Біологічно активні речовини дубового шовкопряда Поліський тасар

Дубовий шовкопряд або окремі його тканини є цінним джерелом біологічно активних продуктів, які володіють позитивними властивостями та оригінальним біохімічним складом. Указані речовини можна застосовувати для виробництва лікувально-профілактичних та косметичних препаратів, кормових (харчових) добавок як для тварин, так і для людини.

Моновольтинна порода дубового шовкопряда Поліський тасар створена в Національному університеті біоресурсів і природокористування України й акліматизована до умов України. Кормовими рослинами для вирощування комах є дуб, граб, бук, береза та верба. Цим, багато в чому, зумовлена різниця складу дубового та шовковичного шовкопрядів. В даний час Національний аграрний університет — єдиний в Україні та в країнах Європи власник селекційного матеріалу дубового шовкопряда.

Лялечка дубового шовкопряда являє собою проміжну стадію розвитку комахи з повним перетворенням. Під час метаморфозу личинкові органи, за винятком статевих, нервової системи, частини кишечнику та спинної судини, розпадаються. Разом із тим, за рахунок зародкових клітин (т. зв. імагінальні диски) перебудовуються старі й розвиваються нові органи дорослої комахи. За лялечковий період відбувається значна витрата запасних поживних речовин — жирів і, особливо, вуглеводів. Великий запас глікогену, що досягає перед завиванням кокона майже 20% сухої речовини, протягом лялечкового періоду поступово зменшується і в кінці стадії лялечки стає дуже малим. Жир розходується далеко не в такому ступені, як глікоген і білок. Безазотисті екстрактивні речовини (БЕР) руйнуються під час утворення лялечки, жир же використовується в кількості 1/7 частини його початкового запасу.

Таблиця 1. Склад лялечки дубового шовкопряда [21].

В кінці лялечкового періоду витрачається остання частина БЕР, а жиру залишається 2/3 початкового рівня. Великий запас глікогену, що досягає перед заляльковуванням майже 20% сухої речовини, протягом лялечкового періоду поступово зменшується і до кінця лялечкової стадії стає мізерним.

Таблиця 2. Амінокислотний склад білків лялечок дубового шовкопряда, % [22].

Білок лялечок дубового шовкопряда (табл. 2) не поступається білкові яловичого м’яса. Його добавка в корм до небілкової основи в кількості 5−6% впевнено забезпечувала стандартний ріст білих мишей.

Рафінований жир лялечки можна використовувати в якості харчового продукту. В живих лялечках міститься значна кількість вітаміну В2. Знежирені відходи дубового шовкопряда (шрот) містять 38,4% амінокислот, із них 16,0% - незамінних, 6,1% - частково замінних, що в сумі складає 57,3% від врахованих. Установлено, що в білках дубового шовкопряда незамінних амінокислот більше, ніж у білках молока.

Білковий шрот дубового шовкопряда перевищує казеїн за вмістом таких незамінних амінокислот, як лізин, гістидин, треонін, фенілаланін, а також умовно замінних — аргінін, гліцин і тирозин. Сухі знежирені лялечки дубового шовкопряда за масовим співвідношенням незамінних амінокислот наближаються до казеїну молока і можуть бути повноцінним його замінником при виготовленні поживних середовищ у мікробіологічній промисловості і в сільському господарстві для збагачення кормів білком [23].

Таблиця 3. Показники жиру лялечок дубового шовкопряда [22].

Установлено, що в сухих лялечках дубового шовкопряда міститься до 27% жиру. В них є граничні та неграничні вищі жирні кислоти, гліцерофосфати, моногліцериди та стероли.

Серед врахованих речовин найбільша кількість (78,06%) неграничних вищих жирних кислот, причому основну їхню масу (73,41%) складають кислоти з 18 вуглецевими атомами. Серед неграничних кислот виявлені кислоти як із парним числом вуглецевих атомів: дидеценова (2,36%), тетрадеценова (1,13%), гексадеценова (0,56%), октадеценова (33,36), октадекадиєнова (14,31), октадекатриєнова (25,74), так і з непарним: ундеценова (0,52), гектадеценова (0,08). Велику частину граничних вищих жирних кислот складають гексадеканова (9,61%) та октадекадієнова кислоти.

Порівняння жирнокислотного складу висихаючих масел (дані фірми «Вернер Г. Сміт») із відповідними вищими жирними кислотами, визначеними в лялечках шовкопряда, показує, що за вмістом гексадеканової кислоти (11,21%) масло з відходів кокономотання наближається до кукурудзяної олії (7,5%), октадеканової (3,19%) — до лляної та кукурудзяної (до 3,5%), октадеценової (38,9%) — до соєвої (33,6%) та бавовникової (33,0%). За вмістом октадекадієнової кислоти (16,69%) ліпіди відходів кокономотання найближчі до персикової олії (10,0%), яка, крім того, містить, як і відходи кокономотання, сліди ейкозанової кислоти, а за вмістом октадекатриєнової кислоти (30,01%) — до лляної (25,0%).

Хромато-мас-спектрометрично у відходах виявлено, також, 1,88% гліцерофосфатів, 3,32% моно гліцеридів (1,26% яких складає моно олеїн), а також холестерин тощо.

