我国蚕桑资源利用现状

三、我国蚕桑资源利用现状

(一)蚕桑副产物多元化利用进展

1.蚕蛹蚕蛾

蚕蛹中粗蛋白含量约53%、粗脂肪含量约31%,是一种高蛋白高能量饲料原料,目前,蚕蛹作为蛋白饲料在水产、畜禽养殖上均有一定的研究与应用。蚕蛹还含有卵磷脂、甾醇、脂溶性维生素等,其营养价值可与牛奶、鸡蛋相媲美。随着鲜茧缫丝技术的普及,蚕蛹脂肪氧化问题得到了较好的解决,食用安全性得以保证,目前我国鲜茧缫丝蚕蛹食品主要出口到泰国、韩国,用于食用。小部分在国内也用于直接炸炒烹饪,开发成休闲食品、罐头,深加工制成蚕蛹蛋白粉以及酱油、增鲜的味肽等调味品(陆春霞,2015)。

蚕蛹油中不饱和脂肪酸占油脂的68%以上,蚕蛹油具有降糖降脂、增强免疫力、抗氧化等作用,提取蚕蛹中的蛹油制作成蛹油胶囊等保健品,并可进一步提取α-亚麻酸作为药品、保健品。提取蛹油后主要成分是蚕蛹蛋白,蛹多肽具有抗菌消炎、降糖降脂、抗氧化等生物活性,其水解的氨基酸配比均衡,富含人体所需的多种必需氨基酸,现已开发出蚕蛹蛋白粉、蚕蛹复合氨基酸等保健品。蚕蛹提油、提蛋白后剩余的蛹壳富含丰富的甲壳素,其在强碱条件下降解成壳聚糖,具有提高降糖降脂、抗菌消炎、增强机体免疫力等作用,现已开发多种蚕蛹甲壳素抗菌新材料以及降糖降压、减肥、增强免疫力等保健产品。

蚕蛾中含有丰富的雄性激素、蜕皮激素、保幼激素、脑激素等活性物质,中医认为雄蚕蛾具有补肝益肾、壮阳涩精、止血生肌等功效,在开发壮阳抗疲劳、调节更年期、治疗白内障等药品和保健品方面发展前景广阔。目前,已开发雄蛾酒、雄蚕蛾胶囊、雄蛾油等产品。

2.桑枝叶

桑树全身是宝,据《本草纲目》《本草从新》等药典记载,桑叶、桑果、桑枝、桑根、桑白皮均是良好的中药材。桑叶富含生物碱、多糖等活性成分,具有降糖降压、抗菌消炎、抑制肿瘤等作用;桑果中可溶性糖、白藜芦醇、桑红色素等活性成分丰富,具有调节免疫、降糖降脂等作用;桑枝、桑白皮中均含有桑色素、桑色烯、桑酮等活性物质,具有降糖降压、抗菌、抗病毒等作用(侯瑞宏,2010)。

桑叶是传统的药食两用植物,目前桑叶以多种形式走上了餐桌,其幼嫩的叶芽类似于叶菜,可直接做菜食用或制作成各种桑叶茶;将鲜桑叶切细或其超微粉作为食品基料,添加进肉类、面点中。现已开发的各类桑叶食品种类丰富,而且还赋予其特有的桑叶清香味,深受大众的喜爱。桑枝叶除直接作为中药材外,市场上还有桑叶茶、桑叶凉茶饮料、桑枝饮片、桑枝灵芝、蜜炙桑白皮、桑白皮护发素等产品(廖森泰,2010),桑枝还可以用作造纸、木材、食用菌栽培基料等。另外,随着国民消费力的提升以及对安全优质畜禽产品消费需求的增加,在我国广东、四川等地区已发展了专门以桑枝叶养殖高品质畜禽的养殖公司及养殖户,并建立了“桑叶猪”“桑叶鸡”等品牌。

