（农业昆虫与害虫防治专业论文）饲料、湿度对洋虫发育和繁殖的影响及成虫甲壳素的提取.pdf

中文摘要 饲料、湿度对洋虫发育和繁殖的 影响及成虫甲壳素的提取 农业昆虫与害虫防治专业硕士研究生：王建新 指导教师：陈力教授 中文摘要 洋虫 p a l e m b u sd e r m e s t o i d e s ( f a i r m a i r e ，1 8 9 3 ) ，又名九龙虫，属鞘翅目拟步甲科， 分布于东南亚各国和南太平洋的斐济，我国的海南、广东和福建等省也有民间饲养，大多数 的研究都是将其作为仓库害虫和药用昆虫来报道的”。近几年来，又被爿j 于特种经济动物 如甲鱼、牛蛙、蝎子和珍禽等的优质饲料，是一种新型的饲用昆虫。由于洋虫具有发育历期 短、繁殖力强、易人工养殖和人工控制、无污染及经济价值高等优点，从而开始备受人们的 关注”1 ，在国内已经开始了室内人工养殖。本文进行了洋虫生态学和成虫体内甲壳素提取的 研究，以期为更好的开发利利用洋虫提供科学依据。主要研究结果如下： 1 洋虫繁殖行为观察与补充营养对雌虫生殖力的影响 当雄性洋虫发现雌虫后，便开始试探性地追逐，在追逐的过程中，雄性昆虫不断地用口 器碰触雌虫的身体末端，并削触角不断地与雌虫的鞘翅相摩擦。这种追逐过程可持续1 0 分钟， 在此过程中，如雌虫不愿意交配，则雄虫就会放弃。雌雄虫都存在多次交配行为，同一对雌 雄虫之间也存在多次交配。在产卵期间，洋虫喜欢将卵产在缝隙和粗糙地方。 不同补充营养对洋虫的生殖力影响显著，实验表明麦粉明显好于其他饲料，喂食麦粉的 产卵前期为6 5 天产卵期为2 9 4 7 天，寿命为1 5 7 8 7 天，卵量为7 8 7 0 粒。产卵集中。 2 湿度对洋虫未成熟期生长发育及存活的影响 洋虫在相对湿度小于6 5 时不能完成其生活史，幼虫在低龄时就大部分死亡。卵在不同 湿度条件r 发育历期没有显著差异，存活率在相对湿度为8 5 时最高，为8 9 3 1 ：幼虫在相 对湿度为9 5 时，发育历期最短为3 6 5 0 天，存活率最高为9 5 6 6 ；蛹在相对湿度为8 5 时 发育历期最短为4 o o 天，存活率最高为7 73 3 。 3 洋虫成虫甲壳素含量及甲壳素的研究 由试验得出洋虫干成虫甲壳素含量为2 2 5 ，制得的甲壳素在1 l m o i l 的n a o h 条件下， 温度控制在1 3 0 。c ，反应3 h ，得到脱乙酰度为8 1 的壳聚糖，人于7 0 ，符合丁业要求。洋 西南大学硕士学位论文 虫成虫甲壳素的含量不及黑蚱蝉蜕、自星花金龟、臭蜣螂，但高于其他一些昆虫体内的含量。 而且由于洋虫是种仓库害虫容易饲养，可以得至0 大批量的虫源，甲壳素含量相对较高， 所以从洋虫体内提取甲壳素是可行的。 4 酸浓度、处理时间、温度对洋虫成虫中甲壳素壳聚糖提取的影响 在甲壳素的提取过程中，首先就是用一定浓度的酸脱除矿物质，脱除矿物质的程度就表 现在甲壳素的残留灰分上，而在制备食品级和医药级壳聚糖时，灰分将是一个重要的指标。 本研究得出在脱除矿物质时酸的浓度应该控制在0 8 m o l l ，温度在4 0 。c ，时间为2 4 h 为宜 5 碱浓度、处理时间、温度对洋虫成虫中甲壳素壳聚糖提取的影响 自然界中存在的甲壳索，多多少少是与角蛋白共存的，以共价键形成糖蛋自而存在，并 且这种复合物在热碱溶液中不稳定。正因为甲壳素与蛋白质结合成复合物存在，因此在制各 甲壳素时，必须脱去蛋白质。在脱除蛋白质时，碱的浓度、处理时间和处理温度就是很重要 的影响因素。本研究得出在脱除蛋白质时碱的浓度应该控制在1 5m o l l ，温度在7 0 。c ，时 间为4 h 为宜。 关键词洋虫饲料相对湿度甲壳素提取 i l a b s t r a c t i n f l u e n c eo ff o o da n dh u m i d i t yo nt h ed e v e l o p m e n ta n d r e p r o d u c t i v i t yo f p a l e m b u s d e r m e s t o i d e sa n dc h i t i ne x t r a c t i o no f a d u l t c a n d i d a t e ：j i a n x i nw a n g a d i v i s o r ：p r o f l ic h e n a b s t r a c t p a l e m b u sd e r m e s t o i d e s ( c o l e o p t e r a ：t e n e b r i o n i d a e ) i sf o u n di ns e v e r a ls o u t h e a s t a s i a nc o u n t r i e s ，a n df i j ii s l a n d i ti sa l s or e a r e di nh a r m a n ，g u a n g d o n g ，a n df u j t a n p r o v i n c e si nc h i n a h o w e