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Dosages de la teneur en protéines ou en lipides des pupes d'insectes

Dosages de la teneur en protéines ou en lipides des pupes d'insectes


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Quelqu'un a-t-il des recommandations (basées sur son expérience personnelle) pour des dosages rapides, bon marché et précis pour estimer la teneur en protéines et en lipides des pupes d'insectes (moustiques) ?

Jusqu'à présent, j'ai rencontré l'extraction au chloroforme / méthanol pour les lipides et la procédure Kjedahl + Nesslerization pour les protéines (lien).

Les pupes de moustiques ne sont pas particulièrement résistantes comme les pupes d'insectes, mais idéalement, je suis à la recherche d'une expérience personnelle que la méthode peut gérer avec les types d'échantillons pour lesquels j'ai besoin de l'utiliser.

(Je soupçonne fortement que des tests similaires ont été développés pour Drosophile j'ai donc ajouté cela comme balise.)


Extraction et caractérisation de fractions protéiques de cinq espèces d'insectes

La teneur en protéines brutes des insectes était similaire à celle des produits carnés conventionnels.

La quantité d'EAA des insectes était supérieure aux besoins quotidiens en protéines d'un adulte.

Les fractions surnageant, culot, graisse et résidu ont été obtenues après une extraction aqueuse.

Des bandes de protéines ont été trouvées à <95 kDa pour les fractions de surnageant et <200 kDa pour les fractions de culot.

La plupart des fractions surnageantes ne moussent pas, mais peuvent former des gels en fonction de la concentration en protéines et du pH.


Activité lipolytique des tissus d'insectes et son importance dans le transport des lipides ☆

Les techniques manométriques ont permis l'étude de l'activité estérase dans plusieurs tissus de H. cecropia et P. americana lorsque la triacétine ou la tributyrine étaient utilisées comme substrats. Ces techniques étaient trop peu sensibles pour détecter une véritable activité lipase (hydrolyse des glycérides d'acides gras à longue chaîne). Un nouveau dosage radiologique de la lipase utilisant la C 14 -trioléine comme substrat a révélé l'activité de la lipase dans le corps gras et le muscle de vol du papillon de nuit et dans le muscle, l'intestin moyen et le corps gras de la blatte. La lipase digestive a présenté un double pH optimal, tandis qu'un seul pH optimal a été trouvé pour le corps gras. Le fait que la lipase du muscle de vol hydrolyse les diglycérides à un taux cinq fois supérieur à celui des triglycérides suggère que le lipide transporté du corps gras, sous forme de diglycéride lié aux protéines, pénètre dans le muscle de vol sous forme de diglycéride où la lipase rend les acides gras disponibles pour oxydation sarcosomique.

Soutenu par les subventions AM-02818 du NIH et G-22884 de la NSF. L'aide de la bourse postdoctorale senior NSF 54023 à L. Gilbert est grandement appréciée.

Adresse actuelle : Institut de biologie, Collège d'enseignement général, Université de Tokyo, Komaba, Meguro-ku, Tokyo, Japon.


Plasticité des modèles d'accumulation de nutriments dans les pupes de la pyrale d'automne en diapause

L'accumulation de nutriments pendant la préparation de la diapause est cruciale car tout manque de nutrition réduira la probabilité que les insectes terminent la diapause, diminuant ainsi leurs chances de survie et de reproduction. La pyrale d'automne, Hyphantria cunea, diapause en tant que pupes hivernantes et leur incidence et intensité de diapause sont régulées par la photopériode. Dans cette étude, nous testons l'hypothèse selon laquelle la photopériode influence l'accumulation de réserves d'énergie pendant la préparation de la diapause chez la pyrale d'automne. Nous avons constaté que la taille et la masse corporelle, la teneur en lipides et en glucides des pupes avec une photopériode courte pendant la phase d'induction de la diapause étaient significativement supérieures à celles des pupes avec une photopériode relativement courte, et l'efficacité de la conversion des aliments digérés et ingérés en matière corporelle. était plus élevée chez les larves à photopériode courte destinées à la diapause que chez les larves à photopériode relativement courte destinées à la diapause. Nous avons également observé des activités lipase et amylase plus élevées chez les larves à photopériode courte destinées à la diapause par rapport aux homologues. Cependant, aucune différence évidente n'a été trouvée dans les protéines et les protéases des pupes avec une courte photopériode pendant la phase d'induction de la diapause et des larves à courte photopériode destinées à la diapause par rapport aux homologues. Par conséquent, nous concluons que les modèles de réserve d'énergie des pupes de pyrale d'automne en diapause sont en plastique et que les larves à photopériode courte destinées à la diapause augmentent leurs réserves d'énergie en améliorant leur efficacité alimentaire et augmentent leurs réserves de lipides et de glucides en augmentant les activités de lipase et d'amylase dans le intestin moyen.

