潘鳳溜，瞿玉國，趙馳珺，張佑祥，黃興龍

(1.吉首大學(xué)生物資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖南 吉首 416000；2.湘西州古丈縣農(nóng)業(yè)局，湖南 古丈 416300)

星齒蛉(Protohermes)隸屬于昆蟲綱(Insecta)廣翅目(Megaloptera)齒蛉科(Corydalidae)[1]，是一類原始的完全變態(tài)昆蟲，包含卵、幼蟲、蛹和成蟲4個發(fā)育階段.幼蟲水生，蛹和成蟲陸生.星齒蛉幼蟲期較長，第1年夏天孵化的幼蟲大部分在第3年夏天羽化，部分推遲到第4年夏天，幼蟲期長達2～3 a.末齡幼蟲老熟后離開水生環(huán)境，在岸邊潮濕土壤或石頭下建造蛹室化蛹，然后羽化為成蟲.雌蟲交配后，將卵以卵塊的形式產(chǎn)于水邊的石壁和植物上[2].該種幼蟲主要棲息于干凈、清澈、較少受到污染的河流溪溝的石頭下，水中以氣管鰓和毛簇呼吸，捕食水生昆蟲等小型節(jié)肢動物，對水質(zhì)變化比較敏感，因此也被廣泛用作淡水生態(tài)系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測指示動物[3].

花邊星齒蛉(Protohermescostalis(Walker))是廣泛分布于我國境內(nèi)的星齒蛉屬昆蟲，常見于云南、貴州、河南、湖北、湖南、江西、安徽、浙江、福建、廣西、廣東等省和臺灣地區(qū)[4].在湘西地區(qū)，其幼蟲俗稱爬沙蟲、水爬蟲、水蜈蚣，是一種深受當(dāng)?shù)厝罕娤矏鄣氖秤美ハx.作者實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在吉首市峒河、沱江、萬溶江、司馬河、丹青河、洽比河流域均有分布，種群數(shù)量較多.每年春天，常見當(dāng)?shù)厝罕娫诤恿飨獪现胁稉?，用于自食或上市銷售.花邊星齒蛉幼蟲還是苗族百蟲宴的核心內(nèi)容之一[5].在矮寨德夯苗寨、古丈默戎苗寨等景區(qū)，以星齒蛉幼蟲為食材的小吃、菜肴深受游客的喜愛.此外，在四川、云南、廣西、福建也有食用齒蛉科昆蟲的記錄.尤其在四川省攀西地區(qū)，齒蛉科幼蟲已成為當(dāng)?shù)氐奶厣称穂6].

前人對廣翅目昆蟲屬模巨齒蛉(Acanthacorydalisasiatica)的營養(yǎng)成分進行了測定，屬模巨齒蛉幼蟲富含水溶性蛋白、多糖、油脂、有機酸和水分，質(zhì)量分數(shù)分別為4.87%，1.90%，16.45%，3.54%和71.51%[7].此外，還檢出14種氨基酸，人體必須氨基酸占總氨基酸的48.1%[7].隨著食用價值的開發(fā)，人們越來越關(guān)心花邊星齒蛉幼蟲的營養(yǎng)特性，但是對其礦質(zhì)元素和脂肪酸種類及含量測定迄今未見報道.筆者擬通過ICP-OES法和GC-MS法對花邊星齒蛉幼蟲礦質(zhì)元素和脂肪酸進行初步檢測，以期為該資源昆蟲的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù).

1 實驗材料

1.1 樣品及其處理

2018年10月于吉首市矮寨鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場購買花邊星齒蛉幼蟲樣品，帶回實驗室，置-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆?使用去離子水將樣品沖洗3次，濾紙吸干后稱量鮮重，于60 ℃烘干至恒重后，稱量干質(zhì)量,樣品含水量為77.01%.將烘干的樣品粉碎成粉末，轉(zhuǎn)入玻璃瓶中，于4 ℃冷藏備用.

1.2 儀器與試劑

主要儀器：電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DGG-9070A，上海森信實驗有限公司)；搖擺式中藥粉碎機(DFY-300，上海隆拓儀器設(shè)備有限公司)；萬分之一電子分析天平(OHAOS，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)；電熱消化爐(CN61M1AED，北京中西遠大科技有限公司)；索氏提取儀；iCAP6000電感耦合等離子光譜發(fā)射儀(ICP-OES,英國賽默飛世爾科技)；氣相色譜系統(tǒng)及氣-質(zhì)聯(lián)用儀(7890A氣相色譜(GC),5975C氣-質(zhì)聯(lián)用，美國安捷倫公司).

