不同品種桑蠶蛹脂肪酸組成分析

施 英 廖森泰 肖更生 鄒宇曉 劉 軍 劉 凡 穆利霞 沈維治

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510610)

不同品種桑蠶蛹脂肪酸組成分析

施 英 廖森泰 肖更生 鄒宇曉 劉 軍 劉 凡 穆利霞 沈維治

(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510610)

分析了93個品種桑蠶蛹的粗脂肪含量，并對其脂肪酸組成進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明，桑蠶蛹不同品種間粗脂肪含量存在顯著差異，變化幅度為19.1%～36.28%。桑蠶蛹油脂肪酸主要由軟脂酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸組成：軟脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.24%～29.92%，硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.22%～11.85%，油酸為24.06%～37.36%，亞油酸為3.09%～7.07%，亞麻酸為24.55%～37.02%。不飽和脂肪酸占到總脂肪酸的61.61%～73.31%，n-6/n-3范圍為0.102～0.235。2個桑蠶品種75和79粗脂肪含量分別為34.9%和36.28%，不飽和脂肪酸比例高達(dá)70%，是昆蟲不飽和脂肪酸優(yōu)良資源。

桑蠶蛹 品種 含油率 脂肪酸 多元統(tǒng)計(jì)分析

蠶蛹(BombyxmoriL.)為蠶蛾科昆蟲家蠶從幼蟲向成蟲過渡的變態(tài)階段，自古為養(yǎng)生保健的上品。桑蠶是我國重要的經(jīng)濟(jì)昆蟲。我國是世界上蠶絲產(chǎn)量最高、養(yǎng)殖分布最廣、品種最多的國家，現(xiàn)有蠶繭年產(chǎn)量約為50萬t[1-3]。

近年來，國內(nèi)外在昆蟲資源的利用和營養(yǎng)食品的開發(fā)上十分活躍。尤其是蠶蛹綜合開發(fā)應(yīng)用研究方面也取得了較大的進(jìn)展，使其在食藥用如功能食品、營養(yǎng)保健品、生物防治、化妝品、醫(yī)藥等領(lǐng)域呈現(xiàn)了良好的發(fā)展勢頭[4]。

現(xiàn)代食品營養(yǎng)學(xué)研究表明蠶蛹含有豐富的脂肪酸，主要由軟脂酸、硬脂酸、油酸和亞油酸等組成，可有效提高人體內(nèi)白細(xì)胞水平，從而提高免疫力、延緩衰老，對治療高膽固醇血癥和改善肝功能有顯著作用。其不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到65%以上，是一種高品質(zhì)的食用油[5-9]。在現(xiàn)代食品加工業(yè)的發(fā)展中，加工原料的生產(chǎn)采用良種良法是提高農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)效率，擴(kuò)大其市場競爭力的重要手段。本研究對不同品種的桑蠶蛹含油率和蠶蛹油脂肪酸組成進(jìn)行分析，篩選出含油率和不飽和脂肪酸含量高的品系，將為蠶桑產(chǎn)業(yè)育種和功能性油脂加工提供科學(xué)的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

桑蠶蛹于2009年3月到10月由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所家蠶種質(zhì)資源庫提供，經(jīng)沸水滅酶處理后于60 ℃烘至含水8%以下。干蛹粉碎至40目以上，密封低溫干燥保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 主要試劑、儀器

石油醚(沸程30～60 ℃)、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、正己烷均為國產(chǎn)分析純；甲醇為色譜純。

BS-124S電子分析天平：Sartorius公司；Agilent 6890N/5975i氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：安捷倫科技有限公司；SZF-06A脂肪提取儀：濟(jì)南科翔實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；KDB-12型多功能氮吹儀：青島科迪博電子科技有限公司；MM-2型快速漩渦振蕩器：上海亞榮生化儀器廠；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 蠶蛹油的提取[10]

采用索氏抽提法。以石油醚為提取溶劑，提取溫度為60 ℃，回流時(shí)間為2 h。根據(jù)獲得蠶蛹油的質(zhì)量計(jì)算對應(yīng)桑蠶品種的粗脂肪含量。所得蠶蛹油用于脂肪酸組成分析。