Mots clés: Diapause Lépidoptères réserves d'énergie activité enzymatique efficacité alimentaire plasticité photopériodique.


Composition de prénymphes de mouche soldat noire et approches systématiques pour l'extraction et le fractionnement des protéines, des lipides et de la chitine

La mouche soldat noire (BSF, Hermetia illucens) constitue un moyen économique de convertir les biomasses résiduelles en une source précieuse de biomolécules, telles que les protéines, les lipides et la chitine. La présente enquête a été entreprise pour évaluer la faisabilité de l'application de différents protocoles d'extraction, soit des extractions chimiques, soit des extractions enzymatiques assistées, pour récupérer des fractions pures de graisse, de protéines et de chitine. Tout d'abord, la composition immédiate exacte, les acides aminés totaux, le profil des acides gras et la teneur en N-acétylglucosamine des échantillons de prénymphes ont été déterminés. La biomasse des prépupes BSF contenait, exprimée en poids sec, 32 % de protéines, 37 % de lipides, 19 % de minéraux, 9 % de chitine. La fraction lipidique a été facilement récupérée par les solvants organiques, tandis que le problème le plus difficile était la séparation des protéines de la chitine. La meilleure séparation a été obtenue par extraction alcaline des protéines (96 % de protéines récupérées) mais avec une perte de leur intégrité comme l'indique la mesure du degré d'hydrolyse avec la méthode à l'o-phtaldialdéhyde. Pour éviter les dommages aux protéines dans les milieux alcalins, une extraction de protéines par étapes adoptant des conditions plus douces a également été explorée sur la base de la méthode de fractionnement Osborne, permettant la récupération de >85% des protéines BSF de haute pureté et de haute qualité, ainsi que l'obtention d'une fraction enrichie en chitine. La possibilité d'utiliser une extraction assistée enzymatique des protéines a également été explorée, obtenant une solubilisation maximale de l'azote dans le meilleur des cas (avec la protéase de Bacillus licheniformis) d'environ 60 %. Dans ce dernier cas, la fraction chitine obtenue présentait également une teneur résiduelle en protéines importante.

Mots clés: Mouche soldat noire Extractions chimiques Chitine Extraction enzymatique Lipides Protéines.


Matériaux et méthodes

Protocole expérimental pour les expériences empiriques

Pour tester le rôle potentiel de confusion de la privation de nourriture et d'eau lors de l'évaluation de la tolérance thermique maximale (CTmax) dans un essai de rampe, nous avons effectué deux séries d'expériences. L'accent mis sur CTmax (et non sur la température minimale thermique critique) a été choisi car les températures élevées accélèrent le taux métabolique et la perte d'eau et, par conséquent, CTmax est plus susceptible d'être influencé par ces effets de confusion (voir la figure 2 pour une présentation des principaux changements ces conditions expérimentales). Dans la première expérience, nous avons exposé D. melanogaster à une expérience de rampe et a comparé le CTmax ainsi que le niveau de déshydratation et d'épuisement énergétique chez les mouches avec et sans accès à la nourriture et à l'eau pendant le test. Dans la deuxième série d'expériences, nous avons pré-exposé les mouches à un stress de déshydratation et/ou de famine avant un test du CTmax aigu. Cela a été fait pour examiner si/comment l'état hydrique et énergétique de l'animal affectait la tolérance à la chaleur aiguë.

