药用美洲大蠊氨基酸和维生素含量分析

王璐萱， 巩荣艳， 曾陈娟， 丁显平*

(1.生物资源与生态环境教育部重点实验室，四川大学生命科学学院，成都610065；2.药用美洲大蠊四川省重点实验室，四川西昌615000)

美洲大蠊Periplanetaamericana隶属于蜚蠊科Blattidae大蠊属Periplaneta，生命力强、起源古老，是繁衍最成功的昆虫之一。其入药最早记载于《神农本草经》，并被列为中品(孙星衍，1955)，其味咸、性寒，有散淤、消积、解毒、利水、消肿等功能。现代药理学研究表明，美洲大蠊提取物具有抗菌(Basserietal.，2016；Alietal.，2017)、抗炎(谭巧云等，2016；张汉超等，2017；周威，袁星星，2017)、抗氧化(何钊等，2015；唐霞光等，2016；邹俊波等，2016)、抗癌(李娇等，2017；张蕊等，2017)和促进组织修复(Yangetal.，2015；曾娟妮等，2016；陈佳松等，2017)等药理作用，并已制成多种药物，如康复新液、心脉隆、肝龙胶囊等，临床应用效果良好。近年来，不仅从基因组、转录组、microRNA水平研究了美洲大蠊基因的结构功能和表达调控(陈佳松等，2017；晋家正等，2017；Lietal.，2018；张文博等，2018)，还在化学成分分析、活性物质追踪、药效机理等方面做了系统深入的研究工作(陈佳松等，2017；高允等，2018；郭昕等，2018；Liuetal.，2018；Zhuetal.，2018)。美洲大蠊标准化和规模化人工养殖成功为其进一步研究和开发创造了条件。

刘振江(2006)发现昆虫体内所含的氨基酸中10%～30%是人体所必需的氨基酸，占昆虫氨基酸总量的35%～50%。一些氨基酸在人体内有重要的生理和病理作用，如赖氨酸和蛋白质一起能抑制重症高血压病(龙正权，杨政水，2011)；谷氨酸是哺乳动物脑内含量最高的兴奋性氨基酸，与突触的适应性和记忆以及神经和胶质细胞的死亡关系密切(杨娜等，2011；王兴会等，2012)。维生素是生物体必需的微量营养成分，生物体不能合成或合成数量很少，必须不断从食物中获取，如维生素A为人体上皮组织所必需，能维持视觉正常发育；维生素E能增强免疫力和抗衰老(侯文彬，许艳萍，2015)；维生素D是调控骨代谢的主要因子(周建烈，刘忠厚，2017)，与多种疾病密切相关(江巍，高凤荣，2014)。大多数水溶性维生素是辅酶的重要组成部分，而辅酶能维持机体正常代谢，如维生素C具有美白养颜、预防感冒、增强免疫系统功能等作用，缺乏时可引起坏血病(李占清，魏海英，2014)；B族维生素缺乏会引起营养不良、厌食、脚气病、糖尿病等(韩秀梅，祖述春，2012)。目前关于美洲大蠊不同虫态氨基酸和维生素的含量还未见报道，本研究初步测定了美洲大蠊5种虫态的氨基酸和维生素的种类及含量，以期为进一步开发利用美洲大蠊提供基础数据。

1 材料和方法

1.1 材料

美洲大蠊低龄若虫(3～4龄)、高龄若虫(7～8龄)、刚蜕皮成虫、雌成虫、雄成虫的干燥粉末均由四川好医生药业集团有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1水解氨基酸的测定称取各虫态样品60 mg于水解管，加入110 mL 6 mol·L-1HCl和3滴苯酚，常温冷却3 min后抽真空充氮气，重复3次。氮气保护下封管后于110 ℃恒温干燥箱内水解22 h，取出冷却，用去离子水冲洗水解管，合并洗液定容至50 mL，过滤，收集滤液。

取滤液1 mL，40～50 ℃真空泵抽干，残留物用1～2 mL蒸馏水溶解，再抽干，重复2次，最后抽干，用1 mL pH2.2的柠檬酸钠缓冲液溶解。吸取溶解液0.2 mL，用pH2.2的柠檬酸钠缓冲液稀释至5 mL，氨基酸自动分析仪分析。

1.2.2色氨酸的测定称取各虫态样品60 mg分别置于聚四氟乙烯(PTFE)水解杯中，加入0.5 mL 10%NaOH涡旋混合器上充分混匀后放入装有10 mL 10% NaOH的PTFE水解罐中，充入氮气置换空气，放入程序设置为升温时间10 min、温度 90 ℃、保温时间90 min的微波水解仪中运行。待水解罐内温度降至50 ℃以下后，将水解液转移至 25 mL容量瓶中冷水浴，用6 mol·L-1HCl中和，冷至25 ℃定容，摇匀过滤后用氨基酸自动分析仪分析。

