全 文 ：林业科学研究 2006, 19( 3): 284~ 288
Forest R esearch
文章编号: 10011498( 2006) 03028405
白蜡虫抗突变实验与主要功效成分分析*
冯 颖, 陈晓鸣, 何 钊, 郭宝华, 马 艳
(中国林业科学研究院资源昆虫研究所,国家林业局资源昆虫培育与利用重点实验室,云南 昆明 650224 )
摘要: 对白蜡虫的抗突变功能进行实验研究, 并分析了甲壳素、多糖、维生素和黄酮类等。以白蜡虫为抗突变材料喂
饲小鼠, 48 h检测微核的发生率, 各剂量组均比对照组的微核率低, 其中高剂量组与对照有显著差异, 抑制率为
3419% , 说明白蜡虫能够对抗环磷酰胺产生的致突变作用, 具有明显的抗突变功能。分析结果表明: 白蜡虫含有
2 14%甲壳素; 7. 2%的粗多糖 ,除蛋白后的多糖含量 4. 54% , 多糖含量以葡萄糖计为 28. 4% , 由葡萄糖、甘露糖和
果糖组成, 3种糖的摩尔比为 5211, 白蜡虫多糖为一种杂多糖蛋白复合物;白蜡虫还含有 1. 3%的总黄酮和多种
维生素。甲壳素、多糖、维生素和黄酮类物质应为抗突变作用的主要功效成分。
关键词: 白蜡虫;抗突变; 甲壳素;多糖; B族维生素;黄酮
中图分类号: S899 1 文献标识码: A
收稿日期: 20051115
基金项目: 国家攻关项目 ( 2004BA502B04)、云南省科技攻关项目 ( 2001NG16)和科技部成果转化项目 ( 02EFN215301189)部分研究内容
作者简介: 冯 颖 ( 1960 ) ,女,云南昆明人,博士,研究员,首席专家
* 动物试验由昆明医学院云南省天然药物药理实验室协助完成,特此致谢!
Antimutation Experim ent ofW hiteW ax Scale (Ericerus pela)
and Analysis ofM ain Function Factors
FENG Ying, CHEN X iaom ing, HE Zhao, GUO Baohua, MA Yan
( Research Ins titu te ofResource Insects, CAF, Key Laboratory ofResource Insect Cult ivat ion and U til ization , S tate Forestry
A dm in istration, Kunm ing 650224, Y unnan, Ch ina)
Abstract: This paper dealtw ith the antimutat ion expermi ent of white w ax sca le and analysis o fm ain functional factors.
T hem icronucleoli rates in every expermi ental dose groups were lower then the contrast in 48 h. The difference betw een
h igh dose group and contrastw as obv ious. The restrict ion rate ofm icronucleoli in high dose group w as 34. 19% . The re
sults show ed thatwhite w ax scale could restrictmutation caused by C. P and had clear ant imutation function. W hite w ax
scale contained 2. 14% ch itin. W hite w ax sca le contained 7. 2% crude po lysaccharide. T he polysaccharide content was
454% after removing protein by enzym e. The sugar content of the polysaccharide w as 22. 1% as g lucose, composed of
glucose, galactose and fructose in mo lar ratio of 5211. The polysaccharide isolating from wh ite wax scale was polysaccha
rideprotein complex. T his insect contained 1. 3% flavono id and severa lkinds of v itam ins. chitin, polysaccharide, vitam in
and flavono id w erem ain antimutation functional factors ofwhite w ax scale.
