蔡仁蓮,檀　軍,范定濤,楊佳琪,田　瑩,郭建軍

(1.貴州大學 昆蟲研究所暨貴州山地農(nóng)業(yè)病蟲害重點實驗室,貴州 貴陽　550025；2.遵義醫(yī)學院 組織學與胚胎學教研室,貴州 遵義　563099；3.遵義市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗檢測中心,貴州 遵義　563000；4.貴州師范大學 物理與電子科學學院,貴州 貴陽　550025)

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基礎(chǔ)醫(yī)學研究

基于新型加工方法的九香蟲藥食兩用價值研究*

蔡仁蓮1,2,檀軍1,2,范定濤3,楊佳琪1,田瑩4,郭建軍1

(1.貴州大學 昆蟲研究所暨貴州山地農(nóng)業(yè)病蟲害重點實驗室,貴州 貴陽550025；2.遵義醫(yī)學院 組織學與胚胎學教研室,貴州 遵義563099；3.遵義市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗檢測中心,貴州 遵義563000；4.貴州師范大學 物理與電子科學學院,貴州 貴陽550025)

目的 研究新型加工方法的九香蟲藥食兩用價值。方法 通過對九香蟲進行新型加工處理,得到九香蟲血淋巴蛋白,對提取血淋巴后的蟲體進行營養(yǎng)成分測定和營養(yǎng)價值評價,采用倒置顯微鏡觀察九香蟲血淋巴蛋白對人胃癌BGC-823細胞形態(tài)變化，評價其抗癌活性。結(jié)果 采用新型加工法處理的九香蟲蟲體蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪及灰分含量分別為23.68%、29.99%、27.72%和2.83%; 第一限制性氨基酸為色氨酸,不飽和脂肪酸占總脂肪酸的64.03%; 礦物質(zhì)和微量元素含量豐富,尤其是K和P的含量較高,分別達到了4.33 mg/g和3.62 mg/g。通過形態(tài)學觀察發(fā)現(xiàn),九香蟲血淋巴對體外培養(yǎng)的人胃癌BGC-823細胞增殖具有較明顯的抑制作用,且在濃度為20、30、40 mg/L時具有濃度依賴性。結(jié)論 采用新型加工處理的九香蟲蟲體及提取物血淋巴具有較高的藥食兩用價值。

九香蟲;加工;蟲體;血淋巴;藥食兩用價值

昆蟲資源是目前地球上規(guī)模最大、分布最廣,尚未得到充分開發(fā)利用的寶貴資源[1]。我國80年代開始對昆蟲資源進行開發(fā)利用研究,先后對家蠅、黃粉蟲、蟬蛹[2]、芫菁[3]等營養(yǎng)成分進行了研究,并取得一定成果。九香蟲(AspongopuschinensisDallas)是昆蟲綱半翅目兜蝽科昆蟲,又稱打屁蟲和屁巴蟲等,是一種藥食兩用昆蟲,因其理氣止痛、溫中助陽的功能以及含有抗癌、抗菌、抗凝血的藥用成分而倍受人們重視[4]?！坝绣X吃鹿茸,沒錢吃打屁蟲”,九香蟲營養(yǎng)保健價值近年來逐漸受到重視。但對于九香蟲資源開發(fā)研究較少,并存在著加工方法不科學、未進行深層次開發(fā)利用等問題。

