不同季節(jié)家蠶蛻皮物質(zhì)營養(yǎng)成分和活性成分含量分析

劉開莉，許忠裕，陸春霞，肖瀟，周曉玲，彭業(yè)成，梁貴秋*

（1.廣西壯族自治區(qū)蠶業(yè)技術(shù)推廣站，南寧市 530007；2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院，南寧市 530007）

蠶蛻是蠶蛾科昆蟲家蠶蛾幼蟲的蛻皮，《本草綱目》對其早有記載，我國是世界養(yǎng)蠶大國，廣西是全國養(yǎng)蠶大省，品種的資源和產(chǎn)量極其豐富。蠶蛻作為蠶變態(tài)發(fā)育過程中的產(chǎn)物，在蠶桑加工中通常被丟棄，造成資源的浪費?！侗静菥V目》對蠶蛻的功效有記載：“治崩漏，帶下，痢疾，吐血，衄血，便血，牙疳，口瘡，堠風，目翳”，具有很高的藥用價值。蠶蛻中含有的活性成分如多酚、多糖、總黃酮、甲殼素［1］等，具有預防老化、提高免疫力、預防疾病發(fā)生和調(diào)節(jié)生理機能等作用，可被廣泛應用于醫(yī)藥、食品、生物工程等領(lǐng)域。目前，對于昆蟲表皮成分的研究已有所報道，但對家蠶蛻皮物的成分研究還少有報道，特別是活性成分的研究［2］。因此，分析家蠶蠶蛻的營養(yǎng)和活性成分，對加強對蠶桑資源的綜合利用，獲得更高的營養(yǎng)和活性物質(zhì)具有一定意義。本試驗通過測定不同季節(jié)兩廣二號家蠶品種蠶蛻的營養(yǎng)和活性成分含量，并對其進行分析，為蠶桑資源的高附加值利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試材料及樣品預處理 供試材料：家蠶5齡幼蟲的蛻皮物，品種為兩廣二號。春季樣品于2019年4月上旬飼養(yǎng)，5月中旬削繭取蠶蛻；夏季樣品于7月初飼養(yǎng)，8月中旬削繭取蠶蛻；秋季樣品于9月上旬飼養(yǎng)，10月中旬削繭取蠶蛻。除水分測定用鮮家蠶蠶蛻外，其他試驗樣品均為烘干后的家蠶蠶蛻。

樣品預處理：將5齡蠶蛻除雜，反復清洗，直至水澄清，然后將樣品置于60℃鼓風干燥箱中恒溫加熱干燥8 h左右（直至恒重），分裝后放入-20℃冰箱中保存?zhèn)溆?。樣品試驗前粉碎，過60目篩后稱量待用。

1.1.2 主要試劑 鈣、鎂、鐵、銅、鋅、錳等元素標準溶液均為1 000 mg/L，蘆丁、葡萄糖、沒食子酸等標準品均由國家標準物質(zhì)研究中心提供。氫氧化鈉、硫酸銅、硫酸鉀、石油醚、乙醇、鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸、酒石酸鉀鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁、碳酸鈉、亞甲基藍、溴甲酚綠、酚酞、甲基紅、福林酚等所用試劑均為分析純。水為實驗室制備的純水。

1.1.3 試驗儀器 JA3003分析天平，由上海舜宇恒平科學儀器有限公司生產(chǎn)；JK-450DB數(shù)控超聲波清洗器，由合肥金尼克機械制造有限公司生產(chǎn)；XH-C旋渦混合器，由金壇市醫(yī)療儀器廠生產(chǎn)；HH-S2數(shù)顯恒溫水浴鍋，由金壇市易晨儀器制造有限公司生產(chǎn)；ZDDN-Ⅱ全自動凱氏定氮儀，由浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司生產(chǎn)，SZF-06C脂肪測定儀，由浙江托普儀器有限公司生產(chǎn)，TU-1810PC紫外可見分光光度計，由北京普析通用儀器有限責任公司生產(chǎn)；TAS-986原子吸收分光光度計，由南京赫冠科學儀器有限公司生產(chǎn)。

1.2 家蠶蠶蛻的基本成分含量測定

水分的測定參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》［3］，用直接干燥法測定；蛋白質(zhì)的測定參照GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》［4］，用凱氏定氮法測定；脂肪的測定參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》［5］，用索氏抽提法測定；總糖的測定參照GB/T 9695.31—2008《肉制品總糖含量的測定》［6］，用分光光度法測定。

