蚕沙的开发利用研究进展

1蚕沙的化学成分

蚕沙是一种含有丰富粗蛋白和碳水化合物的多组分物质。蚕沙干品中含粗蛋白15.4%,粗脂肪 3.88%,无氮浸出物36.2%,粗纤维19.6%,钙0.58%,磷0.82%,还含铜、铁、锌等微量元素,并含少量生物碱,类肾上腺皮质激素,V A,V B, V C,V D,V E,烟酸等,还含有一种未知促生长因子[2]。从某种意义上讲,蚕沙营养价值较苜蓿(干粉)、米糠、麦麸为高[3]。在蚕沙中有机物的含量幼蚕粪多于壮蚕粪,灰分含量幼蚕粪少于壮蚕粪,氮素含量幼蚕粪多于壮蚕粪,碳素含量幼蚕粪少于壮蚕粪[4]。

2蚕沙的开发利用2.1蚕沙用于畜禽精饲料

蚕沙是一种含营养较丰富的畜禽饲料,将蚕沙粉碎作为配合饲料的主要成分,可直接用于饲养牛、马、羊、猪、兔、鸡等,也可作为鱼类的精饲料[5,6]。将蚕沙按2%配入鸡饲料喂鸡,可比对照组产蛋率提高5%～8%。蚕沙中含叶绿素,用其喂鸡可使鸡的皮肤和肌肉色泽加深,使蛋黄变成深红色,提高鸡产品的商品率。用蚕沙作鱼饲料,一般每10k g蚕沙可生产1k g鱼,并可作为清凉解毒药,可防止部分鱼病发生。蚕沙喂猪实验结果显示,蚕沙的营养价值与麸皮相当,添加5%左右的蚕沙代替麸皮喂猪能获得较高的经济效益,但蚕沙在生长猪日粮中的应用以5%左右比例适宜,不宜超过10%[7,8]。蚕沙喂猪可降低饲料成本,提高经济效益[9]。

2.2蚕沙作肥料

蚕沙中含有丰富的糖分,蛋白质及矿物质,是营养成分完全的有机肥,容易腐熟,易被农作物吸收利用,既可作基肥,又可制成蚕粪液作根外追肥。每100k g风干蚕沙含纯氮 1.28k g,有效磷0.48k g,有效钾0.21k g,其肥效相当于14k g硫酸铵,6k g过磷酸钙,5k g硫酸钾[10]。蚕沙作肥料,其肥效仅次于豆饼,但比其他类型肥料要高。蚕沙中还含有一定数量的植物生长激素吲哚乙酸类似物等,施于农作物能起到显著的增产

蚕沙的开发利用研究进展

杨海霞朱祥瑞房

(浙江大学动物科学学院蚕蜂系,杭州310029)(山东省滨州丝绸公司,滨州256800)

摘要蚕沙中含有多种有用的化学成分,且其用途广泛。本文概述了蚕沙主要化学成分,开发利用现状,应用前景及存在问题。

关键词蚕沙化学成分开发利用

蚕桑通报Bulletin of S ericulture33(3)9～12・10・

作用。蚕沙经畜禽过腹后或经人工提取某种成分后的产物,也可作为农田有机优质肥料。据测定,100k g过腹后的蚕沙相当于15.5k g尿素的含氮量。

2.3蚕沙作人、畜药品

蚕沙富含V A,V B,V C,V D,V E,烟酸等,可预防畜禽有关维生素缺乏症和治疗眼疾、贫血、白肌病等。蚕沙风干后可直接作为中草药配剂,主要功能是清热解毒,驱风除湿,能治伤寒,感冒,惊疯,癫痫等症。稚蚕期的蚕粪去杂晒干,配以白芷,香药等中药材作为枕芯材料,制成的保健药枕能治疗头痛目眩,起清心明目作用[11]。蚕沙中所含的生物碱对大肠杆菌,葡萄菌等细菌有不同程度的抑杀作用,因此,它对肠道疾病有一定疗效。

2.4从蚕沙中提取化工原料

20世纪60年代初以来,蚕沙综合利用研究逐步深入,有些产品已进入工业生产。以蚕沙为原料提取的叶绿素、叶黄素、类胡萝卜素、植物醇、叶蛋白、果胶等,可广泛用于食品、饮料、化妆品、医药等领域,具有很大的市场潜力。

