蚕蛾油的研究进展

2014-04-24 13:24黄新球杨有仙王艳辉
中国酿造 2014年8期
关键词:蚕蛾柞蚕亚麻酸

黄新球,杨有仙,王艳辉,黄 平*

(1.云南省农业科学院蚕桑蜜蜂研究所,云南 蒙自 661101;2.红河州质量技术监督综合检测中心,云南 蒙自 661100)

蚕蛾(Bombycidae)是鳞翅目蚕蛾科的通称,主要分布在埃塞俄比亚区和东洋区,在中国已知十几种。蚕蛾食用历史悠久,自古作为中药材入药,具有很高的药用价值。明代李时珍的《本草纲目》中详细记载着其功效“雄原蚕蛾,壮阳事,止泄精、尿血,暖水脏,治暴风、金疮、汤火疮,灭瘢痕”[1]。《中药大辞典》记载:“原蚕蛾功效主治补肝益肾,壮阳涩精,治阳痿、白浊、尿血、创伤、溃病及烫伤”[2]。

蚕蛾油是经物理或化学方法从蚕蛾体内提取出来的一类具有多种生理活性的物质,是蚕蛾的主要活性成分之一,在蚕蛾的营养保健功能方面具有十分重要的作用。蚕蛾含油丰富,尤其是不饱和脂肪酸的含量非常高,雄蚕蛾中脂肪含量约占干质量的46.24%,其中75%左右为不饱和脂肪酸[3],其含量丰富的亚油酸、亚麻油酸具有降低血清胆固醇,预防动脉硬化、高血压等多种生理功能,同时必需脂肪酸还是合成人体前列腺素不可缺少的前体。

我国是世界上最大的茧丝绸生产国和供应国,栽桑养蚕在我国有着悠久的历史,茧丝生产量与出口量分别占世界总量的70%和80%以上[4],活茧缫丝及制种过程中会产生大量的蚕蛹及蚕蛾等附属品,然而目前开发利用的比例低。若能对蚕蛾进行深度开发利用,将能有效提高蚕桑产业的综合效益。蚕蛾油作为蚕蛾的深加工产物,具有较高的营养价值和药用价值,在营养保健与疾病治疗药物开发方面具有广阔的前景,对其进行合理开发利用,将是一条提高产品附加值的有效途径。

1 蚕蛾油的理化性质及成分分析

1.1 蚕蛾油的理化性质

蚕蛾油为金黄色透明液体,未精炼的蚕蛾油稍有臭味,范作卿等[5]对柞蚕雄蛾油的酸价、折光率、沸点等理化指标作了分析,各项理化指标如表1所示。

表1 柞蚕雄蛾油的理化指标[5]Table 1 Physicochemical indexes of male tussah moth oil

1.2 蚕蛾油的主要成分分析

高晓旭等[6]用气相色谱仪测定了超临界CO2萃取(supercritical CO2extraction,SCE)的柞蚕雄蛾油中各种脂肪酸的含量,发现柞蚕雄蛾油中不饱和脂肪酸总含量达78.47%,其中人体必需的亚油酸占8.40%,亚麻酸占39.08%。

陈智毅等[7]应用气相色谱-质谱(gas chromatographmass spectrometer,GC-MS)在雄蚕蛾油中分离并鉴定出15种脂肪酸,其中直链饱和脂肪酸(saturated fatty acids,SFA)9种,包括十五烷酸、十九酸、二十一碳酸、二十三碳酸、花生酸、月桂酸、山嵛酸、环丙烷癸酸、硬脂酸,共占54.52%;单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)两种,占6.89%,包括十六烯酸和油酸;多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)4种,包括α-亚麻酸、亚油酸、十六碳三烯酸、二十碳三烯酸,共占38.63%;所有15种脂肪酸中α-亚麻酸的含量最高,占36.71%。

范作卿等[5]、胡桂燕等[8]测定了柞蚕雄蛾油各主要脂肪酸的含量,并与其他油脂进行了比较,结果如表2所示。从表2可知,柞蚕雄蛾油中总不饱和脂肪酸含量高达76%,亚麻酸的含量更是其他油脂中含量的10倍以上;必需脂肪酸占总脂肪酸的45.5%,高于《食物成分表》[9]中所有动物性食物必需脂肪酸的含量。