3.蚕沙

蚕沙中含有叶绿素、蚕沙酮、植物醇、维生素等多种生物活性物质。蚕沙入药最早记载于《名医别录》中,其味甘、辛、性温,具有祛风除湿、和胃化浊、活血通经的功效。新鲜的蚕沙经过除杂、干燥、筛分后即可作为中药材;将其他茶叶、中药材提取物浸润蚕沙风干后即做成蚕沙虫茶,具有祛风除湿、清热解毒、活血定痛等作用;以蚕沙为主材料,配以野菊花、霜桑叶、玫瑰花、薰衣草等10多种中药材制作出蚕沙枕,具有清热解毒、安神醒脑、改善睡眠、增强记忆、预防中风等效果。目前,蚕沙还大量用于工业化提取叶绿素、果胶等,此外,利用蚕沙生产生物有机肥和动物饲料是目前蚕沙资源多元化开发的两个重要方向。

蚕沙营养物质丰富,其粗蛋白、粗纤维、粗灰分含量均在15%左右,营养组成类似于麸皮,且蚕沙中含有丰富的叶绿素,还含有少量的生物碱、类肾上腺皮质激素、维生素A、维生素B、维生素C、维生素D、维生素E、烟酸等植物生长激素(陈晓萍,2011),具有较高的营养价值,且其饲料特性又类似于优质的青绿饲料,饲用效价显著。在桑基鱼塘养殖模式中,即是将蚕沙作为饲料投放到鱼塘,近年来,也有将蚕沙用于牛、羊、猪、鸡等的养殖,其可直接以鲜蚕沙的形式进行投喂,也可经晒干或发酵后添加到配合饲料中。但限于蚕沙的产量以及质量的稳定性等因素,蚕沙在畜禽养殖中,还未见持续稳定的利用。

蚕沙水分含量高,收集不及时或堆沤后,蚕沙容易发霉变质,且部分养蚕地区偏爱用石灰,蚕沙碱性强、含钙量高,变质与强碱性的石灰不适于用作动物饲料,但却有明显的肥料作用。蚕沙收集后消毒、除杂,再复配调理剂后堆肥1~2个月,即可生产出高效的有机肥。研究发现,蚕沙中含有上百种有益菌种,特别是解磷解钾菌含量丰富,蚕沙通过堆沤后,有益菌大量繁殖,大幅度增加蚕沙的肥效。目前,广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所与广东植物龙生物技术股份有限公司合作,开发了天蚕优底、上蚕力等蚕沙有机肥,主要用于水果、蔬菜种植。

(二)蚕桑副产物饲料化利用现状

1.蚕蛹的饲料化应用现状

蚕蛹中含有丰富的蛋白质和脂肪,蚕蛹脂肪中不饱和脂肪酸含量约68%,在蚕茧烘干、储藏、缫丝及蚕蛹深加工过程中,容易发生蚕蛹蛋白质的分解和脂肪的氧化,产生有害物质,破坏其营养价值。目前大部分干茧缫丝蚕蛹主要用作水产及畜禽饲料。

(1)蚕蛹饲料化应用的营养价值

蚕蛹是一种饲用价值较高的蛋白饲料资源,蚕蛹中蛋白质占50%~60%,氨基酸含量为:赖氨酸4.95%、色氨酸0.95%、蛋氨酸2.37%,除精氨酸、苯丙氨酸和异亮氨酸的含量低于鱼粉外,其他成分与鱼粉相当,而蚕蛹价格远低于鱼粉。另外,蚕蛹还含有20%~30%脂肪、3%~4%的甲壳素、5%的糖类以及维生素、抗菌肽、溶菌酶、微量元素等生物活性物质(王淑雯,2016)。

蚕蛹所含脂肪中绝大部分为不饱和脂肪酸,具有明显的抗氧化作用,有效的利用蚕蛹中的不饱和脂肪酸能明显改善机体健康水平;蚕蛹中含有丰富的抗菌肽,使动物机体产生天然免疫力,具有广谱的杀菌作用;蚕蛹中还含有具有诱食作用的小肽,能提高动物采食量;蚕蛹中还含有微量的维生素A、维生素B2、维生素D、叶酸和Mg、Ca、Zn、Fe、Cu、Se等微量元素,能够满足动物对多种营养物质的需求(熊燕飞,1999)。

