全 文 ：蚕蛹综合利用研究进展
林高堂 1,2,蒋立文 1
(1.湖南农业大学食品科技学院,湖南 长沙 410128;2.湖南省蚕桑科学研究所,湖南 长沙 410127)
摘 要:概述了蚕蛹的化学成分。综述了利用蚕蛹制备蚕蛹蛋白粉和多肽,分离家蚕抗菌蛋白和诱
导生产生物活性蛋白,生产蚕蛹氨基酸及氨基酸络合物,提取蚕蛹油与壳聚糖,开发蚕蛹蛋白纤维、
蚕蛹虫草等方面的研究进展。探讨了蚕蛹及其产品在食品、医药、化工、生物防治等领域的应用现状
及前景。
关键词:蚕蛹;综合利用;进展
中图分类号:S886.9 文献标识码:A 文章编号:0528-4069[2006]02-0001-04
ResearchAdvancementontheComprehensive
UtilizationofSilkwormPupa
LINGao-tang1,2,JIANGLi-wen1
(1.ColegeofFoodScienceandTechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China;
2.HunanSerculturalInstitute,Changsha410127,China)
Abstract:Thechemicalcompositionofsilkwormpupawasoutlined.Theresearchadvancementwere
reviewedinmakingsilkworm pupaproteinpowderandthemulti-peptides, separatingsilkworm
antimicrobialproteinandinducingproductionofbiologicalactivityprotein,producingsilkwormpupa
aminoacidandtheaminoacidcomplexcompound,distilingthesilkwormpupaoilandthechitosan,
developpingproteinfiberandcordycepsmilitarisinsilkwormpupa,etc.Theapplicationstatusandthe
prospectofsilkwormpupaanditsproductswerediscussedindomainoffoodindustry, medicine,
chemicalindustry,biologicalcontrolandsoon.
KeyWords:Silkwormpupa;Comprehensiveutilization;Advancement
我国是世界上最大的茧丝生产国和供应国,全
国每年生产蚕茧50万t左右。蚕蛹是丝绸工业的大
宗副产品,国内年均有近10万t干蚕蛹可供利用。
由于缺乏深加工技术,大量蚕蛹基本上都用作饲料
和肥料,资源利用率和附加值低。
世界人口不断增长,蛋白质短缺日益令世人关
注。随着工业化、城镇化和生态建设步伐的加快,缓
解粮食安全危机,开辟人类新食源,特别是蛋白质
来源显得尤为迫切。家蚕是最易于繁殖的经济昆
虫,蚕蛹是极具潜力的天然蛋白质资源。近年来,我
国蚕蛹综合利用研究取得了长足进展,在营养保健
食品、医药化工、生物防治等领域的应用呈现出良
好的发展态势。
1蚕蛹的化学成分
蚕蛹富含蛋白质,干蚕蛹含量达 45%～50%,且
主要为优质球蛋白。100kg鲜蛹蛋白质含量相当于