主要試劑：HNO3(優(yōu)級純，衡陽市凱信化工試劑有限公司)；HClO4(分析純，天津市鑫源化工有限公司)；石油醚(分析純，沸程30～60 ℃，天津市富宇精細化工有限公司)；硫酸(分析純)；甲醇(分析純)；正己烷(分析純).

2 實驗方法

2.1 礦質(zhì)元素測定

準(zhǔn)確稱量粉末樣品0.50 g倒入消化管內(nèi)，用少量的純凈水潤濕，加入5 mL HNO3溶液，浸泡過夜.將浸泡好的樣品置于消化爐內(nèi)，依次于90 ℃處理30 min、140 ℃處理30 min、180 ℃處理1 h.樣品冷卻后分別加入1 mL HClO4,160 ℃處理20 min，再經(jīng)180 ℃處理2 h.將樣品冷卻后定容至25 mL，然后過濾.使用ICP-OES法對樣品進行測定.ICP-OES儀器工作參數(shù)：發(fā)射功率1 150 W，泵速50 r/min，輔助氣流量0.5 L/min，載氣流量0.75 L/min，積分時間20 s.實驗重復(fù)5次.

2.2 脂肪酸測定

準(zhǔn)確稱取粉末樣品4.00 g，用濾紙包好，置入索氏提取儀中，用石油醚萃取.萃取溫度為60 ℃，萃取時間為10 h.萃取后，當(dāng)石油醚在提取管的液面即將達到虹吸管的上彎頭處時，從水浴鍋中取出索氏提取裝置，將提取管的下端口插入回收瓶中.傾斜裝置使提取管中的石油醚因虹吸而流入回收瓶，再裝上平底燒瓶繼續(xù)放入恒溫水浴鍋中加熱.重復(fù)上述步驟，直至冷凝管下端無石油醚滴下.取下平底燒瓶，將燒瓶內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到10 mL小燒杯內(nèi).然后，將燒杯置于恒溫干燥箱中干燥至恒重.卸下整個索氏提取裝置，取出提取管中的樣品包.待樣品包表面蒸干后，置入60 ℃恒溫干燥箱，烘干至恒重，得花邊星齒蛉幼蟲樣品粗脂肪,提取率32.47%.

(1)樣品甲酯化.稱取0.100 0～0.500 0 g粗脂肪置于錐形瓶內(nèi)，加入10 mL 1%硫酸甲醇溶液，于70～80 ℃處理30 min.樣品冷卻后，加入3 mL正己烷，搖勻.靜置10 min分層后，取上清液.加入少許無水硫酸鈉密封，于4 ℃保存?zhèn)溆?

(2)GC-MS分析.GC-MS分析參考劉祝祥等人所介紹的方法[8].GC-MS條件：DB-5MS石英毛細管柱30 m×0.25 mm ×1.25 μm.色譜條件：柱溫100～200 ℃(初始溫度50 ℃，終止溫度280 ℃) ；升溫速度10 ℃/min；氣化室溫度280 ℃；載氣He，流速10～15 mL/min；程序升溫 100 ℃保持2 min，以10 ℃/min升至280 ℃，保持10 min.質(zhì)譜條件：電子轟擊源70 eV；發(fā)射電流0.3 mA；分辨率500；進樣量0.1 μL； 分流比80∶1.

3 實驗結(jié)果

3.1 花邊星齒蛉幼蟲礦質(zhì)元素

實驗測定了花邊星齒蛉幼蟲的K，P，Ca，Mg，F(xiàn)e，Cu，Co，Mn，Se，Zn，Bo，Al，Cd共13種礦質(zhì)元素，測定結(jié)果列于表1.

表1 花邊星齒蛉幼蟲礦質(zhì)元素含量

由表1可知：花邊星齒蛉幼蟲富含常量元素，各元素含量大小依次為K,Ca,Mg,P，其中含鉀量最高，達5 206.00 μg/g；7種微量元素含量大小依次為Fe,Zn,Mn,Cu,Ba,Se,Co，含F(xiàn)e量最高，達520.75 μg/g，含Zn量次之，為154.15 μg/g.此外，有害元素Al未檢出，但含Cd量為0.88 μg/g，高于食品中污染物限量國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 2762—2017)，暗示花邊星齒蛉幼蟲對環(huán)境中的Cd可能有一定的富集作用.

3.2 花邊星齒蛉幼蟲脂肪酸

按照實驗方法所述的GC-MS條件，對花邊星齒蛉幼蟲的甲酯化產(chǎn)物進行GC-MS分析，其色譜圖如圖1所示.

