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丝绸文化
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四、桑蚕茧丝资源的综合利用(丝绸基础知识普及系列)

 

从栽桑养蚕到缫丝织绸的生产过程中,除生产出丝、绸两大类主产品外,还会产生很多副产物。随着茧丝绸产业的发展,桑蚕茧丝绸副产品资源的综合开发利用,已越来越被业内外人士关注,并已逐步形成一门新兴产业,其研究、开发内容已广泛涉及医药、化工、食品、饲料、环保、生物等有关学科和专业以及一些高新技术领域,其潜在的商业价值和发展前景极为广阔。

(一)桑树副产品资源的综合开发利用

1、桑枝资源的综合开发利用

桑皮 性寒、味甘,功能泻肺平喘,利水消肿,可用于治疗肺热喘咳,水肿腹胀。天然桑皮纤维作为“绿色纺织品”或“生态纺织”的典型产品原料,既有棉花的特性,又具有麻纤维的许多优点,可用来加工人造棉、丝以及制造高级纸张的优质原料。

桑枝和梢 性平味苦,功能祛风湿,既可制药,主治关节风湿肿痛,四肢拘挛,手足麻木和脚气的治疗,又可提制护肤养发类的化妆品,桑枝另一用途是将其粉碎后作为养殖木耳、银耳、猴头菇、香菇等食用菌的培养基。从香菇中提取的多糖、双链粒糖核胶,具有护肝、抗肿瘤和提高免疫力等重要生理功能。菌渣、培养渣可开发成为桑树生物有机肥,减少化肥对环境的破坏性和污染。桑枝也可提取果胶,用机器切成片,是很好的中药。还可用来提取葡萄糖,以及制造高强高韧性优质纤维板。

2、桑根资源的综合开发利用

可用于制造降压剂,制造桑根酒,制造护发素,还可用来制造桑根茶、提取碳酸钾、硫酸钾、钾盐、美发露油等。从桑树枝和根中提取天然着色剂可用于纺织品的染色和食品加工。

3、桑叶资源的综合开发利用

桑叶含20多种氨基酸,含有比茶更丰富的钾、钙、铁、铜、锌、硼、锰等微量元素和微生素。《木草纲目》称桑叶为“神仙叶”,制成茶,常饮不仅养生保健,延年益寿,而且有很好的降糖作用,日本称桑叶为糖尿病的克星。桑叶可用于制备桑茶,如桑荷菊茶、花生霜桑叶茶、桑菊竹茶、桑蜜茶、夏桑菊茶、桑叶枇杷茶等饮料。从桑叶中提取的天然绿色素可用于制造护肤剂,制造化妆品和着色剂(天然染剂)。天然绿色素中含有积极的常见的叶黄素,微量元素、维生素E、D 、酯类和树脂酸钠盐以及其它生物活性物质,主要呈现物质是叶绿素A和叶绿素B。研究表明,叶绿素具有明显的抗突变、预防心血管疾病,清除人体内的二恶英以及各种病因导致的细胞水平下降,促进血红蛋白合成等功效。叶绿素是无毒着色剂,是化学色素的替代产品,在食品中加入适量的叶绿素不仅色泽怡人自然,更具营养增补功效。目前开发出的天然绿1号色素外观为暗绿色膏体,水溶性良好,稀释液(0.1%)澄清透明,呈现鲜艳的亮绿色(也可根据用户要求调兑呈深绿、黄绿等色调),稳定性极佳,PH值适用范围广,色调纯正,使用方便,可广泛用于各类液体饮料、果冻及糕点;高档洗涤(洗发)剂、濑口液、牙膏等产品的增色和补色。

4、桑椹资源的综合开发利用

性寒、味甘、功能补肝益肾、滋阴养血、生津润燥,主治眩晕耳鸣、心悸失眠,肠燥便秘等。桑椹具有资源丰富,理化性能稳定,富含营养物质。桑椹通过采集,去杂清洗,压榨过滤,杀菌和浓缩,加入防腐剂后贮存备用。桑椹浓缩汁中含有花色素、胡罗卜素,以及维生素B1、B2、C等成份,适用于食品以及纺织品等的着色,制造桑椹酒、桑椹蜜膏、桑椹蜜饯等。

(二)蚕副产品(白僵蚕、蚕蛾、蚕砂)资源的综合开发利用

1、白僵蚕 是蚕体真菌病的一种,常用于中药煎剂及中成药配方,性平、味咸,功能祛风定惊、化痰散结,主治头风头痛,喉痹咽肿(腮腺炎)、丹毒瘾疹、惊厥(临床证实具有明显的降低肌张力和镇静解痉作用,适用于治疗痉孪性瘫痪、体外系统疾患及癫痫等疾病,也适用于治疗遗尿症和面肌抽搐、瘰疬结核等。