2.4.1提取叶绿素

叶绿素是重要的天然绿色素,它的结构和血红素极相似,易于被人体吸收,有赋活细胞的作用,在医药、食品和日化工业中有广泛用途。医药工业上用于治疗烫伤,慢性溃疡,对皮肤组织有再生作用,能抑制葡萄球菌和链球菌生长,对齿龈炎、口臭、中耳炎等有一定疗效。以叶绿素为原料研制治疗缺铁性贫血的叶绿素铁钠盐,提高白血球水平的叶绿素钴钠盐,增强智力和记忆力的叶绿素锌钠盐具有重要价值,由叶绿素制得的叶绿素铜钠盐更是生产治疗肝炎、胃病及十二脂肠溃疡药物的重要原料[12,13]。叶绿素铜钠盐还是“肝宝”胶囊剂,“胃肝绿”片,“升血宝”,“胃康U”等药物的重要有效成分。食品工业上用作糖果、糕点、冷饮料等食品添加剂。日化工业中用作制造香皂、香水、护肤霜、香波及牙膏等产品。

桑叶中含有丰富的叶绿素,经蚕儿摄食后排出的蚕沙(干物)中叶绿素含量仍达0.8%～1.0%。蚕沙叶绿素产品目前主要有糊状叶绿素、铜代叶绿素和叶绿素铜钠盐。干蚕沙软化后,用丙酮等有机溶剂萃取,得叶绿素提取液,回收丙酮溶剂,获得糊状叶绿素,并研究了糊状叶绿素生产工艺与产品质量的关系[14～16]。李景琳等研究了叶绿素铜钠盐生产工艺与产品质量的关系,认为:出口的叶绿素铜钠盐首先选择合格的原料,放在避光、通风、干燥处保存,最好在6个月内将蚕沙处理提取完毕;浸提前应将蚕沙进行软化,在投料前使蚕沙含水量控制在40%左右,浸提溶剂采用82%～87%的丙酮为佳,温度为43℃～46℃时提取率最高,浓缩时丙酮浓度在30%～40%,掌握分离技术。糊状叶绿素及叶绿素铜钠盐的生产工艺已趋势成熟,原料、能源的消耗保持低水平,产品质量也达到国际标准,在国际市场上具有较强的竞争力。蚕沙中叶绿素a的含量占叶绿素总含量的75%以上,叶绿素a本身对光、热等理化因素极不稳定,但其降解产物却相对稳定。姚建忠等以蚕沙粗品叶绿素为原料,经酸降解反应得到叶绿素a的稳定降解产物脱镁叶绿酸a和焦脱镁叶绿酸a,初步阐明了脱镁叶绿酸a进一步碱降解为二氢卟吩e6、二氢卟吩e4、紫红素-18及二氢卟吩p6的化学过程,并提供了它们的规模制备工艺,为蚕沙的综合利用及发展叶绿素稳定降解产物及其衍生物的药物化学研究提供了可行依据[17]。

广东是开展蚕沙综合利用最早的省份,杨宗万(1958年),黄自然(1960年)等发表了一系列蚕沙提取叶绿素及叶绿素铜钠盐的报告,为我国蚕沙综合利用打下了基础。1972

蚕桑通报第33卷第3期・11・

年,广东五金矿产进出口公司组织蚕沙出口的同时,积极支持蚕沙生产糊状叶绿素的研制和出口,并兴建工厂,向产业化迈出了成功的一步[18]。1978年,山东省青州蚕种场开始对蚕沙进行综合利用研究,并从蚕沙中提炼出第一个产品-糊状叶绿素,后接连提炼出叶绿素铜钠盐、油溶性叶绿素、膏状叶绿素等系列产品,但未形成规模,产品除在国内销售外,大部分依靠外贸部门出口,企业停留在较低水平上。为尽快形成规模效益,该场投资180万元,于1992年10月建成年产能力为250吨的糊状叶绿素车间,使产量比以前提高了两倍,基本上满足了国内外需求。1993年,该场与华鲁丝绸有限公司合资成立了“山东广通叶绿素有限公司”。1996年,建成2800m2的铜钠盐车间,叶绿素铜钠盐产量从1982年该场建成全国第一座铜钠盐车间时的1t提高到30t,产品产量占全球总生产量的60%,成为全世界最大的铜钠盐生产车间[19]。

