不同季节家蚕蜕皮物质营养成分和活性成分含量分析

刘开莉，许忠裕，陆春霞，肖潇，周晓玲，彭业成，梁贵秋*

（1.广西壮族自治区蚕业技术推广站，南宁市 530007；2.广西壮族自治区农业科学院，南宁市 530007）

蚕蜕是蚕蛾科昆虫家蚕蛾幼虫的蜕皮，《本草纲目》对其早有记载，我国是世界养蚕大国，广西是全国养蚕大省，品种的资源和产量极其丰富。蚕蜕作为蚕变态发育过程中的产物，在蚕桑加工中通常被丢弃，造成资源的浪费。《本草纲目》对蚕蜕的功效有记载：“治崩漏，带下，痢疾，吐血，衄血，便血，牙疳，口疮，堠风，目翳”，具有很高的药用价值。蚕蜕中含有的活性成分如多酚、多糖、总黄酮、甲壳素［1］等，具有预防老化、提高免疫力、预防疾病发生和调节生理机能等作用，可被广泛应用于医药、食品、生物工程等领域。目前，对于昆虫表皮成分的研究已有所报道，但对家蚕蜕皮物的成分研究还少有报道，特别是活性成分的研究［2］。因此，分析家蚕蚕蜕的营养和活性成分，对加强对蚕桑资源的综合利用，获得更高的营养和活性物质具有一定意义。本试验通过测定不同季节两广二号家蚕品种蚕蜕的营养和活性成分含量，并对其进行分析，为蚕桑资源的高附加值利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试材料及样品预处理 供试材料：家蚕5龄幼虫的蜕皮物，品种为两广二号。春季样品于2019年4月上旬饲养，5月中旬削茧取蚕蜕；夏季样品于7月初饲养，8月中旬削茧取蚕蜕；秋季样品于9月上旬饲养，10月中旬削茧取蚕蜕。除水分测定用鲜家蚕蚕蜕外，其他试验样品均为烘干后的家蚕蚕蜕。

样品预处理：将5龄蚕蜕除杂，反复清洗，直至水澄清，然后将样品置于60℃鼓风干燥箱中恒温加热干燥8 h左右（直至恒重），分装后放入-20℃冰箱中保存备用。样品试验前粉碎，过60目筛后称量待用。

1.1.2 主要试剂 钙、镁、铁、铜、锌、锰等元素标准溶液均为1 000 mg/L，芦丁、葡萄糖、没食子酸等标准品均由国家标准物质研究中心提供。氢氧化钠、硫酸铜、硫酸钾、石油醚、乙醇、盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、酒石酸钾钠、亚硝酸钠、硝酸铝、碳酸钠、亚甲基蓝、溴甲酚绿、酚酞、甲基红、福林酚等所用试剂均为分析纯。水为实验室制备的纯水。

1.1.3 试验仪器 JA3003分析天平，由上海舜宇恒平科学仪器有限公司生产；JK-450DB数控超声波清洗器，由合肥金尼克机械制造有限公司生产；XH-C旋涡混合器，由金坛市医疗仪器厂生产；HH-S2数显恒温水浴锅，由金坛市易晨仪器制造有限公司生产；ZDDN-Ⅱ全自动凯氏定氮仪，由浙江托普云农科技股份有限公司生产，SZF-06C脂肪测定仪，由浙江托普仪器有限公司生产，TU-1810PC紫外可见分光光度计，由北京普析通用仪器有限责任公司生产；TAS-986原子吸收分光光度计，由南京赫冠科学仪器有限公司生产。

1.2 家蚕蚕蜕的基本成分含量测定

水分的测定参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》［3］，用直接干燥法测定；蛋白质的测定参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》［4］，用凯氏定氮法测定；脂肪的测定参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》［5］，用索氏抽提法测定；总糖的测定参照GB/T 9695.31—2008《肉制品总糖含量的测定》［6］，用分光光度法测定。