v e r ，i ti sr e p o r t e da ss t o r e dg r a i ni n s e c ta n dm e d i c i n ei n s e c t b ym a n yr e s e a r c h e si nt h ep a s t ；b u ti nt h er e c e n ty e a r s ，只d e r m e s t o i e sh a sh i g h l i g h t e d a sf e e di n s e c t i ti sah i g hq u a l i t yf e e df o rs p e c i f i ce c o n o m i cc r e a t u r es u c ha st u r t l e ， s c o r p i o n ，e t c i ti sf o c u s e df o ri t ss h o r td e v e l o p m e n tp h a s e ，s u p e r i o rr e p r o d u c t i v i t y , e a s i l yr e a r e da n dc o n t r o l l e dt r a i t s ，f r e ef r o mc o n t a m i n a t i o n ，h i g hv a l u e n o w , t h e r o o mm a s sr e a r i n gh a so c c u r r e di nc h i n a t h i sa r t i c l es t u d i e so nt h ee c o l o g yo fp d e r m e s t o i d e sa n dc h i t i ne x t r a c to fa d u l t i tt e a d st op r o v i d es c i e n t i f i ce v i d e n c ef o rt h e e x p l o r a t i o na n de x p l o i t a t i o no fpd e r m e s t o i d e sm o r ed e e p l y t h er e s u l t s a r ea s f o l l o w s ： 1 o b s e r v a t i o no nt h er e p r o d u c t i v i t yb e h a v i o ra n de f f e c to ff e e d i n gm a t e r i a lo n t h er e p r o d u c t i v i t yo ft h ef e m a l e n em a l eb e g i nt oc h a s et h ef e m a l et e n t a t i v e l y ，w h e nt h em a l ef i n dt h ef e m a l e w h i l ec h a s i n g ，t h em a l ec o l l i d et h ef e m a l e st e m i n a t i ow i t hi t st r o p h i ，a n dr u bt h e f e m a l e sw i n g c a s ew i t hi t sa n t e n n ac o n t i n u o u s l y ；t h i sp r o c e s sw i l ll a s ta b o u t10m i n ， a n di ft h ef e m a l ei su n w i l l i n gt om a t e ，t h em a l ew o u l dg i v eu p b o t ht h em a l ea n d f e m a l ec o u l dm a t em a n yt i m e si nt h el i f es p a n ，e v e ns e v e r a lt i m e sm a t i n gc o u l d o c c u r r e db e t w e e nt w oc e r t a i nf e m a l ea n dm a l e d i f f e r e n tf e e d i n gm a t e r i a lh a ss i g n i f i c a n te f f e c to ni t sr e p r o d u c t i v i t y t h er e s e a r c h f o u n d t h ew h e a tp o w d e ra r em o r es u i t a b l ef o rpd e r m e s t o i d e s sr e p r o d u c t i v i t y w 讹 w h e a tp o w d e r , t h ep r e o v i p o s i t i