家蚕蛹蜕皮物和蝉蜕成分的GC-MS分析*

王赵群 张玉琴 陈 林 杨仁奎 冯丽春

(1.农业农村部蚕桑生物学与遗传育种重点实验，西南大学生物技术学院，重庆 400716；2.重庆市蚕业科学技术研究院，重庆 400700)

家蚕属于鳞翅目完全变态昆虫，一生经历卵、幼虫、蛹、成虫四个时期，在其生活史中要完成生长蜕皮和变态蜕皮，蚕蛹蜕皮物即是家蚕羽化时蜕下的蛹的体壁[1-2]。蝉属于半翅目蝉亚目不完全变态昆虫，一生经过卵、若虫、成虫三个时期，蝉蜕为蝉科昆虫黑蚱的若虫羽化时蜕下的体壁，蝉蜕是一味传统的中药[3]，具有很好的药用价值。

GC-MS技术目前已成为研究昆虫结构、成分和功能的重要研究手段。对昆虫某些特定成分如酯类和碳氢化合物等进行鉴定和分析，从而为昆虫分类学研究提供一定科学依据，尤其是近缘种的鉴别[4-7]，目前对于昆虫表皮的不同部位、不同发育阶段和不同物种间的成分都有所报道[8-10]。家蚕作为鳞翅目的典型代表，对其蜕皮物成分研究至今少有报道。本研究采用气相色谱/质谱联用仪分析，对蝉蜕和家蚕蛹蜕皮物进行成分的比较分析，以期找出其异同点，为昆虫的表皮研究及利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

蝉蜕购自重庆市北碚区安康大药房，家蚕蛹蜕皮物(简称家蚕蛹蜕)由重庆市蚕业科学技术研究院收集提供。

1.2 蜕皮物成分的提取

将蝉蜕和家蚕蛹蜕进行挑选、除杂，反复清洗，直至水澄清，然后将样品置于60℃鼓风干燥箱中恒温加热干燥8h左右(直至重量不再改变)，分装好后放入-20℃冰箱中保存备用。实验前用高速粉碎机进行粉碎，过60目筛后称重待用。

准确称取1.0g粉碎后的样品装入样品瓶中，向每只样品瓶中注入正己烷，震荡提取10min，再用玻璃吸管吸取0.6mL提取液，注入另一样品瓶中，用高纯氮气吹干，得表皮成分样品。

1.3 仪器分析条件GC-MS检测条件

色谱条件：进样口温度300.00℃；进样模式：不分流；流量控制模式：线速度；压力：73.0kPa；柱流量：1.00mL/min；色谱柱为DB-5ms弹性石英毛细管柱(柱长30m，内径0.25mm，膜厚0.25μm)。载体采用99.99%高纯氮气。

表1 柱温箱升温程序

质谱条件：采用GCMS-QP2010 Plus，电子轰击(EI)离子源；离子源温度：280.00℃；接口温度：300.00℃；ACQ方式：Scan；扫描速度：666u/s；质量扫描范围：35.00～350.00。

1.4 定性定量分析

将得到的数据在计算机上通过仪器所配置的NIST08.LIB和NIST08s.LIB谱库进行检索，同时通过正构烷烃标样计算出各色谱峰的保留时间RI，并将RI与文献中的保留指数RIL比对进行确认，同时对总离子流量(TIC)色谱峰面积归一化定量，得出各组分的相对百分含量。

2 结果与分析

2.1 气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析总离子流图

对蝉蜕和家蚕蛹蜕的碳氢化合物进行GC-MS分析，获得了两种材料的总离子流色谱图(图1A、B)。在蝉蜕中检测到61种成分，家蚕蛹蜕中检测到59种成分。

图1 蝉蜕和家蚕蛹蜕的GC-MS色谱图

2.2 蝉蜕和家蚕蛹蜕的组分及含量

经GC-MS分析和NIST谱库系统检索并与标准图谱比较，获得蝉蜕和家蚕蛹蜕的组分和相对含量，分别含有烷烃、醇、酯类和脂肪酸四类物质(表2、表3、表4、图2)。

表2 蝉蜕和家蚕蛹蜕的烷烃组分含量

表3 蝉蜕和家蚕蛹蜕的醇类组分含量

表4 蝉蜕和家蚕蛹蜕酯类组分含量

图2蝉蜕和家蚕蛹蜕的组分分布

蝉蜕烷烃类物质占86.75%，共42种，相对含量超过1%的共有17种，最多的为正二十六烷，达15.92%；醇类占10.09%，共13种，相对含量最高的为二十七烷醇，占5%；酯类占3.16%，共6种，相对含量最高的为乙酸三十烷酯，达1.86%；蝉蜕表皮组分中没有检测到脂肪酸类物质。

家蚕蛹蜕烷烃类物质占74.55%，共44种，相对含量超过1%的共有16种，最多的与蝉蜕相同为正二十六烷，达16.69%；醇类占2.34%，共8种，相对含量较高的是油醇，占0.97%；酯类占22.89%，共6种，含量最高的为硬脂酸烯丙酯，占10.94%；家蚕蛹蜕中检测到一种脂肪酸，为15-羟基十五烷酸，相对含量是0.22% 。

3 讨论

分析比较蝉蜕和家蚕蛹蜕的烷烃组分，发现共同有的成分有37种，蝉蜕和家蚕蛹蜕中含量最高的是正二十六烷；8-己基十五烷在蝉蜕中含量很高，而在家蚕蛹蜕中含量很低，正三十三烷和二十五烷也是在蝉蜕中含量较高，正三十二烷和10-甲基十九烷在家蚕蛹蜕中含量较高，而在蝉蜕中含量较低；此外，蝉蜕中有5种烷烃在家蚕蛹蜕中未检测到，其中3-甲基十八(碳)烷和11-癸基二十四烷含量较高；家蚕蛹蜕中有7种烷烃在蝉蜕中未检测到，其中大根香叶烷和2-甲基十二烷含量较高。醇类组分中蝉蜕和家蚕蛹蜕共同有6种，二十七烷醇在蝉蜕中含量最高，但在家蚕蛹蜕中含量很低；另外，蝉蜕有7种醇类在家蚕蛹蜕中未检出，其中叶绿醇含量较高，而家蚕蛹蜕有2种醇类在蝉蜕中未检出，其中油醇含量较高。蝉蜕和家蚕蛹蜕共同有3种酯类物质，硬脂酸烯丙酯在家蚕蛹蜕中含量最高；另外，有3种酯类在蝉蜕中检出而家蚕蛹蜕中没有，有2种酯类在家蚕蛹蜕中检出而蝉蜕中没有，其中9,11-十八碳二烯酸甲酯含量较高。分析表明蝉蜕和家蚕蛹蜕的成分既有相同，也表现出差异。两种蜕皮物均以烷烃类物质为主，不含烯烃，而某些昆虫如棕尾别麻蝇[11]等蛹壳中除含有烷烃外还含有少量烯烃，这些烃类对于防止蛹体水分散失，维持水分平衡有重要作用。白春启[12]等人对小眼书虱表皮成分进行GC-MS发现其以总酯类物质为主，其次是游离脂肪醇和脂肪酸，烃类含量较少。这说明不同种类的昆虫其表皮成分有较大差异，通过比较分析其异同点，为昆虫的进一步开发利用提供参考。