K ey words:E ricerus pela; antimutat ion; ch it in; polysaccharide; v itam in; flavono id
突变是指生物体的遗传物质发生变化, 而导致
遗传的表型发生变化。人体除了自发突变外, 还会
受到外界环境中的致突变物的影响而发生突变, 在
人们的日常生活中,有许多物质会引起突变,如多环
芳烃化合物、苯、甲醛、有机氯等化学物质, 黄曲霉
素,紫外线,电离辐射,病毒等等。突变发生于体细
胞,影响到发生突变的个体,突变发生在性细胞, 就
会造成性细胞的遗传性改变,从而影响后代,突变是
第 3期 冯 颖等:白蜡虫抗突变实验与主要功效成分分析
人体发生癌病变、遗传性疾病等疾病的原因之一。
为了减少突变对人类的危害, 除了控制环境中的致
突变物和减少疾病外,还可以用一些物质来预防和
减少突变的发生, 研制抗突变保健食品的目的就是
通过食用抗突变功能食品来达到抵抗和减少突变的
影响。在我国, 抗突变的保健食品种类较少, 据
2000年统计,仅有 24种,约占所有功能类型的 1% ,
主要有硫酸软骨素、乳酸菌、芦笋等, 昆虫的抗突变
功能研究很少。对抗突变功能及其功能因子的研究
报道也较少, 抗突变的功效成分主要有甲壳素、多
糖、维生素和黄酮类物质等 [ 1~ 3]。
白蜡虫 (E ricerus p ela Chavannes)是我国的传统
资源昆虫,有悠久的培育利用历史。传统的白蜡生
产是以获取白蜡虫雄幼虫分泌的白蜡为目的, 只利
用雄虫生产白蜡, 而大量怀卵的雌成虫除部分用于
繁殖后代外,没有得到充分的利用。笔者对白蜡虫
的营养成分、功能作用和食用安全性等进行了多年
的研究,结果表明, 白蜡虫含有丰富的蛋白质、氨基
酸、维生素等营养成分, 食用安全 [ 4] ; 白蜡虫还具有
特异性免疫调节功能 [ 5] ,具有较好的营养保健价值。
本文对白蜡虫的抗突变功能进行了试验研究, 并对
甲壳素、多糖等主要功效成分进行了分析。以期通
过研究,为提高白蜡生产的综合效益奠定科学基础,
促进白蜡产业化发展。
1 材料和方法
1. 1 供试材料和剂量
供试白蜡虫种虫, 采自云南昆明,连枝采下、带
回室内,剥下种虫,洗净、55 ! 烘干,粉碎后备用。
试验设计低、中、高剂量和对照 4组, 低剂量组
每 kg小鼠体质量 1 g白蜡虫粉; 中剂量组 2 g白蜡
虫粉;高剂量组 3 g白蜡虫粉;空白对照组喂饲普通
饲料 (全价营养饲料 ) ,在全价营养饲料中以 10%、
20%、30%的比例加入白蜡虫粉, 各剂量组饲料分别
混匀加水后制成小饼干, 50~ 60 ! 烘干备用。
1. 2 抗突变作用 骨髓嗜多染红细胞微核试验
试验选用 18 ~ 22 g ICR 小鼠 (滇实动证
2004010号, 昆明医学院实验动物中心提供 ) 48只,
雌雄各半, 分为空白、低、中、高剂量 4组, 每组 12
只。屏障环境条件饲养, 室内温度 20 ~ 26 ! , 相对
湿度 40% ~ 70% , 光照昼夜交替 12 h /12 h,自由饮
用高压灭菌水。每天清晨喂饲对照和各剂量组混合
饲料 10 g∀ kg- 1体质量, 吃完后, 下午喂饲普通饲
料。连续喂饲 30 d后,每组动物腹腔注射环磷酰胺
( C. P ) 0. 04 g∀ kg- 1体质量,于注射 C. P后 48 h处
死动物,取胸骨骨髓涂片常规制片 G iemsa染色, 油
镜检查, 每只动物计数 1 000个嗜多染红细胞, 记录
微核细胞出现数, 并计算微核率和抑制率 (抑制率 =
对照组微核细胞出现数 - 试验组微核细胞出现数 /
对照组微核细胞出现数 # 100% ), 观察给予白蜡虫
后小鼠是否具有对抗环磷酰胺的致突变作用。
1. 3 甲壳素分析
根据白蜡虫蛋白含量较高的特点, 采用碱酸法