1.3.2 桑蠶蛹油脂肪酸組成分析[11-12]

樣品前處理：取各品種桑蠶蛹油樣品0.5 g于10 mL試管中，加5 mL NaOH-CH3OH(0.5 moL/L)反應(yīng)試劑，搖勻。40 ℃下反應(yīng)30 min后，加入無水硫酸鈉0.5 g，再加入5 mL正己烷，搖勻、密封，放入冰箱中靜置隔夜取上清液，用0.22 μm孔徑的濾膜過濾除雜質(zhì)，用于GC/MS分析。

GC/MS分析條件：色譜條件：色譜柱：HP-5彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；程序升溫：150 ℃保留0.5 min，以10 ℃/min升至200 ℃，以3 ℃/min升至230 ℃；進(jìn)樣量：0.2 μL；載氣(He)流量：40 mL/min；分流比20∶1。MS條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量70 eV；傳輸線溫度275 ℃；離子源溫度200 ℃；母離子m/z285；激活電壓1.5 V；質(zhì)量掃描范圍m/z30～450。檢索譜庫為Nist05a。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS16.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種桑蠶蛹的含油率

利用索氏抽提法對93個桑蠶蛹品種進(jìn)行含油率的測定，檢測結(jié)果如圖1所示。

對比分析桑蠶蛹粗脂肪含量品種間差異，是為篩選優(yōu)質(zhì)食藥用蠶蛹資源提供技術(shù)參考，對選育桑蠶資源品種，提升家蠶育種技術(shù)體系具有重要參考價(jià)值。由圖1可以看出，不同品種桑蠶蛹的含油率在19.1%～36.28%范圍內(nèi)，含油率高于30%的有15個品種，種間差異較大。進(jìn)一步分析粗脂肪含量在品種間的分布，結(jié)果表明93個品種的桑蠶蛹的含油率在品種間分布近似正態(tài)分布，含量在21.0%～31.0%之間的品種數(shù)有78個，占總種質(zhì)資源數(shù)的83.9%，含量低于21.0%或者高于31.0%的品種都較少。不同品種桑蠶蛹含油率差異明顯，可能與品種遺傳特性以及桑蠶飼養(yǎng)原料的差異等因素有關(guān)。

圖1 93個品種桑蠶蛹的含油率

2.2 不同品種家蠶蛹脂肪酸組成

對93個品種桑蠶蛹的脂肪酸組組成進(jìn)行了分析檢測，采用歸一化法計(jì)算色譜峰面積得出各組分的相對含量。

圖2 不同品種桑蠶蛹的粗脂肪含量分布直方圖

表1顯示，桑蠶蛹脂肪酸主要由油酸、亞麻酸、軟脂酸、硬脂酸、亞油酸組成，部分還含有十二烷酸、十五烷酸、十七烷酸、十九烷酸等。桑蠶蛹品種間的脂肪酸組成差異較明顯的，不同品種桑蠶蛹油脂中軟脂酸相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)在22.24%～29.92%之間，硬脂酸的為3.22%～11.85%，油酸的為24.06%～37.36%，亞油酸的為3.09%～7.07%，亞麻酸的為24.55%～37.03%，不飽和脂肪酸占到總脂肪酸的61.61%～73.31%。表明桑蠶蛹之間的個體差異是較為明顯的，分析可能跟桑蠶蛹的品種，食用桑葉原料的不同有關(guān)。

陳智毅等[14]在蠶蛹油中共分離鑒定出 14 種脂肪酸成分，含量最高的是油酸(39.03%)，其次是α-亞麻酸(33.22%)。鄒宇曉等[15]研究結(jié)果顯示，繅絲蠶蛹油主要由9種脂肪酸組成，其中油酸相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30.47%～34.45%，亞麻酸的為29.18%～35.18%。本研究結(jié)果與上述文獻(xiàn)基本一致。

