朱祥瑞

（浙江大學(xué) 應(yīng)用生物資源研究所，浙江 杭州 310058）

4.2 蠶蛹蛋白的利用

4.2.1 蠶蛹蛋白質(zhì)的提取

蠶蛹蛋白較大規(guī)模的生產(chǎn)方法一般采用等電點(diǎn)法。（1）蛋白質(zhì)的溶解

將脫脂干蠶蛹，適度粉碎，用40目篩篩分。用1%氫氧化鈉溶液，以1∶8的浴比，在40℃溫度下，攪拌提取6 h。濾渣再用1%氫氧化鈉溶液在相同的浴比下提取3 h，過濾，合并濾液。

（2）沉淀

用紗布（濾布）過濾提取液，棄濾渣，收集濾液。在濾液中加入1∶1鹽酸，調(diào)節(jié)pH至等電點(diǎn)，使蛋白質(zhì)沉淀。蠶蛹蛋白的等電點(diǎn)約為pH 3.8～4.0。

（3）脫鹽

沉淀析出的蛋白質(zhì)在冷水中溶解度比較小，所以可以用冷水來沖洗，以洗去蛋白質(zhì)中鹽離子。

用上述方法生產(chǎn)的蠶蛹蛋白只能作飼料添加劑或者粘合劑等。

如果需要用于食用，則需要進(jìn)一步加工。一般包括脫脂、除臭、脫色和等。

①脫脂：如果蠶蛹蛋白的脂肪含量超過5%，蠶蛹蛋白容易酸敗，所以需要脫脂。簡單的脫脂方法可以采用有機(jī)溶劑浸出法，如非極性溶劑環(huán)己烷脫脂效果較好。也可以采用超臨界CO2流體萃取蠶蛹油，以達(dá)到脫脂的效果。

②除臭：蠶蛹蛋白通常含有一種不愉快的氣味，尤其是在脂肪含量較高的時(shí)候，所以為了擴(kuò)大應(yīng)用，需要除臭。蠶蛹蛋白除臭方法主要有：吸附劑法、微生物法、蒸餾法、綜合除臭法、有機(jī)溶劑浸提法和氧化法等。

4.2.2 蠶蛹蛋白質(zhì)的應(yīng)用

（1）蠶蛹蛋白在食品工業(yè)上的應(yīng)用

蠶蛹蛋白富含賴氨酸和蘇氨酸，可作為營養(yǎng)添加劑用于面包、面條、餅干、調(diào)味品等；蠶蛹蛋白還可以制成營養(yǎng)飲料，如蠶蛹酸奶，以及飲料，蠶蛹蛋白對人體具有較好的抗疲勞作用，可以制成抗疲勞的運(yùn)動飲料。蠶蛹中含有一定量的抗菌肽、溶菌酶等生物活性物質(zhì)，可作為保健品的添加劑。

（2）在畜牧水產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用

蠶蛹作為動物性飼料，經(jīng)過脫脂除臭加工處理后，是一種上等的飼料；可以替代魚粉、肉粉等飼料，其價(jià)格較魚粉、肉粉低，可廣泛應(yīng)用于畜禽水產(chǎn)飼料中。

蠶蛹干酪素可代替奶酪在工業(yè)上制備成黏膠劑、皮革揩光劑、造紙的黏合劑及發(fā)酵工業(yè)的蛋白來源。蠶蛹蛋白還可用當(dāng)作禽畜生長促進(jìn)劑，如蠶蛹發(fā)酵后作為魚飼料，能夠顯著提高魚的成活率和產(chǎn)量，可以完全替代常規(guī)魚飼料。此外，蠶蛹蛋白可制備蛋白胨，可作為優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)原料進(jìn)行工業(yè)發(fā)酵。

4.2.3 蠶蛹生產(chǎn)氨基酸

目前，在工業(yè)上用分解法生產(chǎn)氨基酸的技術(shù)，主要采用酸水解工藝。在酸水解工藝中有鹽酸法和硫酸法兩種。鹽酸法適用于較大的生產(chǎn)規(guī)模，對設(shè)備的要求較高；硫酸工藝則對設(shè)備的要求較低，生產(chǎn)規(guī)模較小而且勞動強(qiáng)度較大，但因硫酸工藝生產(chǎn)的氨基酸不含Cl-，相對不易產(chǎn)生氯丙醇，所以又收到研究和生產(chǎn)部門的重視。

