蚕蛹油的提取与开发应用以及产业发展的现状

何珊珊 吴婧婧 李燕飞 蒋玉莲 韦博尤

(广西壮族自治区蚕业技术推广总站，南宁 530007)

2018年全国蚕茧收购量为65.8万t，较2017年增长4.5%[1]，蚕茧主要用于缫制生丝，剩下大量的副产物蚕蛹，而现行家蚕品种茧层率约为21.0%以上[2]，故蛹体约占鲜茧重量的75.0%左右，为生产蚕蛹油产品提供了丰富的原料资源。蚕蛹油就是利用丝厂缫丝的副产物蚕蛹，通过各项提取工艺提取出来的一种混合物，属于高级脂肪酸甘油脂，外观呈黄至红色的透明的油状液体，通过精炼提纯后的蚕蛹油呈淡黄色，有天然蚕蛹的腥味。

蚕蛹油以新鲜的或丝厂缫丝的副产物蚕蛹作为原料，经工艺除杂、晾晒烘干等，采取压榨法、浸出法或萃取法制取毛油、然后脱胶和脱酸，微滤除杂、脱色、脱味、脂化，最后通过分子蒸馏精炼而成，鲜蛹约含8.0%的蛹油，烘干后的蚕蛹约有25.0%～30.0%的蛹油，有关学者对蚕蛹油的含量、主要功效和提取工艺开展了研究，发现蚕蛹油成分因蚕品种不同而略有差异，不同提取工艺出油率、油品也不同。本文通过研究蚕蛹油的主要成分、提取方法与开发应用，并对蚕蛹油产业发展存在的问题进行了探索研究，旨在为蚕蛹油的生产和进一步开发应用提供参考和理论支撑。

1 蚕蛹油的主要成分和功效

1.1 蚕蛹油的主要成分

蚕蛹含有大量的蛋白质和脂肪，其中脂肪约占30.0%，主要成分为饱和与不饱和脂肪酸的甘油酯，含有十二烷酸(月桂酸)、十四烷酸(豆蔻酸)、十六烷酸(软脂酸)、十八烷酸(硬脂酸)、二十烷酸(花生酸)、二十二烷酸(山萮酸)、十六烯酸(棕榈烯酸)、十八烯酸(油酸)、十八二烯酸(亚油酸)、十八三烯酸(亚麻油酸)、十七烷酸、二十烯酸，以及少量甘油酯的分解产物和少量蛋白质、磷酸、糖类、色素等[3]，其中油酸和亚麻酸占不饱和脂肪酸75.0%以上[4]。

史馨怡等[5]通过对4个不同品种的家蚕在不同季节的生长情况分析,发现相同品种的蚕蛹夏蚕油脂含量高于秋蚕；陆春霞等[6]对广西蚕区蚕茧生产中的现行家蚕品种的蚕蛹油脂肪酸组成及含量进行测定，发现家蚕品种两广二号、桂蚕N2和桂蚕2号的蚕蛹油脂肪酸组分分别有12种、10种和11种，其中以油酸的含量最高，显示蚕蛹油脂肪酸组分因蚕品种的不同而存在一定的差异(表1)。

表1 不同家蚕品种蚕蛹油中油酸、亚油酸和亚麻酸的相对含量[5-6]

大量研究表明油酸、亚油酸和亚麻酸等多种人体必需的不饱和脂肪酸，具有很高的营养价值；其中亚麻酸和亚油酸这两种脂肪酸是人体自身不能合成的，必须从体外摄入。

1.2 蚕蛹油主要成分的功效与应用

1.2.1 油酸

油酸是一种单不饱和脂肪酸，是游离脂肪酸中最主要的脂肪酸。近来研究表明，油酸在代谢综合症的发生和发展中起着重要的作用[7]。油酸具备降低体内的低密度胆固醇的功能,并且还具有预防动脉硬化的效果。富含油酸的饮食能有效抑制平滑肌细胞DNA的合成, 而且能降低低密度脂蛋白(Low Density Lipoprotein，LDL)的水平，并抑制其氧化修饰[8]。