1.3 家蚕蚕蜕的矿物元素含量测定

铜元素的测定参照GB 5009.13—2017《食品安全国家标准食品中铜的测定》［7］；锌元素测定参照GB 5009.14—2017《食品安全国家标准食品中锌的测定》［8］；铁元素测定参照 GB 5009.20—2016《食品安全国家标准食品中铁的测定》［9］；锰元素测定参照GB 5009.242—2017《食品安全国家标准食品中锰的测定》［10］；钙元素测定参照 GB 5009.92—2016《食品安全国家标准食品中钙的测定》［11］；镁元素测定参照GB 5009.241—2017《食品安全国家标准食品中镁的测定》［12］。所有矿物质元素含量都采用原子吸收分光光度法测定。

1.4 家蚕蚕蜕活性成分含量测定

多糖的测定参照SN/T 4260—2015《出口植物源食品中粗多糖的测定》［13］，用苯酚-硫酸法测定；总黄酮的测定参照SZDB/Z 349—2019《食品中总黄酮的测定分光光度法》［14］，用分光光度法测定；总多酚的测定参照T/AHFIA 005—2018《植物提取物及其制品中总多酚含量的测定分光光度法》［15］，用分光光度法测定。

1.5 数据分析

对所测样品分别进行3次重复检测，取平均值进行LSD分析。应用EXCEL 2003和SPSS 17.0软件对数据结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 家蚕蚕蜕的基本成分含量

不同季节的气候条件、饲养条件会使蚕的食欲发生改变，从而导致蚕蜕的营养物质含量发生改变；且不同季节的桑叶中物质含量也会有所不同，以桑叶作为食物的家蚕食用不同的桑叶后，会导致蚕蜕营养物质含量的改变，因此导致了不同季节蚕蜕营养物质含量的差异性。从表1可以看出，家蚕蚕蜕的水分含量在42.11%～42.34%之间，其中不同季节蚕蜕水分从高到低排序为夏季、春季、秋季。家蚕蚕蜕的蛋白质含量在41.44%～42.86%之间，其中按不同季节蚕蜕蛋白质从高到低排序为秋季、春季、夏季。家蚕蚕蜕的脂肪含量在4.74%～5.13%之间，其中不同季节家蚕蚕蜕脂肪含量大小排列为夏季、秋季、春季。家蚕蚕蜕的总糖含量在7.00%～9.88%之间，其中不同季节家蚕蚕蜕总糖含量从高到低为春季、秋季、夏季。由于每个季节蚕蜕各个基本成分的含量不同，导致不同季节家蚕蚕蜕的基本成分总含量有所差异，从高到低排序依次为春季、秋季、夏季。

表1 不同季节家蚕蚕蜕的基本成分含量 %

2.2 家蚕蚕蜕的矿物元素含量

桑树通过吸收土壤中和肥料中的矿物质元素，一部分供自身生长食用，一部分经蚕食用桑叶后留在蚕体，故蚕蜕中的矿物质成分及含量随桑叶矿物质成分和含量的变化而变化。不同季节桑树的生长条件不同，从而导致矿物质成分和含量的不同，因此使蚕蜕中矿物质含量产生差异性。从表2可以看出，家蚕蚕蜕的钙含量最高，达到8 010～9 800 mg/kg之间，春季蚕蜕含量最高；其次是镁含量为3 420～4 420 mg/kg，其中秋季蚕蜕含量最高；春、秋季家蚕蚕蜕4种微量元素的含量依次是铜＞锰＞铁＞锌，夏季家蚕蚕蜕4种微量元素的含量依次是铜＞铁＞锰＞锌。同时可以看出：铁、铜、锌含量的季节变化趋势是一样的，含量高低顺序依次为春季、夏季、秋季；钙、锰含量的季节变化趋势一致，含量高低顺序依次为春季、秋季、夏季；镁元素含量高低顺序依次为秋季、春季、夏季。在被测样品中，春季家蚕蚕蜕矿物质元素平均值总和达到了14 192.63 mg/kg，夏季家蚕蚕蜕矿物质元素平均值总和为11 667.93 mg/kg，秋季家蚕蚕蜕矿物质元素平均值总和为13 082.85 mg/kg。