2.4.2提取叶蛋白

桑叶中含有丰富的蛋白质,其中叶肉蛋白占11.%(干物中),叶绿体蛋白占12.31%(干物中)。桑叶经家蚕蚕食后,消化吸收的主要为叶肉蛋白,而叶绿体蛋白被消化吸收极少,所以蚕沙中仍含丰富的蛋白质,主要为叶绿体蛋白。蚕沙中的粗蛋白在提取叶绿素过程中并未被破坏,因此提取叶绿素后的脱绿蚕沙是提取叶蛋白的良好原料。徐要学报道了从蚕沙中提取叶蛋白的方法,并通过实验提出了提取叶蛋白的最佳条件,其叶蛋白得率为9.86%[20]。谭世语等也分析了从抽提叶绿素后的蚕沙中提取叶蛋白的工艺条件,叶蛋白得率为10.09%,蛋白质含量为76.68%[21]。叶蛋白是动物的主要营养源,据分析,仅桑叶蛋白质中就含有20余种氨基酸,它可代替鱼粉、蚕蛹、大豆等用作牲畜的精饲料,以解决饲料蛋白的不

足;叶蛋白进一步加工可作胶粘剂;叶蛋白还可用于食品工业上,用于生产蛋糕、蛋白肉、植物肉罐头等食品。

2.4.3提取类胡萝卜素

桑叶中含有丰富的胡萝卜素,家蚕摄食桑叶后仍有1/4～1/3的胡萝卜素不能被消化,随排泄物排出体外,蚕沙中约含0.15%的类胡萝卜素。纪平雄等将蚕沙中类胡萝卜素用石油醚-乙醇混合溶剂提取,经活性氧化铝柱层析,首次获得了β-胡萝卜素结晶,所得β-胡萝卜素的纯度达99.8%[22]。β-胡萝卜素是天然黄色素,是人类由饮食中摄取V A的重要来源。它是一种具有生理活性的物质,具有提高人体免疫力、延缓衰老、增强体质的作用,其抗氧化、防止心血管疾病和癌症的功能已为国际所公认,因此,β-胡萝卜素可作为许多功能性食品的理想添加剂,被广泛地应用于饮料、人造奶油、糕点、糖果和蛋黄酱等的生产[23]。

2.4.4提取果胶

果胶是一种天然的多糖高分子化合物,其结构单元是半乳糖醛酸及其甲酯,它的主要成分是多缩半乳糖醛酸及其甲酯。果胶是一种植物胶,属于半乳糖酸类的多糖,是一类低甲氧型速凝果胶,广泛存在于高等植物茎、叶、根、果实的细胞膜中,是构成细胞膜的主要成分。果胶的提取方法有两种:乙醇沉淀法和盐析法[24]。华南农业大学和有关单位协作,从蚕沙中成功提取了果胶,其生产方法获国家专利。果胶具有良好的胶凝化和乳化作用,在食品工业,医药工业和日用化工上有着广泛的用途,如用作果酱、奶糖凝冻剂,饼干挂面粘剂,果汁饮料增稠剂,化妆品着色剂等。果胶还具有抑菌,降低血液中胆固醇,促进铅等从血液中排出的功能,可作为一种制药原料。

2.4.5提取其他成分

蚕沙中还可以提取植物醇、黄酮类化合

杨海霞等:蚕沙的开发利用研究进展

・12・

R esearch P ro g ress on Ex p loitin g and U tilizin g of Silkw orm Feces Y an g Haixia Zhu Xian g rui

(De p artment o f Sericultur e and A p icultur e ,Colle g e o f Animal Science ,Zhe j ian g Univer sit y ,Han g zhou 310029,China )Fan g Zemin (Binzhou Silkworm Com p an y ,Binzhou ,256800m ,China )

Abstract T here are m an y chem ical in g redients in silkw orm feces and the y have a w ide use.T he m ain chem ical in g redi 2ents ,utilizin g p ros p erit y and ex itin g p roblems of silkw orm feces are p resented in this p a p er.K e y w ords

S ilkw orm feces

Chem ical in g redients

Ex p loitin g and utilizin g

123456710

1112

13

1415

1617181920

212223

2425

物[25]、糠醛、苹果酸酶、J -组氨酸及分离抗菌物质原儿茶酸和P -羧基苯酸等。

3蚕沙应用展望及存在问题

蚕沙是一种具有广阔开发利用前景的农

副产物。蚕沙资源丰富,成本较低,产品多样,市场广阔,开发蚕沙资源具有可观的经济效益和社会效益。但是,蚕沙开发利用中还存在一些问题需要进一步研究和解决:(1)建立完善的从蚕沙中提取各种有效成分的生产工艺流程,筛选及优化组合各主要环节的最佳工艺参数;(2)为使蚕沙中提取的有用物质得到更充分的利用,需深入研究使提取物质稳定化的技术条件;(3)进一步扩大产品的应用领域。

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