Таким чином, масло, одержане шляхом знежирювання сухих лялечок, відрізняється за складом від усіх відомих масел, у великій кількості містить октадекадієнову та октадекатриєнову кислоти, тому може служити повноцінним замінником лляної та соєвої олії й широко застосовуватися в багатьох галузях промисловості (парфумерній, лакофарбовій, медичній та ін.), тобто скрізь, де потрібні масла з високим умістом неграничних вищих жирних кислот [24]. Використовується жир лялечок для одержання косметичних препаратів [25], у медицині як протипухлинний та ранозагоюючий та протиалергенний засіб, у традиційній медицині Китаю, Італії, широко застосовується в косметиці. Це масло дуже багате на біостимулятори росту. Деяким дослідникам удалося виявити 3 основних гормональних фактори: гормон метаморфозу, гормон активації та гормон «молодості», які пояснюють дуже швидкий перехід із стану лялечки в стан метелика, що має велику структурну й функціональну складність.

Автори пропонують перед одержанням масла з лялечок шовкопряда поміщати їх у низькотемпературні умови на 4 — 5 днів. В цей період у лялечках відбуваються дуже важливі процеси зміни обміну речовин, які були описані акад. В.П.Філатовим та його школою [4], а потім — багатьма дослідниками, які вказували на зміни в активності дегідраз, цитохромідаз, подвоєння активності протеаз і т.д. Особливо важливим є збільшення кількості водорозчинних протеїнів та інших речовин.

Таблиця 4. Вміст амінокислот у знежирених відходах кокономотання дубового шовкопряда (білковий шрот).

Дослідження показали, що одержання цінного комплексу біологічно активних речовин із лялечок шовкопряда можливе і без їх витримки в умовах зниженої температури [18]. Запропоновано спосіб одержання лікувального екстракту з лялечок шовкопряда та інші способи одержання й використання біостимуляторів із цієї комахи. Дослідження показали, що екстракти з дубового шовкопряда, а також його тваринні тканини можуть застосовуватися і в композиціях з іншими біологічно активними продуктами для використання в гуманній та ветеринарній медицині, косметології та тваринництві [20]. Установлено, що гідрофільні екстракти з лялечок шовкопряда мають сильну антитоксичну, загально стимулюючу, антигіпоксичну, противиразкову активність [19], рівень якої, за оцінками спеціалістів НДІ очних хвороб і тканинної терапії ім. акад. В.П.Філатова, не поступається екстрактам плаценти, алое та інших тканинних препаратів і є перспективними для виробництва адаптогенних екстрактів [26]. Указані властивості були використані у наших дослідженнях для лікування та профілактики шлунково-кишкових розладів у новонароджених телят і поросят. Водні екстракти можна застосовувати для підвищення продуктивності тварин. В дослідах показано високий рівень протинаркотичної дії виготовлених нами біологічно активних комплексів, які значно знижують абстинентний синдром у морфінта етанолзалежних тварин. Виявлено інші позитивні властивості екстрактів із лялечок шовкопряда, які можна застосовувати в медицині, ветеринарії, косметології та мікробіологічній промисловості. Шрот (білкова частина) може застосовуватися як білкова кормова добавка (збагачення корму для тварин, птиці, виготовлення поживних середовищ) [19].

Шовкова оболонка коконів. Останнім часом, у зв’язку з відсутністю в Україні шовкомотальної промисловості, актуальною проблемою є використання коконної сировини за новими технологіями, які раніше не застосовувалися, зокрема, розчинення шовкової оболонки й одержання нативної білкової маси, яку можна використовувати в косметологічній і медичній промисловості. Вивчено біохімічний склад шовкової нитки шовковичного та дубового шовкопрядів. Відповідно до даних Л. Юнусова [27] шовкова нитка кокона шовковичного шовкопряда не однорідна. Вона складається з двох видів білка — серицину та фіброзну, а також невеликої кількості жиророзчинних зафарбованих речовин, мінеральних солей.

Амінокислотний склад (табл. 5, 6) нативних білків коконів дубового шовкопряда є досить цінним [28].

Таблиця 5. Амінокислотний склад нативного фіброїну оболонок коконів дубового шовкопряда (розрахунок на 100 мг вихідної речовини, 27 мг в 40 млзагальний гідроліз).

Білки кокона дубового шовкопряда розщеплюються таким чином: фіброїн відділяється у вигляді тонких ниток, які висушуються та подрібнюються в порошок до консистенції пудри. Вихід порошку складає 70% і містить 39,6% білка. Розчин серицину містить 0,12% білка. Його сушать розпилювальною сушаркою й одержують порошок, подібний до сухого молока. Вихід складає 30% [29].

Одержані продукти сприяють інтенсивній регенерації шкіри.

Таблиця 6. Амінокислотний склад нативного серицину коконів дубового шовкопряда (розрахунок на пробу 10 мл в 80 млзагальний гідроліз).

Вони можуть використовуватися як активні компоненти косметичних кремів проти старіння, фармацевтичні ранозагоюючі засоби, аплікаційні засоби протизапального характеру, для лікування опіків, у мікробіологічній промисловості для приготування поживних середовищ, для просочення спеціальних тканин і як кормовий білок.

Одержаний фіброїн багатий гліцином — 24,8%, аланіном — 38,? %, серином — 12,32%, тирозином — 7,7%, аргініном — 5,99%, аспарагіновою кислотою — 5,37%.

Серицин багатий на аспарагінову кислоту — 17,5%, гліцин — 24,2%, тирозин — 16,5%, серин — 13,5%, треонін — 6,7%. Аланіну в серицині міститься значно менше порівняно з фіброїном — 5,63%.

В 1 г кокона дубового шовкопряда міститься 0,277 г фіброїну та 0,12 г серицину.