表2 不同季节家蚕蚕蜕的矿物元素含量 mg/kg

2.3 家蚕蚕蜕的活性成分含量

不同采收期桑叶的活性成分有差异性，俞燕芳［16］通过对不同季节桑芽品质进行差异分析，得出不同季节桑芽的黄酮等活性成分含量差异显著。家蚕食用不同季节采收的桑叶后，体内的活性成分含量会因此改变，故不同季节的蚕蜕活性成分含量差异显著。从表3可以看出，多糖含量在12.60～15.20 mg/g之间，平均值为13.93 mg/g；总黄酮含量在29.19～40.89 mg/g，平均值为34.41 mg/g，秋季蚕蜕含量为春季蚕蜕含量的1.4倍；多酚含量在3.93～5.98 mg/g之间，平均值为4.86 mg/g，夏季蚕蜕为秋季蚕蜕含量的1.5倍。

表3 不同季节家蚕蚕蜕的活性成分含量 mg/g

3 小结与讨论

3.1 讨论

3.1.1 两广二号家蚕蚕蜕的营养成分含量及营养价值 本试验结果表明，两广二号家蚕蚕蜕中含有的蛋白质较高，秋季家蚕蚕蜕达到了42.86%。屈达才等［17］试验测得桂夏二号家蚕蛹蛋白含量为50.90%，与本试验结果相比，两广二号3个季节的家蚕蚕蜕的蛋白质含量仅相差8.04%～9.46%，未达到10%。刘军等［18］对不同性别家蚕蛹、蛾的营养成分进行分析，测得雄蛹的蛋白质含量为41.65%±0.39%、雄蛾蛋白质含量为39.59%±0.89%，雄蛹脂肪含量为38.88%±1.01%、雄蛾脂肪含量为45.43%±1.22%，雄蛹总糖含量为8.25%±0.75%、雄蛾总糖含量为2.38%±0.25%，本试验结果与其相比，家蚕蚕蜕的蛋白质含量与雄蛹、雄蛾相当；脂肪含量比雄蛹、雄蛾低；总糖含量比雄蛾高。综上所述，从蛋白质、总糖含量来看，家蚕蚕蜕具有极高的营养价值。在开发和研究蛋白质上宜采用秋季的家蚕蚕蜕，开发和研究总糖宜采用春季家蚕蚕蜕。但是，单个蚕蜕重量与其蚕蛹、蚕蛾相比较轻，且产量较少，故研究和开发的重心应放在其活性成分，如几丁质、甲壳素、多糖等，而不单纯做营养成分的提取。

3.1.2 两广二号家蚕蚕蜕的矿物质元素含量及营养价值 本试验结果表明，随着季节的变化，两广二号家蚕蚕蜕的矿物质元素含量是有明显变化的，从矿物质元素含量的平均值总和来看，春季家蚕蚕蜕在矿物质元素利用上具有很高的价值。钙是人体中含量最多的矿物质元素，能促进人的新陈代谢，特别是对骨骼的发育尤为重要［19］；镁是人体进行酶促反应的辅酶因子，是机体生命活动的重要阳离子，对葡萄糖酵解，脂肪、蛋白质、核酸的生物合成及能量代谢等起重要调节作用［20］；铜是人体健康不可缺少的微量营养素，对于血液、中枢神经和免疫系统功能方面有重要作用，缺乏铜会引起淋巴等免疫器官的病理损伤、免疫功能降低［21］、抗氧化能力下降而导致的疾病发生［22］，ZHANG等［23］研究表明铜能降低血清中MDA的浓度；锌是免疫器官胸腺发育的营养素，能增强人体的免疫力，与人体内生殖激素的分泌有密切关系［24］，铁是合成血红蛋白的主要原料之一，其参与体内氮交换和组织呼吸的过程，参与脂类从血液中转运及药物在肝脏中的解毒，铁蛋白还具有抗氧化的功能［25］，锰是金属酶的组成成分和酶的激活剂，具有促进糖代谢、促进黏多糖合成和骨骼生长以及维护性功能的作用［26］。钙、镁、铜、锌、铁、锰都是人体生长必需的金属元素。

