２０１３年第５０卷第３期《广西蚕业》 Ｇｕａｎｇｘｉ Ｓｅｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｖｏ１．５０ Ｎｏ．３．２０１３
家蚕丝胶的功能、应用和生产研究概述
韦博尤，张桂征，黄玲莉，黄文功，张雨丽，闭立辉
（广西蚕业技术推广总站。南宁市５３０００７）
［摘要］本文简述了目前家蚕丝胶的主要功能、用途和生产途径。丝胶具备抗氧化、抗肿瘤、抗冻及助 吸收等生物学功能；在工业上可作为纺织品涂层材料，在食品行业可作添加剂，在化妆品行业是一种 重要原材料，可开发环保新材料等众多新用途。市场上的丝胶产品来源于缫丝后的副产物、绢纺厂的 精练液废水等工业废弃物和天然丝胶茧蚕品种中提取；工业法生产丝胶会产生新的污染。目前家蚕丝 胶品种选育手段主要集中在天然品种的发现、人工诱导及遗传育种方面，特异多丝胶茧品种选育将是 未来的研究方向。 ［关键词］家蚕茧丝胶；功能；开发应用；品种 ［中图分类号］￥８８６； ［文献标识码］Ｂ； ［文章编号］１００６—１６５７（２０１３）０３—００２２—５
家蚕茧丝胶是构成蚕丝纤维外层组织的一类蛋白质，主要由中部丝腺分泌而来，具有水溶
性，易溶于热水、酸、碱溶液中。丝胶对包裹在其内部的丝素起着保护和粘接作用，现行蚕品种的
丝胶含量约占蚕丝量的２０％～３０％｜】］。长期以来种桑养蚕的主要目的是生产优质天然茧丝，缫丝
织绸，重在丝素的开发与利用，而丝胶会在缫丝、染练、丝织、绢纺和丝棉等生产加工过程中随着
废水一起被排掉，既浪费生物资源又对环境造成污染，忽略掉了其重要价值。然而近年来对丝胶
的研究表明，它在功能性材料、抗氧化、抗冷冻、促进细胞增殖等方面具有很高的应用价值［２］，因 此，丝胶产品的开发与应用逐渐兴起。目前丝胶蛋白主要从缫丝、绢纺等工业生产中的废弃物中
提取，回收方法工艺繁琐、成本高、效率低，且纯度不高。此外，国内外学者也尝试利用自然界家蚕
品种突变获得高纯度丝胶的新方法，并且对只分泌丝胶的突变家蚕品种展开了系统选育。本文就 家蚕丝胶功能、应用、生产等方面的研究做一简述，以供参考。
１家蚕丝胶功能的研究
１．１抗氧化作用 １９９８年Ｋａｔｏ等 研究发现丝胶能体外抑制类脂物过氧化及酪氨酸酶活性，表现出明显的抗
氧化作用，其抗氧化能力可与维生素Ｃ相媲美，能抵御紫外线、日光、微波、化学物质、大气污染物
对肌肤的伤害。２００８年相入丽等 利用家蚕５龄蚕血液进行了丝胶肽抑制黑色素生成试验，研究
［收稿日期］２０１３—７—２０； ［修回日期］２０１３—７—２８ ［作者简介］韦博尤（１９７９一），男，主要从事桑蚕遗传育种研究，Ｅｍａｉｌ：ｗｅｉｂｏｙｏｕ８＠１６３．ｔｏｍ． ［资助课题］亚热带丝胶茧家蚕品种的选育研究（桂科攻１ １２３００２—３）．
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结果同样表明丝胶肽都具有抑制黑色素生成的作用。２０１０年周丽霞等［ｓ 用不同蚕品种的丝胶蛋 白进行体外生物活性实验分析，均具有一定清除自由基、抑制黑色素生成和抑制 一葡萄糖糖苷
酶活性的作用。 １．２抗肿瘤作用
Ｓａｓａｋｉ Ｍ等［６］研究发现丝胶及其水解物对大肠癌有明显的抑制作用。出生５周的ＩＣＲ雄鼠
用含１．５％或３％的丝胶饲料连续饲养５周，在起初３周中每周注射一次ｌ，２一二甲肼以诱发结
肠癌。结果表明食用这种饲料的雄鼠其结肠畸形囊发育受到抑制，而食用含３％丝胶饲料达１ １５ｄ
并在起初ｌ０周，每星期注射一次１，２一二甲肼的雄鼠，其肠癌的发生率和数量均受到抑制。进一
步开展小鼠经皮肤癌诱发剂涂布实验，发现丝胶及其水解物也能抑制鼠皮肤癌的发生。
１．３抗冻作用 Ｔｓｕｊｉｍｏｔｏ Ｋ等 ］对表达丝胶基因的大肠杆菌细胞进行一２０￣Ｃ保存３ｄ的冻结忍耐试验，发现
有丝胶存在的细胞比对照组存活率要高出２倍，通过丝胶基因重组研究发现丝胶对细胞和蛋白
质有抗冻的保护作用。