圖1 花邊星齒蛉幼蟲甲酯化產(chǎn)物總離子色譜圖Fig. 1 Total Ion Chromatogram of Protohermes Costalis Larvae

由圖1可知，共檢測出11個峰.對照質(zhì)譜圖和標(biāo)準(zhǔn)圖譜，分析鑒定出花邊星齒蛉中含脂肪酸8種.采用色譜峰面積歸一化法計算出各成分的相對含量，結(jié)果列于表2.

表2 花邊星齒蛉幼蟲脂肪酸的組分

由表2可知，花邊星齒蛉幼蟲含有的8種脂肪酸中，不飽和脂肪酸(UFA) 約為44.8%，飽和脂肪酸(SFA) 約為55.2%，UFA/SFA值約為0.8.

3.3 與食品及食用油脂肪酸比較

為探究花邊星齒蛉幼蟲的營養(yǎng)成分，筆者將檢測結(jié)果與常見禽畜類、魚類食品及食用油脂肪酸的文獻值[10-11]進行了比較，結(jié)果列于表3.

表3 花邊星齒蛉幼蟲與禽畜類、魚類食品及食用油的脂肪酸的比較

注:其他脂肪酸包括C13∶0，C15∶0，C17∶1，C20∶0等.

由表3可知，在人體必需的亞油酸和亞麻酸等脂肪酸中，花邊星齒蛉幼蟲亞麻酸未檢出，亞油酸含量約為0.8%，遠低于常見禽畜類、魚類食品及動植物食用油脂，但其不飽脂肪酸和飽和脂肪酸人相對含量及含量比值與牛乳與牛肉最接近.

4 討論

常量元素是保持人體細胞正常形態(tài)與功能的重要組分，具有促進人體生長發(fā)育，參與糖、蛋白質(zhì)和能量代謝，維持細胞內(nèi)外液滲透壓和酸堿平衡，維持神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性等生理功能.檢測結(jié)果表明，花邊星齒蛉幼蟲含有豐富的鉀、鈣、磷、鎂等常量元素，其中含鉀量達5 206.00 μg/g，含鈣量達3 060.31 μg/g，含鎂量達820.4 μg/g，含磷量達424.46 μg/g.

微量元素雖然在人體內(nèi)的含量不多，但與人的生活和健康息息相關(guān).它們攝入過量或不足都會不同程度地引起人體生理異?；蛞l(fā)疾病[9].錳是超氧化物歧化酶的激活劑，而具有活性的超氧化物歧化酶(SOD)是一種超氧自由基，它能致病和加快人體衰老；硒在血液中含量的高低與癌的發(fā)生密切相關(guān)，對視覺器官的功能也極為重要.花邊星齒蛉幼蟲的微量元素中Fe的含量最為豐富，而人體內(nèi)缺少鐵元素會使血紅蛋白的合成減少，發(fā)生缺鐵性貧血現(xiàn)象，出現(xiàn)食欲下降、煩躁、乏力、頭暈和新陳代謝紊亂等癥狀.本實驗未檢測到有害元素Al，但檢測到Cd含量高達0.88 μg/g.我國食品污染物限量標(biāo)準(zhǔn)表明，在各類食品中Cd的含量不得超過0.5 μg/g[10].由此可見，花邊星齒蛉幼蟲中Cd元素的含量超標(biāo).出現(xiàn)Cd含量超標(biāo)的原因可能是河水被Cd污染所致，或其他不明原因所為，因此不宜長期大量食用本地區(qū)的花邊星齒蛉幼蟲.

實驗結(jié)果表明，花邊星齒蛉幼蟲粗脂肪含量超過30%，而一般昆蟲干體脂肪含量在10%左右[12]，說明花邊星齒蛉幼蟲是一種高脂肪不可多食的食物.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀測得不飽和脂肪酸約44.8%，飽和脂肪酸約55.2%，其中飽和脂肪酸主要以棕櫚酸(C16∶0)為主，硬脂酸(C18∶0)的含量較低.

人體必需的不飽和脂肪酸具有以下生理功能：降低血脂，抗血小板聚集作用；減少炎癥，調(diào)節(jié)免疫能力；健腦益智，改善視力；抗腫瘤作用；降低血液中甘油三酯和膽固醇水平；抑制血液、肝臟和腦組織內(nèi)過氧化脂質(zhì)的生成；具有抗血小板凝集和抑制血栓素形成的作用；對肥胖癥有很好的療效[13].本實驗所用的脂肪酸提取儀為索氏提取儀，以石油醚(沸程30～60 ℃)進行萃取.石油醚的萃取率在環(huán)己烷、正己烷、乙酸乙酯中是最高的[14]，但是實驗結(jié)果表明，檢測到的不飽和脂肪酸以亞油酸 (C18∶(1n- 9))為主，沒有檢測出亞麻酸，必需脂肪酸的含量低.