三叶虫茶的生物安全性及其主要化学成分分析

第22卷第6期1996年12月湖 南 农 业 大 学 学 报Jo u rna l o f H unan A g r icu ltu ra l U n ive r sityV o l. 22 N o. 6D ec. 1996三 叶 虫 茶 的 生 物 安 全 性及其主要化学成分分析文礼章1 郭海明1 黎家文1殷汝才2 段志强2(1 湖南农业大学植物保护系, 长沙, 410128) (2 湖南省城步县人民政协, 城步, 422500)【摘 要】 按新资源食品开发的要求, 对经过一定程序加工后的湖南城步三叶虫茶及其寄主植物 三叶海棠的生物安全性进行了检测 (包括小鼠胸骨髓微核试验、A m e s 微生物试验和急性经口毒性试验).同时测定了三叶虫茶主要物质成分、有毒矿质元素、营养矿质元素、维生素 C 及各种氨基酸的含量, 并综合有关文献报道, 对它们的功能进行了全面评价. 从理论上证实了经过一定程序加工后的三叶虫茶及其寄主植物三叶海棠对人体无毒, 前者含有多种足量的营养成分, 可作保健 茶饮用.【关键词】 昆虫 粪便 微核测试 毒力测定 化学成分三叶虫茶【中图分类号】 Q 969. 997 T S 278湖南城步虫茶主要是指米黑虫A g lossa d im id a tu a H. 取食三叶海棠M a lu s s iebo ld i i R. 后产生的排泄物, 在民间常作“茶”用, 所以, 笔者称之为三叶虫茶, 以便区别于其它类型的昆虫排 泄物或其它类型的“虫茶”. 关于湖南城步三叶虫茶中营养矿物质元素、维生素 C 及氨基酸的含量前人已有过记载1 , 但是关于它的生物安全性及有毒矿质元素的含量则未见有报道. 为了用科学的方法全面评价三叶虫茶是否真正能作为大众化的茶品进行开发利用, 本着“安全, 有 效”的原则, 笔者一方面在前人研究的基础上, 继续测定了它的主要物质成分、营养矿质元素、维生素 C 和氨基酸的种类及其含量, 以进一步论证三叶虫茶对人体保健功能的科学根据. 另 一方面, 则研究了它对人体可能存在的有害作用, 即按照新资源食品开发的要求, 对三叶虫茶进行了小白鼠胸骨髓微核试验、A m e s 微生物试验和急性经口毒性试验, 对它的寄主植物三叶 海棠也进行了毒性试验, 同时还测定了某些重要的有毒矿物质元素的含量. 全部分析结果表明: 经过卫生处理和一定程序加工后的三叶虫茶对人体无毒, 而且含有多种人体必需的营养成 分, 可作保健茶品饮用. 现将结果综合评价如下.三叶虫茶的生物安全性对经过卫生处理和一定程序加工后的三叶虫茶进行了3项重要的生物安全性检测, 即微核 试验、A m e s 试验和急性经口毒性试验. 均委托湖南省卫生防疫站检测完成.1本研究系湖南省自然科学基金资助课题. 第一作者文礼章, 40岁, 副教授.收稿日期: 19962032101. 1微核试验试验动物为昆明种小白鼠, 采用两次灌胃法, 剂量分别为652, 1 250, 2 500 m gk g. 测定各 剂量下的微核率分别为1. 0, 1. 1, 而阴性对照组和阳性对照组的微核率分别为110和22.6, 经统计学处理后, 所测三叶虫茶样品微核试验为阴性.1. 2 A m e s 试验试验菌株为 TA 97, TA 98, TA 100和 TA 102, 采用掺入法, 剂量分别为5 000, 50, 5 g皿. 试验组各剂量对每个菌株突变率均小于2. 根据卫生部颁发的食品安生性毒理学评价程序和 方法中A m e s 试验判断标准, 所测三叶虫茶样A m e s 试验为阴性.1. 3急性经口毒性试验试验动物为W ista r 大鼠, 采用霍恩氏法. 结果L D 50 10 gk g. 根据卫生部颁发的食品安 全性毒理学评价程序和方法中急性毒性分级标准, 所测三叶虫茶样品属实际无毒级.