全 文 ：蚕蛹蛋白的综合利用现状分析和开发前景展望
王　伟1　何国庆1 　金英哲2　陈启和1 　刘彩琴1
1(浙江大学生物系统工程与食品科学学院 , 杭州 , 310029)　2(金亨稷师范大学生物系 , 平壤 , 朝鲜)
摘　要　根据蚕蛹蛋白的营养价值和开发潜力 , 全面地分析了中国和国际上对蚕蛹蛋白综合利用的研究现状 ,
发现了当前对蚕蛹蛋白深入开发研究的空白点 ,为其深入开发提供参考信息。
关键词　蚕蛹 , 营养价值 , 综合利用
　　蚕蛹(Silkw orm pupa)为蚕蛾科昆虫家蚕蛾
(Bombyx moi l L.)的蛹 ,既是一种高营养的美食 ,也
是一种中药 ,具有和脾胃 、祛风湿 、长阳气之功效[ 1] ,
自古以来就得到广泛应用 。现代医学证明 ,蚕蛹具有
降低血胆固醇 、治疗冠状动脉供血不足等效果[ 2 , 3] 。
建国以来我国蚕丝产品出口创汇累计达 300亿美元 ,
对我国经济建设做出了重要贡献。2000年全国产茧
45.5万 t ,生丝约 6万 t。2001年中国国家经贸委发
布的《茧丝绸行业“十五”规划》中预计到 2005年 ,蚕
茧产量达到55万 t ,生丝产量达6.2万 t;到 2015年 ,
蚕茧产量将超过 60万 t ,生丝年产量将达到 8万 t以
上。通常缫制 l t生丝可得1.5 t干蚕蛹 ,蚕蛹产量非
常可观。同时随着蚕丝业的进一步发展.蚕蛹的产量
将会更大 ,因此开发利用蚕蛹资源具有重要的意义与
广阔的前景[ 4] 。
蚕蛹蛋白在干蚕蛹中约占 60%左右 ,含量相当
丰富 ,同时由于我国的蚕蛹产量巨大 ,如何综合利用
蚕蛹蛋白成为推动我国桑蚕产业的重要方面。本文
拟对我国的蚕蛹蛋白的利用现状进行综合分析 ,并对
我国的蚕蛹蛋白综合利用的方向进行探讨 ,希望为开
发蚕蛹蛋白提供有意义的信息 。
1　蚕蛹蛋白的营养指数
蚕蛹蛋白质是一种完全蛋白 ,含有 18种氨基酸 ,
蚕蛹中常见的 17种氨基酸占总氨基酸质量分数的
34.57%。人体不能合成 ,必须由外界供给的必需氨
基酸如蛋氨酸 、赖氨酸 、亮氨酸 、缬氨酸 、异亮氨酸 、苏
氨酸 、苯丙氨酸等在蚕蛹中含量均较高 , 总量达
14.59%,占总氨基酸的 42.20%,必需氨基酸与非必
需氨基酸之质量比为 0.73 ,与WHO/FAO提出的必
需氨基酸占总氨基酸的 40%左右 ,与必需氨基酸与
非必需氨基酸之比为 0.6左右的参考蛋白模式非常
接近[ 5] 。
表 1　蚕蛹干品中氨基酸含量　%
氨基酸 质量分数 氨基酸 质量分数
天门冬氨酸 3.81 异亮氨酸 2.23
苏氨酸 1.65 亮氨酸 3.00
丝氨酸 1.54 酪氨酸 2.10
谷氨酸 3.71 苯丙氨酸 1.96
甘氨酸 1.75 赖氨酸 2.53
丙氨酸 2.02 组氨酸 0.96
胱氨酸 0.43 精氨酸 2.05
缬氨酸 2.22 脯氨酸 1.62
蛋氨酸 1.00 总氨基酸 34.57
表 2　蚕蛹干品中必需氨基酸含量与WHO/FAO评分模式比较1)　mg/ g(蛋白质)
氨基酸 异亮氨酸 亮氨酸 赖氨酸 蛋氨酸+胱氨酸 苯丙氨酸+酪氨酸 苏氨酸 缬氨酸
蚕　蛹 41.1 55.4 46.7 26.4 74.9 30.4 41.0
评分模式 40.0 70.0 55.0 35.0 60.0 40.0 50.0
AAS 1.03 0.79 0.85 0.75 1.25 0.76 0.82
　　注:1)蚕蛹干品中粗蛋白质量分数 54.2%[ 6] ,氨基酸得分为每克蛋白质中必需氨基酸(H)与氨基酸参考值的比值。
第一作者:博士研究生(何国庆教授为本文通讯作者)。
收稿日期:2006-05-11
　　从表 2可以看出 ,蚕蛹中苏氨酸和含硫氨基酸含
