謝氏寬漠王無機(jī)元素和氨基酸組分的測定與分析

顧欣,陰冬勝,楊嘯風(fēng),佘丹丹

(1.河北大學(xué)藥學(xué)院,河北保定 071002;2.河北大學(xué)博物館,河北保定 071002; 3.河北大學(xué)工商學(xué)院,河北保定 071002;4.河北大學(xué)科技處,河北保定 071002)

謝氏寬漠王無機(jī)元素和氨基酸組分的測定與分析

顧欣1,2,陰冬勝3,楊嘯風(fēng)4,佘丹丹1

(1.河北大學(xué)藥學(xué)院,河北保定 071002;2.河北大學(xué)博物館,河北保定 071002; 3.河北大學(xué)工商學(xué)院,河北保定 071002;4.河北大學(xué)科技處,河北保定 071002)

對謝氏寬漠王的18種無機(jī)元素和18種氨基酸組分進(jìn)行了分析測定,結(jié)果表明:該甲蟲含有12種必需微量元素,在樣品中的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)826.93×10-6;蛋白質(zhì)在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.88×10-2,其中必需氨基酸在蛋白質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.501.亮氨酸、纈氨酸、甘氨酸、谷氨酸等含量十分豐富,纈氨酸含量突出,在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)10.32×10-2.本研究為謝氏寬漠王的組成成分研究提供了基本資料,為進(jìn)一步探討其利用價(jià)值提供參考.

謝氏寬漠王;無機(jī)元素;氨基酸

昆蟲作為動(dòng)物界中物種數(shù)量最大的種類,具有分布廣泛、種群龐大、適應(yīng)性強(qiáng)等顯著特點(diǎn).近現(xiàn)代以來,對新型昆蟲資源的開發(fā)與利用日趨興盛,數(shù)百種昆蟲的重要組分得到了測定和分析,成功開發(fā)并已形成以黃粉蟲、家蠅、螞蟻等諸多昆蟲為主角的產(chǎn)業(yè),被認(rèn)為是前景廣闊、具有可持續(xù)發(fā)展性的產(chǎn)業(yè).

謝氏寬漠王M antichoru la sem enow iReitter,1889是我國西北沙漠的優(yōu)勢昆蟲類群[1-2].目前,國內(nèi)外的研究限于對該物種的生物學(xué)特性的描述[3],未見對其組成成分、食用、飼用性方面的研究.在昆蟲食用性或飼用性的開發(fā)中,蟲體內(nèi)重要組分的測定與分析是基礎(chǔ)性工作.對謝氏寬漠王無機(jī)元素和氨基酸組分的測定與分析結(jié)果,可為今后的大西北生物資源開發(fā)利用提供理論依據(jù).

1 材料與儀器

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)所用謝氏寬漠王成蟲采自寧夏中衛(wèi)市沙坡頭.

1.2 主要儀器

CFO 50-S送風(fēng)型定溫干燥箱(天津市華北實(shí)驗(yàn)儀器有限公司);QE-200四兩裝高速中藥粉碎機(jī)(武義縣屹立工具有限公司);島津UV-200A分光光度計(jì)(日本島津公司);W FX-120原子吸收分光光度計(jì)(北京瑞利分析儀器有限公司);GGX-6塞曼原子吸收分光光度計(jì)(北京科創(chuàng)海光儀器有限公司);XDY-1原子熒光分光光度計(jì)(北京地質(zhì)儀器廠);XGY-1101原子熒光分光光度計(jì)(廣州北銳精密儀器有限公司);PGS-2平面光柵攝譜儀(德國);日立835-50型氨基酸自動(dòng)分析儀(日本日立公司);島津RF-5301熒光分光光度儀(日本島津公司).

2 研究方法

2.1 材料處理

野外采集的成蟲用自來水清洗,去除蟲體表面污垢,自然風(fēng)干制成干制蟲體,便于運(yùn)輸.至實(shí)驗(yàn)室,將蟲體回軟,依次用蒸餾水、超純水沖洗,放入烘干箱中60℃烘烤24 h,恒重,取出,冷卻,室溫研磨成40目(孔徑0.45 mm)粉狀供實(shí)驗(yàn)用[2].

2.2 無機(jī)元素的測定

2.2.1 Cl的測定

硫氰酸汞比色法,試樣經(jīng)氫氧化鈉處理,氯離子在硝酸介質(zhì)中與硫氰酸汞反應(yīng)生成氯化亞汞,析出等當(dāng)量的硫氰酸根,與三價(jià)鐵生成紅色絡(luò)合物,用分光光度計(jì)在460 nm比色,檢出限≤0.2 m g/L.

2.2.2 I的測定

催化滴定,硫酸鈰銨氧化三氧化二砷,碘量與此成比例.間接測定碘,檢出限≤1μg/g.

