藥用美洲大蠊氨基酸和維生素含量分析

王璐萱， 鞏榮艷， 曾陳娟， 丁顯平*

(1.生物資源與生態環境教育部重點實驗室，四川大學生命科學學院，成都610065；2.藥用美洲大蠊四川省重點實驗室，四川西昌615000)

美洲大蠊Periplanetaamericana隸屬于蜚蠊科Blattidae大蠊屬Periplaneta，生命力強、起源古老，是繁衍最成功的昆蟲之一。其入藥最早記載于《神農本草經》，并被列為中品(孫星衍，1955)，其味咸、性寒，有散淤、消積、解毒、利水、消腫等功能。現代藥理學研究表明，美洲大蠊提取物具有抗菌(Basserietal.，2016；Alietal.，2017)、抗炎(譚巧云等，2016；張漢超等，2017；周威，袁星星，2017)、抗氧化(何釗等，2015；唐霞光等，2016；鄒俊波等，2016)、抗癌(李嬌等，2017；張蕊等，2017)和促進組織修復(Yangetal.，2015；曾娟妮等，2016；陳佳松等，2017)等藥理作用，并已制成多種藥物，如康復新液、心脈隆、肝龍膠囊等，臨床應用效果良好。近年來，不僅從基因組、轉錄組、microRNA水平研究了美洲大蠊基因的結構功能和表達調控(陳佳松等，2017；晉家正等，2017；Lietal.，2018；張文博等，2018)，還在化學成分分析、活性物質追蹤、藥效機理等方面做了系統深入的研究工作(陳佳松等，2017；高允等，2018；郭昕等，2018；Liuetal.，2018；Zhuetal.，2018)。美洲大蠊標準化和規模化人工養殖成功為其進一步研究和開發創造了條件。

劉振江(2006)發現昆蟲體內所含的氨基酸中10%～30%是人體所必需的氨基酸，占昆蟲氨基酸總量的35%～50%。一些氨基酸在人體內有重要的生理和病理作用，如賴氨酸和蛋白質一起能抑制重癥高血壓病(龍正權，楊政水，2011)；谷氨酸是哺乳動物腦內含量最高的興奮性氨基酸，與突觸的適應性和記憶以及神經和膠質細胞的死亡關系密切(楊娜等，2011；王興會等，2012)。維生素是生物體必需的微量營養成分，生物體不能合成或合成數量很少，必須不斷從食物中獲取，如維生素A為人體上皮組織所必需，能維持視覺正常發育；維生素E能增強免疫力和抗衰老(侯文彬，許艷萍，2015)；維生素D是調控骨代謝的主要因子(周建烈，劉忠厚，2017)，與多種疾病密切相關(江巍，高鳳榮，2014)。大多數水溶性維生素是輔酶的重要組成部分，而輔酶能維持機體正常代謝，如維生素C具有美白養顏、預防感冒、增強免疫系統功能等作用，缺乏時可引起壞血病(李占清，魏海英，2014)；B族維生素缺乏會引起營養不良、厭食、腳氣病、糖尿病等(韓秀梅，祖述春，2012)。目前關于美洲大蠊不同蟲態氨基酸和維生素的含量還未見報道，本研究初步測定了美洲大蠊5種蟲態的氨基酸和維生素的種類及含量，以期為進一步開發利用美洲大蠊提供基礎數據。

1 材料和方法

1.1 材料

美洲大蠊低齡若蟲(3～4齡)、高齡若蟲(7～8齡)、剛蛻皮成蟲、雌成蟲、雄成蟲的干燥粉末均由四川好醫生藥業集團有限公司提供。

1.2 方法

1.2.1水解氨基酸的測定稱取各蟲態樣品60 mg于水解管，加入110 mL 6 mol·L-1HCl和3滴苯酚，常溫冷卻3 min后抽真空充氮氣，重復3次。氮氣保護下封管后于110 ℃恒溫干燥箱內水解22 h，取出冷卻，用去離子水沖洗水解管，合并洗液定容至50 mL，過濾，收集濾液。

取濾液1 mL，40～50 ℃真空泵抽干，殘留物用1～2 mL蒸餾水溶解，再抽干，重復2次，最后抽干，用1 mL pH2.2的檸檬酸鈉緩沖液溶解。吸取溶解液0.2 mL，用pH2.2的檸檬酸鈉緩沖液稀釋至5 mL，氨基酸自動分析儀分析。

1.2.2色氨酸的測定稱取各蟲態樣品60 mg分別置于聚四氟乙烯(PTFE)水解杯中，加入0.5 mL 10%NaOH渦旋混合器上充分混勻后放入裝有10 mL 10% NaOH的PTFE水解罐中，充入氮氣置換空氣，放入程序設置為升溫時間10 min、溫度 90 ℃、保溫時間90 min的微波水解儀中運行。待水解罐內溫度降至50 ℃以下后，將水解液轉移至 25 mL容量瓶中冷水浴，用6 mol·L-1HCl中和，冷至25 ℃定容，搖勻過濾后用氨基酸自動分析儀分析。