與幾種常見食用油脂肪酸組成對比分析[16-17]，結(jié)果顯示，除魚油外各油脂組成主要由16碳和18碳脂肪酸為主，其余脂肪酸含量較少。桑蠶蛹油脂在組成比例上總不飽和脂肪酸含量達(dá)到80%左右，多不飽和脂肪酸C18∶3質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá) 24.55～37.03%，遠(yuǎn)高于豆油、玉米油、花生油以及豬油和雞油這幾種日常食用的油脂。C18∶3是合成DHA和EPA的前體物質(zhì)。鄭翠翠[18]研究結(jié)果顯示桑蠶蛹油脂對高血脂癥小鼠總膽固醇、總甘油三酯以及低密度脂蛋白等指標(biāo)控制效果明顯優(yōu)于魚油對照組。因此，作為輔助調(diào)節(jié)血脂的保健食品原料，桑蠶蛹油脂可作為魚油的有益替補(bǔ)。

人體必需從外源食物中獲得多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids，PUFAs)，根據(jù)不飽和鍵的位置分為n-6系和n-3系。膳食PUFAs攝入量及兩者的最佳比例至關(guān)重要，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)強(qiáng)調(diào)n-6和n-3脂肪酸的比例不高于4∶1有益于健康。然而一個現(xiàn)實(shí)問題是n-6脂肪酸的食物來源非常豐富，而含有n-3脂肪酸的食物相對則少得多[19]。

表1 不同品種桑蠶蛹主要脂肪酸組成及相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

表1(續(xù))

本研究結(jié)果顯示，不同品種桑蠶蛹脂肪酸n-6/n-3不飽和脂肪酸比值為0.102～0.235。因此，蠶蛹油可以作為富含n-3系多不飽和脂肪酸食物添加在日常膳食中用以調(diào)節(jié)攝入脂肪酸的n-6/n-3比例。

將93個不同品種桑蠶蛹含油率，即粗脂肪含量和總脂肪酸中不飽和脂肪酸的占有比例情況進(jìn)行綜合分析，結(jié)果見圖3。由圖3可知，75、76和79 3個品種粗脂肪含量高，可考慮作提取油脂的品種資源；21、75、79和91號樣品不飽和脂肪酸比例大，是提取蠶蛹油和篩選工業(yè)化分離提取不飽和脂肪酸的理想品種資源。22、23、28號不飽和脂肪酸比例和含油率均較低，應(yīng)考慮淘汰。綜合考慮，75和79 2個桑蠶品種粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為34.9%和36.28%，不飽和脂肪酸比例高達(dá)70%，是昆蟲不飽和脂肪酸優(yōu)良資源。

圖3 不同品種桑蠶蛹含油率和脂肪酸中不飽和脂肪酸比率綜合分析圖

2.3 不同品種桑蠶蛹脂肪酸組成及含量主成分分析

對93個桑蠶蛹品種含有的10種脂肪酸進(jìn)行主成分分析，以探尋桑蠶蛹的主要脂肪酸，所得相關(guān)特征值見表2，成分載荷矩陣結(jié)果見表3。根據(jù)特征值大于1的原則，得到4個主成分，貢獻(xiàn)率分別為27.74%、15.55%、15.13%、12.25%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為70.67%。由主成分載荷矩陣可知，對第一主成分貢獻(xiàn)最大的是C18∶1，其次是C16∶1，因此第一主成分代表了由C18∶1和C16∶1組合的化合物；對第二主成分貢獻(xiàn)最大的是C18∶0；第三主成分中，C16∶0貢獻(xiàn)最大，其次是C12∶0；第四主成分中，C17∶0和C18∶2貢獻(xiàn)較大。超過50%的貢獻(xiàn)率在第一、二、三主成分，可認(rèn)為C18∶1、C16∶1、C18∶0、C16∶0是桑蠶蛹脂肪酸的主要組成成分。