2.2.3 P的測定

磷釩鉬黃分光光度法,樣品用高氯酸、硝酸進(jìn)行硝化,定容,加入鉬酸銨、釩酸銨顯色,用分光光度計(jì)在430 nm比色,檢出限≤0.2 mg/L.

2.2.4 K,Na的測定

450℃灰化,鹽酸浸取,定容,用W FX-120原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行檢測,檢出限≤10μg/g.

2.2.5 Ca,M g的測定

取一定量的樣品,300℃灰化,加入硝酸硝化,在450℃灰化完全,用鹽酸浸取,加入氯化鍶,用W FX-120原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行檢測,Ca的檢出限≤10μg/g,M g的檢出限≤5μg/g.

2.2.6 Fe,Cu的測定

樣品在300℃灰化,加入硝酸硝化,在450℃灰化完全,用鹽酸浸取,定容,用WFX-120原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行檢測,Fe的檢出限≤10μg/g,Cu的檢出限≤5μg/g.

2.2.7 Zn,M n的測定

取一定量的樣品在300℃灰化,加入硝酸硝化,最終灰化溫度不超過400℃,用酸浸取,定容,用W FX-120原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行檢測,Zn的檢出限≤5μg/g,M n的檢出限≤5μg/g.

2.2.8 Co,Ni的測定

樣品灰化,硝化,用酸浸取,定容,分別用W FX-120原子吸收分光光度計(jì)和GGX-6塞曼原子吸收分光光度計(jì)進(jìn)行檢測,Co的檢出限≤0.75μg/g,Ni的檢出限≤1.0μg/g.

2.2.9 Se的測定

樣品用硝酸和高氯酸(按照4∶1的體積配制)硝化完全,用0.5 mo l/L鹽酸稀釋定容,用XDY-1原子熒光分光光度計(jì)、XGY-1101原子熒光分光光度計(jì)檢測,激發(fā)光波長376 nm,發(fā)射光波長520 nm,Se的檢出限≤0.02μg/g.

2.2.10 Mo,Cr,V,Sn的測定

樣品在450℃灰化,加入硝酸硝化完全.稱重,計(jì)算失重.灰化的樣品在PGS-2平面光柵攝譜儀上攝譜,定量分析[4],Cr的檢出限≤5μg/g,Mo的檢出限≤1μg/g,V的檢出限≤2μg/g,Sn的檢出限≤2μg/g.

2.3 氨基酸的測定

用酸水解法處理蟲體粉末,使用日立835-50型氨基酸自動(dòng)分析儀對樣品進(jìn)行氨基酸組分測定.此方法用于測定天門冬氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸共16種氨基酸.檢測波長為470 nm,分離溫度53℃[5].

用過甲酸氧化法處理蟲體粉末,使用日立835-50型氨基酸自動(dòng)分析儀對樣品進(jìn)行胱氨酸的測定.檢測波長為470 nm,分離溫度53℃[5].

用堿水解法處理蟲體粉末,使用島津RF-5301熒光分光光度儀對樣品進(jìn)行色氨酸的測定.以激發(fā)光波長280 nm,發(fā)射光波長360 nm,測色氨酸的熒光強(qiáng)度.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣品中色氨酸的含量.

2.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)、世界衛(wèi)生組織(W HO)營養(yǎng)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)以及和常見食用昆蟲如黃粉蟲、蠅蛆、柞蠶進(jìn)行比較來評(píng)價(jià)謝氏寬漠王的營養(yǎng)價(jià)值.

3 結(jié)果與分析

3.1 無機(jī)元素的測定結(jié)果與分析

本實(shí)驗(yàn)主要對謝氏寬漠王M t.semenow i成體6種宏量元素和12種必需微量元素進(jìn)行了測定.結(jié)果顯示該甲蟲無機(jī)鹽含量豐富.宏量元素中氯含量最高,其在宏量元素中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.40×10-3,其次,鉀、鈉含量也較高,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為7.00×10-3和4.30×10-3.必需微量元素含量豐富,在樣品中的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)826.93×10-6,其中鐵含量最高,在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為630.00×10-6,其次鋅含量較高,在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為110.00×10-6,對人體具體特殊生理作用的M n,Cu,Cr,Ni,I,Se,V等的含量也相當(dāng)可觀,檢測結(jié)果見表1.

表1 謝氏寬漠王無機(jī)元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Tab.1 Mass fraction of inorganic elements of M t.semenow i

謝氏寬漠王的無機(jī)元素含量與常見的營養(yǎng)價(jià)值較高的黃粉蟲、蜂蛹、蠶蛹和蟬相比[6](表2),結(jié)果顯示該甲蟲Fe的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他昆蟲.與現(xiàn)在最常用的飼料昆蟲——黃粉蟲相比,該甲蟲Fe,M n,Na,Ca,M g的含量均遠(yuǎn)高于黃粉蟲.