以上3项测定结果均表明, 三叶虫茶对人体无毒.三叶海棠的生物安全性本试验委托湖南省中医药研究院中药研究所完成. 虫茶和经加工后的三叶海棠叶, 经水煎 提取后, 水浴浓缩至最浓粘稠状, 此时, 生药浓度分别为1 gmL 和1. 8 gmL. 两种药液稀释后 经小白鼠 (18 22 g 雌雄不限) 小试, 未见死亡. 最后取12只小白鼠, 分成两组, 禁食4 h , 分别用 虫茶和三叶海棠叶的最浓提取液0. 8 mL 只(分别合生药40 gk g 和72 gk g) 灌胃, 间隔7 h 后 再灌1次. 连续观察7 d , 均未发现死亡和其它异常现象, 这表明虫茶和经加工后的三叶海棠叶 无毒性.2三叶虫茶的“茶特征”品质指标3委托湖南省食品检测所对上述三叶虫茶中几种主要的“茶特征”品质指标进行了测定. 通过与湖南轧制红碎茶1号 (中档) 地方标准中4项指标的比较 (因为三叶虫茶外形与轧制红碎茶 相似, 故选用后者作比较). 三叶虫茶中的水浸出物、茶多酚和氨基酸3项品质指标都远超过了轧制红碎茶1号 (中档) 的地方标准 (见表1). 从这一点考虑, 三叶虫茶不仅具备“茶”的特征, 而 且是一类优质“茶”(当然不完全等于茶, 因为茶的另一重要特征是茶氨酸含量高,“虫茶”中没 有这种物质, 所以“虫茶味”和“茶味”还是有区别的). 一般绿茶和红茶的允许含水量标准为7% 12% , 本次测定的三叶虫茶的含水量为15. 47% , 显得偏高, 但这是一个人为控制指标, 可以 通过加工和包装降低含水量. 湖南轧制红碎茶1号(中档) 的总灰分标准要求不超过8% , 而三叶虫茶的总灰分含量为4. 47% , 所以优于轧制红碎茶1号(中档) 的标准.表1 三叶虫茶若干成分与轧制红碎茶1号 (中档) 标准的比较Ta b le 1 C om p a ris o n o f c om p o ne n ts o f S a nye Ins e c t Te a w ith the(% )s ta nd a rd s o f Ya zh i B la c k Te a o f the f irs t c la s s项目水分水浸出物粗蛋白咖啡碱茶多酚总灰分总酸氨基酸三 叶 虫 茶轧制红碎茶1号 (中档)15. 476. 034. 4429. 012. 63未提出0. 13未提出15. 439. 54. 478. 09. 64未提出7. 381. 0三叶虫茶成分检测由湖南省食品质量监督检测所完成; 轧制红碎茶标准引自湖南省茶叶进出口公司、湖南农学院合编湖南省地方标准DB 430055r湖南第二套样轧制红碎茶研究报告鉴定资料集(107页).湖 南 农 业 大学 学 报1996年12月576表2 三叶虫茶中4种有毒矿物质元素含量Ta b le 2 C o n te n ts fo u r m ine ra l in the S a nye三叶虫茶中的有毒矿质元素铅是常规茶叶卫生标准中的限制元素指 标, 对于镉、铬和氟在茶叶中则未提出限制标 准. 因此, 参照其它食品中对镉、铬和氟的限 制标准, 在测定三叶虫茶铅含量的同时, 也测 定了镉、铬和氟的含量 (表2) , 这样, 对三叶虫 茶所作出的安全性评价就会更具全面性.4(m gk g)Ins e c t Te a项目P bC dC rF三 叶 虫 茶4. 460. 490. 505. 52红绿茶国家标准 2. 0未提出 未提出 未提出常规茶 (C K )6. 501. 752. 50135测定单位: 湖南农业大学环境保护研究室.从表2可知, 三叶虫茶中的铅含量为4. 46 m gk g, 高于红茶、绿茶的国家允许标准, 但是低于常规茶叶铅的含量. 值得指出的是, 三叶虫茶是一种高浓缩、低用量的饮品, 一般用量为0. 25 g, 对清水300 mL , 而其余茶类同样量的水则需用1. 