大部分昆蟲的生長(zhǎng)周期都短，每年的繁殖代數(shù)在幾代至幾十代之間變化，甚至一些特殊的昆蟲種類繁殖的后代數(shù)能超過(guò)50代，資源數(shù)量巨大，因此昆蟲資源是一種可持續(xù)利用的潛在生物資源[8-10]。昆蟲中油脂含量豐富，脂肪酸組成合理，大多包含軟脂酸以及不飽和脂肪酸，消化性能較好[8，11]，且油酸和亞油酸含量豐富，有的昆蟲亞麻酸含量也很高，亞油酸及亞麻酸為淡水魚類的必需脂肪酸，因此，昆蟲油脂是一種潛在的水產(chǎn)飼料用脂肪來(lái)源[12]。目前專門針對(duì)昆蟲油脂理化性質(zhì)的報(bào)道不多[13-18]，相關(guān)研究還不夠深入，因此限制了昆蟲油脂在飼料行業(yè)的有效應(yīng)用。本研究首次同時(shí)對(duì)黑水虻、黃粉蟲、蠶蛹三種昆蟲油脂的理化性質(zhì)及脂肪酸組成進(jìn)行測(cè)定及分析比較，分析其油脂特性，旨在為昆蟲油脂資源的開發(fā)利用及緩解飼料行業(yè)油源供應(yīng)不足的情況提供參考資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料與試劑

黑水虻（Hermetia illucens）來(lái)源于西北農(nóng)林科技大學(xué)安康水產(chǎn)試驗(yàn)示范站（陜西安康），蠶蛹（Silk?worm pupa）來(lái)源于安康蠶種廠（陜西安康），黃粉蟲（Tenebrio molitor）來(lái)源于波奇商城（山東單縣），均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的排雜、滅菌、烘干等工藝后冷藏保存?zhèn)溆?。試?yàn)前，將三種昆蟲逐一使用冷榨法榨取試驗(yàn)所需油脂[19]，挑選個(gè)體飽滿的優(yōu)質(zhì)昆蟲，分批放入預(yù)熱好的自動(dòng)榨油機(jī)中榨取昆蟲油脂（溫度90 ℃，榨膛壓力5～20 kPa），將昆蟲油脂在4 000 r/min 的條件下離心10 min去除雜質(zhì)，離心后的昆蟲油分別收集于特定油罐中，冷卻靜置備用。

C2H5OC2H5∶C2H5OH=2∶1 的混合溶液、0.1 mol/l的NaOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液、酚酞乙醇溶液、CHCl3-CH3COOH混合液=2∶3、飽和KI 溶液、0.5%淀粉指示劑、0.002 mol/l的Na2S2O3溶液、CCl4溶液、10%的KI溶液、0.1 mol/l的Na2S2O3溶液、1%淀粉、0.5 mol/l HCl溶液、Hanus試劑、0.5 mol/l的KI- C2H5OH溶液。

1.1.2 儀器和設(shè)備

50 ml燒杯、250 ml錐形瓶、50 ml的量筒、堿式滴定管、玻璃棒、250 ml碘量瓶、500 ml的容量瓶、10 ml移液管、1ml 的移液管、吸爾球、HHS 電熱恒溫水浴鍋、球形冷凝管、膠皮管、精宏水浴鍋、中佳低速離心機(jī)、JA2003 電子天、10 ml 離心管、貝爾斯頓榨油機(jī)、1 000 μl 的eppendorf 移液槍及槍頭、GC-7820A 氣相色譜儀[色譜柱為AT-FFAP，30 m×0.53 mm×1.0 μm，柱溫箱250 ℃，檢測(cè)器溫度80 ℃，進(jìn)口樣280 ℃，載氣（N2）5 ml/min，空氣500 ml/min，氫氣60 ml/min]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 酸價(jià)的測(cè)定

參照GB/T 5530用酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2 過(guò)氧化值的測(cè)定

參照GB/T 5538用碘量法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 碘價(jià)的測(cè)定

參照GB/T 5532用Hanus進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4 皂化值的測(cè)定

參照GB/T 5534用酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 脂肪酸的測(cè)定

參照國(guó)標(biāo)GB 5009.168—2016氣相色譜法進(jìn)行脂肪酸的測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

