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蚕蛹的综合开发利用技术研究


蚕蛹的综合开发利用技术研究

一、项目概述 1、技术领域 本项目属于技术研发与推广应用项目。 2、资源状况 我国茧丝绸产量和贸易量均为世界第一,连续 20 多年占全球 70%以上。我国蚕桑业分布在全国 26 个省(区、市)1000 多个县, 桑园面积近 1400 万亩,涉及农户近 2000 万户。商务部从 2006 年 起实施“东桑西移”工程。“东桑西移”工程

将在在中西部地区 建设 200 个万亩优质蚕桑(出口)基地,发展 50 个带动作用强的 大规模茧丝绸加工企业;在全国扶持 30 个具有自主创新能力的大 型丝绸企业,培育 20 个拥有自主知识产权和国际营销网络的丝绸 知名品牌; 2010 年使我国蚕茧产量达 87 万吨, 到 年均增长 8.3%, 占世界总量的比重提高到 75%。 安康兴桑养蚕历史悠久,在实施“东桑西移”工程的大好形势 下,近年来蚕桑产业发展迅猛。目前全市桑园面积达 72 万亩,年 发种 70 万张,产茧近 2000 万 kg,蚕茧产值超过 4.0 亿元,全市 有 1/3 以上的农户从事栽桑养蚕生产,蚕桑收入占农户总收入的 40%左右,蚕桑生产占全省 80%以上,是安康市的主导产业,安康 市委、市政府已把蚕桑产业作为全市绿色产业的突破口,加以大 力发展。在缫丝业快速发展的同时,产生了大量的蚕桑副产品,

包括每年约 2 万吨的蚕蛹;以及大量的雄蚕蛾、桑果、桑枝、桑 叶、蚕蛹、蚕粪等,这些产品处于未开发或极少量的初级开发状 态,大量的资源被白白的浪费掉了。进行蚕桑副产品的开发利用, 是对蚕桑业产业链的循环发展和延伸,实现了绿色环保可持续发 展,进一步增加了蚕农的收入,对促进安康市小康社会的实现具 有重要作用。 3、蚕蛹的营养价值 蚕蛹是蚕茧抽丝后剩下的副产品。过去,大部分被用来作饲 料和肥料,少量被人食用,经济价值很低。其实,蚕蛹是很宝贵 的资源。研究发现,在干的蚕蛹中,含有 25%-29%的蚕蛹油,以及 51%-59%的蛋白质。蛋白质中则含有人体所必需的 18 种氨基酸, 还含有能延缓人体衰老的维生素 E。因此,蚕蛹的综合利用大有可 为。 蚕蛹的营养价值见下表 蚕蛹"的营养素含量(指 100 克可食部食品中的含量)
热量(千卡) 蛋白质(克) 脂肪(克) 碳水化合物 (克) 膳食纤维(克) 维 生 素 A( 微 克) 胡罗卜素(微 克) 视黄醇当量 (微克) 230 21.5 13 6.7 0 0 1.3 57.5 硫胺素(毫克) 核黄素(毫克) 烟酸(毫克) 维 生 素 C( 毫 克) 维 生 素 E( 毫 克) 胆固醇(毫克) 钾(毫克) 钠(毫克) 0.07 2.23 2.2 0 9.89 155 272 140.2 钙(毫克) 镁(毫克) 铁(毫克) 锰(毫克) 锌(毫克) 铜(毫克) 磷(毫克) 硒(微克) 81 103 2.6 .64 6.17 0.53 207 11.1

蚕蛹除含有以上有效成分外,还含有叶酸、硒、碘、碳水化 合物、 磷、维生素 A、维生素 B1、维生素 B12、维生素 B2、维生 素 B5、维生素 B6、维生素 C、维生素 D、维生素 E、维生素 K、胆 固醇、钙、钠、钾、铁、铜、铬、锌、锰、镁等成分。 4、开发主要内容 我国是蚕桑大国,生年产蚕蛹量在 40 万吨以上。蚕蛹经各种 物理、化学方法处理后得到的各种有效成分可在食品、饲料、化 工、医药、纺织等工业中加以利用。蚕蛹含有大量的全价蛋白,蚕 蛹蛋白占鲜物的 14%-15%,占干物的 45%-50%,蚕蛹蛋白经水解可以 得到多肽和氨基酸,蚕蛹多肽具有降低血清胆固醇和抗氧化作用, 蚕蛹复合氨基酸具有促进幼年雄性大鼠体重增长和血液运输氧气 与营养物质的能力,还具有促进机体蛋白质合成、加速新陈代谢、 促进机体免疫能力和肾上腺机能等多种生理活性作用。干蚕蛹含 有 30%左右的油脂化合物,油脂中 75%以上为不饱和脂肪酸,其中ω -3 脂肪酸可以降低冠心病的发病风险。干蚕蛹含有约 3.7%的甲壳 素,在蚕蛹经提取蛋白质和蛹油后的蛹壳杂物中,甲壳素含量高达 36%。甲壳素具有免疫活性,也具有较好的生物相容性,与机体有亲 和性,在体内起调节机体免疫力的作用;它对多种细菌和寄生虫有 抑制作用,具有较强的杀灭真菌能力,对消除脚癣有奇效。 本项目将对蚕蛹进行综合开发利用, 从蚕蛹中得到蚕蛹粉 、 蚕蛹复合氨基酸 、壳聚糖、蚕蛹蛋白粉 、蚕蛹油 等系列产品。 二、开发目的(必要性)

