靳春平,鄧連霞,楊明英,朱良均
(浙江大學應用生物資源研究所,浙江杭州 310058)
蠶蛹在現代醫藥和食品方面的應用
靳春平,鄧連霞,楊明英,朱良均
(浙江大學應用生物資源研究所,浙江杭州 310058)
本文簡要介紹了近幾年來蠶蛹在醫藥和食品方面的研究成果,內容包括蠶蛹多糖及提取物、蠶蛹蛋白、蠶蛹油、蠶蛹吸附材料、蠶蛹生物反應器和蠶蛹培養基,以及蠶蛹粉在食品方面的直接利用和作為添加原料利用等方面的概況。蠶蛹在醫藥和食品等方面的利用不僅可以創造巨大的經濟價值,還可以為蠶桑資源的高效利用提供新途徑。
蠶蛹;醫藥;食品
蠶蛹(Silkworm pupa),又名小蜂、蝶元、蠶女,為蠶蛾科家蠶(Bombyxmori L)的蛹,是繅絲產業的主要副產品。我國的蠶蛹資源非常豐富,其產量約占世界總產量的80%,年產干蠶蛹量可高達10×104~20× 104t[1~3]。本文綜述近年來有關綜合開發利用蠶蛹的報道[4~6]。
在眾多的古代本草學著作中,蠶蛹最出現在《日華子本草》,稱其能“治風及勞瘦”。《本草綱目》記載稱蠶蛹“為未飲服,治小兒疳瘦,長肌,退熱,除蛔蟲;煎汁飲,止消渴”。《醫林纂要》、《隨息居飲食譜》、《本草害利》等本草學著作中都有記載把蠶蛹做藥用,現代的本草學著作如《中藥大辭典》、《中藥志》、《中華藥海》、《中藥辭海》等也都將蠶蛹作為中藥進行收錄。蠶蛹作為補益藥物,用來治療疳積、消渴、消瘦等營養不良病癥[7]。
蠶蛹供食用的記載始于戰國的《荀子》,《太平御覽》也有食用柞蠶蛹的記載。《隨息居飲食譜》稱蠶蛹“曬焙極燥,可以久藏“。如今民間多以清水煮或油炸食用,味感鮮美,類似花生仁味道。
蠶蛹富含蛋白質,還含有大量人體所不能合成的必需氨基酸[8],并含有豐富的脂肪酸、幾丁質等成分,所以蠶蛹蛋白的開發一直以來就備受關注,在食品、醫藥、化工等行業有著廣泛的應用前景。
2.1 醫藥
蠶蛹多肽的營養價值和生物保健功能逐漸被人們了解,杭菌肽可以很好地殺滅耐藥致病菌,并可以選擇性的抑制某些腫瘤細胞的生長,它有望成為抗菌素、抗病毒素、抗癌藥物的新來源[9]。近幾年蠶蛹在醫藥方面的研究熱點主要包括蠶蛹多糖、蠶蛹蛋白、蠶蛹油、蠶蛹吸附材料、蠶蛹生物反應器等方面[10]。
2.1.1 蠶蛹多糖及提取物
孫龍等[11]提取蠶蛹多糖的堿液并研究了其活性免疫性,結果表明蠶蛹堿提粗多糖可使小鼠的非特異性免疫、細胞免疫和體液免疫功能增強。朱奎奎等人[12]研究了蠶蛹提取物對糖尿病(SD)大鼠血糖和血脂的影響,得出結論認為蠶蛹提取物能有效降低糖尿病大鼠的血糖和血脂水平,并在降血糖方面存有一定的劑量依賴性。Alexandre[13]研究了從蠶蛹中提取的殼聚糖和甲殼素特性,結果表明雖然從蠶蛹中提取的甲殼素和殼聚糖的純度較高,但其產量和甲殼類動物外殼相比較少。用甲殼素制備殼聚糖的脫乙酰度達到85%。
2.1.2 蠶蛹蛋白
蠶蛹蛋白指從蠶蛹中分離家蠶抗菌蛋白、誘導生產生物活性蛋白。1981年,黃自然等[14]首次從中國柞蠶蛹中分離得到抗菌肽和溶菌酶。1987年,張雙全等[15]首次從家蠶蛹中分離得到中國家蠶抗菌肽CM4并測定了其氨基酸序列。張耀州等[16]以優質蠶蛹和蠶卵為主要原料,經生物高科技和環境誘導后產生大量活性蛋白質,而后再利用超低溫冷凍、真空冷凍干燥等生物工程技術精制加工成生物活性蛋白為主要成分的藥品—瑞福康膠囊,是中國也是國際上第一個利用家蠶生物反應器生產的基因工程口服蛋白質藥物。