（1）水解

酸水解工藝中，可用6 mol/L鹽酸，或4 mol/L～5 mol/L硫酸，加熱溫度為105℃～110 ℃，1∶4～6的浴比，水解24 h。

（2）脫酸

鹽酸是揮發(fā)性酸，可以用蒸餾的方法可以脫除水解液中的鹽酸；硫酸不是揮發(fā)性酸，不能用蒸餾法來脫酸，但是可以利用硫酸與石灰反應(yīng)生成難溶的硫酸鈣，可以以此方法脫酸。

用鹽酸水解工藝的，在脫酸時(shí)應(yīng)，采用真空方法，反復(fù)蒸餾脫酸3次，使pH在達(dá)到1左右；硫酸工藝的，可用15%石灰乳來中和水解液，先中和至pH 5，過濾，用去離子水充分洗滌硫酸鈣沉淀，然后再中和至pH 6.8～7.0。脫酸后的氨基酸液，濃縮至原體積的1/3～1/4，濃縮所產(chǎn)生的沉淀，通過壓濾，濾去。

（3）分離純化

中和后的水解液中，除了氨基酸外，還有許多雜質(zhì)，為了保證氨基酸的質(zhì)量，這些雜質(zhì)必須從蠶蛹氨基酸中除去。氨基酸的純化常采用陽離子交換樹脂柱層析法對氨基酸溶液進(jìn)行分離純化。

離子交換樹脂預(yù)處理（或者再生）后，便可以裝柱，進(jìn)行純化。

上柱：上柱時(shí)應(yīng)考慮離子交換樹脂的交換量。通常情況下001×7（舊稱732）樹脂是一種強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，它的酸性相當(dāng)于1 mol濃度的強(qiáng)酸，即1L 001×7樹脂，可交換1 mol陽離子。

中和后氨基酸水解液在上柱時(shí)，需要考慮上柱的流速，在小批量生產(chǎn)時(shí)的上柱速度為100 ml/min～120 ml/min。

上柱完畢后，用自來水沖洗樹脂，使陰離子和不帶電荷的雜質(zhì)隨著水流沖走。這樣，氨基酸得到了第一步分離，即與陰離子及不帶電荷的雜質(zhì)的分離。

（4）洗脫

用0.1～0.5%氨水洗樹脂柱，流速為100 ml/min～120 ml/min。

在用0.1%～0.5%氨水洗脫時(shí)，氨基酸所帶的電荷發(fā)生變化，從正電荷變成負(fù)電荷，因此便從離子交換樹脂上解離，隨氨水一起流出，而金屬離子不會被氨水改變其帶電性，仍然被吸附在樹脂上，從而達(dá)到氨基酸與金屬離子的分離，氨基酸水解液進(jìn)一步得到純化。

（5）精制和干燥

經(jīng)氨水洗脫后的氨基酸溶液中含有大量的氨水，所以需脫氨。在真空加溫條件下，70℃，600 mmHg（8 KPa），氨水中氨氣蒸發(fā)，達(dá)到脫氨。脫氨過程同時(shí)也是濃縮過程。

脫氨濃縮后的氨基酸液，可用噴霧干燥或真空干燥。真空干燥時(shí)，將氨基酸液盛于搪瓷盤中，于80 ℃，600 mmHg（8 KPa）下干燥。干燥完成后，用球磨機(jī)粉碎，過80目篩。粉末狀氨基酸非常容易吸濕，粉碎后的氨基酸需要在干燥的室內(nèi)進(jìn)行過篩和包裝等操作。

氨基酸可以用于藥物，治療疾病，也可用于營養(yǎng)補(bǔ)充，用于人體緊急要求時(shí)或消化吸收能力降低時(shí)必需營養(yǎng)的補(bǔ)充，美國有片劑、膠囊等各種劑型商品市售。氨基酸也可作為美容食品：由8種必需氨基酸加谷氨酸、脯氨酸、精氨酸、維生素、礦物質(zhì)配合的粉末食品，有改善睡眠不足，解除疲勞，增強(qiáng)食欲、皮膚彈性、張力、光澤、柔性，增強(qiáng)精力、活力等效果。

4.3 蠶蛹幾丁質(zhì)的利用

幾丁質(zhì)，又名甲殼質(zhì)、甲殼素，是由數(shù)目不等的N-乙酰氨基葡萄糖通過β-1，4-糖苷鍵連接而成的高分子直鏈狀多糖，是自然界中儲存量僅次于纖維素的第二大天然多糖，廣泛存在于節(jié)肢動物的外骨骼中。與葡萄糖或纖維素相比，幾丁質(zhì)不具有毒性，可以被生物體分解且生物活性高，被視為最具有潛力的生物高分子物質(zhì)，可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物工程、日用化工及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