表2 蚕蛾油各类脂肪酸含量及与其他食用油的比较Table 2 Content of different kinds of fatty acids in silkworm moth oil and comparison with other cooking oils %

由表2可知,雄蚕蛾油中亚麻酸的含量是亚油酸含量的6.3倍,中国营养协会2001年编著的《中国居民膳食营养素参考摄入量》建议必需脂肪酸适宜比例ω-3亚麻酸/ω-6亚油酸为1∶4~6[10];表2花生油中ω-3/ω-6为1∶95;而我国部分地区的食用油脂二者比例已达1∶20~30[14]。ω-6系列不饱和脂肪酸过多会干扰人体对ω-3不饱和脂肪酸的利用,易诱发肿瘤、脑出血、高血脂等疾病[5,11]。因此蚕蛾油对长期食用ω-6系列不饱和脂肪酸含量偏高的油脂的人群将是极好的膳食选择。

2 蚕蛾油的提取方法

蚕蛾油的提取步骤一般为:蚕蛾→干燥→粉碎→过筛→称质量→萃取→浓缩→精制,其中萃取是最关键的步骤,萃取方法及萃取溶剂的选择对蚕蛾油得率影响较大。

2.1 有机溶剂萃取法

范作卿等[12]以粒度为110目的蚕蛾粉为原料,用体积分数95%的乙醇在55 ℃的水浴条件下提取2.5 h,蚕雄蛾油提取得率为16.9%。

欧阳涟等[13]比较了石油醚、无水乙醇、正己烷作为提取溶剂对出油率的影响,并且结合浸提温度、浸提时间、固液比等因素,通过正交试验得出各因素对出油率的影响程度从大到小依次为溶剂的选取>浸提温度>浸提时间>固液比;在固液比1∶4,温度30 ℃条件下,用正己烷作萃取溶剂,浸提8 h,雄蛾出油率达到最大值44.86%。

2.2 超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取可以在低温(35~40 ℃)环境下提取,并且整个过程在CO2气体笼罩下进行,从而有效地防止热敏性物质的氧化和逸散,油脂类物质中含有很多易挥发、受热易分解的物质,因此超临界CO2萃取技术被广泛用于油脂类物质的提取[14-16],同时整个萃取过程中无需使用有机溶剂,因此可以保证产品无有机溶剂的残留,有效防止了提取过程对人体和环境的的害物,保证了产品100%的纯天然性。

刘志等[17-19]研究了超临界CO2萃取柞蚕雄蛾油的工艺,报道在30~40 ℃、25~35 MPa的条件范围内,温度是蚕雄蛾油萃取得率最大的影响因素,压力次之,CO2流量及萃取时间影响较小,在萃取温度40 ℃,压力30 MPa,CO2流量25 kg/h的工艺条件下,萃取3 h,柞蚕雄蛾油的萃取率达最大值80.65%。

王朝臣等[20]研究了超声波对超临界CO2萃取柞蚕雄蛾油的影响,发现超声强化超临界CO2萃取(ultrasoundassisted supercritical CO2extraction,USCE)在较温和的条件下就能取得很好的萃取效果,在最佳工艺条件下(45℃,20MPa,100目粒度,萃取90min),得率可达到45.88%。

表3 不同提取方法的比较Table 3 Comparison of different extraction methods

表3比较了有机试剂萃取法、超声强化超临界萃取法及超临界CO2萃取在最优工艺下各参数的差异,由表3可知,超临界CO2萃法显著提高了柞蚕雄蛾油的萃取得率与生产效率,同时无需使用有机试剂,降低了生产成本,减少了对环境的危害,可作为蚕蛾油大规模生产的可行性提取方法。