楊安樹等[17]研究發現利用復合酶水解蠶蛹蛋白制備的小分子多肽,可增強小鼠網狀內皮系統吞噬功能,可增強其非特異性免疫。徐家玉等[18]研究蠶蛹蛋白的緩解運動性疲勞作用,發現蠶蛹蛋白能延長小鼠負重游泳時間,而在游泳后血乳酸的清除會加快,機體糖原儲備量亦會增加,小鼠紅細胞數目和血紅蛋白含量提高,耐缺氧能力也提高,此外,蠶蛹還具有生肌作用。該試驗提示蠶蛹蛋白具有緩解運動性疲勞的作用,可作為運動營養補充劑的原料。
2.1.3 蠶蛹油
吳娛明等[19]研究了利用超臨界CO2萃取蠶蛹油對四氧嘧啶誘導的糖尿病模型小鼠的降血糖作用,并探討了其作用機制。何自立等[20]研究了蠶蛹油對高脂大鼠模型的非酒精性脂肪肝形成的影響,結論認為蠶蛹油能降低大鼠肝重系數以及肝臟中TG、TC、MDA的含量,通過調節脂質代謝,降低脂質在肝內的沉積。蠶蛹油還可以清除機體自由基,增強抗氧化能力,對大鼠非酒精性脂肪肝有一定的防治作用,具有劑量依賴性。
2.1.4 蠶蛹吸附材料
蠶蛹可以作為去除廢水中重金屬的新型吸附材料。Alexandre T Paulino等[21]研究了利用蠶蛹吸附去除廢水中的重金屬,其內容主要是測定蠶蛹對Pb2+,Ni2+和Cu2+的最大吸收量。Alexandre等[22]為了去除廢水中的Pb2+和Ni2+,研究并比較了從蠶蛹中提取的甲殼素(CT)和殼聚糖(CS)的吸附能力。結果表明75%脫乙酰度的CS對Pb2+的吸附能力較好,但對Ni2+的吸附能力較差。
2.1.5 蠶蛹生物反應器和蠶蛹培養基
目前,已有多種重組蛋白在家蠶細胞或家蠶幼蟲體內成功表達的報道,而蠶蛹作為生物反應器更適合于表達外源蛋白,如在適宜的溫度下,可以用給蠶蛹接種重組桿狀病毒的方法表達目的蛋白[23~24]。
從文獻資料上看,中國和國外的研究存在著明顯的方向差異,國內以應用型為主,國外以日本和印度為主的研究主要是利用生物技術進行的基礎性研究[25]。
2.2 食品
蠶蛹的營養價值非常高,蛋白質重量占干蛹重量的45~50%,且主要為優質球蛋白。100 kg鮮蛹中的蛋白質含量相當于85 kg瘦豬肉、96 kg雞蛋或109 kg鯽魚[26]。蠶蛹蛋白質含有18種氨基酸,其中含有的必需氨基酸含量之和超過40%,符合FAO/ WHO提出的氨基酸模式,其中8種人體必需氨基酸含量都高于大豆,是一種優質的昆蟲蛋白源[27]。干蠶蛹油脂含量為25~30%,其中游離脂肪酸占8~10%,人體必需的油酸、亞油酸和亞麻酸等不飽和脂肪酸占游離脂肪酸的70%以上。油脂中還含有約1%的不皂化物,如β-谷甾醇、膽固醇及菜油甾醇[28]。干蠶蛹含有4%左右的多糖類物質(如粗纖維和幾丁質)以及微量的抗菌肽、溶菌酶和激素等生物活性物質[29~30]。另外干蠶蛹中還含有一定數量的微量元素。余斌[31]對成都126種食物的Fe、Zn、Cu含量測定。發現蠶蛹中Fe、Zn、Cu、Mn等微量元素含量超過牛奶、大豆、豬肝,特別是蠶蛹蛋白富Zn[32~33]的發現,使蠶蛹的營養更具特色。
蠶蛹對人體無毒副作用,國家衛生部已正式認定其為“既是食品又是藥品”。以蠶蛹為原料制造的食品具有調節生理、維護健康的作用,越來越受到人們的歡迎。目前,利用蠶蛹研制的食品主要由以下兩種形式。
2.2.1 全蠶蛹
如真空新鮮蠶蛹、蠶蛹營養酒、純蠶蛹粉等。蠶蛹養生食譜[34]詳細介紹了五香蠶蛹、干煸蠶蛹、韭菜炒蠶蛹、蝦仁蛹漿炒雞蛋羹、清鹵蠶蛹等做法。將蠶蛹烘干粉碎制成蠶蛹蛋白粉,按一定比例加入到各種不同配方中,可生產出不同的糕點、餅干等,例如蠶寶椒鹽餅、蠶蛹蛋白餅干等,還可將蠶蛹制成蠶蛹醬,作為各種糕點的餡料,如蛹蛋白月餅、蛹蛋白掛面等。若將蠶蛹蛋白粉按1∶2的比例與酥糖餡混合,然后經過熬糖、冷卻、包餡、成型等工序即可生產具有別樣特色的蠶寶酥糖[7]。
2.2.2 蠶蛹粉
