广西三个产区虫茶主要茶特征成分、挥发性成分分析及氨基酸营养评价

温立香，袁冬寅，欧淑琼，张 芬，陈家献，黄寿辉，冯春梅，彭靖茹

（广西壮族自治区亚热带作物研究所，广西亚热带农产品加工研究所，广西南宁 530001）

虫茶素有茶界“猫屎咖啡”之称，其加工过程非常特殊，是人类以一些特定植物饲养某些特定昆虫后，将幼虫的排泄物经过后期加工制作成茶类饮料。作为中国南方地区特有的一种传统保健饮品，虫茶有清热解毒、健胃促消化等功能，对牙龈出血、腹泻、胃损伤、降脂降压、调节肠道微生物、抗癌等有较好疗效。虫茶主产区在广西、贵州、湖南等省的少数名族山区地区，广西因地理环境条件特殊、少数民族集聚且各地有饮凉茶习惯，虫茶产区分布最广，主要分布在三江、龙胜、融安、平南等地，近年来虫茶已逐渐成为广西山区群众尤其是少数民族群众脱贫致富的特色产业之一。

虫茶涉及产茶昆虫和寄食植物两个部分，二者的种类对虫茶的香气、滋味及功能等有重要的影响，目前已知虫茶的寄食植物主要有化香树、钩藤、茶叶、金银花和三叶海棠等。中国许多学者在虫茶营养成分及评价方面做了大量研究，研究结果表明虫茶内含丰富的营养物质如粗蛋白、茶多酚、黄酮类、人体必需氨基酸以及多种微量元素，对人体有多种功效作用。目前对广西虫茶营养成分尤其是氨基酸组成和香气成分特点等的研究报道较少。

为挖掘掌握广西不同产区虫茶的营养特点，进一步丰富我国特种虫茶营养成分的研究，填补相关研究内容的空缺，本文以广西三个主产区虫茶为研究对象，对其主要营养成分、香气物质及氨基酸组成等进行分析及综合评价，以期为广西虫茶的开发利用及未来的产业发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

三江、龙胜产区虫茶 一级产品，市售；融安产区虫茶 于融安车田茶叶合作社加工制作而成，均为一级产品；甲醇、苯酚、茚三酮（分析纯）、氢氧化钠、柠檬酸钠（优级纯） 北京伊诺凯科技有限公司；乙腈、乙酸 色谱纯，德国默克公司；盐酸 优级纯，华希盛华希盛化工厂有限公司。

Agilent 1260 高效液相色谱、Agilent 7890A-5975C GC-MS 美国安捷伦公司；TD4 低速台式离心机 上海卢湘仪离心机仪器有限公司；BSA223S电子天平 德国赛多利斯公司；V388s 全自动氨基酸分析仪 德国曼默博尔公司；9006A 型鼓风干燥箱上海一恒科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 虫茶加工制作工艺 收集成熟的酸枣叶作为原料，堆放发酵后自然引化产茶昆虫（双直巢螟）进行产卵、孵化，幼虫蚕食原料（原料堆温控制在40 ℃以下），待产茶昆虫蚕食后的消化发酵物晾干后收集，去除杂物、杂质并进行筛分分级，得到虫茶半成品。对虫茶半成品采用热风法110 ℃烘15 min，晾凉后再用80 ℃烘至水分含量10%，得到虫茶成品密封备用。

1.2.2 理化成分测定 水浸出物、茶多酚、咖啡碱、氨基酸分别参照GB/T 8305-2013《茶 水浸出物测定》、GB/T 8313-2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》、GB/T 8312-2013《茶 咖啡碱测定》、GB/T 5009.124-2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》进行测定。

1.2.3 挥发性成分测定 挥发性成分参考王睿等的方法进行测定，具体如下：虫茶挥发性成分提取：采用SDE 法，将虫茶样品粉碎，称取50 g 置于2 L 的圆底烧瓶中，加入100 ℃蒸馏水1 L，同时加入10 g/mL癸酸乙酯0.5 mL 及少许玻璃珠，用50 mL 重蒸乙醚萃取。对电热套加热，微沸下提取20 min。向乙醚萃取液中加入无水硫酸钠除去水分。4 ℃静置1 d后用N浓缩提取液至0.2 mL，重复该过程5 次，合并5 次的提取液，冷冻干燥后加入DMSO 备用。