85kg瘦猪肉96kg鸡蛋或109kg鲫鱼。桑蚕蛹蛋
收稿日期:2005-11-09
作者简介:林高堂(1964-),男,湖南桃源人,高级农艺师,在读硕士,主要从事蚕种生产和蚕业资源综合利用研究。
BuletinofSericulture
第37卷 第2期 2006年5月
Vol.37No.2May,2006
蚕桑通报
1· ·
蚕桑通报 2006年 第37卷 第2期
白质含有 18种氨基酸,组成合理,比例均衡,其中
必需氨基酸含量之和超过 40%,非常符合 FAO/
WHO提出的氨基酸模式。干蚕蛹油脂含量为25%～
30%,其中游离脂肪酸占8%～10%,人体必需的油
酸、亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸占游离脂肪酸
的 70%以上。油脂中还含有约 1%的不皂化物,如
β-谷甾醇、胆固醇及菜油甾醇。干蚕蛹中含有4%左
右的多糖类物质(如粗纤维和几丁质)以及微量的抗
菌肽、溶菌酶和激素等生物活性物质[1～2]。干蚕蛹中
还含有一定数量的微量元素 ,据余斌[3]对成都 126
种食物锌、铜、铁含量测定,蚕蛹中 Fe、Zn、Cu、Mn
等微量元素含量超过牛奶、大豆、猪肝,特别是蚕蛹
蛋白富锌的发现,使蚕蛹的营养更具特色。蚕蛹各
种化学成分的含量因蚕品种和季节的不同而有所
变化。
2蚕蛹综合利用研究进展
2.1蚕蛹蛋白质、多肽的制备
以蚕蛹制备蚕蛹蛋白粉主要采用稀碱法,即将
脱脂蚕蛹粉碎,加稀碱溶液浸泡加热抽提,过滤,滤
液加盐酸调节PH值至等电点,洗涤蛋白质沉淀,加
碱中和去酸,加热、改性,喷雾干燥,得到蛋白质粉,
蛋白质含量达85%,蛋白粉收率40%以上[4]。吴建一
等[5]采用溶剂浸出整蛹脱脂除臭提取法,将脱脂蚕
蛹经减压蒸馏除出蚕蛹表皮的溶剂,用臭氧除臭、
脱色,以清水漂洗蚕蛹,磨浆,过 40目筛,滤液用
120目丝绢过滤,对蛋白浆滤液离心分离浓缩或超
滤浓缩,真空干燥(喷雾干燥),得低脂无臭蛹蛋白
粉,含蛋白质91%。周建军等[6]以鲜蚕蛹加水磨浆,
调节 PH值,过滤得粗蛋白,经石油醚浸提脱脂,得
到无异味不褐变的蛹蛋白粉,含蛋白质83.31%。以
蛋白酶水解蚕蛹制备蚕蛹多肽,得率约为36%[2]。熊
燕飞等[7]利用胰蛋白酶对桑蚕蛹蛋白粉进行水解,
酸溶性肽得率可达92.37%。蚕蛹多肽可作为食品营
养强化剂在营养强化食品中使用。
2.2分离家蚕抗菌蛋白、诱导生产生物活性蛋白
1981年,黄自然[8]等首先从中国柞蚕蛹中分离
到抗菌肽和溶菌酶。1987,张双全[9]等首先从家蚕蛹
中分离出中国家蚕抗菌肽 CM4并测定了其氨基酸
序列。当前对蚕类抗菌肽基因工程及转基因工程的
研究方兴未艾。张耀洲等[10]以优质蚕蛹和蚕卵为主
要原料,经生物高科技和环境诱导产生大量活性蛋
白质,利用超低温冷冻、真空冷冻干燥等生物工程
技术精制加工而成的以生物活性蛋白为主要成份
的药品——瑞福康胶囊,是中国也是国际上第一个
利用家蚕生物反应器生产的基因工程口服蛋白质
药物。
2.3蚕蛹氨基酸、氨基酸络合物的制备
水解蚕蛹蛋白制备氨基酸,有酸水解、酶水解、
碱水解和微生物酵解法[11～12]。酸水解法是将脱脂蚕
蛹粉以盐酸水解,水解完毕真空蒸馏回收盐酸,以
活性炭脱色,脱色后经过离子交换除杂,再浓缩干
燥,即得成品,收率为 30%～35%,产品中复合氨基
酸含量为 70.2%[2];熊愈辉等[13]以胰酶水解脱脂蚕
蛹,加入1%胰酶水解后,再煮沸除去未水解的蛋白