１．４食品助吸收作用
Ｓａｓａｋｉ Ｍ等［８］研究说明动物体内摄人丝胶可增强动物肠道对矿物质和微量元素的吸收利
用。用含有３％丝胶的饲料喂养雄鼠１２ｄ，发现喂养含有丝胶食物的个体能明显提高对锌、铁、镁、
钙的吸收，其吸收率分别比对照提高４１％、４１％、２１％、１７％，而且试验动物体的血清和排泄尿液中
这些元素的含量没有因摄人丝胶而受影响。
２家蚕丝胶的应用
２．１纺织品后期整理涂层材料 丝胶与一些高分子材料混合制成的材料具有很强的亲水性、吸湿性和放湿性能，经丝胶涂层
整理的织物，对皮肤有保温、调湿作用。在日本市场开发的产品有汗衫、内衣、连裤袜、泳衣、婴儿
内衣与尿不湿无纺尿布和床上用品（床单、被套、枕套等）以及汽车内装饰材料等，经丝胶整理的
纺织品品质优良，市场前景广阔［９］。
２．２食品添加剂
丝胶含有ｌ８种氨基酸，其中人体必需的８种氨基酸含量高达２０％，丝胶具有优良的抗氧化 性，食用丝胶可消除肌体内过量自由基，是食品优良的天然抗氧化剂。用含丝胶的水蒸煮出的米
饭能防止米饭的水分蒸发，且在硬度、保质期、咀嚼性等方面表现良好［－ｏ－。
２．３美白护肤防晒乳
丝胶蛋白的成分与人体皮肤结构相近，在产品中添加水溶性丝胶蛋白极易被皮肤吸收，它不
仅能为肌肤提供营养成分，而且能预防日光中的紫外线辐射，减少色素沉淀，保持皮肤滋润，防止
干燥，延缓衰老。胡桂燕等Ｉｌ１］以水溶性天然丝胶蛋白为主要原料，辅以甘油、脂肪醇、维生素Ｅ
油、乳化剂等研制成对紫外线有吸收作用的丝胶美白防晒乳。
２．４开发新材料 丝胶由氨基酸组成，易于微生物分解，可用作人工合成高分子材料的添加剂，开发可生物降
解的一次性餐具。丝胶与丝素混合组成的丝蛋白膜开发人工皮肤；利用丝胶的抗冻特性，将丝胶
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防护膜覆于制冷设备表面，可以有很好的冷冻保护效果；也可用于公路、屋顶等可起到防霜和辅
助积雪清除的作用。
３家蚕丝胶生产方式
３．１工业法生产 目前丝胶蛋白原料主要从缫丝厂煮茧与滞头等副产品加工的排放污水和绢纺厂的精练液废
水及丝绸印染厂的丝织物脱胶的废水中回收提取，也有通过下脚茧、废丝和茧衣等原料除去杂质
后，用高温水浴脱胶获得［１２］。田亚峰等［１３３利用膜分离技术从工业废水中回收丝胶，丝绸废水主要
由缫丝厂副产品加工车间、绢纺厂精练车间、丝绸印染厂精练车间产生，经膜超滤所得丝胶蛋白
液还会有少量杂质，需进一步提纯。这些提纯方法提取的丝胶蛋白容易变性，工序复杂、成本高，
而且有些废水中含有不同含量的化学成分，处理过程需要加入一定的化学处理液，所得丝胶纯度
不高或回收率较低，同时也给环境带来新的污染，不利于生产医疗、保健等产品的开发。
３．２家蚕品种生产方式
３．２．１家蚕突变系一丝胶茧品种
家蚕具有生物多样性，在长时间的驯化过程中，产生了很多种突变体。１９５１年Ｎａｋａｎｏ从欧
洲品系的家蚕中发现Ｎｄ裸蛹突变体，属于自然突变，基因突变的原因来自茧丝Ｈ链上ＬＢＳ区
域的缺损，导致后部丝腺的退化萎缩，丝素难以生成，不分泌丝素，表现性状为裸露化蛹或者只
吐一层薄薄的丝胶，不能形成茧形；目前已经报道的只结丝胶茧或部分裸蛹的家蚕突变体主要
有Ｎｄ、Ｎｄ（２）、Ｎｄｘ、Ｎｄ—Ｈ（桥本裸蛹）、Ｎｄ—Ｓ（丝胶茧）和Ｎｄ—Ｓ。。Ｎｄ—Ｓ。突变体是通过化学诱变产
生，其表型与Ｎｄ（２）相似，Ｎｄ（２）是Ｎｄ类突变的一个品系，也是产生一种几乎只含丝胶的很薄
的茧［１４，１５］。
３．２．２杂交育种 家蚕资源库中的突变基因品种合成丝量少，蚕体质虚弱，结茧率低；有些品种的大部分个体
只吐一点点丝胶，不能形成茧形，裸露化蛹，少量个体可营很薄的丝胶茧；为了提高丝胶生产率，
丝胶品种选育应首先选择体质强健、结茧率高、丝量多的现行品种作为另一对交亲本，利用杂种
优势、优良性状互补的原理，多世代选育成综合性状优良的基础品种素材。应用选育的基础丝胶