GC 分析条件：HP-5MS 柱，30 m×0.25 mm×0.25 μm；进样口温度250 ℃；载气为高纯He，恒流模式，流速为1 mL/min；初始温度50 ℃，保留1 min，10 ℃/min 升至220 ℃，保持1 min，5 ℃/min 升至280 ℃，保持4 min，50 ℃/min 升至300 ℃，保持2 min。进样量1 mL，进样方式为不分流。

EI-MS 分析条件：离子源温度280 ℃，电离能量70 eV，溶剂延迟时间4 min；电子轰击电离源（EI）。将得到的质谱数据对照标准谱库对虫茶挥发性成分进行确认，并用面积归一法进行半定量。

1.2.4 氨基酸营养价值评价 食物中必需氨基酸的组成越接近人体必需氨基酸组成比例，营养价值越高。本文中参考氨基酸比值系数法，对照WHO/FAO提出的理想蛋白质人体必需氨基酸模式谱评价广西不同产区虫茶的营养价值，按以下公式（1）～（5）计算各参数。

以国际时尚消费理念为先导的鸡精产品，具有耐高温、不串味、食后感觉不口干，以及可以不受烹饪时间限制而随时添加的优点，很好地迎合了消费者的需求，逐渐成为家庭厨房美食中必不可少的佐餐用料。

氨基酸比例（essential amino acid，EAA%）=样品某必需氨基酸含量/氨基酸总量 式（1）；

氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA）=样品中EAA%/模式谱相应EAA%（因Cys 与Tyr 分别由Met与Phe 转变而成，故在本研究中将Phe 和Tyr，Met 和Cys 分别合并进行计算） 式（2）；

氨基酸比值系数（ratio coefficient of amino acid，RCAA）=样品某必需氨基酸的RAA/各必需氨基酸RAA 的均值 式（3）；

氨基酸比值系数分（score of ratio coefficient of amino acid，SRCAA）=100-CV×100（式中：CV 为RCAA的变异系数） 式（4）；

式中：n 为参与比较的氨基酸数目；aai 为样品中某EAA 的比例；AAi 为WHO/FAO 模式谱中与aai相应的EAA 的比例。

1.3 数据处理

试验数据采用SPSS 19.0 和Excel 2010 软件进行数据处理与分析，三次重复，多重比较采用Duncan 法。

2 结果与分析

2.1 广西三个产区虫茶主要茶特征成分分析

由表1 可知，广西三个产区虫茶的水浸出物、氨基酸含量极为丰富，平均含量超过三叶虫茶（水浸出物36.44%，氨基酸1.39%）、老鹰茶虫酿茶（水浸出物26.29%，氨基酸未检出）、灰青虫茶（水浸出物30.3%，氨基酸13.23 mg/g）及普通绿茶（水浸出物35%左右，氨基酸1%～4%）。不同产区虫茶的水浸出物、氨基酸、茶多酚均存在极显著差异（＜0.01），龙胜产区虫茶内含物质最为丰富，水浸出物、茶多酚含量都最高，其中水浸出物超过三个产区均值的38.10%，融安产区氨基酸最丰富。同时，分析结果显示广西虫茶普遍具有低咖啡碱的特性，龙胜、三江产区咖啡碱含量仅为0.03 和0.01 g/kg，而融安产区寄食植物原料经产茶昆虫体内发酵降解后，咖啡碱未检出，广西虫茶营养丰富又兼具低咖啡碱特性，可作为咖啡碱敏感消费者的佳选。

表1 三个产区虫茶主要茶特征成分Table 1 Main tea characteristic components of insect tea from three producing areas

