刘 国王 丽金 莉王贤玉陈贵才

(1.浙江汇能动物药品有限公司，浙江海宁 314422；2.内蒙古阿拉善盟畜牧研究所，内蒙古阿拉善盟 750306；3.杭州汇能生物技术有限公司,浙江杭州 310013)

我国是养蚕大国，蚕茧产量占世界总茧量的70%，居于世界首位。蚕蛹是家蚕生命周期中的一个发育阶段，包括桑蚕蛹和柞蚕蛹。蚕蛹作为蚕茧缫丝后的副产品，通常缫制1 t生丝可得到1.5 t蚕蛹。目前，国内平均每年可以提供近10万吨干蚕蛹。蚕蛹主要由蛋白质、脂肪、甲壳素等营养成分组成，在畜牧养殖、食品营养、医药保健和化工等领域都有着广泛的应用，是一种宝贵的资源，有着非常可观的利用价值。

1 蚕蛹的营养成分

蚕蛹主要是由蛋白质、脂肪、甲壳素等构成。据报道，干蚕蛹中约含粗蛋白60%、粗脂肪30%、甲壳素3%～4%、糖类5%以及其它多种活性物质，如抗菌肽、激素、微量元素、维生素、溶菌酶等[1]。其蛋白主要为优质球蛋白，分子量为75 000～375 000 Da之间，等电点为4.2～4.5。100 kg新鲜蚕蛹所含的蛋白质量相当于瘦猪肉85 kg、鸡蛋96 kg或鲫鱼109 kg。王彦平等[2]对蚕蛹的营养成分进行了分析并与常见营养食物进行了比较，证实其蛋白质含量与猪里脊肉蛋白质含量接近，明显比牛乳和鸡蛋等常见食物要高。虽然蚕蛹中的脂肪比例较这些常见食物略低，但其不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的70%。这些数据说明，蚕蛹是一种蛋白含量高而且不饱和脂肪酸比例较大的理想食物。

2 蚕蛹油及其利用

2.1 蚕蛹油的营养功能

蚕蛹的脂肪中含有多种人体必需的不饱和脂肪酸，如油酸、亚油酸和亚麻酸等，具有很高的营养价值。其中，油酸能使人体内的低密度胆固醇(LDL)水平明显降低，对预防动脉硬化有很好的效果；亚油酸则能在体内转化成γ-亚麻酸、DH-γ亚麻酸以及花生四烯酸，是维持生命的重要物质，人体将之合成前列腺素，可以有效地治疗血管疾病，并防止动脉血栓和动脉粥样硬化的形成；α-亚麻酸可以在体内经脱氢和碳链延长，合成维系人类脑进化的生命核心物质——二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)等，其功效在于保护视力、增长智力、延缓衰老，能够抑制血栓性疾病，预防心脏血管疾病，对于降低血脂和血压也有较好的效果，并且可以抑制癌症的发生和转移以及降低老年痴呆症的发病概率[3-4]。

2.2 蚕蛹油的提取

传统的提取蚕蛹中油脂的方法是机械压榨法和有机溶剂浸出法以及日前较为先进的超临界萃取法。

①机械压榨法。本方法类似于从大豆、鱼中榨取大豆油和鱼油的工艺。但是对于高脂、高蛋白的蚕蛹来说，因其含有较少的纤维，质地松软而不够坚硬，所以出油率较低，蛹油回收率不及一半，而且蚕蛹蛋白经过压榨工艺后已经变性，所以压榨法不够理想。

②有机溶剂法。本法是利用相似相溶原理，采用有机溶剂对蚕蛹中的油脂进行浸提。本法不会使蛋白质产生变性，并且出油率高，因而应用较为广泛。其具体方法是，适宜的条件下以有机溶剂为媒介，对蚕蛹粉进行连续萃取操作，之后过滤或离心除渣收上清液，对上清液进行减压蒸馏分离，即得到粗蛹油，并实现了溶剂的回收。粗蛹油再经水洗、除臭和脱色等精制环节，即可获得精制蚕蛹油[5]。一般的非极性有机溶剂皆可作为溶媒，如石油醚、正己烷、丙酮等以及他们的混合溶剂，其中最为常用的是正己烷和石油醚。欧阳涟等[6]优化了以正己烷为提取剂的提取条件：固液比为1：4，在30℃温度条件下浸出7 h。李志东[7]等以石油醚为萃取溶剂，在固液比为1：10、65℃浸提5 h的条件下，得到了柞蚕蛹中浸出的蛹油最大提取率。

③超临界萃取法。虽然有机溶剂萃取法已经较为成熟，但也存在着一些不足。蚕蛹油中的有机溶剂很难彻底去除，其质量也因操作流程太长而有所降低。随着新理论和新技术的发展，超临界流体萃取技术应运而生，并被迅速应用于中药、化工等多个行业的提取分离工艺。廖爱美[5]通过响应面设计法优化了超临界CO2萃取蚕蛹油的工艺，使出油率达到了30%左右，其最佳条件为：压力 3.245×107Pa、温度39.6℃、时间131.2 min、CO2流量 19.3 L/h。

