藥用美洲大蠊氨基酸和維生素含量分析

王璐萱， 鞏榮艷， 曾陳娟， 丁顯平*

(1.生物資源與生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，成都610065；2.藥用美洲大蠊四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川西昌615000)

美洲大蠊Periplanetaamericana隸屬于蜚蠊科Blattidae大蠊屬Periplaneta，生命力強(qiáng)、起源古老，是繁衍最成功的昆蟲(chóng)之一。其入藥最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，并被列為中品(孫星衍，1955)，其味咸、性寒，有散淤、消積、解毒、利水、消腫等功能。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，美洲大蠊提取物具有抗菌(Basserietal.，2016；Alietal.，2017)、抗炎(譚巧云等，2016；張漢超等，2017；周威，袁星星，2017)、抗氧化(何釗等，2015；唐霞光等，2016；鄒俊波等，2016)、抗癌(李嬌等，2017；張蕊等，2017)和促進(jìn)組織修復(fù)(Yangetal.，2015；曾娟妮等，2016；陳佳松等，2017)等藥理作用，并已制成多種藥物，如康復(fù)新液、心脈隆、肝龍膠囊等，臨床應(yīng)用效果良好。近年來(lái)，不僅從基因組、轉(zhuǎn)錄組、microRNA水平研究了美洲大蠊基因的結(jié)構(gòu)功能和表達(dá)調(diào)控(陳佳松等，2017；晉家正等，2017；Lietal.，2018；張文博等，2018)，還在化學(xué)成分分析、活性物質(zhì)追蹤、藥效機(jī)理等方面做了系統(tǒng)深入的研究工作(陳佳松等，2017；高允等，2018；郭昕等，2018；Liuetal.，2018；Zhuetal.，2018)。美洲大蠊標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化人工養(yǎng)殖成功為其進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。

劉振江(2006)發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)體內(nèi)所含的氨基酸中10%～30%是人體所必需的氨基酸，占昆蟲(chóng)氨基酸總量的35%～50%。一些氨基酸在人體內(nèi)有重要的生理和病理作用，如賴氨酸和蛋白質(zhì)一起能抑制重癥高血壓病(龍正權(quán)，楊政水，2011)；谷氨酸是哺乳動(dòng)物腦內(nèi)含量最高的興奮性氨基酸，與突觸的適應(yīng)性和記憶以及神經(jīng)和膠質(zhì)細(xì)胞的死亡關(guān)系密切(楊娜等，2011；王興會(huì)等，2012)。維生素是生物體必需的微量營(yíng)養(yǎng)成分，生物體不能合成或合成數(shù)量很少，必須不斷從食物中獲取，如維生素A為人體上皮組織所必需，能維持視覺(jué)正常發(fā)育；維生素E能增強(qiáng)免疫力和抗衰老(侯文彬，許艷萍，2015)；維生素D是調(diào)控骨代謝的主要因子(周建烈，劉忠厚，2017)，與多種疾病密切相關(guān)(江巍，高鳳榮，2014)。大多數(shù)水溶性維生素是輔酶的重要組成部分，而輔酶能維持機(jī)體正常代謝，如維生素C具有美白養(yǎng)顏、預(yù)防感冒、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)功能等作用，缺乏時(shí)可引起壞血病(李占清，魏海英，2014)；B族維生素缺乏會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)不良、厭食、腳氣病、糖尿病等(韓秀梅，祖述春，2012)。目前關(guān)于美洲大蠊不同蟲(chóng)態(tài)氨基酸和維生素的含量還未見(jiàn)報(bào)道，本研究初步測(cè)定了美洲大蠊5種蟲(chóng)態(tài)的氨基酸和維生素的種類及含量，以期為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用美洲大蠊提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

美洲大蠊低齡若蟲(chóng)(3～4齡)、高齡若蟲(chóng)(7～8齡)、剛蛻皮成蟲(chóng)、雌成蟲(chóng)、雄成蟲(chóng)的干燥粉末均由四川好醫(yī)生藥業(yè)集團(tuán)有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1水解氨基酸的測(cè)定稱取各蟲(chóng)態(tài)樣品60 mg于水解管，加入110 mL 6 mol·L-1HCl和3滴苯酚，常溫冷卻3 min后抽真空充氮?dú)猓貜?fù)3次。氮?dú)獗Ｗo(hù)下封管后于110 ℃恒溫干燥箱內(nèi)水解22 h，取出冷卻，用去離子水沖洗水解管，合并洗液定容至50 mL，過(guò)濾，收集濾液。

