(廣東省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東廣州 510640)

蠶蛹為蠶蛾科家蠶的蛹，自古以來就是一種傳統(tǒng)的滋補強身的食物和中藥材。我國是蠶桑大國，2011 年生產(chǎn)鮮繭63.7 萬t［1］，鮮蠶蛹量近50 萬t，資源極其豐富。蠶蛹的營養(yǎng)成分豐富，科學研究表明干蠶蛹主要含蛹蛋白(55%～60%)和脂肪(25%～30%)，另外還含有糖類、甲殼素和多種蛋白激素、多種維生素、多種微量元素等生物活性成分［2］。干蠶蛹約含有30%左右的油脂化合物，其中75%以上為不飽和脂肪酸。蠶蛹油中的不飽和脂肪酸包括N－9型的油酸［Oleic acid，CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH］、N－6 型亞油酸［Linoleic acid，CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH］和N－3 型亞麻酸(Linolenic acid，C18H30O2)，其中亞油酸和α－亞麻酸的組成比例約為1.18∶1.00［3］，其比例因品種、提取方法和分析方法不同而存在差異。不飽和脂肪酸的分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵，表現(xiàn)出諸多促進人體健康的功能。如油酸可促進人體生長發(fā)育;亞油酸是人體不可缺少的合成花生四烯酸的脂肪酸，可進而生成前列腺素，以調(diào)節(jié)人體的各種功能;α－亞麻酸可促使血小板粘度降低，降低血液中低密度脂蛋白的含量，升高高密度脂蛋白的含量，防止高血壓、動脈硬化等［4］。α－亞麻酸還是二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)的前體，在機體代謝中具有降低血脂水平、增加尿纖溶活性、降低花生四烯酸(AA)及其代謝產(chǎn)物前列腺素E2(PEG2)的合成、減少尿鈣、尿草酸排泄［5］、抑制血小板凝聚、提高生物膜液態(tài)等生理作用，在治療和防治動脈粥樣硬化、糖尿病、腦衰老以及抑制腫瘤擴散方面有較好的療效。與其它2 種不飽和脂肪酸相比，α－亞麻酸表現(xiàn)出更多、更強的生理活性，且可在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為EPA 和DHA 而發(fā)揮更廣泛的生理功能;因此，利用蠶蛹這一可再生資源，開展蠶蛹油的高效制備及其α－亞麻酸的富集工藝的相關(guān)研究，正成為脂肪酸保健食品研究的熱點之一。

1 蠶蛹油的提取技術(shù)現(xiàn)狀

目前，已報道的蠶蛹油提取方法主要有壓榨法(包括生榨法、熱榨法、煮沸壓榨法)、溶劑浸提法和超臨界流體萃取法。

1.1 壓榨法

壓榨法制油是一種古老的機械提油法，其主要特點是工藝簡單、適應(yīng)性強，易保持油的特有風味。蠶蛹是高蛋白、高油脂物質(zhì)，蛋白質(zhì)含量約為58%，而粗纖維含量很低(僅3.5%左右)，因而蠶蛹油料與植物油料有很大的區(qū)別，使得壓榨提取油脂比較困難，利用壓榨法抽取蠶蛹油時，通常在初期階段有蛹油流出，但隨后蛹渣就大量擠出，致使壓榨無法再進行。所以，以壓榨法提取蛹油得率是很低的，殘油量超過一半，無應(yīng)用價值。且機械壓榨時操作溫度高達140 ℃左右，蠶蛹蛋白變性嚴重，影響脫脂蛹粉的再利用，也使蠶蛹油中的不飽和脂肪酸容易發(fā)生氧化酸敗，影響油的品質(zhì)，故壓榨法不適于制備蠶蛹油。

1.2 有機溶劑提取法

有機溶劑浸出法制油是利用能溶解油脂的有機溶劑，通過濕潤、滲透、分子擴散等作用，將料坯中的油脂提取出來，然后再把浸出的混合油分離而取得毛油的過程。影響浸出效率的各項因素包括溶劑的選擇、料坯的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、浸出的方式以及工藝條件和參數(shù)等。歐陽漣等［6］以蠶蛹為原料，經(jīng)干燥、粉碎、溶劑萃取、過濾、蒸餾得油等工藝過程，通過四因素三水平正交試驗，確定了適合蛹油提取的條件:用正己烷作萃取劑，浸出溫度為30 ℃，固液比為1∶4，浸出時間為7 h。

浸提法提取油脂，不受油料質(zhì)地軟硬影響，油料經(jīng)適當?shù)念A(yù)處理后，選擇合適的溶劑，即可浸出油脂。

1.3 超臨界CO2(SC-CO2)流體萃取技術(shù)