(2)蚕蛹饲料化加工技术发展现状

蚕蛹营养价值丰富,但蚕蛹中的不饱和脂肪酸极易氧化影响营养效价,并产生异味物质,其蛋白质也易被分解成胺、醛、酚类物质,产生恶臭,动物摄食后会在肉品中有异味残留。蚕蛹中的甲壳素含量丰富,但直接饲喂蚕蛹,动物难以消化利用甲壳素,其反而影响动物的消化吸收率,因此,蚕蛹直接饲用效果不佳。近年来,关于蚕蛹饲用的加工技术取得了一定的进展。

①蚕蛹物理、化学加工方法。蚕蛹饲料化利用的首要问题是去除蚕蛹异味物质。蚕蛹脱臭可采用有机溶剂浸提法、蒸馏法、吸附剂法、氧化法等方法(杨吉园,2009)。在采用有机溶剂浸提法脱除蚕蛹臭味时,以丙酮效果最佳,浸提方法以索氏提取法效果最好(郑仕远,2003)。使用蒸馏法时,先将蚕蛹异味物质与醋酸反应,使其形成易挥发物质,除臭效果显著(钱俊青,2002)。此外,通过煮沸清洗、碱液处理后,风干粉碎的方法,得到脱脂脱臭的蚕蛹粉,直接添加入畜禽配合饲料。

②蚕蛹微生物处理方法。采用物理化学方法,会不同程度的降低蚕蛹的营养成分,并会损失多种生物活性物质。蚕蛹饲料化利用的另一个关键问题是,蚕蛹表层的甲壳素难以被动物消化利用。微生物发酵技术工艺简单、产业化操作程度高,是蚕蛹加工经济高效的加工利用方式。目前,针对缫丝厂出来的鲜蚕蛹,经过简单的清洗后可以直接打浆后复配豆粕、花生粕等原料,调配发酵营养成分后进行发酵,此法生产效益高。近年来,已筛选出多株蚕蛹甲壳素的高效降解菌,通过微生物作用生成的壳聚糖具有广谱的抗菌消炎作用,增加了蚕蛹的饲用效价。并且蚕蛹中的大分子蛋白质、脂肪酸通过微生物的作用生成功能肽、氨基酸和短链脂肪酸,有效增加蚕蛹的生物活性组分,提高动物的消化吸收率。

(3)蚕蛹饲料在畜禽水产上的应用

①蚕蛹在水产养殖上的应用。蚕蛹营养价值丰富、作为蛋白原料价格相对较低,近年来,蚕蛹在水产养殖上进行了广泛的研究与应用,目前,已在罗非鱼、草鱼、建鲤、框鳞镜鲤、大菱鲆、黄鳝等上进行了研究与应用,抗病促生长作用明显,可部分或完全替代饲料中鱼粉。研究表明,蚕蛹代替建鲤日粮中50% 鱼粉对其增重率、特定增长率、饲料系数、成活率等生长指标,肥满度、内脏指数、脾脏指数、肝胰脏指数、肠指数等生物学性状指标,以及全鱼、肌肉等的一般营养成分均无显著性影响,综合考虑各项指标,脱脂蚕蛹可替代建鲤饲料中50%以下的鱼粉,同时添加晶体赖氨酸可提高鱼体的蛋白质沉积水平(张建禄,2013)。陈永生(2015)研究也表明,发酵蚕蛹替代饲料中25%左右的鱼粉蛋白对框鳞镜鲤幼鱼生长、饲料利用和体成分无负面影响,但有调节试验鱼血脂,保护肝胰脏的作用。