Un petit insecte (ici illustré par un D. melanogaster femelle avec une masse corporelle de 1 mg) est placé dans un petit récipient fermé (5 ml). La quantité d'oxygène, de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau est estimée en supposant que la mouche est chargée dans le conteneur dans des conditions de pression barométrique normale (760 mmHg), une température ambiante de 20 ° C et une humidité relative de 50 ° C. Les teneurs totales en eau, en lipides et en glycogène sont calculées sur la base des observations empiriques de cet article. Comme souligné par des études récentes [15], [17], [18], il est important de considérer comment les tests thermiques peuvent potentiellement affecter les ressources énergétiques et hydriques des animaux et ceci est largement déterminé par les flux d'eau et d'énergie chez l'animal et évidemment aussi par les conditions dans lesquelles les animaux sont testés. Immédiatement après la fermeture du conteneur, les conditions internes dans le conteneur commenceront à changer en raison de la respiration et de la transpiration de l'animal et en conséquence du changement de température. Ainsi, l'animal produira du CO2 et de l'eau et utiliser O2 tout en catabolisant ses réserves énergétiques métaboliques. L'animal échangera également de l'eau sur les surfaces respiratoires et cuticulaires d'une manière proportionnelle au produit de la conductance de l'animal entier et à la force motrice de cette perte d'eau (la différence de pression partielle d'eau entre l'animal et son alentours).

Une population de laboratoire d'élevage de masse de D. melanogaster a été utilisé dans l'expérience. Cette population a été créée en mélangeant des mouches de 150 lignées isofemelles. Les lignées isofemelles ont été démarrées en mai 2009 à partir de mouches F1 collectées à Coffs Harbour (Nouvelle-Galles du Sud, Australie) et ont été maintenues pendant cinq générations avant la création de la population d'élevage de masse. Dans toutes les générations, ils ont été élevés sur une gélose avoine-sucre-levure standard Drosophile moyenne dans des conditions de densité larvaire faible à modérément élevée à 25ଌ, humidité relative (HR) de 50% et cycles de lumière de 12 h/12 ​​h d'obscurité. Les mouches utilisées dans les expériences se sont également développées à 25 ° C.

Les animaux expérimentaux ont été contrôlés pour la densité au cours du développement en transférant 50 œufs dans chaque flacon (7 ml de milieu) résultant en une densité de 45 à 50 larves par flacon. Deux à trois jours après l'éclosion, les mouches ont été brièvement anesthésiées sous CO2 et des femelles accouplées ont été recueillies pour les expériences. Les mouches femelles ont ensuite été laissées à récupérer pendant 2 jours avant la réalisation des expériences.

Mesure CTmax en utilisant la rampe de température avec et sans accès à la nourriture et à l'eau

Il faut supposer que la durée et donc la vitesse de montée en puissance réduite exacerberont les problèmes potentiels associés à la famine et à la déshydratation [15], [17], [18]. Ainsi, pour tester les effets sur le CTmax de la privation de nourriture et/ou d'eau au cours d'un tel test, nous avons effectué deux essais de rampe distincts où les mouches ont été exposées à une température progressivement croissante à un taux de 0,06 et 0,1 ଌ min 𢄡, respectivement. . Dans chaque expérience, un total de 75 mouches femelles individuelles ont été rapidement transférées dans de petits flacons en verre à bouchon à vis (5 ml) sans l'utilisation d'anesthésiques. Les mouches ont été réparties au hasard dans l'un des trois groupes de traitement (N =� mouches) où les témoins ont été placés dans des flacons vides, tandis que les deux autres groupes avaient accès soit à une goutte de gélose (fournissant de l'eau) soit à de la nourriture pour mouches (fournissant eau et nourriture) qui a été placé dans le couvercle. Les flacons ont été marqués et placés au hasard dans un rack qui a ensuite été immergé dans un réservoir d'eau à température contrôlée à 25 ° C. L'eau dans le réservoir a été agitée en continu par une pompe pour assurer l'homogénéité de la température de l'eau dans le réservoir et le changement progressif de température a été initié immédiatement après que les flacons ont été immergés dans le bain-marie. Les mouches ont été surveillées en continu pour enregistrer la température à laquelle elles étaient totalement immobilisées (température de renversement - CTmax) (Fig. 1A).