超臨界CO2(SC-CO2)流體萃取技術(shù)是一種用超臨界流體作溶劑，對物料所含成分進行萃取和分離的新技術(shù)。在臨界壓力和臨界溫度以上相區(qū)內(nèi)的氣體稱為超臨界流體。超臨界CO2流體萃取蠶蛹油的得率和效果受蠶蛹粉碎粒度、含水量、萃取壓力、萃取溫度、萃取時間、CO2流量等因素影響，實際操作時，要根據(jù)實驗情況，均勻設(shè)計或正交設(shè)計等優(yōu)化試驗條件，確定最佳的試驗工藝條件。羅蒼學等［7］以蠶蛹為原料，采用正交試驗，研究萃取溫度、萃取時間、萃取壓力等因素對超臨界CO2萃取蠶蛹油的影響，確定了蠶蛹油超臨界CO2萃取的條件，即萃取溫度35 ℃，萃取時間2 h，萃取壓力25 MPa;王國基等［8］在分析原料粒度、萃取壓力、溫度、時間、CO2流量等5 個單因素對蠶蛹油萃取率的影響基礎(chǔ)上，通過正交實驗對5 個因素進行了優(yōu)化，確定了超臨界萃取的最佳工藝參數(shù):原料粒度20～40 目、萃取溫度35 ℃、萃取壓力15 MPa、CO2流量30 kg/h、萃取時間3.0 h。

2 蠶蛹油中α-亞麻酸富集純化工藝研究

多不飽和脂肪酸的富集純化工藝主要有尿素包合法、銀離子絡(luò)合法、冷凍結(jié)晶法、分子蒸餾法等。

2.1 尿素包合法

尿素包合法是分離、提純脂肪酸的常用方法，主要是基于脂肪酸不飽和度以及碳鏈長度的不同進行分離。當尿素溶解于有機溶劑中，遇到直鏈脂肪酸、酯、醇等有機物時，尿素分子之間通過強大的氫鍵力在有機物周圍形成六方晶系，即尿素包合物。飽和脂肪酸易與尿素形成穩(wěn)定的包合物，低不飽和脂肪酸的尿素包合物一般是短而粗的晶體，性質(zhì)不穩(wěn)定，利用這一性質(zhì)可將亞麻酸與直鏈飽和脂肪酸以及它們的一、二烯酸分離。此方法投資少，工藝簡單，用此法分離飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸已實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。但缺點是不能將碳鏈長度不同、而飽和度相同或相近的脂肪酸分開。張迎慶等［9］通過實驗得出了尿素包合法富集蠶蛹油不飽和脂肪酸的工藝條件:尿素與脂肪酸之比為3∶1，以甲醇為溶劑，包合溫度為0 ℃，時間為12 h。提取的不飽和脂肪酸碘值可達192.7，不飽和脂肪酸的提取率可達42.9%。張海滿等［10］研究了尿素包合法純化α－亞麻酸的工藝研究，分析了包合溫度、尿素用量、溶劑配比、包合時間和包合次數(shù)等主要操作條件，對產(chǎn)品α－亞麻酸的純度、收率的影響。運用正交試驗找出優(yōu)化條件，使α－亞麻酸的濃度由46.7%提高到87.3%，收率在60%以上。

2.2 銀離子絡(luò)合法

銀離子絡(luò)合法是根據(jù)脂肪酸雙鍵數(shù)量的不同，銀離子與碳雙鍵形成的極性絡(luò)合物雙鍵越多、絡(luò)合作用越強，并根據(jù)作用力的不同達到分離的目的。此法廣泛應(yīng)用于分離魚油中的EPA 和DHA［11］。蔣艷忠等［12］采用硝酸銀絡(luò)合法對蠶蛹油中α－亞麻酸進行了富集，研究表明溶劑極性和絡(luò)合溫度對α－亞麻酸的純度影響較大，在AgNO32 mol/L、40%甲醇—水溶液、0 ℃的絡(luò)合條件下，α－亞麻酸收率達50%，純度達99%。

2.3 冷凍結(jié)晶法

冷凍結(jié)晶法的原理，是利用脂肪酸或其衍生物在不同溫度下的溶解度和凝固點的差異進行富集純化。飽和脂肪酸在室溫下通常呈固態(tài)，在室溫或低于室溫時結(jié)晶。因此，可讓其結(jié)晶后通過過濾使其結(jié)晶與母液分離，從而達到飽和脂肪酸與不飽和脂肪酸分離的目的，且低溫冷凍可使不飽和脂肪酸結(jié)晶更充分。該法具有設(shè)備簡單、操作方便、對多不飽和脂肪酸的分離較為溫和、產(chǎn)品不易發(fā)生氧化的特點。但用于多不飽和脂肪酸的生產(chǎn)，必須考慮到能耗、有機溶劑的安全性和回收。張迎慶等［13］采用將蠶蛹油中不飽和脂肪酸冷凍結(jié)晶的方法，使之從母液中分離出來，并對這種冷凍結(jié)晶法的工藝進行了初步研究，確定了相對最佳條件，即用蠶蛹油10 倍體積的0.5 mol/L KOH，乙醇溶液皂化2 h，在－30 ℃冷凍6 h。采用該法，蠶蛹油中不飽和脂肪酸的提取率可達47.0%。