王赵群［2］的研究中，通过比较蝉蜕、蛹蜕、5龄蚕蜕矿物质元素的含量，得出蝉蜕6种元素的含量依次是Ca＞Mg＞Fe＞Mn＞Zn＞Cu，蛹蜕6种元素的含量为Ca＞Mg＞Zn＞Fe＞Mn＞Cu，5龄蚕蜕6种元素的含量为Ca＞Mg＞Fe＞Zn＞Mn＞Cu，与本试验结果相比，不同季节蚕蜕各元素含量有明显差异，元素含量从高到低排序相差也比较大，这可能与季节、蚕品种、土壤矿物质元素含量等有关。试验结果显示，不同季节的蚕蜕中矿物质元素含量都有显著差异，在作为矿物质元素供给源时，应充分考虑季节变化导致的含量差异。

3.1.3 两广二号家蚕蚕蜕的活性成分含量及营养价值 本试验结果表明，两广二号家蚕蚕蜕含有多糖、总黄酮、多酚等活性成分，且季节不同活性成分的含量也不同。夏季家蚕蚕蜕的多糖、多酚含量最高，秋季家蚕蚕蜕的总黄酮含量则最高。蒋艳忠［27］通过正交试验优化蚕蛹多糖的提取工艺，多糖的得率为4.79%，本试验结果与其相比偏低。研究表明，黄酮类化合物具有消除自由基、抗氧化、抗过敏、抗肿瘤、护肝等作用［28］。刘影侠等［29］通过对不同茧色类家蚕品种资源的茧壳和蚕蛹进行研究，得出绿色茧茧壳中总黄酮的含量最高，平均含量为1.30 mg/g左右；白色、黄色以及绿色3类茧色家蚕品种资源蚕蛹中的总黄酮含量介于2.30～4.40 mg/g，相互间无显著性差异，本试验结果与其相比，春季（29.19 mg/g）、夏季（33.16 mg/g）、秋季（40.89 mg/g）家蚕蚕蜕的总黄酮含量都明显高于其茧壳和蚕蛹测定值，且是茧壳含量的22倍以上、蚕蛹含量的10倍以上。目前，多酚的提取主要在桑叶上，对蚕蛹、蚕蜕多酚的提取几乎没有。根据代燕丽等［30］的研究，粤椹大10品种的桑叶粉多酚含量为8.33 mg/g，本试验结果与其相比偏低，但家蚕蚕蜕可作为多酚提取的新原料，对多酚的应用研究有一定的价值。综上，从总黄酮、多酚等活性成分来看，两广二号家蚕蚕蜕具有较高的营养价值，在总黄酮的提取研究上宜选用秋季蚕蜕，多酚的提取研究上宜选用夏季蚕蜕。

3.2 小结

本试验通过检测分析得出不同季节家蚕5龄蜕皮物的营养成分、矿物质元素和活性成分含量有显著差异，这可能是不同季节的气候、温湿度等不同条件使蚕的生长发生了变化，从而导致营养成分和活性成分含量受到影响产生差异性。同时，影响蚕蜕营养成分和活性成分含量差异的因素除了季节外，还有蚕品种、饲养条件、饲养人员、蚕食物源等，今后研究可考虑多重原因进行分析，做到客观、全面、科学。家蚕作为鳞翅目的代表昆虫，对其表皮以及蜕皮物研究较少［2］，且尚未有其他物种的蜕皮物进行营养成分和活性成分的分析，故在比较分析时选择了蚕蛹和茧壳作为对比物。此外蚕蜕的特殊化学成分，如几丁质、壳聚糖、蜕皮激素等的成分应用广泛，在后续的研究中将对这些成分进行检测分析，科学评价其作为保健产品原料的利用价值。