Mesure du CTmax aigu après une pré-exposition à la famine et à la déshydratation

Pour tester les effets de la famine et de la déshydratation sur la tolérance à la température aiguë, nous avons testé des mouches affamées, déshydratées et témoins à l'aide d'un test aigu de 5 minutes. Avant les expériences, les mouches avaient été divisées au hasard en 7 groupes expérimentaux. Un groupe est resté dans des conditions de contrôle dans des flacons de nourriture. Trois groupes ont reçu respectivement 3, 6 ou 9 h de dessiccation. Ici, les mouches ont été placées dans des flacons vides dans un grand récipient contenant du gel de silice déshydratant (RHυ%) à une température constante de 25ଌ. Les trois derniers groupes expérimentaux ont été placés dans des flacons contenant un mélange d'eau et de gélose où ils avaient accès à l'eau, mais pas à la nourriture. Les mouches de ces groupes ont été exposées à la famine pendant 4, 10 et 16 h avant la réalisation des expériences, respectivement.

Pour mesurer la limite thermique supérieure aiguë, nous avons placé des mouches individuelles dans des flacons en verre de 5 ml et transféré des groupes de 5 mouches directement dans un bain-marie préréglé à une température visant à donner plus, moins ou environ 50 % de renversement après 5 minutes d'exposition . La proportion de mouches renversées a été notée et la procédure a été répétée (5𠄷 fois) sur une plage de températures pour chaque groupe de traitement afin de permettre une évaluation de la température à laquelle 50% des mouches ont été renversées comme estimé à partir de régression linéaire des données (Fig. 1B).

Teneur en lipides et en eau

Pour déterminer les effets de la montée en température sur le bilan hydrique et énergétique des mouches, un ensemble similaire de tests de montée en puissance (en utilisant la même procédure que celle décrite ci-dessus) a été effectué par la suite. Ici, nous avons testé 50 mouches femelles dans chacun des 3 groupes expérimentaux (agar (eau), nourriture et flacons vides). Les mouches ont été exposées à des températures progressivement croissantes jusqu'à ce que CTmax soit atteint, après quoi elles ont été congelées instantanément dans du N liquide.2 avant d'être pesés au µg le plus proche à l'aide d'une microbalance. De chaque groupe expérimental, nous avons obtenu 6 échantillons contenant 7 � mouches. Les échantillons ont ensuite été séchés pendant 24 h à 60 ° C pour la détermination de la masse sèche. Par la suite, les mouches séchées ont été lavées à plusieurs reprises dans de l'éther de pétrole, puis séchées à nouveau pour obtenir la masse maigre et la teneur totale en lipides. Enfin, la teneur en glycogène a été mesurée comme décrit ci-dessous. Les mesures de la teneur en eau, en lipides et en glycogène pour les 7 groupes expérimentaux dans l'expérience aiguë ont été effectuées de manière similaire.

Mesures de glycogène

La teneur en glycogène a été mesurée comme décrit par Overgaard et al. [19]. En bref, 0,4 ml de NaOH 1 M a été ajouté au flacon d'échantillon et l'échantillon a été homogénéisé mécaniquement. Ensuite, les échantillons ont été chauffés à 80 ° C pendant 3 h, extrayant ainsi le glycogène tout en dégradant le glucose libre. Le glycogène de l'échantillon a ensuite été digéré en glucose pendant 2 h à 25 °C dans un tampon acétate (0,25 M, pH 4,5) contenant 400 mg L d'amyloglucosidase (EC 3.2.1.3). La quantification du stock de glycogène a été réalisée à l'aide d'un kit de test enzymatique basé sur la spectrophotométrie pour le glucose (Glucose Gluc-DH, Diagnostic systems GmbH, Holzheim, Allemagne) et calculée par rapport à des étalons de glycogène qui avaient été soumis à la même procédure d'extraction que les échantillons de tissus.