3 不同品种蚕蛾含油量的差异

不同蚕蛾品种含油量有较大差异。雄蚕蛾具有雄激素样作用等多种生理功能,应用更加广泛,常规品种后代雌、雄各半,需要将雌蛾挑除,若混入雌蛾将影响雄蚕蛾油功效[4],另外,蚕蛾是养蚕及制种后的附属产物,因此选育出产茧量高、后代雄蛾率高、含油量高的优良品种很有必要。

何秀玲等[4]对12个品种的雄蚕蛾含油量进行了比较,发现不同品种雄蚕蛾的含油量有较大差异,最高的达50.77%,最低为37.22%。实验还研究了这12个品种雄蚕的万蚕产茧量、万蚕产茧层量以及后代雄蚕率等指标,筛选出两对高蛾油含量的品种“华菁×平皓”、“华菁×平28”,这两个品种蛾油含量高达50%以上,产茧量和产茧层量均高于平均值,此两个品种春秋期的后代雄蚕率均为100%,性别控制能力可靠,兼具高产茧量和高含油量的性状。

4 蚕蛾油的生物活性及生理功效

4.1 调节血脂代谢,降低血脂水平

啜文婷等[21]的研究表明,柞蚕雄蛾油中的α-亚麻酸能较好的调节小鼠血脂代谢,能显著降低摄食高脂饲料小鼠的血脂水平、体质量及肝系数,与对照组相比,柞蚕雄蛾油处理组小鼠血清总胆固醇(total cholesterol,TC)下降了22.48%~29.04%,甘油三脂(triglyceride,TG)下降了25.53%~46.38%,低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterin,LDL-C)下降了30.17%~45.70%,高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterin,HDL-C)升高了11.18%~26.97%。

雄蛾油中含量丰富的α-亚麻酸在人体内可转化为二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)和二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acids,DHA),它们具有调节血脂、降低血压、血糖,预防心脑血管疾病等生理功能[22-23],还可以清除血液中的甘油三酯,减少内源性总胆固醇的合成[24],加快体内胆固醇及胆汁酸的排出[25]。

4.2 抗氧化功能

氧化是机体衰老的重要原因之一,适量补充抗氧化类物质有利于机体减少自由基的产生和加速其清除,可延缓衰老、缓解疲劳、加快体能恢复。张瑞雪[26]在柞蚕雄蛾油对肾阴虚小鼠抗氧化能力的研究中发现,给药柞蚕雄蚕蛾油的药物组超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-PX)的活性都显著高于肾阴虚组,丙二醛(malonaldehyde,MDA)的含量明显低于肾阴虚组;肾阴虚组中8-异前列腺素F2a(8-iso-PGF2a)的含量显著高于正常组,而给药柞蚕雄蛾油的药物组中8-异前列腺素的含量接近正常组的水平。表明柞蚕雄蚕蛾油具有提高抗氧化酶系的活力、清除自由基的能力,在一定程度上可以提高运动机体的抗氧化能力并延缓其疲劳的发生。

4.3 蚕蛾油对蛹虫草发酵培养的影响

蛹虫草天然资源稀少,液体深层培养法可获得与天然虫草化学组分接近的菌丝体,可大大降低虫草药物价格,有研究[27]表明,在培养液中添加一定量的家蚕蛾油可显著促进蛹虫草菌丝体生长及胞外高分子聚合物的分泌量,并可增加菌丝体和发酵液中胞内多糖的产量,在蛹虫草培养液中添加4%雄蚕蛾油和2%雌蚕蛾油时,蛹虫草菌丝体产量与对照组相比分别增加了76.1%和45.9%,胞外高分子聚合物含量与对照组相比,分别增加了64.2%和43.0%;添加3%雄蚕蛾油或雌蚕蛾油时,可使发酵液中多糖产量和菌丝体中胞内多糖的质量比同时达到最大值,与对照组相比菌丝体胞内多糖含量分别增加46.8%和47.1%。