量稍低于评分模式 ,而苯丙氨酸和酪氨酸高于评分模
式。苯丙氨酸是体内合成甲状腺素的来源 ,可转变为
酪氨酸。除此之外 ,其余的氨基酸接近评分模式。
2　蚕蛹蛋白的研究和应用现状
2.1　已经建立的研究项目和开发出的产品
针对蚕蛹的研究和蚕副产品综合利用已初步形
成一个新的学科 ,魏克民等已先后申报科研立项 22
项 ,其中国家级科研项目 4项 ,包括《蚕蛹提取复合氨
基酸研制大输液》 、《蚕砂提取物研制国家中药二类新
食品与发酵工业 FOODANDRMEN TAT ION INDUSTRIES
112　 2006 Vol.32 No.9(Total 225)
DOI :10.13995/j .cnki.11-1802/ts.2006.09.028
药生血宁》 、《蚕砂提取物研制治疗再生障碍性贫血新
药血障平》 、《蚕蛹提取物研制复合氨基酸胶囊》 。省
部级科研项目 I4项 ,厅局科研项目 4项 ,发表有关学
术论文 60余篇 。
以蚕蛹复合氨基酸为原料已研制成准字号新药
“复合氨基酸”(药政批号为:浙卫药淮字[ 91] 1753一
l号)“复方营养要素” ;健字号新药“舒乐康胶囊” 、“天
龙宝口服液” 、“生宝养生液” 、“补骨神口服液” 、“益尔
康胶囊”等 ,氨基酸系列营养食品(面条 、饼干 、果酱 、
可乐等)。丝菊美系列化妆品(防皱面霜 ,二合一洗发
香波 ,洗面奶 、沐浴乳 ,润肤 ,香水等 6种)[ 7] 。这些产
品的问世为拓展蚕蛹蛋白的市场提供了空间 。
复合氨基酸目前售价每吨 20万元人民币 , 3万 t
干蚕蛹可提取 1万 t复合氨基酸 。总产值可达 20亿
元人民币 。以此为原料制成高附加值的药品 、营养食
品 、化妆品 ,经济效益更为可观 。
众所周知 ,氨基酸的营养作用是显而易见的 ,所
以上述氨基酸产品的开发获得了大众的接受 ,但是随
着科技的进步和人们对蛋白质认识的不断深入 ,蚕蛹
蛋白的更深层次的开发研究应该还有巨大的空间 。
2.2　蚕蛹蛋白应用研究进展
2.2.1　国内研究进展
蚕蛹蛋白在加工成复合氨基酸后会产生不易于
接受的不愉快气味 ,一定程度上限制了其在食品上的
应用 ,孙雷民[ 8]等认为这些异味物质是由烃 、烯 、醇 、
醛 、酮 、胺及杂环类化合物组成。目前脱除蚕蛹复合
氨基酸异味的主要方法有氧化除臭法[ 9] ,离子交换树
脂法[ 10]和有机溶剂萃取法[ 11] 。氧化除臭法的缺点
是部分氨基酸在除臭时会发生氧化 ,且残留氧化剂。
离子交换树脂交换非离子型化合物效果差 。有机溶
剂萃取则溶剂消耗大 ,且脱色效果不好 。大孔径吸附
树脂是一类以吸附为主 ,对有机物具有浓缩 、分离作
用的高分子聚合物 ,广泛应用于物质分离和提纯 、脱
色 、环境保护 、生物医学等领域 。周小华[ 12] 用 NAK-
12吸附树脂研究脱除蚕蛹复合氨基酸异味及褐变物
质的条件 , 结果表明:当流速为 3BV/h 时 , l mL
NAK-l2吸附树脂能吸附 1.75g 蚕蛹复合氨基酸中的
异味物质;能吸附 1.45g蚕蛹复合氨基酸中的褐变物
质。甲醇是异味物质和褐变物质的良好洗脱剂 ,用
pH值为 1.0的甲醇以 lBV/h流速洗脱 ,仅用 3.5BV
的洗脱剩即可完全洗脱异味物质和褐变物质 。
国内目前关于蚕蛹蛋白的其他相关研究主要集
中于蛋白的提取工艺和复合氨基酸的制备 , 蚕蛹蛋
白的生产工艺与生产技术有很多报道 ,而主要有“筛
分-过氧乙酸法”和稀碱抽提法 。筛分-过氧乙酸法是
直接将脱脂蚕蛹用微粉碎机粉碎后 ,过 80目筛得精
蚕蛹蛋白粉 ,按 1∶5 的比例加入饱和石灰水搅拌均
匀 ,保温 ,再按蚕蛹粉量的 1.5 倍加入 30%的 H2O2