Statistiques

Les différences de thermotolérance, de masse sèche et de teneur en eau, en lipides et en glycogène entre les groupes expérimentaux dans l'expérience de montée en puissance ont été testées avec une ANOVA à deux facteurs en utilisant les facteurs taux (0,06 ou 0,1 min ° ° ° 022121) et le traitement ( flacons vides, gélose (eau) ou nourriture). Les différences de masse sèche et de teneur en eau, en lipides et en glycogène entre les groupes expérimentaux utilisés pour évaluer le CTmax aigu ont été testées à l'aide d'une ANOVA à un facteur. Les données de tolérance à la chaleur aiguë ont été ajustées à un modèle linéaire généralisé (glm) en supposant une distribution binomiale et en utilisant une fonction de lien logit (régression logistique) à l'aide du logiciel statistique open source R v. 2.13.1 (http://www. r-project.org). Le test de signification de la température et du traitement a été effectué à l'aide des tests de Wald 𠆌hi square’. LT associé50 (avec S.E.M) ont été calculés pour chaque traitement par la fonction dose.p dans R . Sauf mention contraire, toutes les valeurs sont des moyennes ± S.E.M. et les différences statistiques sont déduites de Pπ.05.


Extraction séquentielle et caractérisation des lipides, des protéines et de la chitine de la mouche soldat noire (Hermetia illucens) Larves, prénymphes et pupes

Au cours des dernières années, plusieurs espèces d'insectes ont attiré une attention accrue en tant que matière première pour l'alimentation humaine, l'alimentation animale et les applications industrielles. Une de ces espèces est Hermetia illucens, dont les larves peuvent convertir les déchets organiques de faible valeur en biomasse précieuse riche en graisses et en protéines. Des recherches antérieures sur l'extraction de leurs lipides, protéines et chitine se sont concentrées à plusieurs reprises sur une étape de la vie, alors qu'en pratique, différentes étapes de la vie coexistent dans le même lot d'élevage. Dans cette étude, la faisabilité de l'extraction séquentielle desdits composants à partir des stades larvaire, prépupal et pupal de H. illucens a été étudiée. De plus, la composition chimique des stades de la vie et de leurs extraits a été analysée. Après l'extraction des lipides avec de l'éther de pétrole, les protéines d'insectes ont été extraites par solubilisation à pH 11,0 et précipitation à pH 4,0. Cette procédure a permis d'obtenir des récupérations de protéines comprises entre 27 et 57 % pour les trois stades de la vie, les extraits ayant une teneur élevée en protéines (85 à 98 %). Après extraction des protéines, la chitine impure résiduelle a été traitée séquentiellement avec HCl et NaOH pour une purification supplémentaire. Aucun acide aminé résiduel n'a été détecté par analyse UPLC de la chitine purifiée, qui a montré des degrés d'acétylation de ± 90 %. Dans l'ensemble, il a été conclu que la procédure d'extraction est en effet adaptée à tous les stades de vie étudiés de H. illucens, permettant l'extraction de biomolécules de haute valeur pour une utilisation dans des applications industrielles.

Résumé graphique

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Changements dynamiques de la composition des nutriments tout au long du cycle de vie de la mouche soldat noire

Les larves de mouche soldat noire (BSF), Hermetia illucens L., se développent sur les déchets organiques, réduisant la pollution écologique et convertissant la biomasse des déchets en biomasse d'insectes riche en protéines et en graisses. Le BSF peut remplacer les sources de protéines de plus en plus chères utilisées dans la formulation des régimes composés pour la volaille, l'aquaculture et le bétail, telles que la farine de poisson et la farine de soja, qui ont le potentiel de réduire l'insécurité alimentaire et fourragère future. Le devenir des spectres nutritionnels dans le BSF au cours de ses phases de cycle de vie est encore mal compris. Cette étude a évalué les changements métaboliques dans la composition nutritionnelle du BSF de l'œuf à l'adulte. Une augmentation rapide de la teneur en matière grasse brute a été observée depuis le développement de 4-14 jours de larves avec son niveau maximum atteignant 28,4 % en masse sèche, alors que la protéine brute affichait une tendance continue à la baisse dans les mêmes phases de développement avec un niveau minimum de 38 %. au stade larvaire (12 jours) et un pic de 46,2 % au stade nymphal précoce. Une forte baisse de la graisse brute a été observée des premières prénymphes aux dernières nymphes (24,2 %, 8,2 % respectivement). Cependant, la protéine brute montre sa valeur maximale étant de 57,6% au stade adulte post-mortem avec un taux de graisse de 21,6%. De plus, la composition en acides gras, acides aminés, minéraux et vitamines à différents stades de développement du BSF a été présentée et comparée. Les résultats de cette étude pourraient fournir un podium à l'industrie de l'alimentation humaine et animale pour encadrer une stratégie pour l'apport de composants nutritionnels moléculaires spécifiques dans les régimes alimentaires des humains, de l'aquaculture et des animaux. Il est également indiqué que le BSF est un insecte possible qui peut être appliqué à la lutte contre la pénurie alimentaire des pays où la carence en micronutriments est répandue. De plus, il contribue à faire avancer l'exploration de la biologie du développement et du métabolisme de cet insecte comestible.

