利用桑蚕丝开发丝素蛋白和丝素肽

肖仲君

(荣县农牧业局，四川 荣县 643100)

1 概况

利用桑蚕茧、桑蚕丝提取纯丝素，丝素作原料开发丝素蛋白、丝素肽，为医药品、食品、保健品、化妆品等提供了纯天然的活性多肽和多肽产品，开辟广阔的茧丝综合利用新门路。

蚕丝是人们养蚕的主要产品，自古以来主要是生产丝织品、丝绸产品，并成为我国对外贸易的主要商品之一。然而，根据蚕丝的本性，还潜伏着重大功能。它是纯天然绿色高品质生命蛋白质，富含氨基酸。蚕丝是由丝素和丝胶构成，其组成中98%是蛋白质，其中丝素占70%～80%，丝胶占20%～30%，将蚕丝脱胶后的丝素，经过处理获得的丝素蛋白、丝素肽、氨基酸，对人体具有特殊的营养保健功能，可以作为医疗保健品原料。创新技术开发应用，为食品工业、医药工业、化妆品生产提供了天然高档原料来源，开辟蚕丝新门路，对推进蚕桑生产和相关产业的迅猛发展，给农民增收致富、企业增效具有重大的现实意义。

2 国内外发展现状

我国从上世纪80年代起步的蛋白质、氨基酸及保健品行业，在短短10多年的时间里，已经发展成为一个独特的产业，在其发展过程中，有用中草药为原料，有其它动物蛋白 (如羊胎)为原料开发一些保健品。进入二十一世纪，活性多肽的开发已成为高新生物技术，国内外也有用蚕丝粉代替珍珠粉保健护肤，也有用丝素粉丝素液加入到化妆品中，日本等国家将丝素粉加入到食品中，如:丝素蛋糕、面条、冻果胶、冰淇淋、糖果、饮料、酱油等，意欲改进提高生活质量，保健身体。也有制成丝素膜作为医用载体材料研究。在我国古代已有把蚕茧煮煎食治疗糖尿病的中药处方，日本科学家平林等人用水解丝素蛋白喂食大白鼠，证实丝素食品可以促进胰岛素分泌，降低血糖值，可以确定以丝素为原料开发治疗糖尿病的药物和保健品。

目前，在我国保健品产业中，低水平重复现象严重，而采用纯天然、高级蛋白质的很少，利用高新技术发展的更少见。所以，我国的保健品一直不能占领市场，多被外国占领，利用生产纯丝素桑蚕丝开发丝素肽的系列保健品，将更有力地促进我国保健品的研究开发，更是一种科技创新。

随着人们生活水平的提高，人们的消费观念，健康观念发生了较大的变化，促进城乡保健品消费支出以每年15% ～30%的速度快速增长。尤其是西方发达国家，他们更渴望得到高质量的保健品，外国的学者和一些厂家也纷纷在寻求保健品新的工艺和技术，因此，利用丝蛋白、丝素肽深加工丝素开发保健品趋势已是不可抗拒。

3 项目产品市场调查与竞争能力

随着我国人民生活水平的提高，人们越来越注意到饮食对自身健康水平的影响，消费趋势不仅讲究食品色、香、味、型，同时更注重食品的合理营养和保健功能。

蚕丝是一种天然蛋白纤维，由18种氨基酸组成的高分子蛋白质，其中的丝素蛋白是由一条长链和一条短链构成的亚单位结构，丝素经过降解而成氨基酸低聚肽，从而成为水溶性丝素肽，人体更能吸收，进而制成具有保健功能的营养品。这种高级蛋白可作为保健营养品原料，成为改善人们生活质量的食品。当前我国“三高” (高血压、高血糖、高血脂)人群不断增多，这些疾病严重威胁着人们的健康，丝素肽对这些病均具有预防作用，因此对丝素肽的研究开发市场前景广阔。