o ni s6 5d ，e g gi s2 9 7 4d ，l i f ee x p e c t a n c yi s15 7 8 7 d ，a n d a m o u n to fe g gi s7 8 ，7 0 e g gl a y st o g e t h e r i l l 西南大学硕士学位论文 2 t h ee f f e c t so fh u m i d i t yo nd e v e l o p m e n ta n ds u r v i v a lo f 卫d e r m e s t o i d e si nt h e i m m a t u r ep e r i o d u n d e r6 5 ，5 5 r e l a t i vh u m i d i t y , pd e r m e s t o i d e sc a n tf i n i s ht h e i rg e n e r a t i o n a l m o s to b s e r v a t i o n sd i e da tt h e i rl o wi n s t a r s t h ee g g s lp h a s ei ss i m i l a ru n d e re v e r y r e l a t i v eh u m i d i t y , b u tt h es u r v i v a lr a t i oo fe g g si sb i g e s ta t8 5 r h i ti s8 9 31 t h e l a r v a lp h a s ei ss h o r t e s ta t9 5 r h ，i ti s3 6 5d a y s t h es u r v i v a lr a t i oo fl a r v a li sb i g e s t a t9 5 r h ，i ti s9 5 6 6 t h ep u p a ep h a s ei ss h o r t e s ta t8 5 r i - i ti s 4 0d a y s t h e s u r v i v a lr a t i oo f p u p a ei sb i g e s ta t8 5 r h ，i ti s7 7 3 3 3c h i t i nc o n t e n ti nt h ea d u l to f 只d e r m e s t o i d e s c h r i nc o n t e n ti nt h ea d u l ti s2 2 5 t h er a t i oo f t a k e i n go f f a e e t y li s8 1 w h i c hi s b i g e rt h a n7 0 s oi ti ss u i tf o ri n d u s t r i a ls t a n d a r d s 4i n f l u e n c eo fs o u r d e n s i t y , t i m e ，t e m p e r a t u r eo i lc h i t i ne x t r a t i o no fa d u l t t h es q u a r eo n ew h i c hw i t h d r a w sa np a l e m b u sd e r m e s t o i d e sa ni n s e c tc h r i ni st o t a k eo f fi na d d i t i o nt om i n e r a lq u a l i t y a tt a k eo f fi na d d i t i o nt om i n e r a lq u a l i t yt h e s o u rd e n s i t ys h o u l dc o n t r o lo rs oi nt h eo 8m o l l t h et e m p e r a t u r ei si n4 0 t i m e si s a 2 4h f o r p r o p e r 5i n f l u e n c eo f a l k a l id e n s i t y , t i m e ，t e m p e r a t u r eo nc h i t i ne x t r a t i o no fa d u l t t h es e c o n ds t e pw h i c hw i t h d r a w sa l lp a l e r e b u sd e r m e s t o i d e sa ni n s e c tc h i t i ni st o t a k eo f fp r o t e i n ，a tt a k eo f fi na d d i t i o nt op r o t e i nt h ed e n s i t yo fa l k a l is h o u l dc o n t r o l i nt h e2 0m o l l ，t h et e m p e r a t u r ei si n7 0 。