傳統(tǒng)的九香蟲加工方法是將其淘洗干凈,放入約40 ℃溫水中催屁,經(jīng)過三四次換水后,將翅膀盡展的九香蟲撈起濾水,再將其倒入燒熱的鐵鍋中翻炒[5-6]。該加工方法僅得到九香蟲的蟲體,血淋巴液中不耐高溫的蛋白絕大部分發(fā)生不可逆的變性,故傳統(tǒng)的九香蟲加工方法未對九香蟲的血淋巴等活性成分進行充分利用。本研究對傳統(tǒng)的九香蟲加工方法進行改進[7],采用現(xiàn)代化低溫分離提取技術(shù)得到血淋巴,并用于抗癌活性檢測,在此基礎(chǔ)上,對加工后蟲體的營養(yǎng)成分進行分析,為充分利用這一寶貴的藥食兩用昆蟲資源提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料、主要試劑與儀器九香蟲鮮蟲采自貴州省習水縣,蟲體色黑,帶銅色光澤. 觸角黑色,第5節(jié)紅黃色,第2節(jié)長于第3節(jié),前盾片前側(cè)緣直,中間稍內(nèi)凹,經(jīng)貴州大學昆蟲研究所郭建軍教授鑒定為九香蟲(AspongopuschinensisDallas); 人胃癌BGC-823細胞,購自中國科學院上海細胞庫。

DMEM培養(yǎng)基(美國Hyclone公司)、胰蛋白酶(美國Hyclone公司)、胎牛血清(浙江天杭生物科技有限公司)、蛋白定量試劑盒(北京普利萊基因技術(shù)有限公司),硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、鹽酸、石油醚、苯酚等均為分析純。

DGX-943B-1型電熱恒溫培養(yǎng)箱(上海福瑪實驗設(shè)備有限公司); 氨基酸自動分析儀(日立L8900); SZF-06A型脂肪酸測定儀(上海昕瑞儀器儀表有限公司); phS22C型PH計(上海雷磁儀器廠); WFX-210型原子吸收分光光度計(北京北分瑞利分析儀器公司)；內(nèi)離心管(AXYGEN牌)；倒置顯微鏡(日本Nikon DMIRE2)；FOSS 2048 索氏提取儀 (丹麥福斯公司)；GC-2014氣相色譜儀(上?；┥锟萍加邢薰?。

1.2實驗方法

1.2.1九香蟲新型加工方法野外采集九香蟲成蟲帶回實驗室,冰箱-20 ℃冷凍致死,將其頭部及翅膀一起掰下棄去,剩余部分放入底部扎有小孔的內(nèi)離心管中,將內(nèi)離心管插入到外離心管中; 經(jīng)過10 000 rpm離心后使蟲體中的血淋巴液被分離到外離心管中,從而獲得血淋巴液和加工后的蟲體[7]。數(shù)據(jù)中傳統(tǒng)加工方法(1)、(2)和(3)分別自文獻[8]和文獻[9]。

1.2.2九香蟲蟲體營養(yǎng)成分測定蟲體水分含量:將加工后的九香蟲蟲體放置于105 ℃常壓干燥至恒重,蟲體樣本重量與烘干恒重之差即為樣品的水分含量[10],重復(fù)3次，取均值。

粗蛋白含量:采用凱氏定氮法[11],在催化劑作用下,用硫酸破壞九香蟲蟲體有機物,使含氮物轉(zhuǎn)化成硫酸銨,加入強堿并蒸餾使氨逸出,用硼酸吸收,用酸滴定出氨的含量,再乘以換算系數(shù)6.25計算粗蛋白含量。

灰分:馬福爐灼燒法[12]測粗灰分,稱取一定量樣品于電爐上緩緩炭化至白煙冒完之后,置于535 ℃的高溫電爐上,燒至灰白色,稱重。

粗脂肪含量:采用索氏提取法[13],在索氏提取儀中用乙醚提取樣品,稱提取物的重量。

氨基酸含量:取一定量樣品,經(jīng)6 mol/L鹽酸于110 ℃恒溫箱中水解22 h后,抽酸,定容,氨基酸自動分析儀測定氨基酸含量; 用對二甲基苯甲醛法[14]測定色氨酸含量。

脂肪酸含量:采用GC-2014氣相色譜儀,依據(jù)JY/T021-1996分析型氣相色譜通則進行檢測[15]。

礦物質(zhì)和微量元素含量:采用原子吸收分光光度計(WFX-210),測定九香蟲體內(nèi)的K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn、P含量。