②蚕蛹在畜禽养殖上的应用。张建红等(2002)报道,用蚕蛹粉喂猪,日平均增重比无添加蚕蛹组提高了23.6%;在猪饲料中添加蚕蛹粉,其氨基酸真消化率达到88%,明显高于啤酒糟、豌豆等饲料蛋白辅料(孙丽莎,2013);在断奶仔猪养殖中,发酵蚕蛹豆粕粉可替代25%的鱼粉,对其生长性能、腹泻率、器官指数、血清免疫球蛋白含量等无显著影响(邝哲师,2017)。另外,蚕蛹蛋白在蛋鸡、肉鸡等动物上也有一定的应用,在促进动物生长,提高畜禽免疫力等方面效果显著。

2.桑枝叶的饲料化应用

桑枝叶是蚕桑副产物中生物产量最大的一部分,桑叶营养价值丰富,其物质组成类似于苜蓿草粉,嫩桑枝中也含有近10%的蛋白,且桑枝叶是传统的中药材,具有明显的抗菌消炎、清热解毒等药理作用,可作为良好的功能性饲料原料,在饲料化开发和利用方面具有较大的潜力。目前,在桑枝叶饲料化加工技术方面研究较少,多直接干燥粉碎成桑叶粉添加到配合饲料或制作成青贮料饲喂。

(1)牛饲料

桑叶可以桑叶粉、青贮桑叶、鲜桑叶等形式用于犊牛、肉牛、奶牛、种牛的饲养,其在牛上的营养效价相当于苜蓿草粉。在肉牛饲养上的突出效果表现为提高肉牛采食量以及营养物质的消化率,改善瘤胃的微生态环境,提高肉牛生长速度(Uribe,2001)。在奶牛饲养上的突出效果表现为增加产奶量、提高乳蛋白率、降低乳脂率、增长泌乳周期、降低乳房炎的发生率(李胜利,2007)。在种公牛饲养上的突出效果表现为降低精子畸形率,明显提升精液品质(郭建军,2010)。此外,桑叶可以作为幼犊的补充饲料,促进幼犊瘤胃生长发育,节约对牛乳或代乳料的消耗(Uribe,2001)。

(2)羊饲料

由于牛羊均属于反刍动物,喜食青绿饲料,桑叶还可以通过青贮加工后供羊采食,也可以桑叶粉的形式添加进羊饲料中。用桑叶喂羊,能明显改善羊肉品质,增加肉品风味,并对机体抗氧化能力和免疫力有一定的提升,且在一定比例范围内,能提高羊的日增重、屠宰率等。但有研究表明,当桑叶与菜籽粕、豆粕按照一定的配比使用时,在羊饲养上出现了负组合效应,但其作用机制尚不明确(严冰,2002;苏海涯,2002)。

(3)鸡饲料

在蛋鸡饲料中添加桑叶粉,能增加鸡蛋中β-胡萝卜素、多不饱和脂肪酸和维生素E的含量,且桑叶粉中的胡萝卜素、叶黄素等色素会沉积到蛋黄中,使蛋黄颜色加深,随着桑叶粉添加量的增加,蛋黄中胆固醇的含量也逐渐减少,桑叶粉中的降血糖功能因子DNJ可在鸡蛋中得到富集,明显提高鸡蛋品质(张雷,2012;Kamruzzaman,2012;孙振国,2011;章学东,2012)。但在蛋鸡饲料中,要严格控制桑叶粉的用量,用量过多将明显降低蛋鸡的产蛋性能。在肉鸡饲料中添加桑枝叶粉能明显改善鸡肉的品质及风味,但添加过量对肉鸡采食量、日增重、饲料转化率、料肉比、屠宰性能等性能指标都有一定的不良影响。

(4)兔饲料

兔子喜食桑叶,当与其他青草同时饲喂时,兔子会优先采食桑叶,用桑枝叶粉喂养兔子可以提高其采食量、增加体重,降低发病率和死亡率,其肉质更加细腻,肌间脂肪不饱和脂肪酸的比率增加,膻味变淡,口感更佳,其在兔子上的饲喂效果优于苜蓿粉(石艳华,2007;Martinez,2005)。