c ，t i m ei sa4hf o rp r o p e r k e yw o r d ：p a l e m b u sd e r m e s t o i d e s f e e dr e l a t i v eh u m i l i t yc h i t i ne x t r a c t 独创性声明 学位论文题目：包料! 湿廑过注虫筮直塑鏊焦的显喧丞感史里壶 塞的握塑 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 学位论文作者：l 建掰 签字日期：m年岁月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：囤不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：继轫 签字日期：m 年岁月“日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名：诼力 导师签名：j 跏 签字日期：z o - o 7 年岁月，日 电话：f ) 邮编： 第一章文献综述 第i 章文献综述 第一节资源昆虫研究进展 资源昆虫是指昆虫虫体本身或是其产物如分泌物、排泄物、内含物等可满足人们某种物 质需求或精神享受，有特殊价值的一类昆虫【1 “。从广义上讲。资源昆虫大体包括了工业原 料昆虫( 如五倍子蚜虫、紫胶虫、胭脂虫) 、绢丝昆虫( 如桑蚕、柞蚕) 、传粉昆虫( 如蜜蜂) 、食 用与饲用昆虫( 如家蝇、黄粉虫。蝗虫) 、药用昆虫( 如产虫草昆虫、地鳖虫) 、天敌昆虫( 如瓢 虫、赤眼蜂、一草蛉) ，环境监测昆虫( 如用于水质监测的蜉蝣、用于土壤监测的埋葬虫) 、鉴赏 昆虫c 如蝶类) 和生物技术研究用昆虫( 如果t 1 ) 等内容。应用领域涉及到化工、军工，电子、服 饰、食品、医药、农业、林业，环保和民族文化等多种学科，从人的衣、食、住、行到高新 技术都可以利用昆虫资源为人类服务。 1 食用和饲用昆虫研究进展 食用和饲用昆虫是以昆虫虫体或其产物作为动物、家畜饲料或者人类食品的昆虫。自古 以来，昆虫就是人类和许多动物的美食，在我国和亚洲的许多国家，在非洲、北美、甚至欧 洲都有食用昆虫的习惯。现代的许多少数民族仍保留了这一习惯，但随着人类文明的进程以 及生产力的发展，人类逐渐抛弃了昆虫作为食物的做法。至今。除了一些少数民族和部分非 洲国家，已很难看到人们普遍的将昆虫作为自己的食物。我国饲料行业也是一新兴的产业， 起步于七十年代中后期，饲料是养殖业发展的物质基础。随着养殖业生产的不断发展，对饲 料的需要量也随着增大，饲料不足，特别是蛋白质饲料短缺是长期制约我国养殖业发展的瓶 颈。据中田农科院饲料研究所的有关专家分析降”，到2 0 1 0 年和2 0 2 0 年，我国蛋白质饲料 需要量分别为o 6 亿吨和0 7 2 亿吨，而资源供给量仅为0 2 2 亿吨和0 2 4 亿吨，供需缺口分别 为0 3 8 亿吨和0 4 8 亿吨。在中央的许多文件中，对发展我国饲料工业的指导思想、饲料工业 的布局、饲料工业的发展规划、发展重点等重大问题作出了明确的规定例。如何解决我国蛋 白质缺乏的这一巨额缺口，是摆在我们面前既紧迫又艰巨的任务。于是，食用和饲用昆虫的 研究和开发也就越来越被重视。6 0 年代c a l v e r t 等分析了家蝇蛹的营养成分。探讨了作为饲 料的可能性嘲。美国于1 9 8 8 年创办了( t h ef o o di n s e c t sn e w s l e t t e r 进行昆虫食用的宣传和 交流川。日本出版了食用昆虫书籍世界。食用昆虫吼蒋运e ( 1 9 9 0 ) 、李顾清( 1 9 9 1 ) 报道 了家蝇的饲用方法，m i t s u h a s h t ( 1 9 9 5 ) 和p a r a j u l e em n ，( 1 9 9 3 ) 对蟋埠的饲养利用作了 研究【9 。0 】，1 9 9 3 年黄粉虫的饲养利用也逐步开始研究【“】。蚂蚁的食用和药用在我国有大量的 报遭和介绍【1 2 1 。蜜蜂的幼虫和蛹是一种很常用的食用材料。周瑞华等还评价了蜜蜂幼虫的蛋 白质营养价值埘。张映玉等评价了蚕蛹的复合氨基酸的营养价值。桑蚕蛹、柞蚕蛹、蝗虫和 蜜蜂蛹作为食品和食品原料已有工业化的生产。德国已建立了汉堡“康福林”昆虫联合加工 西南大学硕士学位论文 企业等工厂，年产成品8 0 0 0t ，美国德克萨斯州建有昆虫加工公司，1 9 8 9 年该州食用昆虫食 品产值达5 0 0 0 万美圆 2 】。到目前为止，学者们对大量的食用和饲用昆虫进行了一定的研究 如：蜂、蚱蚕及蚕蛹、黄粉虫、豆天蛾、家蝇、玉米螟等幼虫，蝗虫、蟋蟀、蝼蛄、竹节虫、 螳螂、龙虱、蜻蜓、地鳖虫等。大量营养学研究证明【1 4 “，昆虫体内富含蛋白质、多种氨基 酸( 特别是人体所必需的氨基酸) 、微量元素、几丁质、辅酶q 等，营养价值极高，可从中提 取蛋白质作为食品添加剂加强营养成分，提取几丁质用于食品、药物制造、保健品、化妆品 及临床医疗用品。 1 1 食用昆虫的习俗与现状 中华民族在食文化方面有其渊源的历史。