4.4 其他功能

蚕蛾油中含有丰富的不饱和脂肪酸,包括油酸、亚油酸、亚麻酸等,必需脂肪酸亚油酸和亚麻酸的含量占总脂肪酸的45.5%,亚麻酸的含量更是其他油脂中含量的10倍以上[5],亚麻酸是构成人体组织细胞的主要成分,对人体的脂代谢起着至关重要的作用,具有抑制过敏反应,抑制脑出血,降低血脂、血压,促进婴儿、青少年的智力发育等生理功能;人体对亚麻酸的摄入不足,会导致机体脂质代谢紊乱、免疫抵抗力降低、视力减退、易健忘、易疲劳、动脉粥样硬化等一系列症状[28-29],同时研究还发现,这些疾病会因为ω-6系列脂肪摄取过剩而使发病率上升或病情加重[11]。因此,适量食用蚕蛾油对防治高血压、高血脂、脑出血、视力减退、动脉硬化等疾病会有很好效果。

此外,蚕蛾油内还含有雌二醇、蜕皮激素、孕酮、睾丸酮等类固醇类激素[6,30-32],这些活性物质使蚕蛾油具有防治大脑发育缺陷、维护中老年人脑结构和功能的完整性,延缓衰老的作用,还能预防和降低子宫内膜癌变、前列腺增生等疾病的发生。

5 蚕蛾油性状的改良及产品开发情况

蚕蛾油在保健品及疾病治疗药物的开发方面具有广阔的应用前景,但由于蚕蛾油高度不饱和性的特点,使得它在加工、贮存及应用过程中极易发生氧化、变质,甚至产生有害物质,因此寻找增加产品稳定性的方法非常必要。

刘颖等[30]研究了用β-环糊精(β-cyclodextrins,β-CD)包结柞蚕雄蛾油的工艺,选择乙醇作为包封剂,通过正交实验研究了柞蚕雄蛾油-β-CD包结物的最佳制备工艺,发现在β-环糊精与柞蚕雄蛾油的比例为2∶1,乙醇体积分数为40%时,包埋率达95.1%,且结果较稳定,通过β-环糊精的包埋,能有效增强产品的溶解能力和抗氧化能力,减少产品挥发,还可使油状药物固体粉末化,从而提高被包合物的稳定性和生物利用度。

维生素E、柠檬酸及卵磷脂是常用的抗氧化剂或抗氧化助剂,添加在脂肪酸中,能有效抑制和延缓脂肪酸的氧化,是不饱和脂肪酸制品中常用的营养强化剂和营养保护剂[33]。在蚕蛾油中添加维生素E、柠檬酸及卵磷脂等营养保护剂可有效防止蚕蛾油品质的改变,有助于蚕蛾油产品多样性的开发和利用。

人们已逐渐认识到蚕蛾油的营养价值,目前市面上已有开发出的蚕蛾油产品,包括上海市农业科学院冬虫夏草课题组开发的“活性雄蚕蛾油胶囊”、辽宁宏宇科技有限公司开发的“雄蚕蛾油软胶囊”、黑龙江森宝林蛙油有限公司开发的“蚕蛾油软胶囊”等。但产品种类较少,而且品质有待完善。

6 讨论与展望

随着生活水平的不断提高,人们的健康理念也在不断增强,功能保健食品已受到越来越多人的青睐。蚕蛾油含量丰富的生物活性物质及其所具有的特殊生理功能使其具有的保健优势更加显著突出,首先蚕蛾油本身就是一种优质的油脂,添加在食用油中,可提高和调节食用油中必需脂肪酸的含量与比例,提高食用油的营养价值;其次针对蚕雄蛾油的脂肪酸成分及比例特点,可开发对高血压、高血糖、高血脂、老年痴呆症、心脑血管疾病、癌症等现代病有预防和治疗作用的保健品及药品;另外,利用蚕蛾油能有效提高抗氧化酶系活力、清除自由基等生物活性,可以用于化妆品的开发。

目前蚕蛾油的研究还处在起步阶段,很多功能和机理有待进一步的研究;现有产品种类比较单一,且大多停留在实验室阶段,深加工技术并不成熟,产品开发和利用有待进一步的研究完善。相信随着现代科学技术的进一步发展,将会有更多的新方法和新技术应用到其研究中,未来蚕蛾油必将具有广阔的发展与应用前景,势必带来可观的经济效益与社会效益。

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