1.2.3维生素B1的测定取各虫态样品8 g分别置于150 mL三角瓶中，加入65 mL 0.1 mol·L-1HCl溶解，瓶口加盖小烧杯后高压锅中120 ℃水解30 min，取出冷却。用2 mol·L-1乙酸钠调至pH4.5，加入160 g淀粉酶在50 ℃温箱内过夜。第二天取出冷却至25 ℃并定容至100 mL，混匀过滤即为提取液。

测定仪器为荧光分光光度计。设置激发波长365 nm，发射波长435 nm，激发波狭缝5 nm，发射波狭缝5 nm。

1.2.4维生素B2的测定各虫态样品分别取3 g于100 mL容量瓶中，加入75 mL HCl煮沸 30 min，期间摇动容量瓶防止结块，冷却至室温，加入乙酸钠摇匀后用水定容至100 mL，中速干滤纸过滤，弃去最初5～10 mL滤液，收集其余滤液即为供试品。

测定仪器为荧光分光光度计。设置激发波长445 nm，发射波长530 nm。

1.2.5维生素A和维生素E的测定按照《食品中维生素A和维生素E的测定(GB/T5009.82-2003)》的方法，分别对美洲大蠊不同虫态粉末进行皂化、提取、洗涤和浓缩，最后检测。将乙醚液移入离心管中500 r·min-1离心5 min。上清液供高效液相色谱仪分析。

1.2.6维生素D的测定分别称取各虫态样品2 g于皂化瓶，加内标苯并芘溶液2.0 mL和10%抗坏血酸5 mL混成均匀糊状，再加无水乙醇30 mL和KOH溶液10 mL，沸水上皂化10 min使皂化完全，立即放入冰中冷却。提取、洗涤、浓缩等步骤同1.2.5，最后用无水乙醇定容至2 mL，供高效液相色谱仪分析。

2 结果与分析

2.1 美洲大蠊氨基酸种类与含量

美洲大蠊成虫和若虫均含有18种氨基酸，其中8种人体必需氨基酸的含量为11.05%～14.30%，低龄若虫最高(14.30%)，随龄期增长，含量降低。各虫态所含人体必需氨基酸的含量占氨基酸总量的44.04%～49.55%，超过联合国粮农组织/世界卫生组织(WHO/FAO)推荐的40%的标准，说明美洲大蠊是一种比较优质的蛋白质资源。美洲大蠊色氨酸、谷氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和甘氨酸含量较高，特别是若虫期色氨酸含量较高，低龄若虫含量最高，为6.84%。成虫和若虫谷氨酸含量均超过2.00%(表1)。

2.2 美洲大蠊维生素分析

维生素总量在美洲大蠊刚蜕皮成虫和雌成虫体内较高，分别为16.60 mg·kg-1和15.41 mg·kg-1，而雄成虫维生素含量低于雌成虫和若虫。5种维生素中，维生素E含量最高，刚蜕皮成虫及雌成虫含量均超过12 mg·kg-1，雄成虫为8.26 mg·kg-1。维生素B2含量为2.95～4.09 mg·kg-1，而维生素B1和维生素A含量较低(表2)。

3 讨论

美洲大蠊18种氨基酸含量分析表明，总氨基酸含量为23.27%～29.44%，低龄若虫期氨基酸总含量最高，可能是因为该时期虫体需要合成多种蛋白质以促进生长发育；8种人体必需氨基酸含量占氨基酸总量的40%以上，是比较优质的蛋白质资源。在人体必需氨基酸中，色氨酸含量最高。研究表明，色氨酸不仅参与蛋白质合成和代谢调节，而且能促进大脑神经细胞分泌神经递质——五羟色胺，对血清素和褪黑激素的产生非常重要，有助于提高免疫力、促进睡眠(王继强等，2012)。药效氨基酸在人和动物体内具有一些医疗保健的特殊功效。美洲大蠊各虫态中药效氨基酸含量占氨基酸总量的47%以上，含量较高的药效氨基酸有谷氨酸、甘氨酸和天门冬氨酸。其中，谷氨酸与睡眠有关(石玉锋，虞燕琴，2013)；天门冬氨酸具有解除疲劳、增进代谢、保护肝脏、加强免疫球蛋白与抗体的产生等功效(李银平等，2006)。美洲大蠊刚蜕皮成虫、低龄若虫和高龄若虫天门冬氨酸含量高于雄成虫和雌成虫，这可能与天门冬氨酸促进代谢的功能有关。

表1 美洲大蠊各虫态氨基酸测定结果Table 1 Amino acids content of Periplaneta americana at different growth stages

注：*人体必需氨基酸，#药效氨基酸

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

表2 美洲大蠊各虫态维生素测定Table 2 Vitamin content of Periplaneta americana at different growth stages

维生素E是一种脂溶性维生素，其水解产物为生育酚，是主要的抗氧化剂之一。研究显示，维生素E不但可以抗衰老、护肤美容和增强免疫力(蔡爱平，杨秀清，2004；陈仲，2013)，还具有抗不育、抗癌及降血压的作用(魏旭兰等，2010；于保锋等，2013；Mohd Mutalipetal.， 2018)。美洲大蠊的抗氧化功能可能与其较高含量的维生素E有关。