米缟螟生物学特性及虫茶利用研究

1.项目概况
   本文就“中国民间传统应用的昆虫排泄物—虫茶的起源和民间应用历史,用途,种类,自然生产方法,安全性,生产方法改进,产品开发,虫茶质量标准以及虫茶开发的社会意义和经济意义等一系列问题,经过多年的系统考察与研究,制定出了产品标准,研制出了多功能复合虫酿茶产品,产品生产方法申请了国家专利,该项成果于1999年12月通过湖南省科委鉴定,2000年获省科技进步三等奖.
   2.米缟螟生物学特性及年发生规律
   研究了米缟螟Aglossa dimidiata各虫态的生活习性,发育历期,存活率,年生活史,世代期距,成虫寿命、产卵期分布及产卵量,低温对卵孵化率的影响,幼虫分龄,幼虫密度对幼虫扩散行为的影响以及食料及其含水量对幼虫存活的影响等生物学规律.结果表明:米缟螟初孵幼虫体为乳白色,10～20天后,胴部由前向后逐渐变黑,老熟幼虫除头部及各节间膜处为棕色外,全体为黑色,刚脱皮的幼虫头部为桔黄色,胴部为乳白色,以后逐渐变黑.老熟幼虫体长平均为17.6mm,最长者可达29mm,最短者仅4.6mm,一般温度越高,湿度越低,幼虫体越小.幼虫喜欢群居,吐丝连缀食物残渣成隧道,在隧道中取食.当人为拆开隧道时,幼虫异常爬动,直至结新道需1～数日,如连续拆道2～3次,幼虫则不易存活.以三叶海棠叶为食的幼虫存活率最高,个体最大,其次为大米.而以米糠和面粉为食的幼虫存活率均在40％以下,其老熟幼虫体长不及前者的二分之一.食料含水量对幼虫存活率有明显的影响,以15％～20％含水量时幼虫存活率最高,当食料含水量低于15％时,幼虫存活率还超过10％,特别是当食料含水量低于10％时,幼虫存活率几乎为0.在温度为17.6℃～30.4℃,湿度为75％～93％条件下,幼虫历期平均最短为59天,最长为165天,平均为88.8±36.4天.但在同样温、湿度条件下,不同个体幼虫的历期也有很大差异,如同样饲养在22.1℃温度和93％湿度条件下,有的个体历期为74天,而另一些个体则长达102天,二者相差约30天.在55％湿度下,不论温度如何,幼虫存活率均低于20％,在35℃温度下,不论湿度如何,幼虫均不能存活至化蛹.在湿度75％～93％,温度为17.6℃～30.4℃条件下,幼虫存活率最高为86.0％,最低为11.5％,幼虫最适宜存活温度为20℃～28℃,最适宜存活湿度为85％～93％.
   3.米缟螟各虫态发育历期与温、湿度的关系
   用三叶海棠作饲料,研究了米缟螟各虫态发育历期与温、湿度的关系,结果表明米缟螟各虫态的发育起点温度和有效积温依次为:卵17.8℃,93.8日度；幼虫9.3℃,1218.9日度:蛹12.2℃,212.6日度；成虫产卵前期21.7℃,9.0日度.当温度达到35℃时,卵、幼虫、蛹都不能存活.当湿度低于55％时,幼虫不发育,最终死亡.
   4.米缟螟存活、繁殖及产虫茶量与温、湿度的关系
   用三叶海棠作饲料,经过多年饲养,观察了米缟螟在不同温度、湿度条件下的存活率、繁殖力、幼虫和蛹的体长、体重、幼虫排粪（虫茶）量,找出了米黑虫取食三叶海棠时,存活率最高,发育最好,繁殖力最大和产虫茶量最多的适宜温、湿度范围,建立了米黑虫各虫态存活率、发育历期、产卵量和产虫茶量与温、湿度关系的数学模型,为提高虫茶产量,缩短虫茶生产周期,改进米黑虫的饲养方法,以及进行工厂化养殖提供了理论依据.结果表明:米缟螟各虫态存活或繁殖的适宜温度都在20-30℃之间,其最适宜温度点,各虫态略有差异；在湿度方面各虫态都要求高湿,最适宜湿度点都在90％左右,但不同虫态或虫龄对低湿的耐受程度有较大的差异.温、湿度适宜,食料充足是使昆虫生长、发育、繁殖良好的必备生存条件.