1.2.2 亚油酸

研究发现胆固醇必须与亚油酸结合，才能在体内进行正常的运转和代谢，在没有亚油酸的环境下，胆固醇会和一些饱和脂肪酸结合，因而容易发生代谢障碍。胆固醇在血管壁上沉积下来，形成动脉粥样硬化，引发人体心脑血管性疾病；因此亚油酸能降低血液胆固醇，可预防或减少心脑血管病的发病，但亚油酸在人体内由于自身无法合成或合成很少，必须从外部食物中获得，是人体必需的一种脂肪酸[9]。亚油酸也是维持生命的重要物质,能在体内转化成γ-亚麻酸、DH-γ亚麻酸和花生四烯酸，然后合成前列腺素,可有效治疗血管疾病、预防心肌梗死,亚油酸同时还能与胆固醇酷化，降低体内血清、肝脏及血液胆固醇，防止动脉粥样硬化和动脉血栓的形成[4]。因此利用蚕蛹提取的蚕蛹油可用于医学类保健品等。

1.2.3 α-亚麻酸

α-亚麻酸是ω-3系列多烯脂肪酸PUFA，含有3个双键，是细胞的主要成分。由于地区不同、生活习惯不同，人体所能摄取的ω-3脂肪酸的量也不同的，所以对α-亚麻酸的需求量也是不一样，但它们具有人体不可缺少的生理活性，是人体必需脂肪酸之一，也是人体内合成二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸的前体。α-亚麻酸可通过碳链延长或脱氧反应，生成活性物质，如生成二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。而二十碳五烯是三系前列腺素的前体物质，在环氧化酶和脂氧化酶的作用下生成很多种活性物质，二十二碳六烯酸是大脑、神经、视网膜等组织的主要结构物质。故α-亚麻酸具有增长智力、保护视力、延缓衰老等多种功能，α-亚麻酸资源数量少，能够摄取到的食物种类也少，利用蚕蛹油提取α-亚麻酸可以作为填补，广泛应用于医药和保健食品领域[10]。

大量研究也表明蚕蛹油具有降血脂、降血糖、抗氧化、改善记忆作用等功效，在应用上可作生物制药、制表面活性剂、制肥皂、增塑剂等[11]，利用蚕蛹油水解副产物甘油作为原料，开发具有高附加值的咖啡酸单甘酯[12]，开发前景十分广阔。

1.3 市面上蚕蛹油的主要检测指标[13]

由于目前市场上的蚕蛹油仍属于新型产品，因此尚未形成国家标准，检测标准可以参照蚕蛹油生产企业的标准进行产品检测(表2)。

表2 南通福尔生物制品有限公司“天蚕宝”蚕蛹油检测指标[13]

2 蚕蛹油主要提取方法

2.1 压榨法

蛹体通过蒸煮一定时间后进入比较原始的压榨机中进行压榨，即可得到蛹油，蛹粕可往复循环压榨，根据蚕蛹前期处理情况可分为生榨法、热榨法、煮沸压榨法；该工艺简单、适应性强，易保持油的特有风味，但提取蛹油得率很低；由于机械压榨时操作温度高达140℃左右，使得蚕蛹蛋白容易变性，影响脱脂蛹粉的再利用，也使蚕蛹油中的不饱和脂肪酸容易发生氧化酸败，影响油品的品质，目前已经不再使用[14]。

2.2 有机溶剂提取法

利用有机溶剂溶解油脂提取蚕蛹油，通过液体湿润、物体渗透、分子扩散等方法，将蚕蛹料中的蛹油提取出来，最后通过分离混合油而取得毛油的过程，可以根据有机溶剂不同分成相应的蚕蛹油提取工艺，主要有石油醚提取法和正己烷浸提法。

2.2.1 正己烷浸提法

张丽丽[15]对正己烷浸提取蚕蛹油的工艺条件进行了优化，设置最佳料液质量浓度1∶6 g/mL(即按1g蚕蛹粉加入6 mL正己烷溶剂的料液质量比)，最佳的提取温度为40℃，振荡速率160r/min，提取时间3 h，蚕蛹油的出油率可达到26.0%。