2、蚕蛾 蚕蛾的药用价值《本草纲目》中有记载:具有补肾壮阳、强精益智等功效。经科学研究证明蚕蛾体内含有大量性激素、细胞色素C、拟胰岛素、前列腺素及环腺苷酸。药理实验证明:蚕蛾对内分泌功能有很显著的调节作用。目前一些企业已用于制成治疗前列腺肥大、壮阳补肾、治疗风湿痹症等的药品和食品。

3、蚕沙 蚕沙是一味传统中药,性温、味甘辛、入肝脾经,具有补肾生血、活血通络、清热祛风、利湿化浊、镇静安神等功效。《本草纲目》就有蚕砂治血瘀、血少的论述。经植化分析证明:蚕砂提取的叶绿素基本结构系由四个吡咯环组成的卟啉环,与血红蛋白结构极其相似,能参与血红蛋白的合成,促进生血作用。从蚕砂中提取糊状叶绿素经络合精制成叶绿素衍生物,可广泛用于医药、日用化工和食品添加剂。

叶绿素与锌、钴、硒等络合,可制成抗肿瘤、益智补脑、抗衰老等多种新药。蚕砂提取叶绿素后还可提取三十烷醇、果胶、类胡萝卜素等医药化工原料,是研制维生素E、K1等的理想资源。蚕砂中含有丰富的蛋白质,还可配制成优质精饲料,可见其开发潜力极大。

(三)蚕蛹资源的综合开发利用

蚕蛹自古以来就作为食用和药用,其药用价值早为我们的祖先所认识,《本草纲目》记载:“蚕蛹主治:炒食治风及劳损;研傅治疮疡恶疮;为未饮服治小儿疳瘦,长肌退热、除蛔虫;煎汁饮治消渴”。但现代科学技术研究表明,蚕蛹的用途非常广泛,可开发系列产品,下面对其分别加以介绍:

1、制取复合氨基酸蚕蛹中所含的55-65%的蛋白质系全价蛋白,营养价值可与鸡蛋、牛奶媲美。从蚕蛹中提取的复合氨基酸,含人体所需的18种氨基酸,组分配比合理,符合FAO/WHO(联合国粮农/世界卫生组织)所规定的氨基酸模式。8种必需氨基酸占总氨基酸的40%以上,是公认的天然优质氮源,是理想的药品和食品原料。目前,国内外市场上已开发出系列药品、营养食品、化妆品,经济效益非常可观。我国一些科研院所对蚕蛹复合氨基酸的应用研究正在不断深化,如氨基酸单体分离,支链氨基酸制剂的分离研制,氨基酸大输液的研制,治疗骨折新药的研制,氨基酸调节肿瘤免疫功能的研究等课题正在探索,有的已经取得了一定的成就。

2、制取饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸蚕蛹中所含的25-30%的脂肪系不饱和脂肪酸和胞和脂肪酸甘油脂混合物。不饱和脂肪酸可用于治疗高脂血症、降低血胆固醇、动脉硬化、慢性迁延型肝炎、肝硬化辅助医药原料。用蚕蛹油制取的壬二酸是一种工程塑料的原料,用它制成的尼龙9是一种聚酰胺塑料,这种材料具有高抗涨强度、耐磨、耐油、耐水和耐化学品稳定的特性,更具有较高的热稳定性和较高的弯曲系数。此外,用壬二酸还可生产尼龙99、尼龙910、耐寒增塑剂(聚壬二酸酐)、油纶等。

3、制备甲壳质(胺)蚕蛹经提取蛹油和蛋白质后分离出的蚕蛹皮是制备甲壳质和甲壳胺(壳取糖)的原料。甲壳质(素)是一种天然生物高分子聚合物,广泛存在于菌类、细胞壁、昆虫和甲壳类动物的硬壳中,属于地球上第二大再生资源。甲壳胺(壳聚糖)是甲壳素的脱乙酰化产物。甲壳质(素)、甲壳胺(壳聚糖)与纤维素纤维的化学结构十分相似。甲壳胺(壳聚糖)具有很好的反应活性、吸附性、螯合性、抗菌性、生物相容性、生物降解性、无毒性等特点,可广泛应用于医药工业、食品工业、膜材料、纺织印染等领域。多年以来国内丝绸印染行业主要使用酸性、直接染料进行传统工艺染色,虽然色泽较为鲜艳,但色牢度较差,尤其是日晒、水洗、摩擦牢度。用金属络合染料染色,牢度虽有改善,但其色泽较暗。而壳聚糖的结构与纤维的结构十分相似,作为活性染料中的活性基可与纺织品中的氨基、亚氨基等发生亲核取代或反应,作为生物活性染料整理剂用于纺织领域,是一种天然环保整理剂,用于对棉、毛、丝、麻及合纤织物的处理,能改善其抗皱防缩性,增强其可染性、抗静电性,赋予其抗菌性等许多优良性能。用甲壳胺(壳聚糖)制成的纤维是自然界唯一带正电荷的再生纤维,能有效保持人体肌肤的干净。