5 2 g 茶, 即在同样水量条件下, 三叶虫茶的用量只有其余植物茶用量的16 18. 所以在制订三叶虫茶允许铅含量标准时可以提高到12 m gk g, 即为红茶、绿茶允许标准的6倍, 而三叶虫茶的实际含铅量远低于此标准, 因此, 笔 者认为饮用三叶虫茶是安全的.三叶虫茶中镉含量为0. 49 m gk g, 每人每天若喝4杯虫茶 (每杯300 mL ) , 即吸入的虫茶量为1 g, 折算为吸镉量为0. 000 49 m g , 即为允许吸入量上限4071 m g ) 的0.69% , 对于达到( 0.允许量上限有144. 9倍的安全系数. 况且, 三叶虫茶与常规茶的镉含量 ( 1.前者只有后者的28%. 由此可见, 三叶虫茶中的镉含量是很低的.75 m gk g ) 相比较,三叶虫茶中含铬量0. 5 m gk g, 若每天饮茶1 g, 铬的摄入量为0. 5 g. 有人经动物试验4折算为成人每日允许摄入铬量为3 m g. 按每天饮1 g 虫茶计, 吸入铬量为0. 000 5 m g, 只有允 许摄入量的16 000, 所以不会造成铬中毒.有人认为, 成人每天摄入氟化物的量不能大于7 m g, 若每天饮用1 g 三叶虫茶, 仅摄入01005 2 m g 氟, 三叶虫茶含氟量为5. 52 m gk g, 大大低于常规茶的氟含量. 因此三叶虫茶也不 存在氟含量超标的问题.三叶虫茶中的营养矿质元素5对三叶虫茶中的7种元素进行了测定, 结果见表3.表3 三叶虫茶中7种营养矿质元素的含量Ta b le 3 C o n te n ts s e ve n nu t rit ive m ine ra l in S a nye Ins e c t Te a(m gk g)项目C uZnF eM nC aM gP三 叶 虫 茶常规茶叶 (C K )10. 23. 513. 336. 5338. 11 300. 0500. 0850. 07 479. 03 500. 02 023. 02 500. 0未测3 500. 0测定单位: 湖南农业大学环境保护研究室.三叶虫茶中铁含量为349. 0 m gk g, 低于常规茶, 而铜含量13. 58 m gk g 却显著高于常规 茶. 锰含量500 m gk g, 略低于常规茶, 可见, 若同时饮用虫茶和常规茶即可取长补短.三叶虫茶中锌含量按表3中测定的结果 ( 13. 3 m gk g ) , 显著低于常规茶的含量, 但据文献报道, 三叶虫茶中的锌的含量有76. 0 m gk g, 则显著高于常规茶的平均含量.民间反映和1文献报道1 , 三叶虫茶有助消化, 增长食欲, 治愈外伤、疮疖等功能, 看来与锌含量有关. 钙、镁、磷是人体必需的大量元素. 三叶虫茶中钙含量为7 479. 0 m g k g , 为常规茶的2. 14倍, 这是三叶虫茶在营养元素方面最突出的特色, 因此, 可以认为, 三叶虫茶是补充人体钙的一类理想饮品.文献中报道虫茶能治牙龈出血、痔出血等可能与钙含量高有关. 我国推荐的每日膳食中镁的摄 入量成年男女为300 350 m g. 三叶虫茶中镁含量为2 023. 0 m gk g 接近常规茶.三叶虫茶中维生素 C 和氨基酸含量三叶虫茶中维生素 C 的测定结果为37. 25 m g100 g, 但文献1报道为15. 04 m g 100 g,6取其平均值为26.15 m gk g, 与常规茶叶含量 ( 27. 0 m g k g ) 3相当, 高于北京红茶3 的含量(12. 0 m g k g ) , 所以它可以代替常规茶叶给人体提供维生素 C.三叶虫茶中氨基酸含量的测定结果列于表4, 总的情况是, 测定的结果比文献报道的要低,这可能是因为测定方法和样本来源不同所致.从表4 中的实测结果可知, 三叶虫茶中氨基酸的总量为5. 