1.2.3九香蟲營養(yǎng)價值評價根據(jù)FAO/WHO建議的每克氨基酸評分標準模式和雞蛋蛋白模式對九香蟲營養(yǎng)成分進行分析,計算氨基酸評分(AAS)、化學分(CS),公式如下:

AAS=待評樣品中某種必需氨基酸含量[g/100g(蛋白)]÷FAO評分模式中同種氨基酸的含量[g/100g(蛋白)]。

CS=待評樣品中某種必需氨基酸含量[g/100g(蛋白)]÷雞蛋蛋白中同種氨基酸的含量[g/100g(蛋白)]。

1.2.4九香蟲血淋巴抗癌活性觀察

1.2.4.1癌細胞的培養(yǎng)人胃癌BGC-823細胞體外培養(yǎng)于DMEM(高糖)培養(yǎng)基中,培養(yǎng)基內(nèi)含10%胎牛血清、2 mmol/L谷氨酰胺、100 000 U/L青霉素、100 mg/L鏈霉素,置于37 ℃、5%CO2培養(yǎng)箱內(nèi)進行體外培養(yǎng)。

1.2.4.2供試九香蟲血淋巴總蛋白的制備采用1.2.1方法制備九香蟲血淋巴,10 000 rpm /min,4 ℃離心10 min,吸取血淋巴水溶性組分置于新的離心管中,采用飽和硫酸銨鹽析法[16]進行沉淀,用PBS溶解沉淀蛋白,透析,Bradford法測定蛋白質(zhì)濃度,用PBS稀釋成相應(yīng)濃度,過濾除菌備用。

1.2.4.3形態(tài)學觀察法檢測九香蟲血淋巴總蛋白抗腫瘤活性設(shè)對照組和九香蟲血淋巴處理組(血淋巴濃度為20、30、40 mg/L)。取對數(shù)生長期的BGC-823細胞,以每孔5×103個細胞接種于96孔板中,每孔細胞懸液體積為100 μL，待細胞貼壁后,處理組每孔加入血淋巴總蛋白10 μL,使得終濃度分別為20、30、40 mg/L，對照組加入PBS溶液10 μL,每組設(shè)4個孔，培養(yǎng)48 h后于倒置顯微鏡下觀察細胞的形態(tài)變化。

2　結(jié)果

2.1九香蟲主要成分含量由表1可知,經(jīng)新型加工方法處理的九香蟲蟲體,其蛋白質(zhì)含量(23.68%)豐富,遠高于豬肉(13.2%)、雞肉(19.3%)、泥鰍(17.55%)、鯉魚(16.53%)等[17],灰分含量2.83%,水分含量(38.36%)適中,粗脂肪含量(27.72%)較高。

表1九香蟲主要營養(yǎng)成分

營養(yǎng)成分水分灰分粗蛋白粗脂肪其他含量(%)38.362.8323.6827.727.41

2.2九香蟲的氨基酸含量新型加工方法與傳統(tǒng)加工方法處理后的蟲體營養(yǎng)成分分析結(jié)果(見表2)。

由表2可知,九香蟲經(jīng)過新型加工方法處理,除胱氨酸未檢出外,其余17種氨基酸均存在,總氨基酸含量達到了299.9 mg/g。谷氨酸含量最高,達到了33.5 mg/g,谷氨酸不僅是鮮味氨基酸,而且在腦組織生長代謝中具有重要作用,其次是丙氨酸32.2 mg/g、天門冬氨酸24.9 mg/g、纈氨酸24.5 mg/g等,最低的是色氨酸4.4 mg/g。與經(jīng)傳統(tǒng)加工工藝處理后的蟲體相比,經(jīng)過新型加工方法處理的蟲體除天門冬氨酸、絲氨酸、賴氨酸略低外,其余氨基酸含量處于兩種傳統(tǒng)加工方法得到的蟲體氨基酸含量之間,EAA/TAA與EAA/NAA也處于兩種傳統(tǒng)加工方法之間。

