全 文 :中 国 蚕 业 ZHONGGUOCANYE
·综 述·
2008年第 3期 7
收稿日期: 2008-03-06
作者简介:王希娥(1981—),女 ,广东广州 ,硕士研究生。
Tel:020-38604511, E-mail:wxe2002@163.com
通讯作者:叶明强(1977—),男 ,广西南宁 ,博士 ,助理研究员。
Tel:020-87237367, E-mail:yemingq@ 163.com
蚕蛹的综合利用研究进展
王希娥1, 2 邝哲师1 杨金波2 赵祥杰 1 叶明强 1
(1广东省农业科学院农业生物技术研究所 , 广东广州 510610; 2华南农业大学 , 广东广州 510642)
摘 要 通过对蚕蛹蛋白和蚕蛹油两方面在食品 、医药 、饲料 、生物防治 、轻工业等多方面的作用进行综述 , 揭示了
蚕蛹的组成成分在现今各个行业的潜在利用价值 ,为今后蚕蛹的综合利用提供依据。
关键词 蚕蛹;蚕蛹蛋白;蚕蛹油
中图分类号 S886.9 文献标识码 B 文章编号 1007-0982(2008)03-0007-04
从古至今我国就是一个养蚕大国 。建国以来 ,
仅蚕丝产品就为我国累计创汇 300亿美元 ,蚕丝业
是我国传统的创汇支柱产业 [ 1] 。改革开放以来 ,随
着农业科技的发展和 “产学研 ”结合的加强 ,以及人
们对营养 、健康认识的不断提高 ,人们开始对蚕蛹的
利用投入了更多的关注 。专家预测 , 21世纪 ,昆虫
将成为仅次于微生物和细胞生物的第 3类蛋白质来
源 [ 2] 。有不少专家学者就蚕蛹的组成成分在食品 、
饲料 、化工 、医药 、纺织工业等不同领域的应用作出
了相关的研究 ,我们主要就近年来国内外学者在蚕
蛹蛋白和蚕蛹油综合利用方面做出的研究作一
简述。
1 蚕蛹的成分
蚕蛹 (Silkworm pupa)为蚕蛾科昆虫家蚕蛾
(BombyxmoilL.)的蛹 ,是缫丝业的主要副产物 。
蚕蛹含有大量的全价蛋白 ,而这些蛋白质堪称营养
之首。 100 kg鲜蛹蛋白质含量相当于 85 kg瘦猪肉 、
96 kg鸡蛋或 109 kg鲫鱼[ 3] 。蛹蛋白水解的氨基酸
组成合理 、比例均衡 ,符合 FAO/WHO(联合国粮农
组织和世界卫生组织)的要求 ,非常适合人体的需
要 ,其中 8种人体所必需的氨基酸都高于大豆 ,是一
种优质的昆虫蛋白源 [ 4] 。对蚕蛹中的微量元素进
行测定 ,发现蚕蛹中铁 、锌 、铜 、锰含量超过牛奶 、大
豆 、猪肝 ,特别是蚕蛹蛋白中富含锌 [ 5] 、钾以及低含
量的重金属 [ 4] ;这一发现 ,使得蚕蛹作为具有特殊
意义的一种热门食品添加剂的角色而崭露头角。当
蚕蛹作为中国的传统药物成分用于预防肝癌时 ,正
是由于其中高含量的硒 [ 6] 。干蚕蛹含有 30%左右
的油脂化合物 ,油脂中 75%以上为不饱和脂肪酸 ,
油脂中还含有约 1%的非皂化物 ,如 β -谷甾醇 、胆固
醇及菜油甾醇 [ 3] 。除此之外 , 蚕蛹中还含有约
3.7%的甲壳素 、4%左右的多糖类物质 、多种维生素
以及微量的抗菌肽 、溶菌酶和激素等生物活性物质;
特别是蚕蛹中不含性激素[ 7] ,这一点作为保健品显
得尤为重要。
2 蚕蛹蛋白的开发与利用
蚕蛹不仅富含蛋白质且含有大量人体所不能合
成的必需氨基酸[ 8] ,所以一直以来蚕蛹蛋白的开发
就倍受关注。
2.1 在食品业上
全世界约 370多种昆虫进入了人类的食谱 [ 9] 。
但蚕蛹是卫生部批准的 “作为普通食品管理的食品
新资源名单”中唯一的昆虫类食品 。
蚕蛹作为人类的一种新营养源 ,更多的人把注
意力集中于利用蚕蛹蛋白资源开发氨基酸口服液的
研究 ,例如以蚕蛹制成的儿童用全氨基酸铁锌螯合
物营养口服液 ,不但能补充儿童正常氨基酸量的不
足 ,此营养型口服液也可在一定程度上治疗儿童缺