2.2 三个产区虫茶挥发性成分分析

广西三个产区虫茶挥发性成分结果如表2 所示。供试茶样共检测出36 种挥发性组分，包括芳樟醇、香叶醇、橙花叔醇、3-己烯醇等醇类8 种，十四酸甲酯、邻苯二甲酸二异丁酯等酯类5 种，亚油酸、十六酸、亚麻酸、棕榈酸等酸类10 种，壬醛、苯甲醛等醛类4 种，丙烯酮等酮类2 种，烯类1 种，葵烷、2-甲基萘、吲哚等其他化合物6 种。三个产区虫茶挥发性组分差异较大，融安产区共检测出16 种挥发性物质，龙胜和三江产区各检测出17 种。融安产区挥发性成分包括醇、酯、酸、烯、酮及其他类化合物，醛类物质未检出，其他类化合物包括葵烷、草酰胺、2-甲基萘、7-氯-4-甲氧基-3-甲基喹啉、5-乙基-2-氧代-1,3,4,5a,10-五氮杂环戊烷-[a]芴5 种；龙胜产区挥发性成分包括醇、酯、酸、烯、醛及其他类化合物，酮类物质未检出，其他类化合物只检出吲哚1 种；三江产区虫茶的挥发性成分相对于融安和龙胜产区类别较单一，只检出醇、酯、酸及其他类化合物，烯、酮、醛类物质均未检出，其他类化合物只检出2-甲基萘1 种。

由表2 各类挥发性成分的检测结果可知，广西三个产区虫茶香气的主要呈味物质不同，融安产区虫茶挥发性成分以醇、酮类为主，两类物质占挥发性组分总量的56.88%，其中醇类31.02%，芳樟醇为醇类主要构成物质，占总醇类的72.28%，丙烯酮为酮类主要构成物质，占总酮类的86.18%；龙胜产区以醛、酯类为主，两类物质占挥发性组分总量的76.23%，其中醛类占54.00%，醛类主要构成物质为壬醛和苯甲醛，占总醛类的66.96%，酯类主要构成物质为十四酸甲酯，占总酯类的80.44%；三江产区以酸、酯类为主，两类物质占挥发性组分总量的72.35%，其中酸类占50.85%，亚油酸、十六酸、十五酸为酸类主要构成物质，占总酸类物质的84.31%，酯类主要构成物质与龙胜产区相同，也为十四酸甲酯，占总酯类的74.24%。融安地区产茶昆虫为双直巢螟，寄食植物主要为酸枣叶，三江、龙胜产茶昆虫为化香夜蛾，寄食植物龙胜主要为化香树、三江以钩藤、藤茶为主，虫茶香气组分及呈香类型与产茶昆虫和寄食植物相关，这可能也是造成各产区虫茶香气差异较大的主要原因。

表2 三个产区虫茶挥发性成分Table 2 Volatile components of insect tea from three producing areas

2.3 三个产区虫茶氨基酸组成、特性分析及营养价值评价

2.3.1 三个产区虫茶氨基酸组成及特性分析 不同产区虫茶氨基酸类物质组成及其特性归类分析见表3、表4。结果显示不同产区虫茶氨基酸各组分含量差异较大，其中组氨酸（His）、甘氨酸（Gly）存在显著性差异（＜0.05），精氨酸（Arg）、天门冬氨酸（Asp）等其他14 类氨基酸均有极显著差异（＜0.01），氨基酸总量从高到低依次为融安（6.66 g/100 g）＞三江（6.64 g/100 g）＞龙胜（4.98 g/100 g）。天门冬氨酸（Asp）和谷氨酸（Glu）含量最高，为三个产区的两种优势氨基酸，这两种氨基酸是主要的呈味氨基酸，其中融安、三江、龙胜三个产区Asp 分别各占其氨基酸总量的12.31%、10.64%、11.45%，Glu 分别占总量的12.01%、11.25%、11.30%。三个产区虫茶均含有7 种人体必需氨基酸，根据WHO/FAO 推荐的理想蛋白质中EAA/ TAA 为40%左右、EAA/NEAA在60%以上的要求，广西三个产区虫茶EAA/ TAA分别为37.61%、39.56%、40.06%，融安产区EAA/TAA比值略低于40%，三江和龙胜产区都达到理想蛋白质人体必需氨基酸模式，三个产区的EAA/NEAA 值均高于WHO/FAO 推荐的理想蛋白质要求，说明广西地区虫茶营养价值较高，可考虑作为优质的蛋白质来源。