2.2.2 石油醚提取法

利用石油醚有机溶剂提取蚕蛹油，主要步骤为先用粉碎机粉碎一定量的干蚕蛹，再按一定比例加入石油醚，然后放到水浴设备中恒温一定时间，在这过程中药搅拌，使蚕蛹粉与溶剂充分接触；冷却至室温，真空抽滤，滤液在一定温度下减压蒸馏，回收石油醚，即得蚕蛹油。张郁松[16]称取200g干蚕蛹，用粉碎机粉碎，按物料比1∶3 g/mL加入石油醚有机溶剂，在65℃恒温水浴中回流提取8h，冷却至室温，真空抽滤，滤液在60℃下减压蒸馏，回收石油醚，提取蛹油得率达25.6%。

2.3 超临界流体萃取法

超临界CO2流体萃取技术是一种最新萃取技术，主要是用超临界流体CO2对蚕蛹粉所合成进行萃取和分离，需要超临界CO2萃取装置和CO2纯度99．9%。蚕蛹粉碎粒度、含水量、萃取时间、CO2流量、萃取压力、萃取温度等因素影响着蚕蛹粉萃取的得率和效果。张郁松[16]设置萃取压力为 25MPa，温度45℃，CO2流量为8kg/h，萃取时间2.5h，蛹油得率达29．0%，所提蚕蛹油的脂肪酸组成和含量相近。

2.4 索氏抽提法

索氏抽提法是从固体物质萃取化合物的一种方法，需要索氏抽提装置(提取室)。先将蚕蛹用粉碎机粉碎并磨成粉状，再用滤纸包住固体粉末，放在提取室中，然后通过目标物质的性质选择相似的溶剂，最后利用溶剂回流和虹吸原理，纯溶剂萃取固体物质，萃取效率较高，萃取剂是循环利用的，又名连续提取法。张迎庆[17]采用石油醚∶丙酮=1∶1(v/v)混合液作为提取溶剂，按料液比1∶3(w/v)，提取温度60℃、提取时间2h，蚕蛹油提取率(粗蛹油重/蚕蛹重×30.0%)可达85.1%。索氏抽提法目前只适用于实验室研究，还没有工业化相关设备。

2.5 微波提取法

微波萃取法是一种利用有机溶剂提取法和微波相结合的新型萃取技术。通常是以水分子作为极性分子，水分子在微波电磁场的作用下的剧烈运动，摩擦产生热量；而微波对各种有机溶剂如正己烷等非极性溶剂影响较小，再通过溶剂萃取法的后部分操作分离即可得到蚕蛹油。陈颖娣等[18]按固液比1∶4把蚕蛹粉加入正己烷溶剂中，连接好回流装置，通过设置功率595W微波50s后过滤，然后减压蒸馏回收溶剂，将得到的油脂在真空干燥器内干燥至恒温，得到蚕蛹油，蚕蛹油提取率可达28.1%；该方法具有设备简单、操作时间短、成本低廉、无污染等特点。

2.6 水酶法

水酶法是利用非油成分对油和水的亲和力差异及油水比重不同将非油成分和油分离；在蚕蛹粉碎研磨后加水，以水作为分解相，相关的酶(如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等)在此相中进行水解，使油脂从油料固体粒子中渗出；并利用非油成分对油和水的亲和力及比重差异，将非油成分和油成分分离。张道平等[19]用水酶法提取蚕蛹中的油脂，设置酶解温度50℃，酶解体系pH8.5，加酶量2.0%(酶、蛹粉的质量分数)，提取4h后蚕蛹油提取率可达23.6%。

2.7 超声波辅助水酶法

超声波辅助水酶法是一种利用超声波辅助水酶法提取蚕蛹油的方法，将蚕蛹粉碎研磨后加蒸馏水制成悬浮液，加入蛋白酶后置于超声清洗机的水浴中进行酶解，经过一定时间后在离心机内进行离心，收集上清液中油层，最后脱水后，得到黄色透亮的蚕蛹油；该法具有操作简单，油脂提取率高，易于工业化生产等特点。贾俊强等[20]采用中性蛋白酶水解法提取蚕蛹油同时利用超声波作为辅助手段，最优工艺条件为：底物质量浓度68.2g/L、超声功率121.6 W、加酶量2849.4U/g，蚕蛹油提取率=提取的蚕蛹油质量/蚕蛹总脂肪质量×100%。蚕蛹油提取率可达(90.2±0.7)%。