3 甲壳素及其利用

3.1 甲壳素的功能和应用

甲壳素是一种广泛存在于虾壳、蟹壳等生物壳体中的多糖，被认为是人体的第六生命要素，在临床上有促进免疫、降低胆固醇、抗肿瘤等作用。经提取蛹油和蛋白质的蚕蛹皮渣中，甲壳素的含量高达36%。蚕蛹甲壳素和衍生产物在食品、保健、医药等研究中被广泛使用，甲壳素盐酸水解产物D-氨基葡萄糖盐酸盐是氯脉霉素（一种抗癌药）的合成前体，也可以作为食品甜味剂，并有一定的抗氧化作用。

3.2 蚕蛹甲壳素的生产

从蚕蛹中提取脂类和蛋白质后的不溶性蛹壳等残渣，可用酸碱进行处理，后经漂洗、过氧化氢脱色、干燥等步骤即可得到甲壳素。甲壳素可进一步制备成其衍生物：经浓热碱处理并精制后可获得壳聚糖，经浓盐酸处理精制后可得到D-氨基葡萄糖盐酸盐[1]。

4 蛋白资源的利用

4.1 蚕蛹蛋白质的营养

蚕蛹的蛋白质含有18种氨基酸，是一种完全蛋白。必需氨基酸是人体中不能通过自身合成，必需从食物中获取的氨基酸。WHO/FAO所给出的理想蛋白的参考模式是，必需氨基酸占总氨基酸的40%，必需氨基酸与非必需氨基酸的比例为6：10。而蚕蛹蛋白中的必需氨基酸含量较高，占总氨基酸的42%左右，与非必需氨基酸的比例约为7：10，这和上述推荐蛋白数据基本吻合[8]。

4.2 蚕蛹蛋白质的制备

4.2.1 蚕蛹蛋白质的提取

蚕蛹中的蛋白质主要是球蛋白，等电点为4.2～4.5，因此，其溶解性质为在碱性环境中溶解，在酸性条件下沉淀析出。充分利用蚕蛹蛋白质的这一特性，可实现其蛋白提取。蚕蛹蛋白提取方法总结起来可分为直接酸析法和碱溶酸析法两种。

①直接酸析法。将新鲜的湿蚕蛹清洗干净，用匀浆机匀浆，过滤除去蚕蛹的皮壳等不溶解的物质，得到蛋白浆。将蛋白浆加热至90℃，用盐酸溶液酸化，使其pH值下降到4.5，静置使蛋白质充分析出，过滤或离心去上清液，60℃烘干即得蚕蛹粗蛋白，再经过脱脂精制可得精蛋白。

②碱溶酸析法。本方法的处理对象是干燥的蚕蛹，经粉碎、脱脂得到脱脂蛹粉。将脱脂蛹粉浸于碱溶液中（一般为1%NaOH溶液），使蛋白溶解，除去不溶物后得蛋白液，用盐酸将pH值调至4.5左右，充分静置后离心，收集沉淀进行干燥后得蚕蛹蛋白。本方法在制备蛋白质的同时，可回收蛹壳皮中的甲壳素。

4.2.2 蚕蛹蛋白质的精制

4.2.2.1 脱色

蚕蛹呈色的原因有很多，一般认为是其食物中色素的残留富集、组织中的色素缩聚反应等因素引起的。目前应用较多的蚕蛹蛋白脱色方法有吸附剂吸附法、氧化剂氧化法、蛋白质修饰法等。李建科等[9]以活性炭为吸附剂，得到的脱色工艺为：吸附剂比例5%，温度控制在50℃，pH值8～9，脱色0.5 h。

4.2.2.2 除臭

蚕蛹有特殊的蛹臭味，制得的蛋白质也有较大气味的残存，这在很大程度上制约了它的应用。一般认为，蚕蛹腺体的分泌物和蚕蛹贮藏、加工过程中产生的低级脂肪酸以及胺类物质是其主要的臭味源。常用的除臭法有氧化法、微生物法、蒸馏法等。宋燕青等[10]对蒸馏除臭法进行了优化，得到的最佳工艺条件为：乙酸1 mol/100 g，80℃温度下加热20 min，用水蒸汽蒸馏20 min，在该条件下制得的脱脂、脱臭蚕蛹粉获得了良好的感官效果。

4.3 蚕蛹蛋白深度产品的开发

基于蚕蛹蛋白的优良特性，对其进一步的开发利用有着广阔的发展前景。蚕蛹蛋白质分子结构复杂，蛋白质分子量很大，从而使得蚕蛹蛋白质消化率和生物效价受到影响。而采用生物技术和食品加工技术将蚕蛹酶解产生蚕蛹多肽或者氨基酸，可以克服蚕蛹蛋白质在营养学上的弱点，使蚕蛹蛋白获得最佳的营养方式。