资料表明【”7 1 ，我国人民食虫的历史可追溯到 3 0 0 0 多年前。散见于历代文献中，北魏齐民要术中就有以蝉为菜的记载；在( 周礼人 官中载有民间将昆虫加工成食品制成酱，供周朝帝王祭祀和食用；汉初尔雅有吃土蜂 和木蜂( 幼虫或蛹) 的早期记录：礼记有秦汉以前帝王贵族宴会用蝉和蜂傲佳肴的记载：公 元8 7 7 年刘恂著岭表录异记载：交广溪洞间的酋长以蚁子酱招待官客和亲友：明代李时 珍的本草纲目一共记载了食用和药用昆虫7 6 种【1 6 1 7 1 ；“唐贞观元年夏蝗民蒸蝗爆，去 翅而食”记载于徐光启所著的农政全书中：吴书也有将蝗虫充作粮食的记载。食虫传 统延续至今，各民族各地区己形成了许多食虫习俗。西南少数民族聚居地区，气候温暖、植 被繁茂、昆虫资源甚为丰富流传许多虫肴。如西双版纳傣蕨的油炸竹虫、双味蚂蚁蛋、煎 达口贡( 蟋蟀) 、瓤知了、知了背肉馅；瑶族人喜吃各类虫蛹：独龙族、傣族爱吃蜂蛹；云南 苗族和壮族的脆烩蜂几、瓤炸麻仁蜂、油炸飞蚂蚁、油炸沙蛆等；基诺人喜食蚂蚁凉菜和屎 克螂：布依族的软炸沙巴虫；佤族的青豌豆炒蚂蚁蛋、煎柴虫；彝族的油炸蜢：哈尼族的炒 竹虫、油炸蜂子；景颇族、基诺族和苗族的饮料蚂蚁醮；广西幺佬族的油炸蝗虫掣”。”。 除少数民族地区外。各地民间也有一些以当地可食昆虫为主要原料的菜肴。如湖南湘西一带 喜欢吃炒、烤蜂巢：广东、广西视龙虱、田鳖为珍贵食品；江苏、浙江一带蚕蛹极为丰富， 大量蚕蛹经蒸熟、腌制和爆炒，或制成蚕蛹酱食用；天津、北京两地人们有喜吃油炸蝗虫 的习惯。农村儿童捉来蝗虫后利用熄火后的余灰炙烤片刻后扒出外焦里嫩。香酥味美：江 西有些地区的烤蝉、油炸茶象甲幼虫和生食油箩子蜂：陕西、福建武夷山地区人民，油炸蜂 蛹，上撒椒盐，用来款待稀客；吉林、辽宁有锅炸蚕蛹、油稣蚕蛹，拔丝蛹肉、蚕宝披雪衣 等虫肴；四川的虫草鸭子、湖北的香酥螳螂、银耳蚕蛹、湖南的瓜条炝蚕蛹等。还有以洗净 漕毒后的蝇蛆或人工培养蝇蛆作为食物，将蝇蛆洗净晒千磨粉，添加辅料。混合面粉制成贡 糕，名日“八珍糕”：或以肉类养蛆，使蛆体肥大洗净后加调料油炒食用，俗称“炒肉芽”： 古代蝗区人民，结合治蝗将捕到的蝗虫经腌制、晒干或油炸后在集市上卖，名为“蝗米”、“旱 虾”【1 ”。 用昆虫粪便泡“茶”给客人喝这是四川、贵州、湖南等地苗族、彝族、土家族等少数民 族的传统饮品，人们食用这类虫子粪便的方法与我们饮茶相近，故而称其作“茶” 4 1 。本草 2 第一章文献综述 纲目 中记载，虫茶具有清热、去暑、解毒、健胃、助消化等功效，对腹泻、牙龈出血和痔 出血均有较好疗效是热带和亚热带地区的一种重要的清凉饮料。并销往香港及欧美等国 1 2 食用和饲用昆虫种质资源的研究 据蹶国辉报道鲫，全世界己确定可供食用的昆虫3 6 5 0 多种墨西哥是食用昆虫最古老 的国家之一，据古墨西哥的食用昆虫 介绍，墨西哥人食用的昆虫种类达2 4 7 种伫”另一 本题为昆虫作为未来的蛋白源 的书籍则介绍了世界的食用昆虫包括鞘翅目1 2 9 种、膜翅 目3 2 种，鳞翅目4 8 种、直翅目鹤种、半翅目3 2 种、同翅目鹚种，双翅目1 0 种，等翅目 1 7 种、其他1 0 种。在我国，中国昆虫学史 报道了我国古代加余种食用昆虫；丁建云等 强道【1 4 1 我国目前食用昆虫种类为1 4 目6 6 科2 3 7 种，王子清等估计我国食用昆虫种类可能达 到8 0 0 余种( 2 2 1 ；另据杨大荣0 9 9 9 ) 等初步统计在我国的云南省可食用的昆虫包括1 4 个目 4 0 0 多科2 0 0 0 多种，各民族常食用的种类超过1 2 0 0 种川随着对昆虫资源调查的深入，食 用昆虫的种类和类群还将大大增加 昆虫作为一种丰富的食物资源，不仅种类繁多，群体洁大，并且多数昆虫种类生长周期 短，繁殖速度快。适应性强，食物转换率高，作为人类的蛋白质资源，有着非常大的资源优 势。如白蚁，一只蚁后每天能产4 8 0 9 0 0 粒卵；而膜翅目的有些蜂后，一天能产2 0 0 0 3 0 0 0 粒。每年产下近百万粒卵( 2 3 1 ；t e o t i aj s 和m i l l e rb 1 b ( 1 9 7 4 ) 报道家蝇( m u ad o m e s a c a “皿捆埘在适宜的温度，饲料充足条件下，1 4 1 5d 完成一代，半年总数可达2 6 6 0 亿条。总 重量达6 6 5 0p , j 以蝇蛆生产蛋白质，可获得高级纯蛋白质约6 0 0t 和脂肪8 9t ，相当于 多h m 2 良田的产量，继而可深加工成优质饲料和高级营养食品另外同一种昆虫个体数量也 很多，有的个体数量大得惊人一个蚂蚁群可多达5 0 万头，一棵树可拥有1 0 万只蚜虫在 森林里，每平方米可有1 0 万头弹尾目昆虫蝗虫大发生时，个体数可达7 1 2 亿，总重量约 1 2 5 0 3 0 0 0t 。群飞覆盖面积可达5 0 0 1 2 0 0h m 2 ，可以说是遮天避日在资源利用转化效率 上昆虫也比哺乳动物高，牛将植物蛋白转化为动物蛋白的比倒为8 t1 ，而昆虫的转化率为3 。 