3 蚕蛹油中α-亚麻酸的富集方法[21]

由于蚕蛹油中的α-亚麻酸麻酸含量高达71.5%，且其药用价值显著，因此将蚕蛹油中的α-亚麻酸麻酸分离并富集以后，可以应用于医药和保健品领域。α-亚麻酸麻酸的富集方法也有多种多样包括尿素包合法、银离子络合提取法、冷冻结晶法和分子蒸馏法。

3.1 尿素包合法

尿素包合法是根据脂肪酸不饱和度和碳链长度的不同进行分离、提纯脂肪酸的常用方法。当尿素在有机溶剂中遇到有直链的脂肪酸、酯、醇等有机物时，尿素分子就会通过强大的氢键在有机物的周围形成尿素包合物；由于不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸与尿素形成的包合物性质稳定性不同将亚麻酸与直链饱和脂肪酸以及它们的一、二烯酸分离。吕秋楠等[22]配制脂肪酸(m)、尿素(m)、甲醇(v)比例为1∶3∶8的脂肪酸混合物，在0℃、12h条件下经过2次包合,α-亚麻酸含量由初始的37.5%提高到83.9%，收率(产物质量/混合脂肪酸质量×100%)为18.3%。

3.2 银离子络合提取法

银离子络合法是根据银离子与碳双键形成的极性络合物的络合作用力的不同达到分离的目的。蒋艳忠等[23]采用硝酸银络合法从蚕蛹油中富集α-亚麻酸，发现在2mol/L的AgNO3、40.0%甲醇-水溶液、0℃的络合条件下,α-亚麻酸收率达50.0%，纯度达99.0%。

3.3 冷冻结晶法

冷冻结晶法是根据饱和脂肪酸在室温下通常呈固态，在室温或低于室温时结晶。通过脂肪酸或其衍生物在不同温度下的凝固点和溶解度的差异进行富集纯化，分离饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸。张迎庆等[24]用10倍于蚕蛹油体积的0.5mol/L KOH乙醇溶液进行皂化2h，在-30℃冷冻6h，将蚕蛹油中不饱和脂肪酸冷冻结晶，将不饱和脂肪酸从母液中分离出来，不饱和脂肪酸的提取率可达47.0%。

3.4 分子蒸馏法

分子蒸馏法是利用脂肪酸相对分子质量大小和分子平均自由程的差别的差异，使液体在远低于其沸点的温度下进行的精细分离的方法。王宝刚[25]开展蚕蛹油分子蒸馏脱酸生产工艺研究，通过两级分子蒸馏脱除，取得较好脱酸效果，保护原油营养成分不受破坏，但该方法对设备的要求比较高。

4 蚕蛹油产业发展存在的问题

4.1 蚕蛹油的产业化发展不够

蚕蛹油的开发利用大部分仍停留于实验室阶段，生产应用方面较少。蚕蛹油的开发作为桑蚕副产物蚕蛹综合利用的一个小分支，蚕蛹主要用于直接食用或饲料加工等，没用在生物活性物质提取范围很少，而蚕蛹油的研究主要在实验室验证其攻效，探索最优的提取工艺流程、参数方面，制成深层次产业化开发利用的实体如药用保健品等尚少。

4.2 蚕蛹油的提取技术和设备不完善

国内相关提取技术和设备不完善，使蚕蛹油的一些性能尚达不到要求。蚕蛹油提取技术主要有机溶剂提取法、超临界流体萃取法、索氏提取和微波萃取等。不同提取技术各有优缺点，如有机溶剂浸出法具有出油率较高，蛋白质不变性等特点，但溶剂残留较高；而超临界CO2萃取法的设备要求高，但是萃取的油脂不会有溶剂残留问题，对环境无污染，油脂收率最高。