蠶蛹幾丁質(zhì)的提取及殼聚糖的制備：

蠶蛹提取幾丁質(zhì)，主要利用堿液除去原料中的蛋白質(zhì)，再用稀酸除去鈣、鎂離子，降低灰分，且保持大分子幾丁質(zhì)的聚合度。

（1）蛹皮的預(yù)處理

蛹皮可以從生產(chǎn)蠶蛹蛋白質(zhì)過程中收集，也可從蠶種場收集蛹的皮蛻來作為提取蠶蛹幾丁質(zhì)的原料。

蛹皮用1%氫氧化鈉，以1∶1浴比浸泡蛹皮6 h，以除去蛹皮上游離的蛋白質(zhì)和油脂。然后用水洗、壓干后，用5%鹽酸浸泡12 h，以除去鈣離子等，過濾，濾渣水洗，脫酸。

（2）堿處理

蠶蛹幾丁質(zhì)與蛋白質(zhì)的結(jié)合相當(dāng)牢固，需要用10%氫氧化鈉蒸煮才能將結(jié)合的蛋白質(zhì)去除。將濃度為10%NaOH溶液，與蛹皮一起蒸煮3 h～4 h，至蛹皮呈半透明狀。過濾，取濾渣，再用水洗凈堿液，烘干。

（3）漂白

蠶蛹幾丁質(zhì)中的色素主要是黑色素，可以用0.5%～1.0%高錳酸鉀溶液脫色3 h～4 h，再用亞硫酸鈉去除錳的衍生物，用水洗去多余的亞硫酸鈉。過濾壓干，即為幾丁質(zhì)。

（4）乙?；拿摮?/p>

幾丁質(zhì)經(jīng)脫乙酰基后，可以制成殼聚糖。幾丁質(zhì)只有轉(zhuǎn)化為殼聚糖才能被充分利用。

用濃度為40%NaOH溶液，以1∶3浴比，3 kg/cm2～4 kg/cm2壓力，蒸煮60 min，便可脫除乙酰基。

殼聚糖在3%醋酸中能全部溶解，這也是乙?；蝗棵摮臋z驗(yàn)方法。

（5）后處理

用水清洗殼聚糖的堿液，壓干后，用甲醇洗滌以去除剩余的堿液和色素。用3%醋酸將物料溶解，得透明狀的粘稠液體，壓濾，加酒精后析出，酒精可洗去雜質(zhì)。放置過夜，過濾，得白色殼糖。如果透明狀液體的顏色比較深，可以用活性炭脫色。

殼聚糖這各行各業(yè)中有著廣泛的用途。在食品行業(yè)中的應(yīng)用可以用作果汁絮凝澄清劑、增稠劑、食物防腐保鮮劑；在醫(yī)藥及生物工程領(lǐng)域中可以用作醫(yī)用高分子材料、藥用載體等；在工業(yè)生產(chǎn)上常用作工業(yè)廢水處理、木材防腐劑、日化用品等；在畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)上用于飼料添加劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、種子包衣劑、生物降解性地膜等。

4.4 蠶蛹培養(yǎng)微生物

家蠶在醫(yī)藥學(xué)上和農(nóng)業(yè)上有不少新的用途，是一種非常重要的藥用昆蟲，有廣闊的開發(fā)前景。

4.4.1 蠶蛹培養(yǎng)蛹蟲草

（1）選擇菌種

蠶蛹蟲草菌種種類較多，市場上流傳的菌種良莠不齊，一株好的菌種必須具備以下特點(diǎn)：①菌種種系明確、屬于藥用真菌的菌種；②對蠶蛹致病力強(qiáng)、硬化率高；③子實(shí)體長出率高。

（2）菌種制備

可使用固體菌種。培養(yǎng)基為普通真菌培養(yǎng)基，將母種移至培養(yǎng)基上，22℃恒溫培養(yǎng)1個(gè)月，12 h/d光照，待培養(yǎng)基水分將耗盡、菌絲大部分轉(zhuǎn)化為分生孢子，則置冰箱5℃冷藏15 d～30 d。

（3）選擇蠶繭

選擇無工業(yè)污染，土壤重金屬含量低的蠶區(qū)蠶蛹，飼育中少添氯霉素，不然，重金屬、有害化學(xué)物超標(biāo)，產(chǎn)品就不合格。收繭時(shí)選擇繭色潔白，發(fā)育整齊，死籠、不結(jié)繭較少，蛹體較健康的群體。