792 m gg , 与常规茶叶含量 ( 111344 m gg ) 比, 前者只有后者的51. 06% , 但必需氨基酸, 三叶虫茶含量为2. 796 m gg, 是 常规茶叶 (0. 798 m gg) 的3. 5倍, 特别是常规食物中的第一限制氨基酸赖氨酸和蛋氨酸, 三叶 虫茶分别为0. 929和0. 205 m gg, 是常规茶的14. 7倍和22. 8倍. 苏氨酸是常规植物食品蛋白质 ( 如麦类、大米、玉米) 中的第二限制氨基酸, 三叶虫茶中的含量为0. 249 m g g, 而常规茶中未 见有报道. 如果按照文献1 报道的三叶虫茶氨基酸含量 (见表4) 来分析, 则三叶虫茶中氨基酸 总量为14. 19 m g g , 高于常规茶的含量, 而三叶虫茶中的必需氨基酸达7. 65 m gg , 是常规茶 的9. 6倍, 再看第一限制氨基酸, 赖氨酸和蛋氨酸的含量分别达14. 61 m g g 和01208 m gg , 是 常规茶的23. 1倍和23. 1倍. 由此可见, 从必需氨基酸及其限制氨基酸的含量来考虑, 三叶虫茶 的营养价值远优于常规茶. 前者是一种能补充限制氨基酸的良好饮品, 这是常规茶所不可比拟 的. 据记载, 虫茶具有良好的助消化功能, 这可能与它能提供足量的其它食品中的第一、第二限 制氨基酸, 从而促进机体对吸入蛋白质更好地利用有关.值得指出的是, 常规茶叶中茶氨酸和谷氨酸含量高, 前者是常规茶叶的特征物质, 具有可表4 三叶虫茶中氨基酸含量Ta b le 4(m gg)Am ino a c id c o n te n t in S a nye Ins e c t Te a 三叶虫茶常规茶叶(C K ) 三叶虫茶常规茶叶(C K )氨 基 酸氨基酸实测值文献报道值实测值文献报道值赖 氨 酸蛋 氨 酸 苏 氨 酸 缬 氨 酸 亮 氨 酸 异亮氨酸 苯丙氨酸 色 氨 酸 组 氨 酸 茶 氨 酸酪 氨 酸精 氨 酸 天冬氨酸 丝 氨 酸 谷 氨 酸 脯 氨 酸 甘 氨 酸 丙 氨 酸 胱 氨 酸0. 9290. 2050. 2490. 5340. 2390. 1980. 443 未测出 未测出 未测出1. 4610. 2080. 2530. 9291. 2990. 7230. 7920. 9891. 010未报道0. 0630. 009未报道0. 0570. 0510. 0860. 3630. 1240. 0444. 8830. 3380. 1760. 2690. 5230. 534未测出0. 3920. 2200. 5445. 7920. 8641. 9970. 4610. 4190. 7600. 3880. 7980. 7180. 18014. 1890. 1190. 8231. 1530. 7732. 1000. 1070. 0450. 543未报道11. 344合计测定单位: 湖南农业大学仪器分析实验室.湖 南 农 业 大 学 学 报1996年12月578口滋味, 是构成茶汤特有口味的主要物质, 含量达4. 883 m g g , 占总氨基酸含量的43. 05% ; 谷氨酸也是一种鲜爽物质, 对改善茶汤口味也具有重要的意义, 含量达2. 100 m gg , 为三叶虫茶 的3. 25倍. 因此, 饮用三叶虫茶时, 掺入适当的常规茶叶, 可达到营养、口味俱全的目的.根据 FA O 1973年提出的氨基酸需要量模式和1981年 FA O W HO U N U提出的氨基酸计分模式来评价三叶虫茶中蛋白质的质量, 将三叶虫茶中各种必需氨基酸量占总氨基酸的百分数再乘以10 (换算为每克蛋白质中含该氨基酸的毫克数, 从而与 FA O 模式的单位m gg 统 一) 的值及其“氨基酸分”值列于表5.