表2 謝氏寬漠王與幾種昆蟲無機(jī)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比較Tab.2 Comparison between M t.semenow i and some insects on inorganic elements

3.2 氨基酸的測定結(jié)果與分析

經(jīng)測定,謝氏寬漠王M t.semenow i成蟲蛋白質(zhì)在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.88×10-2,包含18種氨基酸(表3).其中必需氨基酸在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.00×10-2,非必需氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.88×10-2.纈氨酸在樣品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,為10.32×10-2,其在氨基酸中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.207,(圖1).根據(jù)FAO/ W HO的規(guī)定,必需氨基酸與總量氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比為0.307～0.505,該甲蟲此比值為0.501,遠(yuǎn)高于規(guī)定范圍的平均值,即0.406;規(guī)定必需氨基酸與非必需氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)之比應(yīng)在0.600以上,該甲蟲此比值為1.005,是標(biāo)準(zhǔn)比值的1.68倍.測定結(jié)果見表3.

表3 謝氏寬漠王與幾種昆蟲和魚粉的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較Tab.3 Com parison of am ino acids in M t.semenow i,some insectsand fish

圖1 謝氏寬漠王的氨基酸分析Fig.1 Determ ination of am ino acids in M t.semenow i

表3結(jié)果顯示,謝氏寬漠王E,E+N,E/(E+N)和E/N的指標(biāo)均超過其他幾種昆蟲和魚粉[6-11].在氨基酸組分中,該甲蟲有8種氨基酸含量高于黃粉蟲,其中必需氨基酸有6種,尤其苯丙氨酸和纈氨酸分別是黃粉蟲的3.30倍和3.13倍;與魚粉相比,該甲蟲有14種氨基酸含量高于魚粉,其中必需氨基酸有8種,尤其纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸分別是魚粉的6.53,2.40,2.17和2.06倍.從以上比較分析可知,謝氏寬漠王總體營養(yǎng)成分相對較高,是一種優(yōu)良的食用、飼用蛋白營養(yǎng)源.

4 結(jié)論

本文對謝氏寬漠王無機(jī)元素和氨基酸組分進(jìn)行了含量測定分析,并將其含量與幾種常見食用、飼用昆蟲和魚粉進(jìn)行比較分析,結(jié)果顯示其無機(jī)元素和氨基酸組成較豐富,尤其鐵和纈氨酸的含量較突出.故不僅可將蟲體整體作為食用、飼用昆蟲開發(fā)研究對象,而且還可將蟲體用于提供特定無機(jī)元素和特定氨基酸的開發(fā)利用.

在食用或飼用蛋白資源的研究中,組分研究與測定分析方法較為復(fù)雜.因此,謝氏寬漠王除無機(jī)元素和氨基酸的組分測定外,還需進(jìn)一步展開相關(guān)的脂類、維生素測定和安全性毒理實(shí)驗(yàn).在測定方面,還需研究更為準(zhǔn)確、便捷的測定方法,以此提供謝氏寬漠王蛋白資源應(yīng)用的可能性,為大西北生物資源合理開發(fā)提供依據(jù).

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Determ ination and Analysis of Inorgan ic Elements and Am ino Acids in M antichorula semenow i

GU Xin1,2,YIN Dong-sheng3,YANG Xiao-feng4,SHEDan-dan1
(1.College of Pharmacy,Hebei University,Baoding 071002,China;2.M useum,Hebei U niversity, Baoding 071002,China;3.College of Industral and Commercial,Hebei University,Baoding 071002,China; 4.Office of Science and Techno logy Affairs,Hebei University,Baoding 071002,China)

This wo rk determined the eighteen kinds of ino rganic elem en ts and eighteen am ino acids inM antichorula semenow i.The result indicated that the beetle contained twelve essential trace elements,the mass f raction of essential trace elements were 826.93×10-6in samp le;the to talmass fraction of p roteins were 49.88×10-2in samp le,in w hich the mass fraction of essential amino acids were 0.501.Moreover, leucine,valine,glycin and glutamic acid were relatively abundant,especially for valine,w hose mass fraction were as high as 10.32×10-2in samp le.This research supp lied basic information for the composition ofM antichorula semenow i,w hich p rovided references for the further investigation of its value.

M antichoru la sem enow i;inorganic elements;amino acids

Q 966

A

1000-1565(2010)05-0569-05

2010-04-10

河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(C2008000607)

顧欣(1973—),女,河北行唐人,河北大學(xué)講師,主要從事生物學(xué)研究.

(責(zé)任編輯:趙藏賞)