表2 主成分特征值和貢獻(xiàn)率/%

表3 主成分載荷矩陣

2.4 不同品種桑蠶蛹脂肪酸組成聚類分析

根據(jù)分析得到的飽和脂肪酸含量、單不飽和脂肪酸含量、多不飽和脂肪酸含量以及n6/n3，對不同品種桑蠶蛹的脂肪酸組成進(jìn)行聚類分析。93個品種桑蠶蛹主要可分為3個類群：第一類群有36個品種，其特征是多不飽和脂肪酸顯著高于其他兩類；第二類群有3個品種，飽和脂肪酸含量偏高，n6/n3比值最低；第三類群含54個品種，各考察參數(shù)基本介于第一、二類群之間。

表4 不同類群特征分析表

3 結(jié)論

3.1 對93個品種家蠶蛹的含油率分析表明，不同品種桑蠶蛹粗脂肪含量存在顯著差異，變化幅度為19.10%～36.28%。不同品種桑蠶蛹粗脂肪含量基本呈現(xiàn)正態(tài)分布，其中78個品種的粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布在21.0%～31.0%之間，占所測定總量的84%。

3.2 桑蠶蛹油脂肪酸基本是由油酸、亞麻酸、軟脂酸、硬脂酸、亞油酸5種脂肪酸組成，其中油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.06%～37.36%，亞麻酸24.55%～37.03%，軟脂酸22.24%～29.92%，硬脂酸3.22%～11.85%，亞油酸3.09%～7.07%。不飽和脂肪酸占到總脂肪酸的61.61%-73.31%。不同品種桑蠶蛹脂肪酸n-6/n-3不飽和脂肪酸比值為0.102～0.235。桑蠶蛹油脂中亞麻酸含量遠(yuǎn)高于幾種常見食用油。

3.3 通過桑蠶蛹粗脂肪含量和總不飽和脂肪酸含量綜合分析結(jié)果表明，75、76和79號3個品種粗脂肪含量高，75、79和91號樣品不飽和脂肪酸占有比例大，是昆蟲保健油脂加工的優(yōu)良品種資源。

3.4 不同品種桑蠶蛹脂肪酸組成的多元統(tǒng)計(jì)分析。主成分分析在一定程度上可以反映出桑蠶蛹的主要脂肪酸組成，C18∶1和C16∶1的含量基本代表了桑蠶蛹中脂肪酸的組成特征；聚類分析可得到的3類桑蠶蛹品種，其不飽和脂肪酸組成具有其顯著特征，在產(chǎn)品質(zhì)量控制方面具有較大的參考價(jià)值。

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Fatty Acid Composition Analysis of Different Varieties of Silkworm Chrysalis

Shi Ying Liao Sentai Xiao Gengsheng Zou Yuxiao Liu Jun Liu Fan Mu Lixia Shen Weizhi

(Sericulture and Farm Produce Processing Research Institute，Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Key Laboratory of Agro-food Science and Technology of Guangdong，Guangzhou 510610)

This article studies crude fat content in 93 different varieties of silkworm chrysalis，and analyzes the fatty acids by GC/MS.The result shows that there are significant differences in oil content among 93 varieties，crude fat content range from 19.1%to 36.28%.The silkworm chrysalis oils contain palmitic acid(22.24%～29.92%)，stearic acid(3.22%～11.85%)，oleic acid(24.06%～37.36%)，1inoleic acid(3.09%～7.07%)and linolenic acid(24.55%～37.02%).The unsaturated fatty acids account for 61.61%～73.31%in total fatty acids.The range of n-6/n-3 is 0.102～0.235.No.75 and No.79 are screened as high quality breeding materials for oil development and acid industrial extractions because of their higher content of crude fat and large proportion of unsaturated fatty acids.

silkworm chrysalis，variety，oil content，fatty acid，multivariate statistical analysis

S881.2

A

1003-0174(2016)03-0074-05

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)蠶桑產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)(CARS-22)，公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201403064)

2014-06-15

施英，女，1978年出生，副研究員，蠶桑資源加工利用

廖森泰，男，1962年出生，研究員，農(nóng)業(yè)資源高效綜合利用