提取甲壳素, 方法为以 7% N aOH、反应温度 80 ! 、反
应时间 1 h的条件脱除蛋白, 水洗至中性后, 以 0. 2
mo l∀ L- 1 HCL室温、反应时间 70 m in的条件脱出灰
分,高锰酸钾和草酸脱色, 水洗至中性, 烘干、称质
量。提取的样品用凯氏定氮法分析氮含量, 灼烧法
分析灰分含量, 质量法分析水分含量。X远射和红
外光谱定性分析, 并与标准样品 ( SIGAMA公司 )比
较。
1. 4 多糖分析
采用热水浸提、醇沉淀的方法进行提取,方法为
样品加 8倍水 80 ! 水浴提取 3次, 合并提取液, 真
空浓缩, 4倍 (体积比 ) 95%已醇 4 ! 醇析,离心得沉
淀物,无水乙醇洗涤、干燥后得粗多糖。采用木瓜蛋
白酶 (上海源聚生物科技公司, 批号 040812,酶活力
> 2 000 IU ∀ mg- 1 )进行酶解除蛋白, 酶解条件为
100 IU∀ mg- 1底物浓度、50 ! 条件下,水解 5 h,酶解
液减压浓缩后加 4倍 95%乙醇沉淀,过滤,干燥。采
用凯氏定氮法测定氮含量。粗多糖经水解后采用气
相色谱法分析测定其单糖的组成和摩尔比。
1. 5 维生素分析
采用高效液相色谱和荧光法分析。
1. 6 黄酮类物质分析
采用高效液相色谱分析。
2 结果与分析
2. 1 抗突变作用 骨髓嗜多染红细胞微核试验
小鼠骨髓细胞微核试验是评价某种物质是否具
有抗突变作用的指标之一, 微核是染色体和染色质
受到损伤以后产生的染色体片段, 其频率的高低可
反映细胞 DNA的受损程度, 环磷酰胺 ( C. P )是已知
的致突变物, 会造成小鼠骨髓细胞出现微核 [ 1, 2]。在
小鼠喂饲低、中、高剂量的白蜡虫粉 30 d后, 注射环
磷酰胺,在 48 h检测微核的发生率, 结果见表 1, 试
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林 业 科 学 研 究 第 19卷
验结果显示, 48 h时各剂量组均比对照组的微核率
低,其中高剂量组与对照有明显差异, 抑制率为
3419%, 说明白蜡虫能够对抗环磷酰胺产生的致突
变作用,具有明显的抗突变功能。
表 1 白蜡虫进行小鼠骨髓嗜多染
红细胞微核试验结果
组别 CP剂量 /
( g∀ kg- 1 )
白蜡虫剂量 /
( g∀ kg- 1 )
微核率
( x ∃ SD ) /%
抑制率
/%
CP阳性对照组 0. 04 28. 43 ∃ 6. 02
CP+低剂量组 0. 04 1 23. 29 ∃ 6. 37 18. 08
CP+中剂量组 0. 04 2 22. 43 ∃ 8. 12 21. 11
CP+高剂量组 0. 04 3 18. 71 ∃ 3. 86a 34. 19
a:与 CP阳性对照组比较有显著性差异 (P < 0. 05 )
白蜡虫雌成虫的抗突变作用与剂量有关,在 48
h检测时, 其微核抑制率与剂量成明显正相关 (图
1 )。余红等 [ 8] 用蒲公英 ( Taraxacum mongolicium
HandMazz )进行了抗突变作用研究, 蒲公英在 5、
10、20 g∀ kg- 1的低中高剂量组, 其微核抑制率可分
别达到 36. 0%、47. 1%、58. 7%。在本试验中, 高剂
量组 3 g∀ kg- 1条件下, 白蜡虫的微核抑制率可达
34. 19%。由此分析, 作为保健食品, 没有毒副作用,
如果适当增加剂量, 白蜡虫对抗环磷酰胺的致突变
作用可能更有效。
图 1 小鼠骨髓微核抑制率与白蜡虫剂量的关系
2. 2 白蜡虫抗突变的主要功能成分分析
自然界中有一些物质具有抗突变的功能, 实
验研究表明, 多糖、甲壳素、黄酮、维生素等都具
有抗突变的作用。这些物质通过与致突变物作
用使其失去活性, 或者阻断正常细胞转变为突变