随着生活水平的提高，以及人们的健康意识的增强，健康营养已经成为人们的热点话题，吃的营养、吃的健康是大家追求的目标。丝素肽具有多种功效，开发它具有很广泛的社会价值。它的药用价值可以用于医药行业，从而更好的促进对疾病的预防和治疗，其食用价值可以用于食品加工行业，改善食品品质，提高食品口感，此外它的吸湿性和保湿性也用于纺织印染行业、化妆品业，改善织物及化妆品的性能。丝素肽的这些性能已经得到实验证明。

目前已研究出丝素、丝素蛋白、丝蛋白粉、丝素肽、丝素肽粉，可配制降血压活性多肽，降血糖活性多肽，解酒保肝活性多肽。其市场是相当广泛的，不仅国内人民需要，在日本、美国等经济发达国家的人们更需要，可以大量出口。

综上所述项目的产品在市场上具有很强的竞争力。预测市场占有额20%，在同类产品中占出口份额40%。

4 基本原理与技术路线

茧丝由两根并行的纤丝合并而成。纤丝中轴纤维叫丝素，外覆一层是丝胶，丝胶占茧丝的1/4，除纯蛋白质外，还含有极少量的蜡质、碳水化合物、色素和无机成份。因此，在制备丝蛋白时，我们将丝胶脱去，而只留丝素。丝素是茧丝的主体占茧丝的3/4。家蚕丝素中是高分子蛋白，含有人体必须的18种氨基酸。其中具有特殊功能的甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸占18种氨基酸总量的80%以上，据有关研究报道，大分子丝素粉未的消化吸收率仅为27%，当丝素降解成小分子的氨基酸低聚肽时，易被人体小肠吸收，消化吸收率可达到90%以上，甘氨酸、丝氨酸有降低血液胆固醇的作用，可预防高血压和心脑血管病，同时可促进胰岛素的分泌，对糖尿病有预防作用，丙氨酸 (30%)可促进酒精代谢，增强肝功能，有保肝、护肝作用。因此，本项目就是运用生物、化学技术，在茧壳中提纯丝素，然后溶解丝素，制取丝素蛋白及丝素肽，将这一产品作为具有特定功能的活性多肽保健品原料。

4.1 项目技术简介

利用化学、生物学、分子学技术将茧丝脱胶处理而成丝等，经过盐溶及脱盐而成丝素蛋白，将丝素蛋白水解成丝素肽。技术路线如下:

4.2 主要技术经济指标

茧丝通过脱胶处理，得到含胶率在5%以下，纯净度99%，无蛹油的丝素，并达到卫生标准、企业标准。

由丝素脱盐后，得到丝素蛋白液浓度为5%，通过水解得到丝肽浓度为5%的丝肽液，达到卫生标准。检测结果为:菌落总数10cfu/g，大肠菌群＜30MPN/100g，致病菌未检出。

甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸的含量为85.3%。

表1 蚕丝蛋白氨基酸测定值

表2 蚕丝蛋白微量元素检测分析

5 社会效益分析

千百年来，传统的养蚕业一直是延袭着栽桑养蚕、吐丝收茧，然后是缫丝纺绸，生产丝绸织品的老路，这是固定的产业，制约着经济的发展。本项目研究的结果是生产纯丝素，研究丝蛋白、丝肽的提取技术将这些作原料，用于医药、功能食品、生物工程材料和化妆品工业。而且我国是产丝大国，由于工艺和操作等方面的原因，每道工序都不可避免地产生废丝下脚料，其累积数量大，然而我国对废丝的利用还非常有限，产品的附加值低，因此急待综合利用废蚕丝，开发附加值高的产品，对蚕丝进行深入研究和开发，开辟一条蚕业生产新门路具有重大意义。

研究丝蛋白及其产品，为医药、保健品、生物工程提供了大量的天然蛋白原料，能改善人们生活质量，保健身体，提高健康水平。

由于蚕丝蛋白的开发，带动农民栽桑养蚕，使农民增收致富，过上小康生活，还能增加地方财政收入，体现较好的经济、社会效益。

通过栽桑，既保持水土，提高土壤活力，又增加绿化面积，促进生态平衡。