蚕丝业是我国传统的创汇产业,建国以来蚕丝产品出口创汇 累计达300亿美元,对我国经济建设做出了重要贡献:2000年全国 产茧45.5万t,生丝约6万t. 2005年,蚕茧产量为55万t,生丝产量达 6.2万t;到2015年,蚕茧产量预计将超过60万t,生丝年产量将达到 8万t以上。通常缫制1t生丝可得1.5t干蚕蛹,蚕蛹产量非常可观。 同时随着蚕丝业的进一步发展,蚕蛹的产量将会更大,因此开发利 用蚕蛹资源具有重要的意义与广阔的前景。 目前,我市缫丝行业每年约产生2万吨的废蚕蛹,据有关专家 按其生物价推算,这些蚕蛹相当于4万头体重300公斤的牛或8万头 体重180公斤的猪所提供的蛋白质效果。具有十分显著的经济前 景。但目前的现状是,由于缺乏深加工技术,大量蚕蛹基本上都用 作饲料和肥料, 甚至被白白浪费,资源利用率和附加值低。随着 世界人口不断增长,蛋白质短缺日益严重。高品质、高含量的蚕蛹 蛋白引起令世人关注;随着工业化、城镇化的加快,蚕蛹深加工 产品在食品、饲料、化工、医药、纺织等工业中的应用也日益广 泛。进行蚕蛹的综合开发利用,具有非常明显的现实意义。 对蚕蛹资源进行综合开发利用,可以使缫丝行业产生的下脚 料变废为宝,是对蚕桑业产业链的循环发展和延伸。同时,可创 造可观的经济效益。如果每年能有1/3的蚕蛹得到利用,仅加工成 蚕蛹蛋白就可直接产生约2000万元的纯利润。进行综合加工效益 更加丰厚。 进行蚕蛹资源的综合开发利用,对引导本地一些不景气的企

业充分利用当地资源优势,及时转产改造,投身市场竞争,巩固 企业发展具有一定的积极作用。 进行蚕蛹资源的综合开发利用,对调整产业结构、促进工业、 蚕桑业发展,加快农民脱贫致富的步伐具有典型的指导意义。 三、项目主要技术路线、目标及内容 项目主要是对蚕蛹进行综合开发,通过各种生化或物理方法 处理,依次从蚕蛹中提取蚕蛹油、蚕蛹复合蛋白等产品。使原料 得到最大限度的利用,产生最大的经济效益。 1、项目主要技术路线 主路线
蚕 蛹 烘干、粉碎、过筛

蛹皮(壳)



粉 脱 脂

粗蛋白粉

粗蛹油





酶 解

精 制

精 制

壳聚糖

蚕蛹氨基酸

蚕蛹复合蛋白

蚕蛹油

蚕蛹复合蛋白 蚕蛹 凝聚蛋白 烘干 粉碎 沉淀漂洗 过筛 烘干粉碎 脱脂 成品 蛋白溶解 过滤

蚕蛹油 蚕蛹 炼) 烘干 粉碎 过筛 脱脂 浸提 精制(酸

2、产品概述 壳聚糖 壳聚糖分子中含有氨基和羟基,是天然的高分子螯合剂、 阳离子型絮凝剂,壳聚糖及其衍生物具有多种医学功能和医疗作 用,可作为伤口愈合促进剂、抗肿瘤活性物质,癌症化疗药物等, 广泛用于食品、包装和医药等行业。 蚕蛹油 蚕蛹油中含有丰富的油酸、亚油酸和亚麻酸,是医药和制 皂工业的重要原料。 蚕蛹蛋白粉 蚕蛹经粉碎、水解、分离、水合和干燥后,可形成蛋 白质粉末。其质量比蚕蛹粉优良,用于制作食品原料和畜禽饲料 添加剂效果很好。 蚕蛹氨基酸饮品 将蚕蛹水解成蚕蛹液,再与其他原料配合,就可 配制成清凉型、奶油型等蚕蛹氨基酸饮品,内含丰富的氨基酸和 维生素 E,是一种很好的保健饮品。 3、项目完成后要实现以下目标