油脂理化性質(zhì)的數(shù)據(jù)采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”的形式表示，用SPSS18.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)，若差異顯著再做Duncan's 多重比較檢驗(yàn)組間的差異，顯著水平為P＜0.05；脂肪酸組成采用峰面積歸一化法計(jì)算解析組分的相對(duì)百分含量。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 三種昆蟲油脂理化指標(biāo)測(cè)定值的比較（見(jiàn)表1）

表1 三種昆蟲油脂理化指標(biāo)測(cè)定值的比較

如表1所示，黃粉蟲油的酸價(jià)顯著高于黑水虻油及蠶蛹油（P＜0.05），黑水虻油的皂化值顯著高于黃粉蟲油及蠶蛹油（P＜0.05），碘價(jià)及過(guò)氧化值在三種昆蟲油中無(wú)顯著性差異（P＞0.05）。此外，三種昆蟲油脂的酸價(jià)及過(guò)氧化值均低于國(guó)標(biāo)值（豬油及魚油）。

2.2 三種昆蟲油脂脂肪酸組成（見(jiàn)表2）

表2 三種昆蟲油脂脂肪酸組成（%）

由表2可知，黑水虻油脂SFA（飽和脂肪酸）總量約48.49%，以C12∶0（月桂酸24.32%）為主，其次是C14∶0（肉豆蔻酸）、C16∶0（棕櫚酸）、C18∶0(硬脂酸)等飽和脂肪酸。黃粉蟲油脂中C18∶2n-6（亞油酸）的含量最高42.65%，其次是C18∶1n-9（油酸）26.62%，單不飽和及多不飽和脂肪酸(MUFA及PUFA)的總量約為75.27%。蠶蛹油脂中單不飽和及多不飽和脂肪酸含量達(dá)67.57%，其中主要成分是C18∶3n-3（α-亞麻酸），達(dá)到40.38%。三種昆蟲中C16∶0（棕櫚酸）的含量都比較高。

3 討論

油脂的品質(zhì)可以通過(guò)油脂理化性質(zhì)來(lái)反映[20]。酸價(jià)和過(guò)氧化值可用來(lái)表示油脂或者脂肪酸的酸敗程度[21-23]。油脂在長(zhǎng)期保存過(guò)程中其不飽和脂肪酸在酶、光和熱的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)使油脂質(zhì)變酸敗，產(chǎn)生刺激性氣味[24-25]。本研究中，黃粉蟲油脂的酸價(jià)顯著高于黑水虻及蠶蛹油脂。過(guò)氧化值在三種昆蟲油脂之間無(wú)顯著性差異。通常認(rèn)為酸價(jià)越小，油脂品質(zhì)越好，其精煉程度及新鮮度越高。但陳建興等[25]在其有關(guān)黃粉蟲油脂及花生油脂的研究中指出，油脂組成的差異也會(huì)造成酸價(jià)的不同。本研究中三種昆蟲油脂脂肪酸組成的差異較大，因此，黃粉蟲油脂較高的酸價(jià)可能僅表明其油脂組成中含有較多的不飽和脂肪酸，這與我們脂肪酸組成測(cè)定的結(jié)果也相一致。豬油及魚油作為常用的飼料用油源，三種昆蟲油的酸價(jià)及過(guò)氧化值均低于國(guó)標(biāo)中豬油、魚油的量，但是這兩個(gè)指標(biāo)與油脂加工過(guò)程、儲(chǔ)存條件等有關(guān)，在生產(chǎn)中它們應(yīng)盡量?jī)?chǔ)存在低溫低濕度的環(huán)境下，避免陽(yáng)光直射和高溫，同時(shí)注意通風(fēng)保存，并注意減少礦物質(zhì)的含量，因?yàn)榈V物質(zhì)中的一些微量元素是油脂氧化的催化劑，或者通過(guò)添加一些抗氧化劑來(lái)保證油脂的新鮮度，避免氧化酸敗的副作用對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生不利影響[4，26-27]。碘價(jià)是有機(jī)化合物中不飽和程度的一種指標(biāo)，物質(zhì)的不飽和程度愈大，碘價(jià)愈高[28]。三種昆蟲油脂碘價(jià)在91.48～98.53 g/100 g之間，屬于不干性油，并與其富含亞油酸的含量有關(guān)[24]。皂化值越高，它的相對(duì)分子質(zhì)量越小[29]。本研究中黑水虻油的皂化值高于黃粉蟲油、蠶蛹油，因此表示黑水虻油的脂肪酸鏈小于黃粉蟲及蠶蛹油的脂肪酸鏈長(zhǎng)，這與氣相色譜分析中得出的黑水虻油中鏈脂肪酸月桂酸含量較高相一致。此外，黃粉蟲油脂及蠶蛹油脂的皂化值與其他研究中的結(jié)果也較接近，表明蠶蛹及黃粉蟲油脂組成相對(duì)穩(wěn)定[30-31]。