茧品种通过配合力测定研究，与高产、强健、配合力高的现行常规品种杂交，组配成实用家蚕特殊 用途新品种，Ｆ１全为丝胶茧，根据一代杂交优势原理，提高丝胶生产效率，可为丝胶蛋白产品市
场提供高纯度优质天然丝胶原料。
４丝胶蚕品种选育研究进展
Ｋｅｉｓｕｋｅ Ｍａｓｅ等ｎ ］学者研究发现，利用裸蛹突变体Ｎｄ和高茧层率的家蚕品系杂交，产生一
种只含丝胶的茧，已经育成了丝胶茧基础品种素材“丝胶希望”，与强健多丝量品种“ＫＣＳ８３”组配
成丝胶茧品种“丝胶希望ｘＫＣＳ８３”，“丝胶希望”品种丝胶量是突变体Ｎｄ丝胶量的４．３８倍，“丝胶
希望ｘＫＣＳ８３”品种丝胶量是突变体Ｎｄ丝胶量的４．９０倍；又利用“丝胶希望”品种与绿茧品种“大
造”杂交组配，选育出黄酮醇含量高的绿色丝胶茧品种“黄酮醇丝胶”［ｎ］，该品种每粒丝胶茧中约
含４．１ｍｇ的黄酮醇。陈复生等＿ｌ８］论述了丝胶蛋白特性与功能开发利用的意义，根据高纯度天然丝
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胶蛋白质利用素材与品种选育的现状以及日本丝胶茧选育经验，阐述了丝胶茧品种选育的技术
方案。李军等［１９］￣ｌＪ用家蚕资源库中的突变基因开展丝胶茧蚕品种选育研究，发现选育后的丝胶茧 蚕品种的中部丝腺膨大而没有后部丝腺，没有经过选育的原始材料，不仅后部丝腺不发育，中部
丝腺也很小；在初步育成的丝胶茧品种中导入了与活性物质黄酮类产生有关的基因，使丝胶中含
有特殊的功能性活性物质。有报道 称安徽省农科院蚕桑研究所育成全天然纯丝胶基础蚕品种
系列，并在此基础上组配成杂交品种组合；与日本同类品种相比，丝胶茧层量提高５％，品质优异；
与现有市场丝胶产品相比，利用该品种生产的丝胶蛋白质生产工艺简单、无污染，丝氨酸含量高
达３６％。
５展望
５．１生产方式的选择 丝胶蛋白在化学物质及热处理等条件下容易变性，失去原有的重要功能，限制了丝胶的开发
与利用。工业法提取丝胶需要添加铝盐、铁盐等各种化学药剂，缫丝、绢纺等过程的加温处理容易
导致丝胶蛋白质变性，回收的丝胶蛋白含有各种杂质和药品残留等，产品开发和应用价值损失严
重。有文献Ｅｔ６］报道了丝胶蚕品种生产高纯度丝胶的回收方法：在１％的茧层调制的水溶液中加入
等水体积浓度１０％的甲醇，低温冷藏、静置，即可获得絮状凝胶块，絮化凝胶块中存在的甲醇放在
水中浸渍可以回收；该方法操作简单，无须经过缫丝等工业废水中特殊、繁杂、高成本、低效率的
回收工艺，即可获得全天然不变性丝胶新素材，可以避免缫丝工业造成的污染，对生态环境得到
保护，特异丝胶茧蚕品种选育提取丝胶将是未来丝胶主要生产方式。
５－２家蚕丝胶未来的研究方向 ５．２．１家蚕丝胶茧品种创新
丝胶茧家蚕品种选育开展的时间不长，目前我国主要开展了丝胶茧基础品种素材选育研究，
尚无实用丝胶茧家蚕品种审定。要利用家蚕突变体开展丝胶茧蚕基础品种的选育，结合现有优良
性状的家蚕常规品种，选育高产、强健的彩色丝胶茧蚕品种；导人有用活性物质产生有关的基因，
选育含有特殊功能性活性物质的丝胶茧蚕品种，提升丝胶茧产品应用价值，创新丝胶茧基础蚕品
种，完善蚕品种审定工作，选育实用化的丝胶茧蚕品种。
５．２．２丝胶新功能的开发
丝胶含有１８种氨基酸，其中人体必需的８种氨基酸含量高达２０％，丝胶蛋白在功能食品
和化妆品应用方面具有优良的特性，成为人类医疗保健、休闲美容的选择。随着科学技术的飞
速发展，研究手段不断改进，人们正在开发丝胶新功能，拓宽丝胶应用领域，创新丝胶产品，开 拓新市场。 种桑养蚕是茧丝绸产业的开始，整个产业涉及蚕农养蚕，蚕茧收烘，缫丝织绸等，联系多个部
门生产者的利益；丝胶产品应用市场前景广阔，但目前丝胶茧蚕品种应用推广面尚小，生产优质
茧丝仍然是茧丝绸产业的主要目标，丝胶茧品种的推广应用需要考虑整个产业的发展方向、蚕种
生产成本、蚕农饲养常规茧丝品种与丝胶茧品种的收益对比等多方面问题，也包括丝胶应用的需
求量与市场方向，应作为特殊用途品种使用。