细胞、帮助突变细胞修复等方式来达到抗突变功
能, 维生素通过辅助等作用来达到抗突变效
果 [ 7~ 15 ]。本文对白蜡虫的甲壳素、多糖、维生素、
总黄酮等进行了分析。
2. 2. 1 白蜡虫甲壳素分析 甲壳素, 又称几丁质,
是昆虫表皮的主要成分。甲壳素具有免疫调节等多
种保健功能。研究表明来源于家蝇 (Musca domestica
vicina M acquart)的甲壳素具有免疫调节、抗突变等
多种保健功能 [ 16]。
白蜡虫雌成虫怀卵后, 虫体膨大,形成球状的虫
囊,直径约 0. 8~ 1. 2 cm,虫囊表面由蛋白质、甲壳素
和多糖等组成。通过用碱酸法除去蛋白和钙等无机
离子,高锰酸钾和草酸脱色后,可获得乳白色的甲壳
素。提取的甲壳素经 X衍射和红外光谱分析并与
甲壳素标准样品 ( SIGAMA公司 )图谱比较 (图 2、3、
4), 红外光谱分析中, 3 400 cm - 1是 OH伸缩振动吸
图 2 白蜡虫甲壳素与标样的 X衍射图
图 3 甲壳素标样红外光谱图
图 4 白蜡虫甲壳素红外光谱图
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第 3期 冯 颖等:白蜡虫抗突变实验与主要功效成分分析
收峰; 3 270 cm - 1是 NH 伸缩振动吸收峰; 2 960
cm
- 1
~ 2 879 cm
- 1的 3个吸收峰, 是 CH 伸缩振动
吸收峰;在 1 657 cm- 1、1 557 cm - 1、1 315 cm- 1的吸
收峰, 分别是酰胺 &、∋、(谱带;这 3个吸收峰是甲
壳素的特征吸收峰,分析可见,白蜡虫甲壳素和甲壳
素标样的红外光谱基本相同; 从 X衍射图谱可以看
出,甲壳素标样在 2 = 9. 28)和 2 = 19. 11)处有衍
射峰, 白蜡虫甲壳素在 2 = 9. 04)~ 9. 25)和 2 =
19. 05)~ 19. 21)之间有也有明显的甲壳素的结晶特
征峰,说明它是一种晶体化合物,可见白蜡虫甲壳素
的 X衍射图谱和甲壳素标样的 X衍射图谱很相似。
分析结果表明, 白蜡虫甲壳素与甲壳素标样化学结
构一致,属于同一物质。提取的白蜡虫卵囊甲壳素
含量为 2. 14%, 经分析, 白蜡虫甲壳素的 N含量为
6. 96% ,灰分含量 1. 72% ,水分含量 5. 74%。说明
白蜡虫除含有丰富的蛋白质外, 还含有一定量的甲
壳素。
2. 2. 2 白蜡虫多糖分析 活性多糖具有抑制肿瘤、
调节免疫功能、抗突变等多种生物功能,已取得研究
结果主要是在植物多糖和真菌多糖方面, 昆虫多糖
的研究极少 [ 9, 17 ]。
采用热水浸提、醇沉淀的方法, 从白蜡虫中可提
得褐色的不定型物质,经用苯酚 硫酸法和凯氏定氮
法测定,粗提物中含有多糖成分和蛋白质, 白蜡虫粗
多糖的含量为 7. 2%, 粗提物的多糖含量以葡萄糖
计为 22. 1%,粗提物中的 N含量为 6. 64%。采用酶
法除蛋白, 可去除 52. 3%的蛋白, 除蛋白后的多糖
含量 4. 54%,多糖含量以葡萄糖计为 28. 4%。粗多
糖经冷水水解, 色谱分析表明, 主要由葡萄糖、甘露
糖和果糖组成,其中甘露糖的浓度较高, 3种糖的摩
尔比为 5211。试验结果表明, 采用热水浸提、醇
沉淀的方法得到的白蜡虫多糖为一种杂多糖蛋白
复合物。
2. 2. 3 维生素 维生素是人体正常生理代谢不可
缺少的一类小分子物质,多数不能在体内合成,维生
素的抗突变功能主要是辅助和互补作用。对白蜡虫
的部份水溶性和脂溶性维生素含量进行了分析, 分
析结果可见,白蜡虫含有维生素 PP56. 30mg∀ kg- 1,
B1 230 mg∀ kg- 1、B2 2. 70 mg∀ kg- 1、B6 3. 70 mg∀
kg