1 阅 我国早在加世纪如年代就有利用昆虫养家禽的报道，7 0 - - - 9 0 年代开展了许多相关研究。 取得了较大成果，尤其对家蝇，黄粉虫等大量繁殖的研究，其生产技术已可用于工厂化生产 瞄 1 3 食用昆虫营养与保健功能的研究 1 3 1 蛋白质 昆虫体内的蛋白质含量十分丰富，在已分析了营养成分的近百种食用昆虫中，无论供食 用的虫态是卵、幼虫，蛹或成虫，其蛋白质含量均在2 0 以上，蜉蝣目& p h e m e r o p t e n ) t h 虫 粗蛋白含量在4 0 6 5 之问，蜻蜒目( o d o m a ) 幼虫的含量在4 0 6 5 之间嗍l 同翅目 ( h o m o p t e r a ) e o 供食用的昆虫幼虫和卵蛋白质含量在4 0 5 7 之间；半翅( h e m i p t e r a ) 的食 用昆虫的蛋白质含量在4 2 7 3 之间1 2 7 l l 鞘翅i 目( ( c o l e o p t e r a ) 的几种幼虫粗蛋白质含量在 3 西南大学硕士学位论文 2 3 6 6 之间。鳞翅目( l e p i d o p t e r a ) 中的食用昆虫的蛋白质含量在加7 0 之间；膜翅 目( d i p t e r a ) 蜜蜂科( a p i d a e ) 和胡蜂科( v e s p i d a e ) 的蜂类以及蚁科( ( f o r m i c i d a e ) 的蚂蚁( f o r m i c a s p p ) 蛋白质含量也十分丰富，蜂类的蛋白质含量1 5 7 0 不等，有些种类胡蜂蛋白含量 超过网蚂蚁蛋白质含量在3 8 7 6 之间；超过一般禽蛋、鸡、鱼、猪肉、牛肉等 高等动物的蛋白质含量。而且这些蛋白质中的氨基酸组分比例也非常合理，接近或超过联合 国粮农组织o 。a o ) 制订的蛋白质中必需氨基酸比例模式。昆虫历来就是许多动物的天然饲料。 其中用量最多的主要是蚕蛹、黄粉虫、蝇蛆，其生产技术已可用于工厂化生产在水产养殖 业中对蚕蛹、蝇蛆、水虻幼虫的利用均已达到相当水平例；对黄粉虫的利用也已引起水产养 殖界的重视，并开始进行产业化的探索【“，o i 昆虫蛋白质中还含有一些调节生理功能的物质，如抗菌肽。这些抗菌肽具有多种功能， 能增强人体免疫力，抑制某些肿瘤和肝炎病毒等例如惜比古天蚕蛾的c e m p i n ，一种肉蝇 s e p a c i n 和蜜蜂中的a p i d a e c i n 和a b a e c i n p ”张传溪等( 2 0 0 0 ) 报道。除抗菌驮外，等翅目的白 蚁科、彝白蚁科和膜翅目的蚁科等昆虫中含有一种特殊的蛋白质干扰索，也具有抑制肿 瘤的功效1 3 2 1 还有，昆虫体内的一些抗氧化酶也有一定的开发利用空问孙晓玲等( 2 0 0 1 ) 报 道蚂蚁体内含有1 9 种酶和辅酶，如f a d 、s o d 等，这些物质对机体的能量代谢，脑细胞的 更新及改善脑细胞缺氧状况有重要作用田1 另外，从蚕蛹还可分离出多种生物活性物质，如1 人工诱导产生凝集素、溶菌酶及蛋白酶抑制剂和一些具有生物活性的红细胞生长素、表皮生 长因子、人细胞刺激生长因子等。 1 3 2 脂类 大部分昆虫含有丰富的脂肪，一般食用虫态为幼虫和蛹的脂肪含量较高，食用虫态为成 虫的脂肪含量较低。干体昆虫的脂肪含量在1 0 以上昆虫不仅脂肪含量丰富，其脂肪酸组 成也较合理。目前的研究表明，许多昆虫都含有大量的不饱和脂肪酸和软脂酸虽然有资料 表明【2 4 】，昆虫脂肪的组分与种类有关，大部分鞘翅目昆虫亚油酸含量较高，亚油酸是最重 要的必需脂肪酸，在已分析的食用昆虫样品中，亚油酸的含量在1 0 一4 0 之间。与必需脂 肪酸的主要食物来源的植物油类似，甚至有些种类如大白蚁中亚油酸的含量高于芝麻油( 4 3 7 ) 、花生油0 6 7 y 州。鳞翅目则含有丰富的亚麻酸，如蚕蛹中亚麻酸和亚油酸就占了脂 肪的5 0 ，而亚油酸和亚麻酸是降低血清胆固醇、减轻动脉硬化和抗血栓等的功能因子我 国已经有从蛹中提取蛹油来供食用和保健品与药品生产用的报道。 1 3 3 矿物质和微量元素 矿质元素是人体的重要组成成分，是维持正常生理机能不可缺少的物质。陈晓鸣等( 1 9 9 9 ) 从几十种食用昆虫营养分析中发现，食用昆虫含有丰富的矿质元素。如钾、钠，钙、铜、铁、 锌、锰、磷、硒等，而且许多食用昆虫含钙量较高，其他含量较高的有铁、锌等【3 j 这些矿 质元素都有不同程度抑制和抗肿瘤的作用目前，已经在柞蚕蛹、棉铃虫蛹，松毛虫蛹、水 虻幼虫、白蜡虫卵、一些蜻蜒目稚虫和中华稻蝗中发现了许多矿质元素，其中包括很多人体 4 第一章文献综述 所必需的微量元素。 1 4 食用和饲用昆虫资源开发利用限制因素与前景 限制因素p 7 嚣”“”l ： 一，传统饮食观念的限制：虽然我国对昆虫的食用已有极为悠久的历史，而且在不同地 区有着不同食虫习惯的记载，但是不论在对昆虫食用的数量还是种类，到目前为止还很有限。 大多数人对昆虫不敢吃，不会吃。 二、关于食用饲用昆虫的基础研究薄弱，限制昆虫食品的大量开发；昆虫食品作为一个 产业仅仅是开始，目前的技术条件、资金投入等还很薄弱，对昆虫体内营养成分和活性物质 的生理功能研究还很肤浅。