1.2.3維生素B1的測定取各蟲態樣品8 g分別置于150 mL三角瓶中，加入65 mL 0.1 mol·L-1HCl溶解，瓶口加蓋小燒杯后高壓鍋中120 ℃水解30 min，取出冷卻。用2 mol·L-1乙酸鈉調至pH4.5，加入160 g淀粉酶在50 ℃溫箱內過夜。第二天取出冷卻至25 ℃并定容至100 mL，混勻過濾即為提取液。

測定儀器為熒光分光光度計。設置激發波長365 nm，發射波長435 nm，激發波狹縫5 nm，發射波狹縫5 nm。

1.2.4維生素B2的測定各蟲態樣品分別取3 g于100 mL容量瓶中，加入75 mL HCl煮沸 30 min，期間搖動容量瓶防止結塊，冷卻至室溫，加入乙酸鈉搖勻后用水定容至100 mL，中速干濾紙過濾，棄去最初5～10 mL濾液，收集其余濾液即為供試品。

測定儀器為熒光分光光度計。設置激發波長445 nm，發射波長530 nm。

1.2.5維生素A和維生素E的測定按照《食品中維生素A和維生素E的測定(GB/T5009.82-2003)》的方法，分別對美洲大蠊不同蟲態粉末進行皂化、提取、洗滌和濃縮，最后檢測。將乙醚液移入離心管中500 r·min-1離心5 min。上清液供高效液相色譜儀分析。

1.2.6維生素D的測定分別稱取各蟲態樣品2 g于皂化瓶，加內標苯并芘溶液2.0 mL和10%抗壞血酸5 mL混成均勻糊狀，再加無水乙醇30 mL和KOH溶液10 mL，沸水上皂化10 min使皂化完全，立即放入冰中冷卻。提取、洗滌、濃縮等步驟同1.2.5，最后用無水乙醇定容至2 mL，供高效液相色譜儀分析。

2 結果與分析

2.1 美洲大蠊氨基酸種類與含量

美洲大蠊成蟲和若蟲均含有18種氨基酸，其中8種人體必需氨基酸的含量為11.05%～14.30%，低齡若蟲最高(14.30%)，隨齡期增長，含量降低。各蟲態所含人體必需氨基酸的含量占氨基酸總量的44.04%～49.55%，超過聯合國糧農組織/世界衛生組織(WHO/FAO)推薦的40%的標準，說明美洲大蠊是一種比較優質的蛋白質資源。美洲大蠊色氨酸、谷氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸和甘氨酸含量較高，特別是若蟲期色氨酸含量較高，低齡若蟲含量最高，為6.84%。成蟲和若蟲谷氨酸含量均超過2.00%(表1)。

2.2 美洲大蠊維生素分析

維生素總量在美洲大蠊剛蛻皮成蟲和雌成蟲體內較高，分別為16.60 mg·kg-1和15.41 mg·kg-1，而雄成蟲維生素含量低于雌成蟲和若蟲。5種維生素中，維生素E含量最高，剛蛻皮成蟲及雌成蟲含量均超過12 mg·kg-1，雄成蟲為8.26 mg·kg-1。維生素B2含量為2.95～4.09 mg·kg-1，而維生素B1和維生素A含量較低(表2)。

3 討論

美洲大蠊18種氨基酸含量分析表明，總氨基酸含量為23.27%～29.44%，低齡若蟲期氨基酸總含量最高，可能是因為該時期蟲體需要合成多種蛋白質以促進生長發育；8種人體必需氨基酸含量占氨基酸總量的40%以上，是比較優質的蛋白質資源。在人體必需氨基酸中，色氨酸含量最高。研究表明，色氨酸不僅參與蛋白質合成和代謝調節，而且能促進大腦神經細胞分泌神經遞質——五羥色胺，對血清素和褪黑激素的產生非常重要，有助于提高免疫力、促進睡眠(王繼強等，2012)。藥效氨基酸在人和動物體內具有一些醫療保健的特殊功效。美洲大蠊各蟲態中藥效氨基酸含量占氨基酸總量的47%以上，含量較高的藥效氨基酸有谷氨酸、甘氨酸和天門冬氨酸。其中，谷氨酸與睡眠有關(石玉鋒，虞燕琴，2013)；天門冬氨酸具有解除疲勞、增進代謝、保護肝臟、加強免疫球蛋白與抗體的產生等功效(李銀平等，2006)。美洲大蠊剛蛻皮成蟲、低齡若蟲和高齡若蟲天門冬氨酸含量高于雄成蟲和雌成蟲，這可能與天門冬氨酸促進代謝的功能有關。

表1 美洲大蠊各蟲態氨基酸測定結果Table 1 Amino acids content of Periplaneta americana at different growth stages

注：*人體必需氨基酸，#藥效氨基酸

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

表2 美洲大蠊各蟲態維生素測定Table 2 Vitamin content of Periplaneta americana at different growth stages

維生素E是一種脂溶性維生素，其水解產物為生育酚，是主要的抗氧化劑之一。研究顯示，維生素E不但可以抗衰老、護膚美容和增強免疫力(蔡愛平，楊秀清，2004；陳仲，2013)，還具有抗不育、抗癌及降血壓的作用(魏旭蘭等，2010；于保鋒等，2013；Mohd Mutalipetal.， 2018)。美洲大蠊的抗氧化功能可能與其較高含量的維生素E有關。