(四)下脚茧和下脚丝资源的综合开发利用

目前,在蚕茧收烘过程中产生的下脚茧和制丝生产过程中产生的下脚丝,大都作为绢纺原料生产低等级绢纺丝线,其产品的附加值较低,但这部分下脚茧和下脚丝加工成的蚕丝(绢丝)主要是由丝素蛋白和丝胶蛋白组成。其中丝素蛋白约占70—75%,纯丝素蛋白对人体无毒、无致敏和无剌激作用,人体细胞在其上的粘附性相当好,具有良好的生物相容性,可作为医学领域的生物材料。特别是最近研究表明丝素蛋白与胶原蛋白一样,对体外培养的动物细胞有良好的吸附作用,对维持细胞功能也有重要作用(如对动物软骨细胞具有良好的吸附作用,并能维持软骨细胞的正常形态和功能,是软骨细胞立体培养时的天然支架)。从丝素蛋白中提炼的丝精,含有18种氨基酸,其中人体所必需的八种氨基酸几乎全具备,丝精易溶于水,易被人体所吸收,丝精中的乙氨酸、丝氨酸可以降低血液中的胆固醇和血糖。丙氨酸在人体内具有促进酒精代谢,防止酒醉,保护肝脏的作用,是保健食品的添加剂,而丝精组成中的丝氨酸、赖氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、谷氨酸都可通过皮肤腺体而被吸收,从而改善了肌肤营养,增强了皮肤的细胞活力和弹性,因此丝精是化妆品中优良的营养添加剂。

在日本丝精已广泛用于饼干、糖果、豆制品、面条、冰淇淋等具有保健功效的食品中,这是因为丝精中的甘氨酸在生物体内是合成蛋白的原料,又是合成谷胱甘肽的载体,而谷光甘肽对心血管病、癌症及人体衰老有一定的预防作用。甘氨酸还可以对致癌的诱导物质芳香族物质起解毒作用。丝精中游离的多种氨基酸和二肽、三肽混合物,能全溶于水易被人体吸收。其中甘氨酸、丝氨酸对降低人体血液中胆固醇、血糖,具有一定的防治、保健功效,因而丝精在日本已广泛用于老年人防治高血脂、粮尿病的保健食品中。(五)从排污水是提取丝胶蛋白

蚕茧在加工成绢丝、蚕丝被以及真丝绸纺织品过程中要求脱除茧丝外层大部分丝胶,目前,这类丝胶几乎全部排放至自然环境中,没有被合理利用,既污染环境又浪费资源。蚕丝中丝胶的含量约占25-30%,而丝胶和丝素是含氮的高分子化合物,同属蛋白质,而蛋白质水解的最终产物是氨基酸。

根据研究,组成蛋白质的氨基酸有20多种,而组成丝素和丝胶的氨基酸各有18种,且成份相似,丝胶蛋白这一资源占茧丝资源总量的1/4以上,如能回收利用,其经济效益和社会效益是非常可观的。丝胶的研究已经过一百多年的历史,但是远远没有丝素研究得那样深入,近年来,由于科技的进步,在一些方面有所突破(但在许多方面还需作进一步的研究)。丝胶蛋白所含氨基酸的数量虽然与丝素蛋白的数量相等,但由于各种氨基酸所含的百分比不同,因而具有与丝素不同的性能(功用),在实际应用中各有侧重。丝胶富含丝氨酸(30.14%);天门冬氨酸(17.35%)和谷氨酸(5.55%)等带有极性侧链的氨基酸,在功能性食品、化妆品、生物医用等领域有广泛的应用可能性。近年来诸多研究表明,丝胶具有极高的利用价值,分子量小的丝胶肽及其水解产物具有优异的吸湿、放湿性能和抗氧化能力,并有抑制酪氨酸活性、抗肿瘤、抗衰老、促进肠胃消化、护肤美容等诸多功能;大分子量的丝胶蛋白经过修饰或与其它高分子材料共同修饰,合成新的高分子材料,将它用于酶固定化电极、创面覆盖材料、人工皮肤、隐形眼镜、抗凝血材料及透析膜等生物医学材料的可能性。另外在生物可降解材料、功能性生物膜、表面活性剂,功能性纤维整理剂等方面有广泛的应用价值。

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