表3 三个产区虫茶氨基酸含量（g/100 g）Table 3 Amino acid content of insect tea from three producing areas (g/100 g)

表4 统计结果表明广西虫茶氨基酸种类齐全，含有丰富的各类氨基酸。已知儿童必需氨基酸由His、Arg 加上人体必需的7 种氨基酸构成，三个产区虫茶儿童必需氨基酸含量在2.34～3.15 g/100 g，其中三江产区的儿童必需氨基酸比例最高，加上其极低咖啡碱的特性，有作为适宜儿童饮用的强身健体饮料的潜力。自然界中氨基酸已知有20 余种，其中Asp、Gly、Glu、Met、Leu、Tyr、Phe、Lys 和Arg 为药用氨基酸，对人体和动物具有某些特殊的医疗保健作用，三个产区虫茶均含有9 种药用氨基酸，这可能是广西虫茶具有药用和保健功能的原因之一，值得深入研究与探索，其中融安地区药用氨基酸含量最高，占总氨基酸的62.39%，鲜味氨基酸比例也最高。

表4 三个产区虫茶氨基酸特性分析Table 4 Analysis of amino acid characteristics of insect tea from three producing areas

支链氨基酸（BCAA）是分子结构上有1 个甲基侧链的一类功能性氨基酸，包括Leu、Ile、Val，研究表明BCAA 可以促进蛋白质合成、提高机体免疫力及促进肠道发育，同时BCAA 与机体糖代谢相关，通过调节胰岛素的分泌来调控组织中葡萄糖转运载体的表达，进而增强骨骼肌对葡萄糖的吸收和葡萄糖的氧化。三个产区BCAA 含量占总氨基酸比例依次为三江15.51%＞龙胜15.46%＞融安14.41%，三江比例最高，与新疆枸杞的BCAA 相当（野生黑果枸杞15.81%、黑杞1 号14.3%）。抗氧化性氨基酸（ATAA）包括Met、Tyr、His 及Cys，也属于功能性氨基酸，三江产区的ATAA 总含量最高，龙胜其次，三个产区含量最高的ATAA 均为Tyr，Tyr 是酪氨酸酶单酚酶功能的催化底物，是形成优黑素和褐黑素的重要原料，研究表明白癜风患者吃富含Tyr 的食物能够促进黑色素的形成，可减轻白癜风症状。芳香族氨基酸（AAA）在生物体内由莽草酸途径合成，其生物学功能非常丰富，已在医药、生物材料等方面应用广泛。AAA 不仅影响产品香型香味，其与BCAA 构成的支/芳值（BCAA/AAA）在肝病治疗中具有临床意义。三个产区AAA 占总氨基酸的比例均值为8.83%，其中龙胜地区AAA 的比例最高，此外，支/芳值均值为1.73，高于新疆枸杞（野生黑果枸杞0.45、黑杞1 号0.42），其开发利用潜力可进一步研究。

2.3.2 三个产区虫茶氨基酸营养价值评价 食品中必需氨基酸的种类组成及平衡状态决定了其蛋白质营养价值的高低，必需氨基酸组成比例与WHO/FAO模式谱越接近营养价值越高，越符合人体需求。对比不同产区虫茶必需氨基酸模式与模式谱（见表5），三个产区虫茶的Thr、Val、Ile、Leu、Phe+Tyr 含量均接近或高于WHO/FAO 模式谱，其中融安地区虫茶的Thr 最为丰富，为模式谱的1.54 倍，龙胜的Val最丰富，为模式谱的1.45 倍，三个产区虫茶的Phe+Tyr分别为模式谱的1.25、1.61、1.56 倍，可见广西虫茶的芳香族氨基酸都很丰富；此外，三个产区Met+Cys均低于模式谱，龙胜、三江两个产区的Lys 也略低于模式谱，而融安产区的Lys 高于模式谱。

