蚕蛹在现代医药和食品方面的应用

2014-03-27 07:02靳春平邓连霞杨明英朱良均
蚕桑通报 2014年4期
关键词:蚕蛹氨基酸蛋白

靳春平,邓连霞,杨明英,朱良均

(浙江大学应用生物资源研究所,浙江杭州 310058)

蚕蛹在现代医药和食品方面的应用

靳春平,邓连霞,杨明英,朱良均

(浙江大学应用生物资源研究所,浙江杭州 310058)

本文简要介绍了近几年来蚕蛹在医药和食品方面的研究成果,内容包括蚕蛹多糖及提取物、蚕蛹蛋白、蚕蛹油、蚕蛹吸附材料、蚕蛹生物反应器和蚕蛹培养基,以及蚕蛹粉在食品方面的直接利用和作为添加原料利用等方面的概况。蚕蛹在医药和食品等方面的利用不仅可以创造巨大的经济价值,还可以为蚕桑资源的高效利用提供新途径。

蚕蛹;医药;食品

蚕蛹(Silkworm pupa),又名小蜂、蝶元、蚕女,为蚕蛾科家蚕(Bombyxmori L)的蛹,是缫丝产业的主要副产品。我国的蚕蛹资源非常丰富,其产量约占世界总产量的80%,年产干蚕蛹量可高达10×104~20× 104t[1~3]。本文综述近年来有关综合开发利用蚕蛹的报道[4~6]。

1 蚕蛹的传统应用

在众多的古代本草学著作中,蚕蛹最出现在《日华子本草》,称其能“治风及劳瘦”。《本草纲目》记载称蚕蛹“为未饮服,治小儿疳瘦,长肌,退热,除蛔虫;煎汁饮,止消渴”。《医林纂要》、《随息居饮食谱》、《本草害利》等本草学著作中都有记载把蚕蛹做药用,现代的本草学著作如《中药大辞典》、《中药志》、《中华药海》、《中药辞海》等也都将蚕蛹作为中药进行收录。蚕蛹作为补益药物,用来治疗疳积、消渴、消瘦等营养不良病症[7]。

蚕蛹供食用的记载始于战国的《荀子》,《太平御览》也有食用柞蚕蛹的记载。《随息居饮食谱》称蚕蛹“晒焙极燥,可以久藏“。如今民间多以清水煮或油炸食用,味感鲜美,类似花生仁味道。

2 蚕蛹的现代研究与应用

蚕蛹富含蛋白质,还含有大量人体所不能合成的必需氨基酸[8],并含有丰富的脂肪酸、几丁质等成分,所以蚕蛹蛋白的开发一直以来就备受关注,在食品、医药、化工等行业有着广泛的应用前景。

2.1 医药

蚕蛹多肽的营养价值和生物保健功能逐渐被人们了解,杭菌肽可以很好地杀灭耐药致病菌,并可以选择性的抑制某些肿瘤细胞的生长,它有望成为抗菌素、抗病毒素、抗癌药物的新来源[9]。近几年蚕蛹在医药方面的研究热点主要包括蚕蛹多糖、蚕蛹蛋白、蚕蛹油、蚕蛹吸附材料、蚕蛹生物反应器等方面[10]。

2.1.1 蚕蛹多糖及提取物

孙龙等[11]提取蚕蛹多糖的碱液并研究了其活性免疫性,结果表明蚕蛹碱提粗多糖可使小鼠的非特异性免疫、细胞免疫和体液免疫功能增强。朱奎奎等人[12]研究了蚕蛹提取物对糖尿病(SD)大鼠血糖和血脂的影响,得出结论认为蚕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剂量依赖性。Alexandre[13]研究了从蚕蛹中提取的壳聚糖和甲壳素特性,结果表明虽然从蚕蛹中提取的甲壳素和壳聚糖的纯度较高,但其产量和甲壳类动物外壳相比较少。用甲壳素制备壳聚糖的脱乙酰度达到85%。

2.1.2 蚕蛹蛋白

蚕蛹蛋白指从蚕蛹中分离家蚕抗菌蛋白、诱导生产生物活性蛋白。1981年,黄自然等[14]首次从中国柞蚕蛹中分离得到抗菌肽和溶菌酶。1987年,张双全等[15]首次从家蚕蛹中分离得到中国家蚕抗菌肽CM4并测定了其氨基酸序列。张耀州等[16]以优质蚕蛹和蚕卵为主要原料,经生物高科技和环境诱导后产生大量活性蛋白质,而后再利用超低温冷冻、真空冷冻干燥等生物工程技术精制加工成生物活性蛋白为主要成分的药品—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。