一些昆虫产品缺乏科学的功能评价，仅是依据其所含的营养成分 来估计其功能，这种状况在很大程度上限制了昆虫产品的市场开发 三、饲养食用饲用昆虫的技术差，产业化程度低：目前市场上作为食用原料的昆虫，除 了家蚕，蚱蚕、蜜蜂、蝇蛆等少数昆虫可进行规模化生产外，大多数昆虫还是野外自然生长， 受自然条件影响较大，很难进行收集，形成产业化 四、缺乏有效的科研、开发协作：现在大多数昆虫产品的开发缺乏合作，有科研能力的 没有开发资金的投入。而有开发能力的又找不到有优势的科研成果，致使许多具有很高价值 的食用昆虫产品仍停留在实验室阶段，不能创造经济效益 开发利用前景【投拈3 9 l ： 随着世界人口的激增，2 1 世纪粮食资源将更为紧缺。特别是蛋白质资源的短缺将在很大 程度上制约人们生活水平的提高。人们对优质高品位动物蛋白质的需求量将愈来愈大，含有 丰富活性物质的昆虫在本世纪将成为人类重要的蛋白质资源，为人们生活水平提高具有重要 贡献昆虫蛋白质的开发与利用将成为2 1 世纪昆虫学研究热点，科学技术的不断进步将为昆 虫蛋白质产业化进一步提供技术支撑，些繁殖快、饲料成本低，转换率高、人工生产投入 少的可食用昆虫和饲用昆虫将率先解决人工养殖技术问题，进行大规模工厂化生产，并将促 进相关昆虫产业的发展 对一些重大害虫采取资源化宏观管理措施，如进行蛋白质资源开发，方面可以补充食 品行业和饲料行业蛋白质资源的不足，同时，可以降低其危害量，减小用于防治的巨额费用。 另一方面也可以避免大量使用农药而带来的环境污染 人们对日常饮食的要求越来越高，越来越讲究科学合理，营养要求丰富、全面、均衡。 面昆虫所含的生物活性物质正好符合这些要求，目前生物技术和化学方法的不断结合，给这 些物质的提取、合成及利用带来了方便。随着人们对昆虫功能食品知识的增加，观念的更新， 以及新技术的应用，将会有越来越多的人接受昆虫功能食品。相信昆虫的食用和饲用价值将 给我们创造更大的经济和社会效益。 5 两南大学硕士学位论文 2 药用昆虫研究进展 药用昆虫是以虫体或其产物直接用于治疗疾病或兼具药效的保健食品的昆虫昆虫药有 的是利用其体内的活性激素，或是利用其所含氨基酸、毒素、嘌呤、生物碱、石灰质、蛋白 及脂肪等。 昆虫作为自然界中重要的组分，有史以来一直与人类生活息息相关。我国人民在长期与 自然界抗争和征服自然的过程中通过自身的生活体验对昆虫的药用价值有着深刻的了解。特 别是近几年来昆虫源药用成分的挖掘，以及药用昆虫在治疗某些疑难杂症方面的独到作用， 引起了广大医药工作者和昆虫学者的极大兴趣，药用昆虫的研究有了长足进展。 目前，许多国家己加速昆虫药物和保健品的研究开发并形成一定的产业规模，取得了显 著的经济效益和社会效益以日本为例，1 9 9 2 年开发昆虫在药物保健晶的市场规模就达2 6 0 0 亿日元i 柏l 。现在，人们研究开发弗取得一定成果的昆虫类药物和保健品有蚂蚁、蜜蜂，蚕蛹、 蟋蟀、斑鳌等。对昆虫药物和保健品的研究与开发方兴未艾人类将从蝇蛆中提取抗菌肽， 从昆虫蛋白中提炼抗衰老物质，从昆虫毒素中提取生物技术试剂【，l l 等。市场潜力巨大，前景 广阔。 2 1 我国药用昆虫的研究历史 我国利用昆虫的历史有据可考的，如养蚕有近5 0 0 0 年的历史，养蜂有近3 0 0 0 年的历史 药用昆虫最早记录见于诗经( 公元前2 6 世纪) ，有“七月蟋蟀，蟋蟀入药”之辞。山 海经( 公元前8 世纪春秋时期) 中已经明确提出了药用昆虫的药用和治疗性能1 4 1 1 。1 9 7 2 年马 王堆汉墓出土的五十二病方( 公元前2 世纪) 是目前已知最早的医书其上记述虫类药物 1 6 种，明确昆虫药物5 种：蚕、蜂、食衣白虫、地胆虫、庆良( 蜣螂) 等神农本草经( 公 元前l 2 世纪、是目前公认的第一部药学专著，其中记述2 1 种虫类药物，明确药用昆虫8 种， 分上、中、下三品。上品有蜂蜜、桑螵蛸；中品有蜂房、士鳖虫、僵蚕和虻虫；下品有斑蝥、 蝼蛄等，并称“上药养命，中药养性下药治病”。晋代陶弘景的本草经集注r 公元5 0 0 年) ，除对神农本草经所载3 5 6 种药物进行订正外，又在自辑的名医别录( 公元4 7 2 5 3 6 年1 中论述药物3 6 5 种，其中增补昆虫药物9 种，即：白蜡、原蚕、土蜂、大黄蜂、芫菁、 葛上亭长、蜻蛉、桑毒虫、夜行虫等。之后较有代表性的“本草”中药用昆虫及其产品的种 类不断增加。如唐新修本草( 公元6 5 9 年) 记述加种：本草经集注 ( 华阳陶隐居，公元 7 1 8 年) 记述2 2 种；宋代政和新修经史证类备用本草( 李时珍，1 1 1 6 年) 记述虫药5 2 种1 4 2 1 s 明代的 本草纲目( 李时珍，1 5 9 6 年) 记述了昆虫药7 3 种；清代的本草纲目拾遗( 赵学 敏，1 7 6 5 年1 又补记昆虫2 5 种【4 “。 进入2 0 世纪后，现代科学在我国迅速发展。现代分类学概念的引入，使药用昆虫的称谓、 记述有了统一命名、准确描述使药用昆虫的种类迅速增加【”。