取濾液1 mL，40～50 ℃真空泵抽干，殘留物用1～2 mL蒸餾水溶解，再抽干，重復(fù)2次，最后抽干，用1 mL pH2.2的檸檬酸鈉緩沖液溶解。吸取溶解液0.2 mL，用pH2.2的檸檬酸鈉緩沖液稀釋至5 mL，氨基酸自動(dòng)分析儀分析。

1.2.2色氨酸的測(cè)定稱取各蟲(chóng)態(tài)樣品60 mg分別置于聚四氟乙烯(PTFE)水解杯中，加入0.5 mL 10%NaOH渦旋混合器上充分混勻后放入裝有10 mL 10% NaOH的PTFE水解罐中，充入氮?dú)庵脫Q空氣，放入程序設(shè)置為升溫時(shí)間10 min、溫度 90 ℃、保溫時(shí)間90 min的微波水解儀中運(yùn)行。待水解罐內(nèi)溫度降至50 ℃以下后，將水解液轉(zhuǎn)移至 25 mL容量瓶中冷水浴，用6 mol·L-1HCl中和，冷至25 ℃定容，搖勻過(guò)濾后用氨基酸自動(dòng)分析儀分析。

1.2.3維生素B1的測(cè)定取各蟲(chóng)態(tài)樣品8 g分別置于150 mL三角瓶中，加入65 mL 0.1 mol·L-1HCl溶解，瓶口加蓋小燒杯后高壓鍋中120 ℃水解30 min，取出冷卻。用2 mol·L-1乙酸鈉調(diào)至pH4.5，加入160 g淀粉酶在50 ℃溫箱內(nèi)過(guò)夜。第二天取出冷卻至25 ℃并定容至100 mL，混勻過(guò)濾即為提取液。

測(cè)定儀器為熒光分光光度計(jì)。設(shè)置激發(fā)波長(zhǎng)365 nm，發(fā)射波長(zhǎng)435 nm，激發(fā)波狹縫5 nm，發(fā)射波狹縫5 nm。

1.2.4維生素B2的測(cè)定各蟲(chóng)態(tài)樣品分別取3 g于100 mL容量瓶中，加入75 mL HCl煮沸 30 min，期間搖動(dòng)容量瓶防止結(jié)塊，冷卻至室溫，加入乙酸鈉搖勻后用水定容至100 mL，中速干濾紙過(guò)濾，棄去最初5～10 mL濾液，收集其余濾液即為供試品。

測(cè)定儀器為熒光分光光度計(jì)。設(shè)置激發(fā)波長(zhǎng)445 nm，發(fā)射波長(zhǎng)530 nm。

1.2.5維生素A和維生素E的測(cè)定按照《食品中維生素A和維生素E的測(cè)定(GB/T5009.82-2003)》的方法，分別對(duì)美洲大蠊不同蟲(chóng)態(tài)粉末進(jìn)行皂化、提取、洗滌和濃縮，最后檢測(cè)。將乙醚液移入離心管中500 r·min-1離心5 min。上清液供高效液相色譜儀分析。

1.2.6維生素D的測(cè)定分別稱取各蟲(chóng)態(tài)樣品2 g于皂化瓶，加內(nèi)標(biāo)苯并芘溶液2.0 mL和10%抗壞血酸5 mL混成均勻糊狀，再加無(wú)水乙醇30 mL和KOH溶液10 mL，沸水上皂化10 min使皂化完全，立即放入冰中冷卻。提取、洗滌、濃縮等步驟同1.2.5，最后用無(wú)水乙醇定容至2 mL，供高效液相色譜儀分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 美洲大蠊氨基酸種類與含量