   5.中国虫茶种类及其鉴别特征
   根据对我国湖南、广西等地主要虫茶传统产地的考察结果以及所收集的虫茶文献资料,对虫茶的起源、定义提出了新的看法,首次提出了虫茶的命名原则与命名方法,对新命名的“三叶虫茶”和“化香虫茶”的外观和内质特征作了比较研究,并定义了它们的本质区别特征.同时,提出并建议使用“虫酿茶”这一新概念,以便更能确切地表达出用昆虫排泄物制作茶饮品的物质特征.
   6.三叶虫茶中常规营养元素含量
   测定了三叶虫茶和化香虫茶中的8种主要内含物成分含量（水分、水浸物、蛋白质、咖啡碱、茶多酚、灰分、总酸和氨基酸）,结果表明,二者均有较高的水浸出物（34％-41％）、茶多酚（15％-35％）和氨基酸（7.4％-11.2％）含量,具备常规茶中的某些物理特征和化学特征.
   测定了三叶虫茶中的8种矿物质营养元素（铜、锌、铁、锰、钙、镁、磷、氟）,结合文献资料报道,以及与常规绿茶及红茶进行比较分析后表明:三叶虫茶中含有较高的锌元素和钙元素（这是人体经常需要补充的两种重要营养元素）,其中锌元素含量是绿红茶（平均）的2.1倍,钙元素是传统绿红茶（平均）的2.14倍,其余营养元素含量及维生素C含量与绿红茶相当,另外还含有丰富的茶多酚,维生素C,营养元素Fe,Mg,P,Mn,Cu等.
   对三叶虫茶中的氨基酸种类及其含量进行了抽样测定,结合文献资料报道的结果分析表明:三叶虫茶中含有氨基酸18种,总含量为5.79％-14.19％,其平均值与传统绿或红茶相当,但人体的11种必需氨基酸总含量为0.21％—0.765％,是传统绿红茶（平均）的3.5-9.6倍,其组合比例接近国际FAO模式,其中赖氨酸是绿红茶（平均）的14.7-23.1倍,蛋氨酸是绿红茶（平均）的22.8倍:赖氨酸和蛋氨酸（植物食品中的第一限制氨基酸,即人体需要补充的最重要的氨基酸）的总含量为绿红茶的19.38倍,苏氨酸和色氨酸（植物食品中第二限制氨基酸）为绿红茶叶的6.0倍.
   7.三叶虫茶生物安全性及若干有毒元素含量
   由湖南省卫生防疫站协助进行了三项指标的生物安全性检测,即微核试验,Ames试验及急性经口毒性试验,结果表明,小鼠胸骨髓微核试验和检查致癌物质的Ames试验为阴性,经口急性毒性分级标准为无毒级,湖南省中医药研究院有关专家协助作了三叶虫茶和三叶海棠植物对小白鼠的急性毒性试验,结果表明,小白鼠长期食用后无异常表现.据此判断,三叶虫茶作为饮品对人体是安全的.
   8.三叶虫茶若干保健功能临床效果
   由湖南中医学院有关专家协助首次对三叶虫茶作了临床试验,结果表明,用三叶虫茶治疗溃疡性结肠炎取得良好效果.临床病例观察39例,其中资料完整的31例,治愈4例,显效17例,有效9例,无效3例,总有效率达90.32％,另外还治愈了其中的5例高血压患者.经30名应征病例者试用60天后,收回的反馈信息是:三叶虫茶对肠炎、胃痛、消化不良、厌食、急慢性腹泻,牙龈出血等确有明显的辅疗效果.共征集有关病友30例,收回反馈资料12例,其中对厌食,消化不良,胃炎,肠炎等疾病患者有效9例,牙龈出血患者有效1例,咽喉炎患者有效2例.