质和胰酶,减压浓缩滤液,以活性炭脱色,将复合氨
基酸水解液(氨基酸总收率达 71.75%)用树脂处理
经沉淀、解析后获得 7种氨基酸单体,得率 54.3%～
75.2%。蒋先明等[14]采用酶—酸两步水解蚕蛹蛋白
质,氨基酸总收率达98.5%(对蛋白质)。宋莲军等[15]
采用双酶水解蚕蛹蛋白,水解率达23.75%。贾忠明
等[16]水解蚕蛹蛋白制得复合氨基酸,与无机盐在适
当的条件下进行络合反应,制备出氨基酸锌铁络合
物。氨基酸络合物由于本身分子形式是以络合状态
存在,金属离子得到很好的保护,其应用十分广泛。
2.4蚕蛹油与壳聚糖的生产
蚕蛹油可用热压法、压榨法和浸出法提取,通
常采用脂溶性溶剂环已烷浸出法。浸出时要求蚕蛹
含水量为4%～5%,粉碎过筛,加热浸提,过滤,减压
蒸馏回收溶剂得粗蛹油,浸出残油率约为3.05%[2]。
对粗蚕蛹油进行脱酸、脱磷、脱臭、脱色、脱水等常
规处理,可得精制蚕蛹油,进一步采用冷冻结晶分
离法分离出蚕蛹油中的不饱和脂肪酸,提取率可达
47.0%。在分离蚕蛹蛋白、提取氨基酸等加工利用蚕
蛹的过程中,可产生相当蚕蛹体重 1%～3%的蛹壳,
其中含36%的甲壳素。提取甲壳素时,先将蚕蛹磨
浆、过滤、煮沸,洗涤过滤除去蛋白质,蛹皮加盐酸
浸泡,洗涤至中性,10%的碱煮回流后,洗至中性再
加盐酸浸泡:第二次加5%的碱煮回流6h,洗,干燥,
得成品。再以浓碱脱乙酰化、洗涤、过滤、干燥得蚕
蛹壳聚糖。或以浓盐酸处理结晶成D—氨基葡萄糖
盐酸盐[12,17～19]。
2.5开发蚕蛹蛋白纤维、蚕蛹虫草
以蚕蛹为原料制得蚕蛹酪素,再制成蛹蛋白纺
2· ·
林高堂,等:蚕蛹综合利用研究进展
丝液,然后与粘胶纺丝原液共混,经湿法纺丝制得
的蛹蛋白质与纤维素的复合纤维,这种蚕蛹蛋白纤
维由30%的蚕蛹蛋白与 70%的粘胶混纺而成[20],在
我国已小批量生产。人工培养蛹虫草是将蛹虫草菌
直接接种在蛹体上长出子实体。其培养经过包括野
生菌种的搜集、纯化、分离培养、菌种扩繁、接种僵
化、育草采收、干制成品。培育温度20～25℃,给予适
宜的湿度和光照,35～45d即可采收[21]。
3蚕蛹开发应用领域
3.1食品领域
蚕蛹营养丰富,可烹制色、香、味、型俱佳的美
味佳肴,是老少皆宜的“天然绿色营养食品”。山东、
四川等地开发出了系列“真空新鲜蚕蛹”、“蚕蛹罐
头”等产品。王昕[22]等研究了新鲜蚕蛹经漂烫、水解、
调配、均质等工艺,消除了蚕蛹蛋白的褐变和凝沉
现象,制成一种具有保健功能的新型蛋白饮料。近
年来,我国及日本、韩国用蚕蛹生产出了营养酱油、
食醋、营养豆腐、味精、氨基酸面条、可乐、要素膳、
面包、饼干、滋补饮料等多种流行食品,在市场上颇
受欢迎[23～24]。
3.2医药领域
蚕蛹水解蛋白注射液、氨基酸注射液及以蚕蛹
复合氨基酸为原料生产的舒乐康胶囊,可治疗各种
慢性消耗性疾病和大手术后所致营养不良、贫血、
低蛋白症。同时还具有抗癌治癌的作用[25～26]。昆虫抗
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[27]。以优质蚕蛹为原料研制
的基因工程口服蛋白质药物—瑞福康胶囊,可提高
人体免疫能力,用于治疗肿瘤病人和艾滋病人放化
疗后白细胞减少,对骨髓衰竭、白血病、骨髓移植等
均有治疗或辅助治疗的效果[10]。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