利用新鮮蠶蛹生產成營養醬油、食醋、味精、營養豆腐、氨基酸面條、可樂、面包、蠶蛹糕、蠶蛹腸、蠶蛹罐頭、蠶蛹酥、蠶蛹威化餅干、蠶寶酥糖、蠶蛹酸奶等滋補飲料或休閑食品等,目前市場上已有此類產品在售。另外,蠶蛹氨基酸可直接開發成各種類型的營養性保健產品,如蠶蛹復合氨基酸營養液、膠囊、粉劑、飲品等。還可對蠶蛹氨基酸深加工制成各種單一的氨基酸產品,開發各類氨基酸醫藥產品(如氨基酸輸液、補液等)和保健營養品、氨基酸添加劑和各類氨基酸試劑。
隨著21世紀對昆蟲新資源開發熱潮的掀起,作為一種營養成分和活性成分豐富的昆蟲資源,蠶蛹具有巨大的開發利用空間。蠶蛹的綜合開發經歷了以下幾個階段:最初全蠶蛹的直接利用、蠶蛹功能活性成分的分離、提取與利用以及生物工程及基因工程技術研究利用[35]。經過國內外大量研究者的不懈努力,蠶蛹在食品、藥品、生物工程等方面的潛在價值得到了挖掘,大量先進的加工工藝、生物技術逐漸被人們所掌握,比較先進的科技型蠶蛹產品也被人們廣泛接受,這不僅極大提高了蠶蛹的經濟價值。還為蠶桑資源的高效利用提供新途徑。
[1]毛明燦,俞建民,馬蘭君.蠶蛹的開發利用[J].農村經濟與科技,2000,11(11):46.
[2]施自倫,李朝品,劉群紅.蠶蛹蛋白的現代研究概況[J].安徽農業科學,2009,37(7):3051~3052,3088.
[3]林高堂,蔣立文.蠶蛹綜合利用研究進展[J].蠶蛹通報. 2006,37(2):1~4.
[4]鄭志挺.不同產地蠶蛹的營養成分研究[J].中國醫藥指南,2011,9(30):226~227.
[5]張燕,陳業高,海麗娜,等.蠶蛹氨基酸成分及其營養價值[J].云南化工,2002,29(6):22~23.
[6]夏未銘.我國蠶蛹綜合開發現狀與前景[J].中國蠶業,2003,24(1):12~15.
[7]陳清愛.蠶蛹功能及其應用[J].蠶桑通報,2010,41(2):42~43.
[8]Maiti R K,Ocejio A P,Mastreta P.Note on edible insects as protein source in underdeveloped countries[J].Pro?ceeding of the Zoological Society(Calcutta),2001,54(2):43~46.
[9]董占鵬.蠶類抗菌肽及其研究進展[J].蠶學通報,2003,23(3):14~20.
[10]鄧連霞,沈新琦,朱良均,等.蠶蛹應用研究新進展[J].蠶桑通報,2010,41(3):10~13.
[11]孫龍,馮穎,何釗,等.蠶蛹多糖的堿液提取及免疫活性初步研究[J].林業科學研究,2007,20(6):782~786.
[12]朱奎奎,陳偉平,何自立.蠶蛹提取物對糖尿病大鼠血糖和血脂水平的影響[J].浙江預防醫學,2008,20(8):9~12.
[13]Alexandre T.Paulino,Julliana I.Simionato,Juliana C. Garcia,et al.,Characterization of chitosan and chitin pro?ducedfrom silkworm crysalides[J].Carbohydrate Poly?mers,2006,64:98~103.
[14]黃自然,王少頤.注射大腸桿菌誘導柞蠶血淋巴產生抗菌物質[J].華南農學院學報,1981,2(2):65~68.
[15]張雙全,屈賢銘,戚正武,等.昆蟲免疫應答及抗菌肽應用前景[J].生物化學雜志,1987,3(1):11~18.