①蚕蛹能被大规模利用,解决资源大量浪费的问题 ②形成成熟的壳聚糖、蚕蛹油、蚕蛹复合蛋白、 蚕蛹氨基酸制备 的工艺技术。 ③完成工厂化前的工艺设计和小试任务。 ④为后续产品开发和精深加工奠定数据基础及实验经验。 ⑤优化产品工艺方案,确保质量,提高得率,减少物耗。 ⑥制定相关质量标准。 4、国内外研究现状及发展趋势 由现有的技术和产品来看,蚕蛹主要有以下几个方面的应用, 直接作为烹饪菜肴的食材;直接做药用;蚕蛹粉在真菌发酵方面 应用;蚕蛹粉代替其他动物蛋白用于饲料工业;制取蚕蛹蛋白及 复合氨基酸;提取蚕蛹油;人工培育蚕蛹虫草;蛹皮制取壳聚糖 等。目前蚕蛹在食品及饲料工业上的应用还是主流趋势,但对其 功能成分如:蛋白质、氨基酸、小分子生理活性物质、激素及不 饱和脂肪酸、壳聚糖等进行提取、分离则是未来的发展方向。 从目前的生产工艺来看,以传统的生物提取技术为主。优化 生产工艺、提高产品质量,增加单位原料的产率是进行技术应用 和推广的方向。

四、产品市场分析 昆虫食品就是以昆虫作为食品。1980 年全世界的蛋白质短缺 量为 1000 万吨,到 2000 年,人类的蛋白质需求量比 80 年代末扩

大 2~3 倍,换句话说,蛋白质供需之间已经相差 2500 万吨。因 此,能否在有限的土地上生产出更多的食用蛋白便成了生物学家 们孜孜探索的重大课题。 昆虫食品将成为第三大蛋白源——昆虫:动物蛋白的微型营 养库,而蚕蛹是所有昆虫食品中应用最广,认知度最高的一种。 蚕蛹属药食两用,安全无毒,富含多种功效成分和人体所必 须的营养成分。因现代社会人们生活节奏加快,生活压力增大, 具有各种现代病的亚健康人群逐年增多,同时,人们的保健意识、 安全意识在不断加强,对食用昆虫、食用花卉等新鲜事物的认同 度也在逐年提升。只要认真作好市场开拓与推广工作,加强对产 品特殊保健功能的宣传力度,产品一定会有广阔的市场空间。 据专家们预测,到 21 世纪,昆虫将成为仅次于微生物和细胞 生物的第三大类蛋白质来源,因为昆虫种类多、数量大、分布广、 繁殖快、高蛋白、低脂肪、低胆固醇、营养结构合理,肉质纤维 少,又易于吸收,优点突出,并优于植物蛋白,为世界各国所关 注。 2l 世纪的主导食品是功能性食品,而昆虫食品正是典型的功 能性食品,昆虫生物量超过其它生物总量的 10 倍之多,是一顶潜 力巨大的可更新的自然资源。昆虫虫体具有蛋白质含量高,氨基 酸种类齐全,微量元素丰富等特点,并且含有许多生物活性物质, 昆虫血液中所含的游离氨基酸量是人体血液的数十倍,种类达 20 种左右,尤其以赖氨酸最为丰富。

利用昆虫生产新型的营养保健食品、药品,已经展现出了广 泛的发展前景。

五、技术经济效益和风险分析 1、经济效益分析 我市缫丝行业每年约产生 2 万吨的废蚕蛹,目前大量的蚕蛹 未能得到开发利用,绝大部分只是干燥后作为动物饲料,其利用 价值很低。将蚕蛹生产转化为高质量的蛋白质,其价值最少能提 高一倍以上。如果每吨干蛹按 3500~4000 元,蛋白质按 30000 元 /吨计,每吨干蛹可生产 300~350 公斤蛋白质计算,其产值为 9000~10500 元左右,除去成本纯利润至少在 2000 元以上;同时 每公斤干蛹可提取含量达 90%以上的蛹油 150~200 克, 蚕蛹油用 途广泛,是市场紧缺商品,有很好的市场前景和经济前景。干蚕 蛹含有约 3.7%的甲壳素可加工成壳聚糖,进行综合开发,可一举 多得,产生更大的经济效益。 2、项目的社会效益 项目的实施,对调整农村产业结构,促进农业资源有效合理 利用,增加农民收入,促进特色经济发展,有着十分重要的现实 意义和长远意义,蚕桑生产中的副产品,如果不加以开发利用, 只能白白浪费掉。项目的实施,增加了蚕桑产业的附加值,无形 中提高了蚕农养蚕的积极性;项目的实施,实现了绿色环保可持 续发展,不仅兴业富农,而且绿化了山野,延伸了蚕桑循环发展