美洲大蠊成蟲(chóng)和若蟲(chóng)均含有18種氨基酸，其中8種人體必需氨基酸的含量為11.05%～14.30%，低齡若蟲(chóng)最高(14.30%)，隨齡期增長(zhǎng)，含量降低。各蟲(chóng)態(tài)所含人體必需氨基酸的含量占氨基酸總量的44.04%～49.55%，超過(guò)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織(WHO/FAO)推薦的40%的標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明美洲大蠊是一種比較優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)資源。美洲大蠊色氨酸、谷氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸和甘氨酸含量較高，特別是若蟲(chóng)期色氨酸含量較高，低齡若蟲(chóng)含量最高，為6.84%。成蟲(chóng)和若蟲(chóng)谷氨酸含量均超過(guò)2.00%(表1)。

2.2 美洲大蠊維生素分析

維生素總量在美洲大蠊剛蛻皮成蟲(chóng)和雌成蟲(chóng)體內(nèi)較高，分別為16.60 mg·kg-1和15.41 mg·kg-1，而雄成蟲(chóng)維生素含量低于雌成蟲(chóng)和若蟲(chóng)。5種維生素中，維生素E含量最高，剛蛻皮成蟲(chóng)及雌成蟲(chóng)含量均超過(guò)12 mg·kg-1，雄成蟲(chóng)為8.26 mg·kg-1。維生素B2含量為2.95～4.09 mg·kg-1，而維生素B1和維生素A含量較低(表2)。

3 討論

美洲大蠊18種氨基酸含量分析表明，總氨基酸含量為23.27%～29.44%，低齡若蟲(chóng)期氨基酸總含量最高，可能是因?yàn)樵摃r(shí)期蟲(chóng)體需要合成多種蛋白質(zhì)以促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育；8種人體必需氨基酸含量占氨基酸總量的40%以上，是比較優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)資源。在人體必需氨基酸中，色氨酸含量最高。研究表明，色氨酸不僅參與蛋白質(zhì)合成和代謝調(diào)節(jié)，而且能促進(jìn)大腦神經(jīng)細(xì)胞分泌神經(jīng)遞質(zhì)——五羥色胺，對(duì)血清素和褪黑激素的產(chǎn)生非常重要，有助于提高免疫力、促進(jìn)睡眠(王繼強(qiáng)等，2012)。藥效氨基酸在人和動(dòng)物體內(nèi)具有一些醫(yī)療保健的特殊功效。美洲大蠊各蟲(chóng)態(tài)中藥效氨基酸含量占氨基酸總量的47%以上，含量較高的藥效氨基酸有谷氨酸、甘氨酸和天門冬氨酸。其中，谷氨酸與睡眠有關(guān)(石玉鋒，虞燕琴，2013)；天門冬氨酸具有解除疲勞、增進(jìn)代謝、保護(hù)肝臟、加強(qiáng)免疫球蛋白與抗體的產(chǎn)生等功效(李銀平等，2006)。美洲大蠊剛蛻皮成蟲(chóng)、低齡若蟲(chóng)和高齡若蟲(chóng)天門冬氨酸含量高于雄成蟲(chóng)和雌成蟲(chóng)，這可能與天門冬氨酸促進(jìn)代謝的功能有關(guān)。

表1 美洲大蠊各蟲(chóng)態(tài)氨基酸測(cè)定結(jié)果Table 1 Amino acids content of Periplaneta americana at different growth stages

注：*人體必需氨基酸，#藥效氨基酸

Notes：*essential amino acid for human body，#amino acid with medical purposes

表2 美洲大蠊各蟲(chóng)態(tài)維生素測(cè)定Table 2 Vitamin content of Periplaneta americana at different growth stages

維生素E是一種脂溶性維生素，其水解產(chǎn)物為生育酚，是主要的抗氧化劑之一。研究顯示，維生素E不但可以抗衰老、護(hù)膚美容和增強(qiáng)免疫力(蔡愛(ài)平，楊秀清，2004；陳仲，2013)，還具有抗不育、抗癌及降血壓的作用(魏旭蘭等，2010；于保鋒等，2013；Mohd Mutalipetal.， 2018)。美洲大蠊的抗氧化功能可能與其較高含量的維生素E有關(guān)。