[16]葉輝,徐有智.浙大攻克蛋白質口服藥世界性難題[A],光明日報(C),2003.9.18.
[17]楊安樹,陳紅兵,鄭功源,等.酶法水解蠶蛹蛋白制備免疫活性肽工藝的研究[J].食品工業科技,2008,1:225~227
[18]徐家玉,呂曉華.蠶蛹蛋白緩解運動性疲勞的實驗研究[J].現代預防醫學,2008,35(12):2309~2313.
[19]吳娛明,鄒宇曉,廖森泰,等.蠶蛹油的降血糖機制初探[J].蠶業科學,2007,33(4):694~697.
[20]何自立,陳偉平,單巍.蠶蛹油對大鼠非酒精性脂肪肝形成的影響[J].中國微生態學雜志,2007,19(6):483~485.
[21]Alexandre T.Paulino,Flavienne A.S.Minasse,Marcos R.Guilherme,et al.,Novel adsorbent based on silkworm chrysalides for removal of heavy metals from wastewaters[J].Journal of Colloid and Interface Science,2006,1:87~94.
[22]Alexandre T.Paulino,Marcos R.Guilherme,Adriano V. Reis,et al.,Capacity of adsorption of Pb2+and Ni2+from aqueous solutions by chitosan produced from silkworm chrysalides in different degrees of deacetylation[J].Jour?nal of Hazardous Materials,2007,147:139~147.
[23]Jian Chen,Xiang-Fu Wu,Yao-Zhou Zhang.Expression,purification and characterization of human GM-CSF us?ing silkworm pupae(Bombyx mori)as a bioreactor[J]. Journal of Biotechnology,2006,123:236~247.
[24]王金喜,孫偉力.蠶蛹培養基培養白喉棒狀桿菌的研究[J].河南大學學報(醫學版),2006,25(2):65~66.
[25]鄭戰偉,周小倩,李小平,等.蠶蛹綜合利用及其在食品加工中應用的研究進展[J].農產品加工學刊,2011,(2):102~106.
[26]夏未銘.我國蠶蛹綜合開發現狀與前景[J].中國蠶業,2003,24(1):12.
[27]孔凡真.昆蟲的開發現狀與前景[J].中國農村小康科技,2000,(10):21.
[28]林高堂,蔣立文.蠶蛹綜合利用研究進展[J].蠶桑通報,2006,37(2):1~4.
[29]黃自然,張迎新,朱祥瑞.蠶桑綜合利用[M].北京:中國農業出版社,1986.
[30]錢俊青.蠶蛹的化學成分及其利用[J].食品科學,1997,(5):42~43.
[31]余斌.成都126種食物銅鋅鐵含量測定[J].營養學報,1990,12(1):144.
[32]Jun Zhou,Ding xian Han.Proximatemino acid and miner?al composition of pupae of the silkworm Antheraea pemyi in China Department of Chemistry[J].Journal of Food Composition and Analysis,2006,(19):850~853.
[33]Decong Hua,Qiong Liua T,Hairong Cuib,et al.Effects of amino acids from selenium-rich silkworm pupas on hu?man hepatomacells[J].D Chem Life Sci,2005,(77):2098~2110.
[34]施英,鄒宇曉,劉凡,等.蠶蛹桑葉養生食譜[J].廣東蠶業,2012,46(9):26~28.
[35]王海燕,張成平,李睿,等.桑蠶蛹的綜合利用研究與應用[J].安徽農業科學,2012,40(32):15734~15736.
Applications of Silkworm Chrysalis in Modern Medicine and Food
JIN Chun-ping,DENG Lian-xia,YANG ming-ying,ZHU Liang-jun
(Institute of Applied Bioresources,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China)
The research on the application of silkworm chrysalis in modern medicine and food in recent years was brief?ly summarized in this paper.The main results including silkworm pupa polysaccharide,protein and oil,and silkworm pu?pa can also be applied in fields such as absorbent material,bioreactor and animal feed.In addition,it can be used di?rectly or be added as raw materials,etc.The maturation of processing technology in the pharmaceutical and food of silk?worm chrysalis not only can create significant economic value,but also can provide new way for efficient use of silk?worm resources.
silkworm chrysalis;medicine;food
S886.9
A
0258-4069[2014]04-004-04
現代農業產業技術體系專項(No.CARS-22)
靳春平(1988-),女,碩士研究生,從事蠶絲蛋白生物資源高分子材料研究。E-mail:jinchunping2007@163.com
朱良均,教授,博士生導師。E-mail:ljzhu@zju.edu.cn