的新型产业链。 3、优势分析 以安康市蚕桑研究所为依托,具有研发的优势条件;同时公 司具有的雄蚕专养技术,为项目提供了原料优势;安康地处秦巴 山区,境内森林覆盖率达 51%,自然生态环境优良,大气、水质无 工业污染,为项目的开展提供了优越的自然条件;蚕桑产业作为 安康的支柱产业,得到了各级政府的大力支持。 4、风险与防范措施 项目属于技术研发与推广应用,经济环境的变化将左右蚕农 养蚕的积极性及蚕桑产业的发展。势必会对项目的开展带来一定 的影响。为此,我们将与专业的经济顾问一起,研讨行业发展趋 势,制定正确的目标方向。蚕蛹综合开发,一举多得,产品既有 初级原料,又有源头产品,可根据市场情况灵活调节,使市场风 险降到了最低。

六、单位简况 项目单位安康市蚕桑研究所是由原安康地区行政公署于 1975 年批准正式成立,是市蚕桑行业中唯一的一个科学研究单位,也 是陕西省科委认定的科研单位之一。单位隶属于安康市林业局。 全所现有职工 60 人,其中高级农艺师 6 人,农艺师 15 人,所长 张京国为全国先进工作者。该所自成立以来,承担省市各种课题 30 多项,其中获省政府一等奖 1 项、二等奖 4 项、三等奖 10 项;

荣获地区行政公署特等奖 1 项、一等奖 7 项、 、二等奖 2 项、三等 奖 1 项;荣获陕西省技术成果交易洽谈会金像奖 3 项;荣获杨凌 科技博览会后羿金像奖 3 项。在科研、生产、教学、开发等方面 取得了显著的成绩。 项目主要人员组成 ①张京国,研究生学历,现任安康市蚕桑研究所所长,研究 员,国务院特殊津贴专家。曾先后主持多项中省重大科技攻关项 目。 ②惠波年,男,1963 年 4 月出生,安康市旬阳人,大学学历, 现任安康市蚕桑研究所副所长,高级农艺师,陕西省有突出贡献 中青年专家。曾先后主持多项中省重大科技攻关项目。 ③张义方,高级农艺师,科研室主任,具有二十年主持重大 项目研究经验,雄蚕专养技术主持人,陕西省青年科技奖获得者。 ④王富炳,高级农艺师,良繁室主任,从事家蚕良种繁育二 十余年,在雄蚕专养技术上具有丰富的实践经验。陕西省青年科 技奖获得者。 ⑤李海洲,1976 年 4 月出生于陕西宝鸡,1999 年毕业于西北 农林科技大学食品科学系食品科学与工程专业,工学学士。毕业 后,一直从事食品工艺、质量检测、体系认证等工作。 七、建设规模及总投资 项目按每年 600 吨蚕蛹的加工能力建设, 则设备投资约需 150 万元,征地及土建工程约需 400 万元,流动资金及其他费用约需

350 万元,即需要总投资约为 900 万元。建成后,年可产蚕蛹复合 蛋白 200 吨、蚕蛹油约 10 吨。 设备设施一览表
序 号 设备 名称 数量 (台) 8 2 2 6 6 2 2 3 容积 (m3) 3 功率 (KW) / 单价 (万元) 2.5 0.8 1.5 8.5 3.5 总价 (万元) 20.0 1.6 3.0 51.0 21.0

1 热风干燥机 2 3 4 5 粉碎机 振动筛 多功能提取罐 多用渍渗罐(夹 层) 6 硅藻土过滤机

3

300 型



1.5

4.5

7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3

沉淀池 离心机 药品粉碎机 溶剂回收设备

3 6 2 1

3



1 1.2

3.0 7.2 2.0 15





实验室仪器

3

生产及办公用具

15

合计

146.3

2、土建和工程改造:土建和工程改造费用表

序 号 征地费用(15 亩) 1 2 3 4 5 6 7





金 额(万元) 100 200 50 10 15 15 10 400

1000 平米厂房建设、2000 平米仓库(简易)、化验 室、成品仓库、办公室 员工宿舍、食堂 供电系统改扩建 供排水系统改扩建 污水处理设施改扩建 本项目为改扩建,道路建设、绿化等不计在费用内 合 计

八、经济效益和投资回收期 建设周期一年半,三年达产。建成达产后,每年产值可达 600 万元,投资回收期 4.5 年。


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