杨安树等[17]研究发现利用复合酶水解蚕蛹蛋白制备的小分子多肽,可增强小鼠网状内皮系统吞噬功能,可增强其非特异性免疫。徐家玉等[18]研究蚕蛹蛋白的缓解运动性疲劳作用,发现蚕蛹蛋白能延长小鼠负重游泳时间,而在游泳后血乳酸的清除会加快,机体糖原储备量亦会增加,小鼠红细胞数目和血红蛋白含量提高,耐缺氧能力也提高,此外,蚕蛹还具有生肌作用。该试验提示蚕蛹蛋白具有缓解运动性疲劳的作用,可作为运动营养补充剂的原料。

2.1.3 蚕蛹油

吴娱明等[19]研究了利用超临界CO2萃取蚕蛹油对四氧嘧啶诱导的糖尿病模型小鼠的降血糖作用,并探讨了其作用机制。何自立等[20]研究了蚕蛹油对高脂大鼠模型的非酒精性脂肪肝形成的影响,结论认为蚕蛹油能降低大鼠肝重系数以及肝脏中TG、TC、MDA的含量,通过调节脂质代谢,降低脂质在肝内的沉积。蚕蛹油还可以清除机体自由基,增强抗氧化能力,对大鼠非酒精性脂肪肝有一定的防治作用,具有剂量依赖性。

2.1.4 蚕蛹吸附材料

蚕蛹可以作为去除废水中重金属的新型吸附材料。Alexandre T Paulino等[21]研究了利用蚕蛹吸附去除废水中的重金属,其内容主要是测定蚕蛹对Pb2+,Ni2+和Cu2+的最大吸收量。Alexandre等[22]为了去除废水中的Pb2+和Ni2+,研究并比较了从蚕蛹中提取的甲壳素(CT)和壳聚糖(CS)的吸附能力。结果表明75%脱乙酰度的CS对Pb2+的吸附能力较好,但对Ni2+的吸附能力较差。

2.1.5 蚕蛹生物反应器和蚕蛹培养基

目前,已有多种重组蛋白在家蚕细胞或家蚕幼虫体内成功表达的报道,而蚕蛹作为生物反应器更适合于表达外源蛋白,如在适宜的温度下,可以用给蚕蛹接种重组杆状病毒的方法表达目的蛋白[23~24]。

从文献资料上看,中国和国外的研究存在着明显的方向差异,国内以应用型为主,国外以日本和印度为主的研究主要是利用生物技术进行的基础性研究[25]。

2.2 食品

蚕蛹的营养价值非常高,蛋白质重量占干蛹重量的45~50%,且主要为优质球蛋白。100 kg鲜蛹中的蛋白质含量相当于85 kg瘦猪肉、96 kg鸡蛋或109 kg鲫鱼[26]。蚕蛹蛋白质含有18种氨基酸,其中含有的必需氨基酸含量之和超过40%,符合FAO/ WHO提出的氨基酸模式,其中8种人体必需氨基酸含量都高于大豆,是一种优质的昆虫蛋白源[27]。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[28]。干蚕蛹含有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[29~30]。另外干蚕蛹中还含有一定数量的微量元素。余斌[31]对成都126种食物的Fe、Zn、Cu含量测定。发现蚕蛹中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Zn[32~33]的发现,使蚕蛹的营养更具特色。

蚕蛹对人体无毒副作用,国家卫生部已正式认定其为“既是食品又是药品”。以蚕蛹为原料制造的食品具有调节生理、维护健康的作用,越来越受到人们的欢迎。目前,利用蚕蛹研制的食品主要由以下两种形式。

2.2.1 全蚕蛹

如真空新鲜蚕蛹、蚕蛹营养酒、纯蚕蛹粉等。蚕蛹养生食谱[34]详细介绍了五香蚕蛹、干煸蚕蛹、韭菜炒蚕蛹、虾仁蛹浆炒鸡蛋羹、清卤蚕蛹等做法。将蚕蛹烘干粉碎制成蚕蛹蛋白粉,按一定比例加入到各种不同配方中,可生产出不同的糕点、饼干等,例如蚕宝椒盐饼、蚕蛹蛋白饼干等,还可将蚕蛹制成蚕蛹酱,作为各种糕点的馅料,如蛹蛋白月饼、蛹蛋白挂面等。若将蚕蛹蛋白粉按1∶2的比例与酥糖馅混合,然后经过熬糖、冷却、包馅、成型等工序即可生产具有别样特色的蚕宝酥糖[7]。

2.2.2 蚕蛹粉

利用新鲜蚕蛹生产成营养酱油、食醋、味精、营养豆腐、氨基酸面条、可乐、面包、蚕蛹糕、蚕蛹肠、蚕蛹罐头、蚕蛹酥、蚕蛹威化饼干、蚕宝酥糖、蚕蛹酸奶等滋补饮料或休闲食品等,目前市场上已有此类产品在售。另外,蚕蛹氨基酸可直接开发成各种类型的营养性保健产品,如蚕蛹复合氨基酸营养液、胶囊、粉剂、饮品等。还可对蚕蛹氨基酸深加工制成各种单一的氨基酸产品,开发各类氨基酸医药产品(如氨基酸输液、补液等)和保健营养品、氨基酸添加剂和各类氨基酸试剂。