处理 24h ,然后调节 pH 、抽滤 、干燥即得白色无臭的
食用蛋白粉 。稀碱抽提法是将脱脂蚕蛹粉碎后 ,加一
定水量调和均匀后 ,再按比例加入稀碱溶液(1%～
1.5%的NaOH)在 40 ～ 45℃下保温抽提 ,然后用盐酸
调节 pH 至蚕蛹蛋白的等电点 4 ～ 4.5 ,使蚕蛹蛋白析
出沉淀 ,再离心分离 ,水洗脱盐 、脱色 、脱臭 、喷雾干燥
即得无臭蚕蛹蛋白粉[ 4] 。
近两年 ,利用酶解法生产复合氨基酸的报道很
多 ,所用的酶主要有胰蛋白酶和木瓜蛋白酶 ,水解时
加入酶液后于 48%～ 50%条件下保温水解 20 h 左
右 ,然后过滤分离 、脱色 、脱臭后即得氨基酸水解液。
发酵法是用精制蚕蛹蛋白粉与米糠按 7∶3的质量比
混合后 ,灭菌 、接种米曲霉于 35℃下发酵水解。
周菊香[ 13]曾报道了用蚕蛹肽喂养小鼠 ,研究其
对小鼠生长的影响 ,结果认为蚕蛹多肽具有降低血清
胆固醇的作用 ,可使高胆固醇达到正常范围 ,并具有
抗氧化作用 , 但是没有报道肽的具体情况 。张明
春[ 17]以蚕蛹为原料 ,经防褐变 ,除脂肪处理后 ,酶解
与膜法联用 ,经胰蛋白酶解的蚕蛹蛋白水解液 ,通过
截留分子质量 1 万 u 的超滤膜 ,得到蚕蛹生物活性
肽。培养酵母菌 ,测定蚕蛹生物活性肽对糖分解代谢
的影响。结果证明 ,酶解与膜法联用分离制备的蚕蛹
生物活性肽 ,对糖分解代谢丙酮酸生成有促进作用 。
对于蚕蛹蛋白的综合利用总体上我国是做了广
泛的研究的 ,但是普遍存在研究的深度和广度不够 ,
主要是停留在应用的表面层次上 ,这为蚕蛹蛋白的继
续深入开发提出了新的要求和方向 。目前 ,蚕蛹蛋白
的综合利用情况如图 1所示。
有报道说蚕蛹具有抗癌作用 , 蚕蛹经蛋白水解
提取得到的复合氨基酸是蚕蛹中的主要成分 ,实验表
明其对肝癌 、肉瘤 S180荷瘤小鼠的瘤体有明显的抑制
作用 ,抑制率为 20%～ 25% ,与对照组有显著差异 ,
同时可延长艾氏腹水瘤小鼠的生存期 , 延长率达
40%以上 , P <0.01;并能促进 T 、B 淋巴细胞转化和
增强 NK细胞活性[ 14] 。蚕蛹复合氨基酸对肝癌也有
一定抑制作用[ 15] 。目前用于临床的蚕蛹制剂主要是
蚕蛹复合氨基酸和蚕蛹蛋白。浙江省中医药研究院
曾以蚕蛹复合氨基酸为主要原料制成制剂“复方营养
综述与专题评论
2006年第 32卷第 9期(总第 225期) 113　
要素” ,对包括胃癌 、食管癌 、大肠癌等 120例恶性肿
瘤进行临床观察 ,结果显效 88 例 ,有效 24例 ,无效 8
例 ,总有效率 93.33%[ 14] 。以蚕蛹复合氨基酸为原
料的“舒乐康胶囊” 、以蚕蛹蛋白为原料的“蚕蛹蛋白
丸”以及由蚕蛹 、人参和冬虫夏草组成的“龙瑞口服
液”均已在临床应用 ,并在肿瘤病人的放化疗辅助治
疗中取得良好效果[ 16] 。
　　另有张玉清[ 18]报道 ,蚕蛹的丝胶蛋白具有很大
的废物利用潜力 ,日前 ,我国的丝胶在很大程度上是
随废水排掉了 ,但研究证明其具有改善棉制和纤维类
衣物的柔韧性作用 ,用丝胶蛋白改进过的生物材料具
有易降解特性 ,丝胶还可用来做生物药品 ,纤维 、功能
性膜材料等 。日前 ,我国对丝胶蛋白的开发很少 ,国
际上的现有文献主要是集中于日本对丝胶的研究专
利。
2.2.2　国外研究进展
国外针对蚕蛹进行的研究很多 ,但是从文献资料
证明 ,中国和国外的研究存在着明显的方向差异 ,国
内以应用型为主 ,国外以日本和印度为主的研究主要
是利用生物技术进行的基础性研究 。
Nobuyasu和 Okitsugu等从蚕蛹卵中纯化了一种
能降解 30KD蚕蛹卵黄的蛋白酶 ,并进行特性研究 ,
证明该酶具有选择性降解特性 ,是一种很特别的弹性