化学分析手段的引入，对药用 昆虫的组成成分分析成为可能，促进了药用昆虫药用价值的全面评价和认识；现代生物学技 6 第一章文献综述 术与方法又使药用昆虫人工养殖成为现实许多学者投入了药用昆虫的研究领域先后考证 和发现了许多新的药用昆虫1 9 7 9 年我国组织编写了中国药用动物杂志第1 册其中收 录药用昆虫共计1 4 3 种 4 3 i 从2 0 世纪年代开始，我国进入了一个稳定的经济发展时期。随着人民生活水平的提 高，医疗卫生条件不断改善，保健需求日益增长，药用昆虫的研究也进入了一个飞速发展的 阶段，研究报告数量直线上升。涉及内容广泛多样在大量考证基础上，一些新的药用昆虫 种类又被发现1 9 8 2 年出版的中国药用动物志 第2 册增加了药用昆虫7 2 种 4 4 1 袁锋等 ( 1 9 8 8 ) l “l 、谭娟杰等( 1 9 9 5 ) l 删分别证实了4 种和8 种芫菁所含斑蝥索超过国家药典标准( o 3 5 b 可以考虑入典2 0 世纪7 0 年代末发现蟑螂油有一定抗癌作用，2 0 世纪年代后黯其 抗癌机理进行了初步研究，证明蟑螂油能直接杀灭s - 1 8 0 癌细胞，并能使小鼠腹腔巨噬细胞 指数显著增长，提高机体免疫力，同时证明蟑螂油毒性缀小，安全范围大m 国外学者2 0 世纪年代末发现某些蝶类含有抗癌活性成分异黄蝶呤，加世纪7 0 年代中期发现我国台湾 产的一种粉蝶含有异鸟嘌岭等抗癌活性物质，目前己引起国内学者的重视 4 0 ，1 6 】在众多 的研究成果中，研究对象除传统上的药用昆虫外，还开始了黄刺蛾、洋虫等的初步研究2 2 药用昆虫资源开发利用限制因素及前景 纵观我国药用昆虫研究历史，还存在着一些问题值得重视彤“删 一，药学与昆虫学工作者的沟通，交流不够，以至于许多药用昆虫的俗名与真名难以统一 二、在成分分析上不能满足综合利用的要求 三、药用昆虫人工养殖的研究不足，新的药用昆虫养殖工作基础研究不够 四、对药用昆虫资源持续利用认识不清张含藻等( 1 9 鹊) 胁删调查证实大斑芫菁，眼斑芫菁 自然种群数量急剧下降。 虽然药用昆虫的研究还有一些问题亟待解决，但目前这方面的研究工作仍然发展很快 昆虫体入药只是昆虫作为药物资源利用的初级阶段，随着高新技术，尤其是生物技术的应用 昆虫作为药物利用将有重大突破。药用昆虫具有治疗肿瘤、癌症等方面显著疗效和独特功能 芦”，已引起越来越多的学者所重视，相信药物学者和昆虫学者的结合必将对药用昆虫的研究 推向更深更广的层次，此外，也可利用药用昆虫生产保健药品，新保健晶的出现也带动了药 用昆虫的养殖、利用及相关基础研究相信昆虫将成为本世纪最具活力和潜力的药物资源【4 “ 5 2 s 3 1 。 7 西南大学硕士学位论文 第二节甲壳素的研究进展 l 甲壳素的发现和命名【蚓 1 8 1 1 年法国一位研究自然科学史的h b r a c o n n o t 教授，用温热的稀碱溶液反复处理 蘑菇，最后得到一些纤维状的白色残渣，他以为从蘑菇中得到了纤维素，并把这种来自于蘑 菇的纤维素称之为f u n g i n e ，意即真菌纤维索 1 8 2 3 年又一位法国科学家a o d i e r 从甲壳类昆虫的翅鞘中分离出同样的物质，他认 为此物质是一种新型的纤维素。便命名为c h i t i n 。 1 8 4 3 年法国的a p a y e n 发现c h i t i n 与纤维素性质不大相同。同年，法国人j l l a s s a i g n e 发现c h i t i n 中含有氮元素，从而证明c h i t i n 不是纤维素，而是一种新的具有纤维性质的化合 物。1 8 7 8 年，g l e d d e r h o s e 从c h i t i n 的水解反应液中检出了氨基葡萄糖和乙酸；1 8 9 4 年。 e g i l s o n 进一步证明了c h i t i n 中含有氨基葡萄塘，后来的研究表明，c h i t i n 是由n - 乙酰氨 基葡萄糖缩聚而成的，或者说组成c h i t i n 的单体是n 乙酰氨基葡萄糖。从1 8 1 1 年发现c h i t i n 到研究清楚其结构，前后几乎用了将近1 0 0 年的时间 ? c h i t i n 这个词是由希腊文衍变而来，意即被膜、铠甲。 c h i t i n 译为中文，叫甲壳素英汉化学化工词汇( 第三版) 中译为。几丁质”、。壳多糖”、 “聚乙酰氨基葡塘”、“甲壳质”；辞海中称其为“甲壳质”、。甲壳素”，。壳糖”；中文期刊 和报纸上除了以上几种名称外还有。几丁”，“蟹壳素”、“蟹壳多糖”、“甲壳胺”、。几丁聚塘”、 。几丁糖”、“明角质”、“壳蛋白”等等，十分混乱。根据近年来我国学术界对生物化学物质 的命名意见和天然高分子化合物命名的规律，现在有一致的中文名“甲壳素” 甲壳素是由n 乙醚丢氮基2 - 脱氧d 葡萄糖以b 1 。4 塘苷键形式连接而成的多糖其结 构式为： 竿，彳h ， c 一) c = o o v in h i c o c l t o o ! - 1 1 8 5 9 年，法国人c r o u g e t 将甲壳素浸泡在浓k o h 溶液中煮沸一段时间，取出洗净后 发现可溶于有机酸中；1 8 9 4 年，f h o p p e - s e i l e r 确认这种产物是脱掉了部分乙酰基的甲壳素 把它命名为c h