1.3 家蠶蠶蛻的礦物元素含量測定

銅元素的測定參照GB 5009.13—2017《食品安全國家標準食品中銅的測定》［7］；鋅元素測定參照GB 5009.14—2017《食品安全國家標準食品中鋅的測定》［8］；鐵元素測定參照 GB 5009.20—2016《食品安全國家標準食品中鐵的測定》［9］；錳元素測定參照GB 5009.242—2017《食品安全國家標準食品中錳的測定》［10］；鈣元素測定參照 GB 5009.92—2016《食品安全國家標準食品中鈣的測定》［11］；鎂元素測定參照GB 5009.241—2017《食品安全國家標準食品中鎂的測定》［12］。所有礦物質(zhì)元素含量都采用原子吸收分光光度法測定。

1.4 家蠶蠶蛻活性成分含量測定

多糖的測定參照SN/T 4260—2015《出口植物源食品中粗多糖的測定》［13］，用苯酚-硫酸法測定；總黃酮的測定參照SZDB/Z 349—2019《食品中總黃酮的測定分光光度法》［14］，用分光光度法測定；總多酚的測定參照T/AHFIA 005—2018《植物提取物及其制品中總多酚含量的測定分光光度法》［15］，用分光光度法測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

對所測樣品分別進行3次重復檢測，取平均值進行LSD分析。應用EXCEL 2003和SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)結(jié)果進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 家蠶蠶蛻的基本成分含量

不同季節(jié)的氣候條件、飼養(yǎng)條件會使蠶的食欲發(fā)生改變，從而導致蠶蛻的營養(yǎng)物質(zhì)含量發(fā)生改變；且不同季節(jié)的桑葉中物質(zhì)含量也會有所不同，以桑葉作為食物的家蠶食用不同的桑葉后，會導致蠶蛻營養(yǎng)物質(zhì)含量的改變，因此導致了不同季節(jié)蠶蛻營養(yǎng)物質(zhì)含量的差異性。從表1可以看出，家蠶蠶蛻的水分含量在42.11%～42.34%之間，其中不同季節(jié)蠶蛻水分從高到低排序為夏季、春季、秋季。家蠶蠶蛻的蛋白質(zhì)含量在41.44%～42.86%之間，其中按不同季節(jié)蠶蛻蛋白質(zhì)從高到低排序為秋季、春季、夏季。家蠶蠶蛻的脂肪含量在4.74%～5.13%之間，其中不同季節(jié)家蠶蠶蛻脂肪含量大小排列為夏季、秋季、春季。家蠶蠶蛻的總糖含量在7.00%～9.88%之間，其中不同季節(jié)家蠶蠶蛻總糖含量從高到低為春季、秋季、夏季。由于每個季節(jié)蠶蛻各個基本成分的含量不同，導致不同季節(jié)家蠶蠶蛻的基本成分總含量有所差異，從高到低排序依次為春季、秋季、夏季。

表1 不同季節(jié)家蠶蠶蛻的基本成分含量 %

2.2 家蠶蠶蛻的礦物元素含量

桑樹通過吸收土壤中和肥料中的礦物質(zhì)元素，一部分供自身生長食用，一部分經(jīng)蠶食用桑葉后留在蠶體，故蠶蛻中的礦物質(zhì)成分及含量隨桑葉礦物質(zhì)成分和含量的變化而變化。不同季節(jié)桑樹的生長條件不同，從而導致礦物質(zhì)成分和含量的不同，因此使蠶蛻中礦物質(zhì)含量產(chǎn)生差異性。從表2可以看出，家蠶蠶蛻的鈣含量最高，達到8 010～9 800 mg/kg之間，春季蠶蛻含量最高；其次是鎂含量為3 420～4 420 mg/kg，其中秋季蠶蛻含量最高；春、秋季家蠶蠶蛻4種微量元素的含量依次是銅＞錳＞鐵＞鋅，夏季家蠶蠶蛻4種微量元素的含量依次是銅＞鐵＞錳＞鋅。同時可以看出：鐵、銅、鋅含量的季節(jié)變化趨勢是一樣的，含量高低順序依次為春季、夏季、秋季；鈣、錳含量的季節(jié)變化趨勢一致，含量高低順序依次為春季、秋季、夏季；鎂元素含量高低順序依次為秋季、春季、夏季。在被測樣品中，春季家蠶蠶蛻礦物質(zhì)元素平均值總和達到了14 192.63 mg/kg，夏季家蠶蠶蛻礦物質(zhì)元素平均值總和為11 667.93 mg/kg，秋季家蠶蠶蛻礦物質(zhì)元素平均值總和為13 082.85 mg/kg。