表5三叶虫茶氨基酸模式与1973年 FAO 模式比较Ta b le 5The c om p a ris io n b e tw e e n the am ino a c id p a t te rns o f FAO a nd S a nye Ins e c t Te a对照三叶虫茶FA O模式氨 基 酸常规茶鸡蛋7 大豆8 含量氨分含量氨分含量氨分含量氨分异 亮 氨 酸亮 氨 酸 赖 氨 酸 蛋氨酸+ 胱氨酸 苯丙氨酸+ 酪氨酸4070553560401050213 3 338138. 141. 068. 4106. 350. 6113. 522. 388. 065. 189. 4645. 664. 510398193145189563 380013042613. 47. 99. 81. 474. 734111843 312554867057934717662251251. 213512312716315511817013210545. 275. 557. 323. 196. 140. 412. 145. 6未报道395. 039. 5113108104663 316010112191未报道苏色 缬 组 合氨氨 氨 氨酸酸 酸 酸19. 28. 86. 8142. 014. 231921832计占总氨基酸%表中单位以m gg 蛋白质计; 三叶虫茶含量和氨分是按表4中实测值和文献报道值的平均值计算的.3 在计算常规茶叶的必需氨基酸相对含量时, 总氨基酸中未包括茶氨酸; 3 3 必需氨基酸的最低分为第一限制氨基酸; 3 3 3 1981年 FA O W HO U N U 把组氨酸也列入了必需氨基酸7酸需要量模式的平均值., 此处取婴儿和成人的组氨从表5的比较可以看出: 三叶虫茶中必需氨基酸占总氨基酸量的百分数为64. 5% , 显著高于 FA O模式 ( 38. 1% ) 以及鸡蛋 ( 51. 2% ) 和大豆 ( 39. 5% ) 的同类百分数, 按照限制氨基酸的概念, 把表5 中氨基酸分值小于1 0 0 的称为限制氨基酸, 则表5 中的限制氨基酸数, 鸡蛋0 个, 三叶虫茶和大豆各两个, 前者为苏氨酸和亮氨酸, 后者为蛋氨酸和缬氨酸, 常规茶则为7个. 可见, 三叶虫茶中必需氨基酸的组合模式与最好的植物蛋白质之一大豆的组合模式相当. 接近于 FA O 模式, 稍次于鸡蛋模式, 但远优于常规茶的组合模式. 第一限制氨基酸的得分, 三 叶虫茶为56 (苏氨酸) 仅略低于大豆 (66, 蛋氨酸) , 为常规茶 ( 4, 蛋氨酸) 的14倍, 第二限制氨基 酸, 三叶虫茶为亮氨酸, 得分98, 实际上与 FA O 模式相差无几, 高于大豆 (91, 缬氨酸) , 为常规 茶 (11, 亮氨酸) 的8. 9倍. 从必需氨基酸的组合模式来分析, 三叶虫茶中氨基酸的质量 ( 营养价 值) 是相当高的.结论与讨论综上所述, 湖南城步三叶虫茶经过卫生处理和一定加工程序以后, 对人体无毒, 且营养丰7富, 可作保健茶品饮用. 其中最突出的特点是, 含有比常规茶叶更多的锌、钙等微量营养元素,以及常规食物中的第一、第二限制氨基酸. 三叶虫茶中氨基酸的组合比例也较合理, 接近于 FA O 模式, 相当于大豆模式. 因此, 从营养方面考虑, 三叶虫茶是一类可以开发的保健饮品资 源. 但是, 与常规茶叶相比, 三叶虫茶中不含茶氨酸, 而且谷氨酸含量也比常规茶叶低, 而这两 种氨基酸 (尽管是非必需氨基酸) 是构成茶汤特有味道的主要物质成分, 况且, 三叶虫茶和常规 茶叶的植物种类及其加工方法也是完全不同的, 所以在味道和功能方面, 二者不能相提并论.另外, 人体对营养素的需求是多方面的. 目前, 还没有发现哪一种自然食品或饮品能满足 人体的全部营养需要. 