表2新型與傳統(tǒng)加工方法測定的九香蟲氨基酸含量比較

氨基酸名稱九香蟲體內(nèi)氨基酸含量(mg/g)新型加工方法傳統(tǒng)加工方法(1)傳統(tǒng)加工方法(2)天門冬氨酸Asp24.926.428.8蘇氨酸*Thr10.710.99.8絲氨酸Ser13.217.317.9谷氨酸Glu33.532.531.8甘氨酸Gly22.017.916.8丙氨酸Ala32.232.836.9纈氨酸*Val24.521.49.2蛋氨酸*Met8.89.15.0異亮氨酸*Ile15.310.09.4胱氨酸Cys———亮氨酸*Leu22.842.015.2酪氨酸Tyr18.754.819.9苯丙氨酸*Phe13.018.78.2賴氨酸*Lys12.315.015.7組氨酸*His10.79.710.1精氨酸Arg12.812.313.5脯氨酸Pro20.12.52.9色氨酸*Trp4.41.01.9氨基酸總量(TAA)299.9334.3253.0必需氨基酸(EAA)122.5137.884.5非必需氨基酸(NEAA)177.4196.5168.5EAA/TAA(%)40.841.233.3EAA/NAA0.60.70.5

*表示必需氨基酸,“—”表示未檢出。

2.3九香蟲營養(yǎng)價值評價本文采用化學法評價九香蟲氨基酸分,結(jié)果(見表3)。

表3九香蟲氨基酸模式與FAO模式和全雞蛋模式的比較(g/100 g)

必需氨基酸*FAO模式*全雞九香蟲必需氨基酸氨基酸評分AAS化學分CSIle4.005.2415.30.380.29Leu7.008.4122.80.330.27Lys5.506.4912.30.220.19Met+Cys3.506.278.80.250.14Phe+Tyr6.009.5531.70.520.33Thr4.005.3910.70.270.20Trp1.001.624.40.440.27Val5.005.7624.50.490.43總計36.0048.73130.5——

*:蛋白的氨基酸含量來源于文獻[17]; FAO模式即聯(lián)合國糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織模式; AAS:實驗蛋白質(zhì)氨基酸含量(g/100g 蛋白質(zhì))/FAO評分模式氨基酸含量(g/100g 蛋白質(zhì)); CS:實驗蛋白質(zhì)氨基酸含量(g/100g 蛋白質(zhì))/雞蛋蛋白質(zhì)氨基酸含量(g/100g 蛋白質(zhì))。

由表3可知,經(jīng)新型加工方法處理的九香蟲蟲體(苯丙氨酸+酪氨酸)的氨基酸分最高,達0.52; 纈氨酸的化學分最高,為0.43; 與全雞蛋等日常食用的動物蛋白相比,九香蟲必需氨基酸含量偏低,各氨基酸的評分也偏低。

2.4九香蟲的脂肪酸組成脂肪酸組成是評價食物營養(yǎng)價值的重要依據(jù),本實驗用氣相色譜法對加工后九香蟲的脂肪酸進行分析,檢測結(jié)果(見表4)。

表4新型與傳統(tǒng)加工方法測定的九香蟲脂肪酸含量比較

脂肪酸名稱九香蟲體內(nèi)脂肪酸含量(%)新型加工方法傳統(tǒng)加工方法(1)傳統(tǒng)加工方法(2)傳統(tǒng)加工方法(3)油酸44.7249.4830.4320.41軟脂酸32.9430.3641.5424.03軟脂油酸15.63——24.14亞油酸3.394.764.504.15硬脂酸2.74——0.63豆蔻酸0.29——3.49花生二烯酸0.11———花生烯酸0.10———亞麻酸0.06—0.95—花生酸0.02——1.40

“—”表示未檢測。

從表4可見,經(jīng)新型加工方法處理的九香蟲蟲體脂肪酸含量仍很豐富,且不同加工方法得到蟲體的脂肪酸含量差別較大,本研究共檢出10種脂肪酸,含4種飽和脂肪酸,6種不飽和脂肪酸,其中油酸含量(44.72%)最高,其次是軟脂酸(32.94%)、軟脂油酸(15.63%)、最低的是花生酸(0.02%),不飽和脂肪酸含量高達64.03%。