表5 三个产区虫茶EAA%与WHO/FAO 模式谱比较Table 5 Comparison for EAA% of insect tea from three producing areas with WHO/FAO model spectrum

参考氨基酸比值系数法计算RAA、RCAA、SRCAA 及EAAI 值来进一步评价不同产区虫茶的营养价值。RAA 与RCAA 越接近1，说明食物中必需氨基酸组成比例越接近WHO/FAO 标准谱，通常RCAA 最小值对应的氨基酸为第一限制氨基酸，由表6 可知Met+Cys 为广西三个产区虫茶的共同第一限制氨基酸，Lys 为龙胜、三江两个产区的第二限制氨基酸，RAA、RCAA 值均＜1。融安产区虫茶除了Met+Cys 含量较低外，其他必需氨基酸的RAA、RCAA 值分别在1.09～1.54 和0.97～1.38 范围内，均接近或高于模式蛋白，尤其Thr 含量较高；龙胜、三江两个产区除了第一、二限制氨基酸，其他必需氨基酸也均接近或高于模式蛋白，尤其Phe+Tyr 明显高于模式蛋白。

表6 三个产区虫茶EAA 的RAA、RCAA、SRCAA、EAAI 值Table 6 RAA,RCAA,SRCAA and EAAI values of insect tea EAA from three producing areas

SRCAA 可以表示食品中蛋白质的相对营养价值，SRCAA 值越接近100，说明食物的蛋白质营养价值越高。如表6 所示：三个产区的SRCAA 值为三江（77.96）＞龙胜（75.21）＞融安（71.33），均高于燕麦（70）、大米（70.5）、辣木籽（70.61），其中三江、龙胜两地的高于小麦（72.47）、白菜（71.52），与猪肉（74）、牛肉（76）蛋白营养价值接近。EAAI 通常用来评价食品中蛋白质的质量，EAAI≤0.75 时说明该食品不适合做蛋白源、0.75≤EAAI≤0.85 时说明该食品为可用蛋白源、0.86＜EAAI≤0.95 时为良好蛋白源、EAAI＞0.95 为优质蛋白源，EAAI 值越大，表明其营养价值越高，计算结果显示广西三个产区虫茶的EAAI 至在1.05～1.19 之间，均大于1，说明其有作为优质蛋白质源的较大潜力，可结合实际进一步进行开发利用。

3 结论

广西虫茶内含物丰富且具有低咖啡碱高氨基酸的特性，不同产区虫茶水浸出物、氨基酸、茶多酚等营养物质与挥发性组分差异都较大，这与产茶昆虫和寄食植物种类不同有关。三个产区虫茶氨基酸组成、特性分析及营养价值评价结果显示，广西虫茶氨基酸种类齐全，EAA/TAA、EAA/NEAA 值达到WHO/FAO 推荐的理想蛋白质人体必需氨基酸模式，其中融安产区药用氨基酸（MAA）、鲜味氨基酸（FAA）比例最高，三江产区儿童必需氨基酸（CEAA）、支链氨基酸BCAA、抗氧化性氨基酸（ATAA）比例最高，龙胜产区芳香族氨基酸（AAA）比例最高；融安产区有一个限制氨基酸，为蛋氨酸（Met）+胱氨酸（Cys），龙胜、三江产区有两个限制氨基酸，第一、第二限制氨基酸分别为蛋氨酸（Met）+胱氨酸（Cys）、赖氨酸（Lys），其他必需氨基酸均接近或高于模式蛋白；此外，三个产区虫茶的氨基酸比值系数分（SRCAA）在71.33～77.96 之间，必需氨基酸指数（EAAI）均大于1。综上，广西虫茶营养丰富，是一种优质蛋白质资源，具有作为咖啡碱敏感者、儿童等饮用的强身健体饮料开发的潜力。