Déclaration de conflit d'intérêts

Intérêts concurrents : Les auteurs ont déclaré qu'il n'existe aucun intérêt concurrent.

Les figures

Fig 1. Changements dans les spectres nutritionnels du BSF…

Fig 1. Changements dans les spectres nutritionnels du BSF et l'accumulation de biomasse au cours du cycle de vie.

Fig 2. Variations de la teneur en protéines brutes…

Fig 2. Variations de la teneur en protéines brutes dans la masse sèche individuelle de BSF au cours des phases de vie.

Fig 3. Modification de la graisse brute dans…

Fig 3. Modification de la graisse brute dans la masse sèche dans le cycle de vie individuel du BSF.

Fig 4. Fluctuation de la masse sèche des individus…

Fig 4. Fluctuation de la masse sèche d'un BSF individuel à différents stades de la vie.

Fig 5. Spectres nutritionnels en masse sèche…

Fig 5. Spectres nutritionnels en masse sèche de BSF adultes femelles et mâles.

Fig 6. Altération des saturés et des insaturés…

Fig 6. Altération des acides gras saturés et insaturés dans la masse sèche d'individus…


LES EFFETS DE LA XANTHOTOXINE SUR LA BIOLOGIE ET ​​LA BIOCHIMIE DE Galleria mellonella L. (LEPIDOPTERA : PYRALIDAE)

Les effets d'un allélochimique végétal alimentaire, la xanthotoxine (XA), sur la survie, le développement, la longévité des adultes mâles et femelles, la fécondité et l'éclosabilité de la grande teigne Galleria mellonella L. ont été étudiés. Les indicateurs de stress oxydatif, le produit de peroxydation lipidique, le malondialdéhyde (MDA) et les produits d'oxydation des protéines, les teneurs en carbonyle protéique (PCO) et les activités d'une enzyme de détoxification, l'activité glutathion S-transférase (GST) ont été déterminés chez les adultes de la pyrale de la cire. L'insecte a été élevé à partir de larves de premier stade sur un régime artificiel contenant du XA à 0,001, 0,005 ou 0,1 % jusqu'au stade adulte dans des conditions de laboratoire. Par rapport aux témoins, les régimes contenant des concentrations de XA ont entraîné une diminution de la survie aux stades du septième stade, nymphe et adulte. Par rapport au régime témoin (77,7 %), la concentration alimentaire la plus élevée en XA a réduit la survie à l'âge adulte à 11,0 %. La concentration de XA la plus élevée (0,1 %) a réduit la longévité des femelles de 10,4 à 5,7 jours et le nombre d'œufs de 95,0 à 33,5 et le taux d'éclosion de 82,7 à 35,6 %. La concentration de XA la plus faible (0,001 %) a entraîné une augmentation d'environ six fois de la teneur en MDA. Le XA à des concentrations élevées (0,005 et 0,1 %) a augmenté le MDA (par trois) et les teneurs en carbonyle de la protéine (par deux) ont diminué l'activité de la GST. La concentration de XA alimentaire la plus élevée a diminué l'activité de la GST de 0,28 ± 0,025 à 0,16 ± 0,005 mol/mg de protéine/min. Nous déduisons de ces résultats que le stress oxydatif induit par le XA a entraîné une diminution de la valeur biologique.

Mots clés: GST Galleria mellonella fécondité protéine de stress oxydatif survie carbonyle xanthotoxine.


Voir la vidéo: Détermination de la teneur en matières minérales (Décembre 2022).