2.5九香蟲體內(nèi)的礦物質(zhì)和微量元素含量本實驗對九香蟲體內(nèi)部分無機礦物質(zhì)及微量元素含量進行了分析,結(jié)果(見表5)。

表5新型與傳統(tǒng)加工方法測定的九香蟲礦物質(zhì)元素和微量元素含量比較(mg/g)

元素名稱檢測標準新型加工方法傳統(tǒng)加工方法(1)傳統(tǒng)加工方法(2)KGB/T5009.91-20034.330.250.35NaGB/T5009.91-20030.01——CaGB/T5009.92-20031.270.100.13MgGB/T5009.90-20031.631.261.33FeGB/T5009.90-20030.800.360.21CuGB/T5009.13-20030.020.030.03MnGB/T5009.90-20030.010.020.01ZnGB/T5009.14-20030.090.090.07PGB/T5009.87-20033.620.360.39

從表5可看出,經(jīng)新型加工方法處理的九香蟲體內(nèi)的礦物質(zhì)和微量元素種類豐富,含有K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Mn等9種元素,新型加工方法得到九香蟲蟲體的微量元素除Cu、Mn外,其余幾種微量元素含量均高于傳統(tǒng)加工方法得到蟲體的微量元素,其中常量元素K、Mg、Ca、P含量很高,均超過1 mg/g。微量元素中的Fe、Zn含量較高,均分別達到0.80 mg/g和0.09 mg/g。

2.6形態(tài)學觀察九香蟲血淋巴對人胃癌BGC-823生長的影響對照組BGC-823細胞培養(yǎng)48 h后倒置顯微鏡下可見癌細胞呈上皮樣貼壁生長,呈多邊形、長梭形,折光性強、輪廓清晰(見圖1A)。加入低濃度血淋巴蛋白(20 mg/L)后細胞形態(tài)發(fā)生了微小變化(見圖1B)。隨著加藥濃度增加,細胞形態(tài)變化越加明顯:細胞逐漸變圓、變小,固縮,大量細胞脫落漂浮,細胞總數(shù)明顯減少(見圖1C、D)。九香蟲血淋巴對體外培養(yǎng)的人胃癌BGC-823細胞增殖具有較明顯的抑制作用,且在濃度為20、30、40 mg/L時具有濃度依賴性。

A表示PBS對照組; B、C和D分別表示血淋巴蛋白濃度為20、30和40 mg/L?！　D1　九香蟲血淋巴蛋白對人胃癌BGC-823生長的影響(×400)

3　討論

與傳統(tǒng)加工方法相比,新型加工方法得到的九香蟲蟲體蛋白質(zhì)、脂肪酸含量豐富,粗脂肪含量高。不飽和脂肪酸可以降低血脂、血漿纖維蛋白含量及血液粘度,改善血液微循環(huán)[18],故提取血淋巴后的九香蟲蟲體可用于開發(fā)富含不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的高檔食用油,雖然九香蟲是藥食兩用昆蟲,民間早有食用九香蟲的習俗,但其安全性有待進一步研究。 新型加工方法得到的九香蟲必需氨基酸含量偏低,各氨基酸的評分低于傳統(tǒng)方法，但無統(tǒng)計學意義。根據(jù)其氨基酸特點,建議將九香蟲與其他食物搭配食用; 通過新型加工方法得到的九香蟲礦物質(zhì)營養(yǎng)價值總體較高,除Cu、Mn外,其余幾種微量元素含量均高于傳統(tǒng)加工方法得到蟲體的微量元素; 新型加工方法得到的氨基酸EAA/TAA與EAA/NAA處于兩種傳統(tǒng)加工方法之間,表明經(jīng)過新型加工方法處理的九香蟲在獲得傳統(tǒng)加工方法所不具備的提取血淋巴之后,剩余蟲體仍然具有很高的營養(yǎng)價值。從蟲體中提取的血淋巴蛋白具有抗癌活性作用,對胃癌BGC-823細胞生長具有較明顯的抑制作用,且隨著血淋巴蛋白濃度(20、30、 40 mg/L)的增加,抑制胃癌BGC-823細胞生長的作用越明顯,具有濃度依賴性,本實驗僅能證明九香蟲血淋巴蛋白促進胃癌BGC-823細胞死亡，但細胞的死亡是細胞主動性、程序性的凋亡還是細胞壞死，仍需進一步檢測BGC-823細胞凋亡率來探討九香蟲血淋巴蛋白是否通過誘導(dǎo)細胞凋亡從而達到抑制細胞增殖的作用。