表2 不同季節(jié)家蠶蠶蛻的礦物元素含量 mg/kg

2.3 家蠶蠶蛻的活性成分含量

不同采收期桑葉的活性成分有差異性，俞燕芳［16］通過對不同季節(jié)桑芽品質(zhì)進行差異分析，得出不同季節(jié)桑芽的黃酮等活性成分含量差異顯著。家蠶食用不同季節(jié)采收的桑葉后，體內(nèi)的活性成分含量會因此改變，故不同季節(jié)的蠶蛻活性成分含量差異顯著。從表3可以看出，多糖含量在12.60～15.20 mg/g之間，平均值為13.93 mg/g；總黃酮含量在29.19～40.89 mg/g，平均值為34.41 mg/g，秋季蠶蛻含量為春季蠶蛻含量的1.4倍；多酚含量在3.93～5.98 mg/g之間，平均值為4.86 mg/g，夏季蠶蛻為秋季蠶蛻含量的1.5倍。

表3 不同季節(jié)家蠶蠶蛻的活性成分含量 mg/g

3 小結(jié)與討論

3.1 討論

3.1.1 兩廣二號家蠶蠶蛻的營養(yǎng)成分含量及營養(yǎng)價值 本試驗結(jié)果表明，兩廣二號家蠶蠶蛻中含有的蛋白質(zhì)較高，秋季家蠶蠶蛻達到了42.86%。屈達才等［17］試驗測得桂夏二號家蠶蛹蛋白含量為50.90%，與本試驗結(jié)果相比，兩廣二號3個季節(jié)的家蠶蠶蛻的蛋白質(zhì)含量僅相差8.04%～9.46%，未達到10%。劉軍等［18］對不同性別家蠶蛹、蛾的營養(yǎng)成分進行分析，測得雄蛹的蛋白質(zhì)含量為41.65%±0.39%、雄蛾蛋白質(zhì)含量為39.59%±0.89%，雄蛹脂肪含量為38.88%±1.01%、雄蛾脂肪含量為45.43%±1.22%，雄蛹總糖含量為8.25%±0.75%、雄蛾總糖含量為2.38%±0.25%，本試驗結(jié)果與其相比，家蠶蠶蛻的蛋白質(zhì)含量與雄蛹、雄蛾相當；脂肪含量比雄蛹、雄蛾低；總糖含量比雄蛾高。綜上所述，從蛋白質(zhì)、總糖含量來看，家蠶蠶蛻具有極高的營養(yǎng)價值。在開發(fā)和研究蛋白質(zhì)上宜采用秋季的家蠶蠶蛻，開發(fā)和研究總糖宜采用春季家蠶蠶蛻。但是，單個蠶蛻重量與其蠶蛹、蠶蛾相比較輕，且產(chǎn)量較少，故研究和開發(fā)的重心應放在其活性成分，如幾丁質(zhì)、甲殼素、多糖等，而不單純做營養(yǎng)成分的提取。

3.1.2 兩廣二號家蠶蠶蛻的礦物質(zhì)元素含量及營養(yǎng)價值 本試驗結(jié)果表明，隨著季節(jié)的變化，兩廣二號家蠶蠶蛻的礦物質(zhì)元素含量是有明顯變化的，從礦物質(zhì)元素含量的平均值總和來看，春季家蠶蠶蛻在礦物質(zhì)元素利用上具有很高的價值。鈣是人體中含量最多的礦物質(zhì)元素，能促進人的新陳代謝，特別是對骨骼的發(fā)育尤為重要［19］；鎂是人體進行酶促反應的輔酶因子，是機體生命活動的重要陽離子，對葡萄糖酵解，脂肪、蛋白質(zhì)、核酸的生物合成及能量代謝等起重要調(diào)節(jié)作用［20］；銅是人體健康不可缺少的微量營養(yǎng)素，對于血液、中樞神經(jīng)和免疫系統(tǒng)功能方面有重要作用，缺乏銅會引起淋巴等免疫器官的病理損傷、免疫功能降低［21］、抗氧化能力下降而導致的疾病發(fā)生［22］，ZHANG等［23］研究表明銅能降低血清中MDA的濃度；鋅是免疫器官胸腺發(fā)育的營養(yǎng)素，能增強人體的免疫力，與人體內(nèi)生殖激素的分泌有密切關(guān)系［24］，鐵是合成血紅蛋白的主要原料之一，其參與體內(nèi)氮交換和組織呼吸的過程，參與脂類從血液中轉(zhuǎn)運及藥物在肝臟中的解毒，鐵蛋白還具有抗氧化的功能［25］，錳是金屬酶的組成成分和酶的激活劑，具有促進糖代謝、促進黏多糖合成和骨骼生長以及維護性功能的作用［26］。鈣、鎂、銅、鋅、鐵、錳都是人體生長必需的金屬元素。