- 1、VA 1. 12mg∀ kg- 1和 VE 0. 12 mg∀ kg- 1, 含量较
丰富。
2. 2. 4 黄酮类物质 研究表明, 蜂胶除具有调节免
疫功能外,还具有抗肿瘤、抗突变的功能, 其主要的
活性成分为黄酮类, 总黄酮含量可达 10% ~
35%
[ 3]。经分析,白蜡虫含有 1. 31%的总黄酮。
3 结论与讨论
抗突变作用 小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试
验结果显示, 白蜡虫高剂量的微核发生率明显低于
阳性对照 C. P组, 有显著性差异 (P < 0. 05) ,且有明
显的剂量效应关系, 说明白蜡虫具有抗突变作用。
白蜡虫含有 2. 14%的甲壳素; 4. 54%的多糖, 多糖
由葡萄糖、甘露糖和果糖组成, 为一种杂多糖 蛋白
复合物;含有维生素 PP56. 30 mg∀ kg- 1, B1 2. 30 mg
∀ kg- 1、B2 2. 70 mg ∀ kg- 1、B63. 70 mg ∀ kg- 1、
VA 112 mg ∀ kg- 1和 VE0. 12 mg∀ kg- 1; 还含有
131%的总黄酮, 白蜡虫的抗突变作用与这些成分
有关。
在保健食品的研究中, 对食品抗突变功能及其
功能因子的研究报道较少, 具有抗突变功能的食品
主要有枸杞 ( Lycium barbarum L. )、胡萝卜素、青椒
(Zanthoxy lum schinifolium S ieb. et Zucc)、西红柿 (Ly
cop ersicum esculentum M il.l )、蜂 胶和 真 菌 多 糖
等 [ 1, 7, 17, 21]。昆虫中有报道黄粉虫 ( Tenebrio mo litor
L. )幼虫的微核试验表明具有抗突变作用 [ 18]。赵芬
琴等 [ 8] 用层析法从桦褐孔菌 ( Fuscoporia oblique
( Pers: Fr. ) Aoshi)中分离得到了具有抗突变作用的
物质, 3, 22 Rihydroxy lanosta8, 24d iene ( inotod i
o l) ,并确定了结构, 是目前报道的具有确切化学结
构的抗突变功能因子。一般认为, 抗突变的功效成
分主要有甲壳素、多糖、维生素和黄酮类物质
等 [ 9~ 15 ]。雷朝亮 [ 16 ]等用蝇蛆几丁糖进行了小鼠骨
髓微核试验、睾丸染色体畸变试验和 TA 98的抗突
变试验,试验结果表明, 蝇蛆几丁糖具有抗突变功
能。对山药 (D ioscorea ba tatas Decm c )活性多糖、芦
荟多糖、姬松茸 (Agaricus blazeiMurrill)多糖、松杉灵
芝 (Ganoderma tsugaeMurrill )多糖等的研究表明,
多糖类物质具有很好的抗突变功能 [ 9~ 14] ; 类黄酮和
维生素的抗突变研究表明, 类黄酮具有较好的抗突
变作用;维生素 C、B族、A对直接致突变物 1硝基
芘具有抗突变功能,而对间接致突变物色氨酸热解
产物的抗突变作用较差, 维生素的抗突变功能主要
是辅助和互补作用 [ 15]。成分分析证明,白蜡虫含有
较丰富的粗多糖、几丁质、维生素、黄酮类物质, 白蜡
虫具有的抗突变效果可能是这些物质综合作用的结
果。白蜡虫具有丰富的蛋白质、氨基酸、微量元素,
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林 业 科 学 研 究 第 19卷
具有免疫调节作用 [ 4, 5] , 我国白蜡虫生产潜力巨大,
年生产潜力在 2 000 t以上, 资源丰富, 作为新的保
健品资源开发利用具有十分广阔的前景。
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