2.4 分子蒸餾法

分子蒸餾法是利用脂肪酸相對分子質(zhì)量大小的差異和分子平均自由程的差別，使液體在遠低于其沸點的溫度下進行的精細分離的方法。此法對設(shè)備要求較高，且很難將與亞麻酸相對分子質(zhì)量相近的脂肪酸分離開來，在應(yīng)用上有一定的局限性。王寶剛［14］用分子蒸餾技術(shù)脫除蠶蛹油游離脂肪酸，在高真空狀態(tài)下，脂肪酸蒸發(fā)溫度低、蠶蛹油受熱時間短、最大限度地限制了副反應(yīng)的產(chǎn)生，保護原油營養(yǎng)成分不受破壞。但是真空設(shè)備的成本和能耗使這一方法受到一定限制。

此外，多不飽和脂肪酸的富集純化工藝還有用脂肪酸凝固點差異的低溫結(jié)晶法、真空冷榨法、根據(jù)脂肪酸溶解度差異的脂肪酸金屬鹽法等分離純化α－亞麻酸的報道。

分離α－亞麻酸的方法各有優(yōu)缺點，單一使用都不能得到高濃度、較純凈的α－亞麻酸。為了獲得高純度的脂肪酸，常是在考慮成本的基礎(chǔ)上取長補短，利用其優(yōu)點，將各種方法有機地相結(jié)合［15］。

3 蠶蛹油α-亞麻酸的微膠囊化工藝研究

微膠囊技術(shù)是利用成膜材料將固體、液體或氣體囊于其中，形成直徑幾十至上千微米的微小容器的技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于藥品、化工產(chǎn)品、香料以及食品。微膠囊的制備方法有噴霧干燥法、分子絡(luò)合法、復合凝聚法等，其中噴霧干燥法具有成本低、適用性廣、工藝簡單的特點［16］。

微膠囊化技術(shù)在功能性油脂產(chǎn)品加工的應(yīng)用，主要集中于原料或添加劑的包埋，以隔絕光和氧氣，達到延長原料保質(zhì)期以及提高物料混合性能。由于α－亞麻酸的碳鏈中含3 個雙鍵，是一種易氧化、不易保存、不宜直接加入食品的營養(yǎng)物質(zhì);因此，采用微膠囊化技術(shù)將其制備成易溶解、流動性好，且不易被氧化的微膠囊粉是非常合適的。

陳晨等［17］經(jīng)過壁材優(yōu)化試驗，當脫油大豆卵磷脂添加量為殼聚糖的13%(w/w)，復配壁材與基礎(chǔ)壁材殼聚糖比例為1.42∶1.00(w/w)，芯材蠶蛹油不飽和脂肪酸與總壁材質(zhì)量比為0.52∶1.00(w/w)時，微膠囊實測包埋率為83.31%，達到最佳效果，此時表面油率為13.76%，微膠囊化效率達到97.74%，且微膠囊微觀形貌呈光滑球形，平均直徑約為4 μm，產(chǎn)品外觀呈乳白色粉末狀，流動性良好。張瑞等［18］確定蠶蛹油中脂肪微膠囊化最適宜的成囊條件:明膠、阿拉伯膠和蠶蛹油比例為1.0∶1.0∶0.8、成囊溫度為45 ℃、復凝聚的pH 值為4。

4 展望

在蠶蛹油提取技術(shù)方面，現(xiàn)有的技術(shù)主要是有機溶劑提取法與超臨界流體萃取法。有機溶劑浸出法具有出油率較高，蛋白質(zhì)不變性等特點，但溶劑殘留較高，且因工藝流程長而蛹油品質(zhì)會受到影響。而超臨界流體萃取法具有萃取率高、選擇性好、無溶劑殘留、無污染，而且工藝簡單等優(yōu)點，所以超臨界流體萃取法是當今較為合適的蠶蛹油提取技術(shù)。

在蠶蛹油α－亞麻酸的微膠囊化工藝方面，現(xiàn)有的技術(shù)主要有噴霧干燥法、分子絡(luò)合法、復合凝聚法等方法，但這些方法操作比較繁瑣，成本較為昂貴，所以改進開發(fā)新的微膠囊技術(shù)具有重要的意義。目前，多流體復合電噴技術(shù)、超臨界流體快速膨脹技術(shù)與自主裝技術(shù)等都是新型微膠囊技術(shù)的重要代表，并且今后微膠囊技術(shù)正朝著包覆率高、功能多樣、結(jié)構(gòu)與性能可方便調(diào)控和制備成本低的方向發(fā)展［19］。

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