蛋白酶[ 19] 。Hajime[ 20] 通过对利用基因工程技术改
造蚕蛹蛋白来生产新型蛋白进行了全面的综述 ,阐明
以此研究思路来生产生物材料的可行性 ,但目前存在
的问题就是如何提高表达蛋白的目标量 。
Kunihiro等从蚕蛹提内提取了一种特别的脂溶
性肽(VAP-peptide),对其研究表明该肽是作为休眠
期蛹卵激素活性(DH)的协同增效肽对 DH 的活性起
促进增强作用[ 21] 。Seiichi和 M inoru从蚕蛹体内提
取了一种新的抗菌肽 ,为了进一步研究其分子结构和
生物学特性 ,他们人为合成了的 moricin基因 ,将其插
入 pXa1和 pMAL-c2两个表达体系中 ,重组子在大
肠杆菌中大量的表达 ,结果获得的表达肽与从体内提
取的肽具有相同活性[ 22] 。Rangacharyulu报道利用蚕
蛹发酵后作为鱼饲料能够显著提高鱼的成活率和产
量 ,可以完全替代现在常规鱼饲料[ 23] 。
3　蚕蛹蛋白的开发空白和研究前景
桑蚕产业自古发展至今 ,历经了几千年的历史。
从现在我国和国际上对蚕蛹蛋白的利用现状分析 ,蚕
蛹蛋白的深入开发空间是巨大的 ,国外基本上没有专
门针对蚕蛹蛋白综合利用角度进行的研究报道。我
国也主要停留在蛋白的完全水解生产氨基酸层面上。
食品与发酵工业 FOODANDRMEN TAT ION INDUSTRIES
114　 2006 Vol.32 No.9(Total 225)
已有的研究结果证明蚕蛹蛋白中存在着生物活性肽 ,
这些以非活性状态存在与蚕蛹蛋白中的功能肽只有
通过将其分离出来才能充分的发挥其活性作用。但
是针对这点的研究在国际上基本为空白 ,所以通过利
用酶解手段提取生物活性肽 ,深入研究其结构与功能
之间的关系 ,同时根据其结构寻找功能肽基因 ,将其
在表达载体中进行大量表达都是深入利用蚕蛹蛋白
的极具价值的研究内容。
参 考 文 献
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The Integrated Using Progress Analyse and Exploit
Foreground Expectation of Silkworm Protein
Wang Wei1 　He Guoqing1 　Kim Yongchol2 　Chen Qihe1 　Liu Caiqin1
1(College of Bio systems Engineering and Food Science, Zhejiang University ,Hangzhou 310029 , China)
2(Faculty of Biology , KimHyongjik University of Education , Pyongyang , DPRK)
ABSTRACT　This paper provide a thorough analysis on the study of actuality of silkw orm pupae protein integra-
tive utility , and discovered a blacking field on study of the silkwo rm pupae protein.The paper also provided some
reference information fo r further study on Silkwo rm pupae.
Key words　silkworm pupae , nutrition value actuali ty , foreg round
综述与专题评论
2006年第 32卷第 9期(总第 225期) 115