黑水虻、黃粉蟲、蠶蛹三種昆蟲油脂的脂肪酸組成分析結(jié)果表明，三種昆蟲油飽和脂肪酸以棕櫚酸為主，硬脂酸含量較低，黑水虻油月桂酸含量很高為24.32%，它可使蛋雞膽固醇含量升高，改善蛋雞膽固醇代謝狀況[32]。同樣，膽固醇在魚體也具有重要的生理功能[33-34]。但是植物油脂中膽固醇含量很低，因此當(dāng)大量植物油脂代替水產(chǎn)品油脂時(shí)，會(huì)出現(xiàn)膽固醇不足的現(xiàn)象[35]，而黑水虻油中大量的月桂酸能使動(dòng)物高密度脂蛋白膽固醇升高，從而提高總膽固醇的含量，且月桂酸提高總膽固醇的能力優(yōu)于棕櫚酸[36]。因此開發(fā)昆蟲油脂資源在水產(chǎn)飼料應(yīng)用方面有一定的優(yōu)勢(shì)。此外，三者含有的不飽和脂肪酸是以油酸為主，多不飽和脂肪酸以亞油酸和亞麻酸為主。昆蟲含有不飽和脂肪酸的多少與昆蟲類型、生活方式都有一定的關(guān)系[37-39]。亞油酸、亞麻酸被稱為淡水魚類的必需脂肪酸[40]。通常魚類會(huì)從飼料中采食一部分必需脂肪酸，魚類必需脂肪酸的缺乏會(huì)對(duì)魚體造成一系列的危害，降低生長(zhǎng)速度和采食率，以及降低抗病力，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在突然應(yīng)激時(shí)狂游或昏厥[41-42]。黑水虻油、黃粉蟲油、蠶蛹油含有淡水魚類需要的必需脂肪酸（亞油酸及亞麻酸）含量分別為22.19%、43.70%、51.54%，均高于豬油（5%～11.1%）和黃油（1.9%～4%）[43]。因此，黑水虻、黃粉蟲及蠶蛹油脂在水產(chǎn)飼料用油脂開發(fā)利用中具有一定的優(yōu)勢(shì)。此外，適宜的n-3/n-6比例在水產(chǎn)動(dòng)物的生長(zhǎng)、健康及炎癥方面有重要作用[44]，蠶蛹油中亞麻酸的含量極高為40.38%，黃粉蟲油中亞油酸的含量為42.65%，因此在考慮昆蟲油源作為飼料用時(shí)應(yīng)避免單一必需脂肪酸含量過(guò)高的問(wèn)題。例如蠶蛹油在水產(chǎn)飼料方面應(yīng)用時(shí)就可以考慮與n-6方面的植物油配合使用。

4 結(jié)論

黑水虻、黃粉蟲、蠶蛹三種昆蟲油脂,氧化酸敗程度都比較低，不飽和脂肪酸含量都豐富，雖然n-3 長(zhǎng)鏈多不飽和脂肪酸較少，但其理化性質(zhì)及特殊的脂肪酸組成（黑水虻油富含月桂酸，黃粉蟲油富含亞麻酸，蠶蛹油富含亞油酸）依然表明黑水虻油、黃粉蟲油及蠶蛹油在水產(chǎn)飼料油脂資源開發(fā)方面具有巨大潛力。