王趙群［2］的研究中，通過比較蟬蛻、蛹蛻、5齡蠶蛻礦物質(zhì)元素的含量，得出蟬蛻6種元素的含量依次是Ca＞Mg＞Fe＞Mn＞Zn＞Cu，蛹蛻6種元素的含量為Ca＞Mg＞Zn＞Fe＞Mn＞Cu，5齡蠶蛻6種元素的含量為Ca＞Mg＞Fe＞Zn＞Mn＞Cu，與本試驗結(jié)果相比，不同季節(jié)蠶蛻各元素含量有明顯差異，元素含量從高到低排序相差也比較大，這可能與季節(jié)、蠶品種、土壤礦物質(zhì)元素含量等有關(guān)。試驗結(jié)果顯示，不同季節(jié)的蠶蛻中礦物質(zhì)元素含量都有顯著差異，在作為礦物質(zhì)元素供給源時，應充分考慮季節(jié)變化導致的含量差異。

3.1.3 兩廣二號家蠶蠶蛻的活性成分含量及營養(yǎng)價值 本試驗結(jié)果表明，兩廣二號家蠶蠶蛻含有多糖、總黃酮、多酚等活性成分，且季節(jié)不同活性成分的含量也不同。夏季家蠶蠶蛻的多糖、多酚含量最高，秋季家蠶蠶蛻的總黃酮含量則最高。蔣艷忠［27］通過正交試驗優(yōu)化蠶蛹多糖的提取工藝，多糖的得率為4.79%，本試驗結(jié)果與其相比偏低。研究表明，黃酮類化合物具有消除自由基、抗氧化、抗過敏、抗腫瘤、護肝等作用［28］。劉影俠等［29］通過對不同繭色類家蠶品種資源的繭殼和蠶蛹進行研究，得出綠色繭繭殼中總黃酮的含量最高，平均含量為1.30 mg/g左右；白色、黃色以及綠色3類繭色家蠶品種資源蠶蛹中的總黃酮含量介于2.30～4.40 mg/g，相互間無顯著性差異，本試驗結(jié)果與其相比，春季（29.19 mg/g）、夏季（33.16 mg/g）、秋季（40.89 mg/g）家蠶蠶蛻的總黃酮含量都明顯高于其繭殼和蠶蛹測定值，且是繭殼含量的22倍以上、蠶蛹含量的10倍以上。目前，多酚的提取主要在桑葉上，對蠶蛹、蠶蛻多酚的提取幾乎沒有。根據(jù)代燕麗等［30］的研究，粵椹大10品種的桑葉粉多酚含量為8.33 mg/g，本試驗結(jié)果與其相比偏低，但家蠶蠶蛻可作為多酚提取的新原料，對多酚的應用研究有一定的價值。綜上，從總黃酮、多酚等活性成分來看，兩廣二號家蠶蠶蛻具有較高的營養(yǎng)價值，在總黃酮的提取研究上宜選用秋季蠶蛻，多酚的提取研究上宜選用夏季蠶蛻。

3.2 小結(jié)

本試驗通過檢測分析得出不同季節(jié)家蠶5齡蛻皮物的營養(yǎng)成分、礦物質(zhì)元素和活性成分含量有顯著差異，這可能是不同季節(jié)的氣候、溫濕度等不同條件使蠶的生長發(fā)生了變化，從而導致營養(yǎng)成分和活性成分含量受到影響產(chǎn)生差異性。同時，影響蠶蛻營養(yǎng)成分和活性成分含量差異的因素除了季節(jié)外，還有蠶品種、飼養(yǎng)條件、飼養(yǎng)人員、蠶食物源等，今后研究可考慮多重原因進行分析，做到客觀、全面、科學。家蠶作為鱗翅目的代表昆蟲，對其表皮以及蛻皮物研究較少［2］，且尚未有其他物種的蛻皮物進行營養(yǎng)成分和活性成分的分析，故在比較分析時選擇了蠶蛹和繭殼作為對比物。此外蠶蛻的特殊化學成分，如幾丁質(zhì)、殼聚糖、蛻皮激素等的成分應用廣泛，在后續(xù)的研究中將對這些成分進行檢測分析，科學評價其作為保健產(chǎn)品原料的利用價值。