（4）場地和器材準(zhǔn)備

以每個(gè)生產(chǎn)期生產(chǎn)100 kg成品為例，需要選擇面積100 m2的平房；3匹空調(diào)2臺，多層蠶架多個(gè)。生產(chǎn)前準(zhǔn)備好菌種500支，灰報(bào)紙1000張，蠶匾250只，50 cm×20 cm×15 cm的保鮮盒1600只，接種針、酒精燈、酒精、木框、小型噴霧器等。收購蠶繭1250 kg。以每個(gè)勞力每d削繭10 kg、削繭2 d、接種2 d計(jì)，大約需500人次。

（5）操作

① 削繭：取蛹，剔除不良蛹，蛹體適當(dāng)消毒，一般用熏毒威1 g/m3熏15 min；2 d～4 d內(nèi)一定要削完，如果超過化蛹第7 d接種，蛹硬化率將大幅降低。

②接種：挑取蛹蟲草菌分生孢子，制成懸濁液，同時(shí)滴加抗菌素，減少敗血病的發(fā)生；用昆蟲針蘸取懸濁液，穿刺接入蠶蛹體內(nèi)；接連穿刺接種7～8只蛹后，在酒精燈上燒紅消毒，再行接種；蘸一下孢子懸濁液，刺一只蠶蛹，而不能蘸一下孢子懸濁液刺多只蠶蛹。

③保護(hù)：于22℃恒溫保護(hù)，蛹體自第4d開始出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)，體色逐漸變褐色，蛹體逐漸變硬；將4d前變色、變硬的蛹一律剔除，此時(shí)可能有一定數(shù)量的敗血蛹發(fā)生；11 d左右，蛹體完全變硬，此時(shí)，將未感染菌的蛹剔除，以免化蛾污染群體。

（6）培育管理

培育期間搭好蠶架，裝好日光燈，使室內(nèi)溫度均勻，光線分布均勻。將硬化的蛹平鋪較透明的塑料保鮮盒的盒底，用小型噴霧器噴少量的水，注意水噴均勻。為誘發(fā)子實(shí)體，需蓋好保鮮盒，保持盒內(nèi)微濕，全天光照，待蛹體表有桔黃色小丘突起，子實(shí)體誘發(fā)成功，大概需4 d左右，然后光照改為每d約12 h左右。

在培育期間，每d巡查1遍，注意保鮮盒內(nèi)的濕度，盒蓋及盒壁均有水珠表明菌生活力旺盛，無需補(bǔ)水，如果水珠較少，則需用噴霧器少量補(bǔ)水，并及時(shí)吸除積水，以防蛹體浸水腐爛，每d保證12 h光照。

（7）收獲

培育期一般為40 d，子實(shí)體頂端開始出現(xiàn)乳頭狀突起，這是蛹蟲草成熟的標(biāo)志此時(shí)停止補(bǔ)水。收獲時(shí)，清水稍稍沖洗一下即行，平攤陰干，電風(fēng)扇吹干，50℃～60℃烘12 h，定量密封袋包裝即可

（8）貯存

蛹蟲草蟲應(yīng)貯存于陰涼干燥處，密封防霉防蛀。

人工栽培的蛹蟲草與冬蟲夏草有相似的功用，能增強(qiáng)人體免疫，具有抗菌、抗疲勞、耐缺氧、抗衰老等作用，還對人體心腦血管具有良好的作用。

4.4.2 蠶蛹培養(yǎng)其他微生物

蠶蛹不僅可以用來培養(yǎng)蛹蟲草，還可以在非蠶區(qū)培養(yǎng)白僵蛹。蠶蛹人工接種白僵菌得到的白僵蛹即為具有白僵蠶同等功效的中藥，白僵蠶和白僵蛹具有鎮(zhèn)定，退熱，止咳化痰，消腫，松弛肌肉，調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)及脂肪代謝等作用。對治療腮腺炎、癲癇及腦炎后遺癥有療效。

蠶蛹也能用來培養(yǎng)生產(chǎn)井崗霉素。井岡霉素是農(nóng)用抗生素，對水稻紋枯病有保護(hù)和治療作用。對水稻紫桿病、小粒菌核病有兼治作用；還可用于防治小麥紋枯病和棉花、蔬菜、豆類、人參、柑桔苗木的立枯病等。