3 前景展望

随着21世纪对昆虫新资源开发热潮的掀起,作为一种营养成分和活性成分丰富的昆虫资源,蚕蛹具有巨大的开发利用空间。蚕蛹的综合开发经历了以下几个阶段:最初全蚕蛹的直接利用、蚕蛹功能活性成分的分离、提取与利用以及生物工程及基因工程技术研究利用[35]。经过国内外大量研究者的不懈努力,蚕蛹在食品、药品、生物工程等方面的潜在价值得到了挖掘,大量先进的加工工艺、生物技术逐渐被人们所掌握,比较先进的科技型蚕蛹产品也被人们广泛接受,这不仅极大提高了蚕蛹的经济价值。还为蚕桑资源的高效利用提供新途径。

[1]毛明灿,俞建民,马兰君.蚕蛹的开发利用[J].农村经济与科技,2000,11(11):46.

[2]施自伦,李朝品,刘群红.蚕蛹蛋白的现代研究概况[J].安徽农业科学,2009,37(7):3051~3052,3088.

[3]林高堂,蒋立文.蚕蛹综合利用研究进展[J].蚕蛹通报. 2006,37(2):1~4.

[4]郑志挺.不同产地蚕蛹的营养成分研究[J].中国医药指南,2011,9(30):226~227.

[5]张燕,陈业高,海丽娜,等.蚕蛹氨基酸成分及其营养价值[J].云南化工,2002,29(6):22~23.

[6]夏未铭.我国蚕蛹综合开发现状与前景[J].中国蚕业,2003,24(1):12~15.

[7]陈清爱.蚕蛹功能及其应用[J].蚕桑通报,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]董占鹏.蚕类抗菌肽及其研究进展[J].蚕学通报,2003,23(3):14~20.

[10]邓连霞,沈新琦,朱良均,等.蚕蛹应用研究新进展[J].蚕桑通报,2010,41(3):10~13.

[11]孙龙,冯颖,何钊,等.蚕蛹多糖的碱液提取及免疫活性初步研究[J].林业科学研究,2007,20(6):782~786.

[12]朱奎奎,陈伟平,何自立.蚕蛹提取物对糖尿病大鼠血糖和血脂水平的影响[J].浙江预防医学,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]黄自然,王少颐.注射大肠杆菌诱导柞蚕血淋巴产生抗菌物质[J].华南农学院学报,1981,2(2):65~68.

[15]张双全,屈贤铭,戚正武,等.昆虫免疫应答及抗菌肽应用前景[J].生物化学杂志,1987,3(1):11~18.

[16]叶辉,徐有智.浙大攻克蛋白质口服药世界性难题[A],光明日报(C),2003.9.18.

[17]杨安树,陈红兵,郑功源,等.酶法水解蚕蛹蛋白制备免疫活性肽工艺的研究[J].食品工业科技,2008,1:225~227

[18]徐家玉,吕晓华.蚕蛹蛋白缓解运动性疲劳的实验研究[J].现代预防医学,2008,35(12):2309~2313.

[19]吴娱明,邹宇晓,廖森泰,等.蚕蛹油的降血糖机制初探[J].蚕业科学,2007,33(4):694~697.

[20]何自立,陈伟平,单巍.蚕蛹油对大鼠非酒精性脂肪肝形成的影响[J].中国微生态学杂志,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,孙伟力.蚕蛹培养基培养白喉棒状杆菌的研究[J].河南大学学报(医学版),2006,25(2):65~66.

[25]郑战伟,周小倩,李小平,等.蚕蛹综合利用及其在食品加工中应用的研究进展[J].农产品加工学刊,2011,(2):102~106.

[26]夏未铭.我国蚕蛹综合开发现状与前景[J].中国蚕业,2003,24(1):12.

[27]孔凡真.昆虫的开发现状与前景[J].中国农村小康科技,2000,(10):21.

[28]林高堂,蒋立文.蚕蛹综合利用研究进展[J].蚕桑通报,2006,37(2):1~4.

[29]黄自然,张迎新,朱祥瑞.蚕桑综合利用[M].北京:中国农业出版社,1986.

[30]钱俊青.蚕蛹的化学成分及其利用[J].食品科学,1997,(5):42~43.

[31]余斌.成都126种食物铜锌铁含量测定[J].营养学报,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,邹宇晓,刘凡,等.蚕蛹桑叶养生食谱[J].广东蚕业,2012,46(9):26~28.

[35]王海燕,张成平,李睿,等.桑蚕蛹的综合利用研究与应用[J].安徽农业科学,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

现代农业产业技术体系专项(No.CARS-22)

靳春平(1988-),女,硕士研究生,从事蚕丝蛋白生物资源高分子材料研究。E-mail:jinchunping2007@163.com

朱良均,教授,博士生导师。E-mail:ljzhu@zju.edu.cn

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