每一种营养食品或饮品都有自己的长处和短处 (对于人体) , 本研究仅就 主要的矿物质元素和必需氨基酸含量及其组合比例方面评价了三叶虫茶的营养特点, 在比较 过程中, 发现了一些优于常规茶的特征, 这并不意味着贬低了后者的实际保健功能, 而只是相 互补充而已.对给本研究提供生物或化学检测分析数据的单位及个人表示衷心的感谢.参考文献1 彭建文, 周石涓, 姜 芸. 湖南城步虫茶. 林业科学研究, 1991 (6) : 1942 郑鹏然, 周树南. 食品卫生工作手册. 北京: 人民卫生出版社, 19853 中国医学科学院卫生研究所. 食物成份表. 北京: 人民卫生出版社, 19774 无锡轻工学院. 食品分析. 北京: 中国轻工业出版社, 19855 安徽农学院主编. 茶叶生物化学. 北京: 农业出版社, 19806 王泽农编著. 茶叶生物化学原理. 北京: 农业出版社, 19817 刘志皋主编. 食品营养学. 北京: 中国轻工业出版社, 19948 乔太生, 唐华澄, 刘景日希. 中华稻蝗的营养成分分析及其蛋白质评价. 昆虫知识, 1992, 29 (2) : 113 117A N A L Y SE O F T H E B IOL O G ICA L SA F E T Y A N D M A JO RCH EM ICA L COM PON EN T S O F SA N Y E IN SEC T T EAW en L izhan g1 Guo Ha im in g1 L i J ia wen 1Y in Ruca i2 D uan Zh iq ian g2(1 D ep a r tm en t o f P lan t P ro tec t io n, HN A U , C h ang sh a, 410128)(2 P eop les Po lit ica l Co n su lta t ive Co nfe rence o f C h engbu Co un ty, H unan P ro v ince, 422500)AB S TRAC T T h e b io lo g ica l safe ty o f San ye In sec t T ea an d it s ho st p lan t M a lu s s iebo ld i i R.w a s te sted, in c lu d in g th e te st s o f m edu lla ry m ic ro n u c leu s o f ra te s, A m e s m ic ro b io lo gy an d a2 cu te to x ity. T h e m a jo r to x ica l m in e ra l, n u t r it ive m in e ra ls, v itam in C an d am ino ac id s an d th e ir co n ten t s w e re a lso te sted. It w a s co n f irm ed th e San ye In sec t T ea an dM a lu s s iebo ld i i R. w e re no t to x ic to h um en b e in g s af te r som e p ro ce ss. San ye In sec t T ea co n ten d m an y n u t r it ive com 2 po n en t s an d m igh t b e p ro ce ssed in to a k eep 2f it b eve rage.in sec t sfece sm ic ro n u c leu s te st sto x ic ity te stch em ica l com po sit io n KEY W O RD SSan ye In sec t T ea