新型加工方法采用現(xiàn)代化低溫分離技術(shù)提取血淋巴,避免了傳統(tǒng)加工方法中蟲體蛋白在極端環(huán)境中變性的弊端,其優(yōu)越性在于:①通過新型加工方法得到的血淋巴,是傳統(tǒng)加工方法所不具有的; ②血淋巴中脂溶性組分及蟲體可用于開發(fā)富含不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的高檔食用油,這也是傳統(tǒng)加工方法所不具有的; ③新型加工方法得到的九香蟲礦物質(zhì)營養(yǎng)價值總體較高。九香蟲是藥食兩用昆蟲,隨著環(huán)境條件的惡化,尤其是近年來農(nóng)藥的大量使用,導(dǎo)致野外九香蟲種群大量減少,供求缺口不斷加大,市場價格不斷攀升,采用新型加工方法,根據(jù)九香蟲提取物的特性及作用分類加工,充分利用這一寶貴的藥食兩用昆蟲資源意義重大。

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[收稿2016-06-15;修回2016-07-10]

(編輯：王靜)

Research on medicinal and edible value ofAspongopuschinensisDallas after being novelly processed

CaiRenlian1,2,TanJun1,2,FanDingtao3,YangJiaqi1,TianYing4,GuoJianjun1

(1.Provincial Key Laboratory for Agricultural Pest Management of Mountainous Region,Institute of Entomology of Guizhou University,Guiyang Guizhou 550025,China;2.Department of Histology and Embryology,Zunyi Medical University,Zunyi Guizhou 563099,China;3.Quality and Safety of Agricultural Products Testing Center,Zunyi Guizhou 563000,China;4.Department of Electronic and Information Engineering,Guizhou Normal University,Guiyang Guizhou 550025,China)

Objective Study on medicinal and edible value ofAspongopuschinensisDallas after being novelly processed.Methods Through the novel process,polypide and haemolymph ofA.chinensiswere obtained. The nutrients and evaluation of nutritional value polypide were analyzed. Morphological changes of the cells were observed by using inverted microscope,and its anti-cancer activity of haemolymph was studied.Results The content of protein,amino acids,fat and ash were 23.68%,29.99%,27.72% and 2.83%,respectively. The content of unsaturated fatty acids occupied 64.03% of the rough fat. Minerals and trace elements (especially K,4.33 mg/g and P,3.62 mg/g) were abundant. The haemolymph fromA.chinensiscould inhibit the proliferation of human gastric cancer line BGC-823 cell obviously in vitro with a dosage-dependent effect within the concentration of 20,30 and 40 mg/l.Conclusion The results showed medicinal and edible value of the novel processing products ofA.chinensiswere extremely high.

AspongopuschinensisDallas; process; polypide; haemolymph; medicinal and edible value

國家自然科學基金資助項目(NO:81360612);貴州省科學基金省校聯(lián)合項目(NO:黔科合LH字[2014]7650);貴陽市科技局中藥現(xiàn)代化項目(NO:[2012204]43)。

郭建軍,男,教授,博士,研究方向:資源昆蟲開發(fā)利用,E-mail:agr.jjguo@gzu.edu.cn。

R282.4

A

1000-2715(2016)04-0345-05