4.3 蚕蛹油的品质难以保证

品质不同的蚕蛹提取的油品也不同，特别是缫丝后的蚕蛹制油，蚕蛹异味较重。通常情况下，缫丝副产物蚕蛹留置时间越长，温度越高，蚕蛹酸败越严重，不良蛹的油品低于正常蛹。

4.4 蚕蛹油的市场宣传不足

蚕蛹油主要功效宣传力度不够，相关开发企业不足，蚕蛹油的有效利用率还很低。蚕蛹油含有的亚麻酸对人体具有很高的利用价值，因直接被食用而容易被人们忽略，从而缺少市场开发导向，企业研究开发动力不足。

5 蚕蛹油产业发展的建议

5.1 加大宣传力度，开拓广阔市场

相关部门对蚕蛹油市场开展调研，加大蚕蛹油作为医药和保健品的宣传力度。相关研究表明蚕蛹油具有降血脂、降血糖、抗氧化、改善记忆作用等功效，其所含有的α-亚麻酸具有人体不可缺少的生理活性，是人体必需脂肪酸之一；在应用上也可作生物制药、制表面活性剂、制肥皂、增塑剂等，相关政府部门根据这些功效对相关群体进行调研，发放资料，同时扩宽对已形成实体的蚕蛹油产品的营销渠道，使蚕蛹油的攻效深入人心。

5.2 出台相关政策，吸引企业注资

政府出台相关政策以吸引有关企业对蚕蛹油产品的研发。蚕蛹油研究与开发的领域主要包括有进行蚕蛹油脂高效抗氧化技术研究，开发氧化稳定性更好的蚕蛹油脂产品。以蚕蛹油为原料，对科学利用蚕蛹油中的不饱和脂肪酸和甘油进行了新的尝试，实现蚕蛹油组分的高效、高值化综合利用；深入开展蚕蛹资源的综合利用研究，大大拓展蚕蛹在食品、医药、化工、农业生产等领域的应用空间。

5.3 选育优质家蚕品种，加工蚕蛹油产品

通过科研技术集成，开展多元化育种，培育生产优质蚕蛹油的桑蚕品种。相关企业、单位根据不同品种、不同季节蚕蛹油各有效组分的差异，收集相应品种、时期的蚕蛹生产优质蚕蛹油，生产蚕蛹油的蚕蛹储藏的最佳条件为相对湿度是70.0%～80.0%，在夏秋季高温期间，及时烘干缫丝蚕蛹可明显减少蛹油的酸败。或者培育适合生产优质蚕蛹油的新品种，陆春霞等发现家蚕品种桂蚕N2的蚕蛹油中α-亚麻酸的相对含量最高，为29.1%，该品种的蚕蛹油更适合加工蛹油保健产品。

5.4 加大科技研发力度，挖掘蚕蛹油新产品

科研机构继续加大对蚕蛹油的研发力度。进一步加强蚕蛹营养和活性成分的加工利用，将蚕蛹营养和活性成分中的降血糖、降血脂、抗氧化、抗癌等功能充分应用于食品加工、医药生产等行业，并围绕蚕蛹不断挖掘新用途、开发新产品，往高品质、精细化、健康化方向发展，把蚕蛹加工利用打造成为蚕产业中深度连接上下游产业的重要产业。。

5.5 发展生物能源利用，提高附加经济效益

利用缫丝蚕蛹获取的蛹油制备生物柴油是生物能源开发的一条新途径[26]。在自然资源普遍短缺的当代，若真正实现对蚕蛹营养成分科学地综合开发，不仅可以防止自然资源的浪费，还能产生可观的经济效益，同时给现有的蚕业发展指出了一条新路。

6 小结

蚕蛹油的深加工技术和产品开发的研究仍处于初级阶段，还有很多方面值得深入研究，才能为蚕蛹油产业的规模化发展提供理论与技术支撑；相信在不久的将来，蚕蛹油产业将会呈现良好的发展态势，可用于食品、医药、工业等领域，为蚕桑资源的高效利用提供新途径。