童正常氨基酸量不足,而且因为氨基酸对锌铁有较
强的螯合能力,易被人体吸收,可治疗儿童缺铁缺
锌现象[16]。人工培养蛹虫草其氨基酸、甘露醇(虫草
酸)、亚油酸、SOD酶、微量元素等含量与冬虫夏草
接近,而 3′—脱氧腺苷(虫草素)要高出 3～6倍,入
药或酿酒如“力神酒”“虫草精”等有壮阳、增强免疫
力、抗肿瘤、降血压及降血脂作用[21]。从蛹壳中提取
的甲壳素可用于制造外科手术缝线和人造皮肤,壳
聚糖是人造血浆的主要成分,D—氨基葡萄糖盐酸
盐是合成抗癌新药氯脲霉素的主要原料。以亚油酸
制成的“肝脉乐”,用于治疗肝炎、动脉硬化、高脂血
症。此外,核酸、蛹酪素、脱氧核苷酸钠、白僵蛹、维
生素 B2等医药品对肝炎、高血压、冠心病、脑血管
病、糖尿病、癫痫和癌症等有一定的疗效[1,12,18,25]。
3.2工业领域
用蚕蛹蛋白与粘胶混纺制成蚕蛹蛋白纤维[20],
这种纤维的蛋白质为动物蛋白质,具有良好的吸湿
性、悬垂性、可降解性,它完全不用石油产品作原
料,属环境友好的“绿色”纺织品。蚕蛹蛋白可制备
皮革揩光剂、粘胶剂、雷米邦A、微生物培养基;提取
蚕蛹油可分离脂肪酸、精制食用油、高级润滑油,还
也可制备肥皂、甘油、磺化蛹油、环氧蛹油、聚酰胺、
蛹油磷脂等;蛹壳可提取甲壳素与壳聚糖,这些深
加工产品已被广泛用作印染、混纺、造纸、涂料、防
腐、化妆品、食品添加剂及抗生素等多种轻化、食
品、医药和微生物发酵工业原料[1,24]。
3.4生物防治
化学农药因对环境造成污染,部分品种已被国
家明令禁止生产和使用,开发“绿色农药”开展生物
防治,以虫治虫(动物源农药)、以菌治虫(微生物农
药)保护生态环境大趋所势。2004年天津市园林绿
化研究所植物保护中心利用蚕蛹培育白蛾的天
敌—白蛾周氏啮小蜂技术获得成功,一个蚕蛹内大
约可以容纳5000到10000头周氏啮小蜂。辽宁、吉
林等省市已将用柞蚕蛹繁殖的赤眼蜂作为防治玉
米螟的有效措施之一。虫生真菌最早被用作微生物
杀虫剂,蚕蛹培养僵菌广泛易得,在我国白僵菌、绿
僵菌等微生物已被用来对付马尾松毛虫和蝗虫;我
国分布有虫草属真菌60多种,蛹虫草菌是世界广
布种,能寄生在很多鳞翅目、鞘翅目昆虫上。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[21,24,28]。
4蚕蛹的应用前景
目前,国内外十分重视昆虫资源的开发利用。日
本农林水产省自2002年以来,着力推进以家蚕为主
体的“昆虫产业”,将昆虫称为“21世纪最大的未利
用资源”,提出“以独创的昆虫制品挑战世界”[29]。全
世界已命名的昆虫有100万余种,约有 8目 63属
3· ·
373种昆虫进入了人类的食谱[23]。我国蚕业历史悠
久,家蚕品种资源丰富,饲育技术成熟,成本低廉,
科研力量雄厚。全国年产10万t干蚕蛹,可生产蛹
蛋白粉4.2t、复合氨基酸2.52万 t、蛹油3.6万 t、甲
壳素0.28万 t,可创经济价值数百亿元以上[12]。随着
蚕业科技进步及现代生物技术的飞速发展,蚕蛹资
源开发应用领域将不断拓展,尤其是产业化开发利
用广泛易得的蚕蛹蛋白作为营养剂和食品添加剂,
将成为解决我国蛋白资源不足,发展我国食品工业
的一条重要途径。同时可提高蚕业产品附加值,转
变蚕桑生产经营目的,做大做强蚕桑产业。
参 考 文 献
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