生物活性肽是由蛋白质水解产生含有数个到数十个氨基酸组成具有特殊生理功能多肽类物质，为人体生长、发育、代谢提供所需营养。通过一定的手段，可以将蚕蛹蛋白质分解成大小不同片段，则可得到有着良好生理活性的多肽。蚕蛹肽有着抗氧化、降血压、抗肿瘤和增强免疫等功效。最近，罗富英等[11]报道称蚕蛹肽可用于猪肉的防腐，以0.05%浓度的蚕蛹肽防腐液处理鲜猪肉，对乳酸菌、微球菌、葡萄球菌抑菌效果分别高达89.0%、94.3%、98.8%。

酸水解法、碱水解法和蛋白酶水解法是较为常用的水解蛋白质的方法。但强酸碱的水解过程对生产设备的耐腐蚀性能要求较高，使生产投资成本增加，并且会不可避免地破坏部分氨基酸的构型，降低了其生理活性。酶水解时反应条件温和，容易控制水解程度，可以获得有活性的水解产物。我国的蛋白酶工业已相当成熟，这也为酶解制备蚕蛹肽产品提供了工业基础。

林高堂[12]用碱性蛋白酶与中性蛋白酶混合酶解蚕蛹蛋白，得到工艺条件为：两种酶按2：1比例同时加入，水解时间6 h、酶解温度60℃、底物浓度4%、加酶量1.6 g/100 g干基，pH值7.5。

赵鹏[13]研究得到的最佳酶解条件为：温度50℃，pH值7.0，底物浓度1.0%，中性蛋白酶添加量6 000 U/g，动物蛋白酶添加量1 500 U/g，酶解3 h。该条件下酸溶蛋白得率为55%，水解度为27%，小肽分子量分布于336 Da～638 Da之间。可见，该法的水解产物主要为2～5个氨基酸构成的寡肽，根据最近的报道，该区段的小肽可被小肠直接吸收，并有多种生理活性。

5 问题与展望

蚕蛹富含蛋白质、不饱和脂肪酸以及其他多种生物活性物质，具有很高的营养价值和药用功效。对于蚕蛹资源的综合利用，国内学者已从多方面展开研究，对蚕蛹蛋白的脱脂、脱色及除臭等已取得较多成果，但是，这些成果大都停留在实验阶段，尚未能进行工业化生产。蚕蛹肽产品开发的研究在分离纯化技术、功能理论深度和生产成本控制上还不够理想。

以缫丝工业的副产物蚕蛹为原料，开发生产活性肽功能产品，是蚕蛹资源综合利用的主要方向。随着现代新技术、新方法的发展和应用，对蚕蛹综合利用的研究必将进一步深入，若能有效整合现有的科研成果并进行工业转化，蚕蛹资源必将在畜牧养殖、食品营养、医药保健和化工材料等领域发挥巨大的作用。

[1]熊燕飞,陈怀新.蚕蛹的综合利用[J].天然产物研究与开发,1999,11(1):82-85.

[2]王彦平,刘洁,吴予明,等.蚕蛹的营养成分分析[J].郑州大学学报(医学版),2009,44(3):638-641.

[3]Pereira N R,Ferrarese-Filho O,Matsushita M,et al.Proximate composition and fatty acid profile of Bombyx mori L.chrysalis toast[J].Journal of Food Composition and Analysis,2003,24(2):18-19.

[4]Rao P U.Chemical Composition and Nutritional Evaluation of Spent Silk Worm Pupae[J].J.Agric.Food Chem.,1994,42:2201-2203.

[5]廖爱美.蚕蛹油的提取工艺优化、组分分析及其功能评价[D].合肥工业大学,2009.

[6]欧阳涟,赖晓玲,刘娟娟,等.有机溶剂提取蚕蛹油的方法研究[J].南昌大学学报(工科版),2002,24(3):94-96.

[7]李志东,张洪林,王战勇,等.柞蚕蛹油的提取研究[J].氨基酸和生物资源,2006,28(1):80-82.

[8]张燕,陈业高.蚕蛹氨基酸成分及营养价值[J].云南化工,2002,12(6):22-25.

[9]李建科,陈婷.蚕蛹蛋白提取工艺优化[J].陕西师范大学学报,2009,37(2):86-90.

[10]宋燕青,邓树海,隋志义,等.蚕蛹药用成分及其提取工艺研究概况[J].中国生化药物杂志,2006,27(5):306-309.

[11]罗富英,宁学林,吴桂枝,等.天然蚕蛹抗菌肽对鲜猪肉的防腐抑菌效果研究[J].食品工业科技,2010,31(3):117-118.

[12]林高堂.蛋白酶水解蚕蛹蛋白的技术研究[D].湖南农业大学,2006.

[13]赵鹏.蚕蛹肽的制备及其性质的研究[D].大连轻工业学院,2005.