铁 、缺锌现象 [ 10] 。周爱梅等 [ 11]采用系列处理方法 ,
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制得了一种富含氨基酸的蚕蛹复合氨基酸口服液 ,
备受广大消费者欢迎 。王金华等 [ 12] 利用其酶解液
配制成的氨基酸饮料中含蛋白质 1.716 2mg/mL, 8
种游离状态的必需氨基酸含量占总蛋白质含量的
27.45%。王昕等 [ 13]研究了新鲜蚕蛹经多种工艺 ,
制成一种具有保健功能的新型蛋白饮料。现在市场
上出现的产品主要有蚕蛹威化饼干 、蚕蛹奶 、蚕蛹
酒 、蚕蛹片 、营养豆腐 、氨基酸面条 、面包 、果酱 、可
乐 、膨化果 、味精 、要素膳 、绮阳超级营养液 、高级营
养酱油 、高级全营养素口服液 、老年滋补膏等 [ 14] 。
蚕蛹蛋白还可添加到麦乳精中或制成米糊 ,可以改
善植物性食品的营养结构[ 15] 。这些产品均大受
欢迎。
2.2 在饲料上
蚕蛹粗加工后的产品用于最多的就是饲料和肥
料 。蚕蛹中所含的氨基酸对鸡来说有 11种是必需
氨基酸 ,可满足鸡生长对氨基酸的需要;用蚕蛹粉喂
猪 ,提高了日增重 ,缩短了育肥期 、提高了出栏率;用
蚕蛹粉饲料喂水貂 ,可提高貂皮毛绒光泽 、品质 [ 14] 。
有人用发酵蚕蛹 、没有处理过的蚕蛹与鱼粉做对照
来饲喂鲤鱼 ,结果表明发酵蚕蛹效果最优 [ 16] 。由于
鱼粉有限且昂贵 ,饲料业很早就用廉价和来源广泛
的蚕蛹做鱼粉的替代物 [ 17] 。依此趋势蚕蛹粉会越
来越广泛的被用作饲料。
2.3 在医药上
蚕蛹多肽的营养价值和生物保健功能逐渐为人
们所熟知 ,菌肽对耐药致病菌有良好的杀灭作用 ,可
选择性地抑制某些肿瘤细胞的生长 ,有望成为抗菌
素 、抗病毒素 、抗癌药物的新来源[ 18] 。所以 ,近年来
以优质蚕蛹为原料研制开发多肽的科研方向 ,日益
成为蚕蛹蛋白资源综合利用的研究热点。周菊香
等 [ 19]研究证明蚕蛹多肽具有降低血清胆固醇和抗
氧化的作用 ,以蚕蛹水解蛋白 、氨基酸注射液为原料
生产的舒乐康胶囊 ,可治疗各种慢性消耗性疾病 。
同时还具有抗癌治癌的作用 [ 20] 。叶辉等 [ 21]报道有
人曾以优质蚕蛹和蚕卵为主要原料 ,生产的以生物
活性蛋白为主要成份的药品 ———瑞福康胶囊 ,是中
国也是国际上首先利用家蚕生物反应器生产的基因
工程口服蛋白质药物 。吉林蚕业所研究员谷恒生成
功培养了蛹虫草;陈国刚等 [ 22]人也成功地利用家蚕
蛹获得人工培养虫草 ,其有效成分和药理作用能与
野生的冬虫夏草媲美 ,具有保肺补肾 、降低血清胆固
醇等功效 。
2.4 在轻工业上
蚕蛹蛋白与纤维直接复合制备出蛹蛋白纤维应
用于服装工业 。由四川省宜宾丝丽雅集团有限公司
(原宜宾化学纤维厂)综合利用高分子改性技术 、生
物工程 、化学等方法生产的蛹蛋白粘胶长丝备受关
注[ 23] 。陈峰等[ 24]曾以蚕蛹蛋白粘胶长丝为研究对
象 ,经针织加工生产出系列服装产品 ,在市场上大为
热销 。
2.5 生物防治
蚕蛹是虫草菌较为理想的寄主 ,用蚕蛹培育虫
草菌杀虫剂 ,应用于农 、林 、牧 、果 、草等害虫的生物
防治具有广阔前景 [ 13] 。
2.6 其他应用
在我国民间 ,蚕蛹蛋白可经过系列加工制取生
化试剂蛋白胨 ,做微生物培养原料 ,其质量可达到鱼
粉蛋白胨的要求[ 25] 。蚕蛹干酪素可代替奶酪在工
业上制备成粘胶剂 ,皮革揩光剂 、造纸的粘合剂及发
酵工业的蛋白来源 [ 26] 。
3 蚕蛹油的综合利用
蛹油是在蚕蛹制作蚕蛹粉的过程中进行分离提
炼的 ,蚕蛹油的应用同样不容忽视 。
3.1 在食品工业上
值得一提的是蛹油中还含有约 4%的磷脂 ,蚕
蛹的磷脂中含溶血卵磷脂 、神经磷脂 、磷脂酰肌醇 、
卵磷脂等 ,这些可作为添加剂应用于食品工业[ 27] 。
3.2 在医药工业上