   9.几种药用虫茶及原植物浸提液对微生物的影响
   研究了3种药用虫茶及虫茶原植物的水浸液对几种肠道和非肠道微生物的影响情况,结果表明:（1）三叶虫茶和复合三叶虫茶既对保加利亚乳杆菌有促进作用,又对肠道有害菌金黄色葡萄球菌有抑制作用；因保加利亚乳杆菌是乳酸菌之一,有改善肠道微生态环境的作用,金黄色葡萄球菌在肠道中繁殖会引起假膜炎肠炎,可见饮用三叶虫茶对肠道是有益的,这为临床报道三叶虫茶具有治疗厌食、消化不良、溃疡性结肠炎（含腹泻,腹胀等）等功能特点提供了可能的机理依据.（2）三叶海棠Ⅰ,化香虫茶和绿茶,对金黄色葡萄球菌和枯草芽胞杆菌有显著的抑制作用,但对保加利亚乳杆菌无显著的促菌作用；而蚕沙和桑叶对三种菌均无明显的抑制或促进作用；所试3种虫茶及绿茶和虫茶原植物对肠道有益菌—保加利亚乳杆菌都没有抑制作用.（3）三叶海棠Ⅰ与三叶海棠Ⅱ比较,以及三叶虫茶Ⅰ和三叶虫茶Ⅱ比较,都表现出了相反的作用特征,这说明采用蒸热处理加工和自然处理加工出来的三叶虫茶原植物叶分别饲喂同种产虫茶昆虫,生产出来的三叶虫茶具有不同的特性,而且以前者方法为优.（4）三叶海棠Ⅰ与三叶虫茶Ⅰ,三叶海棠Ⅱ与三叶虫茶Ⅱ两两比较表明,虫茶原植物三叶海棠叶与经昆虫取食后形成的排泄物对微生物的影响特性是有差别的,这是因为原植物经昆虫取食后形成的排泄物,其化学成分发生了变化所致,例如,虫茶原植物的浸提物中有黄酮类化合物,而虫茶中却未测定出黄酮类化合物,这说明原植物经昆虫取食后形成的排泄物,其化学成分发生了变化,从而形成了与原植物不同的功效.
   10.环境因子对三叶虫茶水溶性物质提取量的影响
   应用正交回归旋转组合设计方案研究了5种环境因子（溶剂温度X〓、溶剂量X〓、浸泡时间X〓、乙醇加入量X〓、pH值X〓）对三叶虫茶水溶性物质提取量Y的影响规律,得出使Y值（提取量）最高的较优因子组合值为:溶剂温度X〓=100℃,溶剂量X〓=12倍,浸泡时间X〓=2小时,乙醇加入量X〓=0,pH值X〓=5,此时可得到可溶物浸出率（Y）的理想值为44.88（g／100g）.
   11.三叶虫茶颗粒与其热水提取物中营养成分含量比较
   测定了三叶虫茶颗粒及其热水浸提物中的若干营养素成分的含量并进行了比较分析,结果表明:（1）所测营养素在三叶虫茶颗粒及其热水浸提物中的含量依次分别为总氨基酸4.9％,10.5％；总必需氨基酸2.92％,6.93％；铜15.2,27.9 mg／kg；锌57.5,133.7mg／kg:铁832.0,1870.3 mg／kg:锰610.7,1213.3mg／kg:钙9213.0,19433.3 mg／kg:镁3021.0,5180.0 mg／kg:磷5720.0,12995.8 mg／kg:硒0.506,1.055 mg／kg:氟8.500,17.29 mg／kg.（2）它们在三叶虫茶颗粒中的热水自然浸出率依次为总氨基酸79.6％、必需氨基酸87.2％、铜68.9％、锌87.2％、铁84.3％、锰74.5％、钙79.1％、镁64.3％、磷85.2％、硒78.2％、氟76.3％.（3）三叶虫茶颗粒中总的热水自然浸出物量平均为37.5％,最高为48％.（4）三叶虫茶（颗粒或浸出物）中的特色营养物质是富含赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸及锌Zn、钙Ca、铁Fe等常规食品及常规茶叶中比较缺乏的营养素,加之三叶虫茶颗粒中的绝大部分营养物质可在热水（80℃～100℃）中自然溶于茶汤而被饮者摄取,因此,认为三叶虫茶是一类理想的新型天然营养饮品,值得进一步研究应用.
   12.复合三叶虫茶加工工艺
   系统地研究了多功能复合虫酿茶的加工工艺,并设计了复合虫酿茶的配方原则,制订了复合虫酿茶的生产工艺流程及其质量控制标准和检验标准,彻底改进了虫茶原料的卫生条件、口感、功能特点及使用技术,多功能复合虫酿茶配方申请了国家专利,申请号为“99115511.4”.复合虫酿茶袋泡型饮品（商品名:茶宝明珠）于1999年9月获得湖南省技术监督局企业标准文号和湘食标签认可证书,2001年获得国家商标局批准的“宝明珠”品牌商标.