蚕蛹油中的不饱和脂肪酸 ,是生产治疗心脑血
管和肝病等药物以及高级护肤品的主要原料 ,食用
蚕蛹油能起到较好的保健作用 ,防治肝炎 、肝硬变 ,
同时具有抗肝纤维老化作用;因此 ,具有通肝保肝的
作用 [ 28] 。蚕蛹油中的不饱和脂肪酸还能促进脑内
核酸蛋白质及单胺类神经递质的合成 ,明显提高智
力和视力 ,改善记忆 [ 28] 。
3.3 在轻工业上
蛹油经加氢在催化剂作用下氢化生成饱和脂肪
酸后 ,可食用和制作肥皂 、蜡烛等 。蛹油中加入硫
酸 ,再以氢氧化钠中和过量的硫酸 ,制得磺化油 ,可
作为纺织工业的软化剂 、媒染剂 、制革工业的润滑
王希娥等:蚕蛹的综合利用研究进展
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油 ,也是染料的重要原料和生产尼龙等的工业原料 。
特别适合于羊毛 、丝绸的精炼和染色 ,也可作为洗涤
剂 [ 14] 。另外 ,利用蛹油还可制造环氧脂肪酸丁酯 ,
可用作聚氯乙烯及其他含氯树脂的增塑剂和稳定
剂 ,还可用来制造合成纤维原料 [ 14] 。
4 蚕蛹中其他有效成分的利用
蚕蛹中除主要成分蛋白质和蚕蛹油有着广泛的
应用外 ,其他成分的应用同样也受到人们的重视 。
甲壳素占蚕蛹体重的 4%,有着特殊的用途:甲壳素
及其衍生物在保健食品 、抗肿瘤制剂 、防治骨关节
病 、外伤制剂 、药物缓释剂等医学领域具有广泛的应
用前景;在功能材料中又可以作为催化剂 、膜材料 、
酶的固定化载体;在环保方面可作为净水剂 、重金属
离子吸附剂 、絮凝剂等;在纺织 、印染 、造纸方面可以
作为织物整理剂 、印染助剂 、造纸助剂;化妆品方面
又可起到护发护肤的作用;农业应用方面可以用作
饲料添加剂 、土壤改良剂 、种子处理剂等;另外 ,甲壳
素及其衍生物除可制作保健食品外 ,还可制作食品
增稠剂 、食品添加剂 、水果保鲜剂 、果汁啤酒饮料的
澄清剂等。另外 ,甲壳素及其衍生物还可制作胶卷
增感剂;在烟草工业 ,甲壳素及其衍生物可作粘合
剂 ,还可用来制作无害香烟等[ 29] 。
蚕蛹中所含的多种生物活性物质 ,如抗菌肽 、激
素 、溶菌酶等可利用微生物转化或生物工程技术制
备生物工程产品;黄自然等研究的柞蚕抗菌肽具有
抑制人 、畜 、昆虫及植物病原细菌的作用 [ 15] 。
5 蚕蛹资源开发存在的问题与综合利用的前景
蚕蛹虽然具有如此高的药用和营养价值 ,但目
前并没有很好地被开发利用。这是由于其本身所包
含的一些限制因素 ,如蚕蛹的天然形状 、特殊气味等
不能令所有人接受 ,针对以上这些因素 ,我们认为目
前蚕蛹的开发主要存在以下几个问题:一是在工艺
上 ,我国蚕蛹的综合开发利用 ,大部分还处于实验室
阶段 ,规模化生产少 ,新工艺有待进一步探索研究 。
二是在产品质量上 ,异味和色素消除不彻底多少影
响了其在食品行业中的应用 ,而且产品的质量也不
够稳定 。三是在蚕蛹甲壳素和蚕蛹壳聚糖的提取制
备中 ,酸和碱的消耗量较大 ,如何再利用也是难题之
一 。攻克这些技术壁垒还需要更多的业内人士做出
努力 。
然而 ,蚕蛹产品瑕不掩瑜 ,近年来 ,综合加工的
蚕蛹系列食品 ,投放市场倍受欢迎 ,从上述的蚕蛹可
开发的产品来看 ,蚕蛹是一种极富开发价值和经济
价值的自然资源。若能对蚕蛹从多个层面上进行深
层次产业化开发利用 ,生产蚕蛹系列深加工产品 ,如
蚕蛹蛋白 、蚕蛹氨基酸 、蚕蛹脂肪酸 、几丁质等 ,将能
创造出很高的经济价值 。当今是一个生物技术飞速
发展的时代 ,这无疑给蚕业科技腾飞提供了一个良
好的机遇 ,蚕蛹这一营养极为丰富的新营养源 ,在这
大的背景前提下的开发应用领域 ,将不断拓展。蚕
蛹系列产品的开发和利用具有十分诱人的前景。
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