(5)鱼饲料

桑叶可用于草鱼、罗非鱼、鲤鱼等多种鱼饲养中。在各种鱼类的养殖中,其突出作用表现在改善鱼类血液指标和肝脏功能,增强鱼体免疫水平和抗病能力、减少鱼药的使用等。

3.蚕沙的饲料化应用

(1)蚕沙在鱼饲料上的应用

蚕沙蛋白、纤维含量较高,细米粒大小,20世纪90年代以前的桑基鱼塘养殖模式中即是将鲜蚕沙直接喂鱼,一般每10kg蚕沙可以生产1kg鱼肉,并且蚕沙清热解毒效果明显, 能防止部分鱼病的发生(杨海霞,2002)。养蚕除沙后的粗蚕沙,含有大量的桑茎叶,特别是采用地面条桑育,桑枝茎秆残留较多,直接投掷鱼塘易造成水体污染,破坏鱼塘生态系统,因此在使用前应先挑拣出粗大的枝条茎叶再进行投喂。蚕沙养鱼是桑基鱼塘中重要的一环,实现了废物利用,特别是在以四大家鱼为主的饲养环境里,蚕沙可以直接被上层鱼儿捕食,也可以释放一些营养物质供水体里的动植物以及浮游生物生长,这些动植物以及浮游生物又可以作为中下层鱼儿的捕食对象,提高了蚕沙利用率,增加了养殖效益。随着现代养殖模式的发展,桑基鱼塘模式减少,利用蚕沙进行水产养殖鲜有报道,但蚕沙养殖的池鱼健美修长,爽滑鲜香,成为珠江三角洲地区广为流传的美食佳话。目前我国蚕沙废弃严重,将蚕沙收集后加工制成水产养殖配合饲料,不仅能提高水产品肉品风味,更能实现蚕沙的高效利用,提高蚕桑产业经济效益。

(2)蚕沙在猪饲料上的应用

我国是世界第一养猪大国,生猪存栏量占到全世界的一半,在养猪各项成本组成中,饲料成本所占比重最大,达到70%甚至更高,因此,要控制生猪养殖生产成本,应着力于饲料成本的控制。受多种因素影响,近年来饲料价格不断攀升,已成为影响养殖收益和产业发展的重要因素(顾立伟,2013)。蚕沙与麦麸的营养价值相当,并且含有多种生物活性物质,由于蚕沙目前绝大多数是直接丢弃,蚕沙转而售卖的价格较低,明显低于其他常用饲料原料。有研究表明用含有15%蚕沙的饲料喂猪相对于常规饲料可节省29.4%的饲料成本(焉贞凤,1999),且用含10%~15%的蚕沙饲料饲喂猪后,猪的生长发育相对来说加快,猪的毛色也较为鲜亮(辛丰,2006)。王建科等(2007)分别添加7%、10%、13%的蚕沙到饲料中,发现添加7%蚕沙组生猪平均日增重和屠宰率明显高于其他组。陈翠玲等在育肥猪日粮中添加7%的蚕沙,对猪的屠宰率没有影响,瘦肉率随着蚕沙添加比例的提高而增加,蚕沙的消化能11.02MJ/kg(陈翠玲,2007)。综合各项研究结果,蚕沙在猪饲料中的应用具有促生长、提高瘦肉率、节约养殖成本等作用,蚕沙在生猪养殖上的用量约在7%~14%,添加量过少养殖效果不明显,过多则会引起猪不食。

(3)蚕沙在羊饲料上的应用

羊耐粗饲性较强,且蚕沙营养价值丰富,其营养组成基本能满足羊的需要,且相对于其他精饲料,价格更为便宜,是一种较好的羊饲料替代品。研究表明,用蚕沙饲喂羊,72h后蚕沙干物质、粗蛋白、粗纤维的有效降解率分别为43.32%、45.47%、36.05%(柏雪,2007)。田斌等分别采用50%精饲+50%蚕沙、20%精饲+80%蚕沙以及100%精饲(对照组)喂养山羊,发现20%精饲+80%蚕沙组山羊增重最为明显,增重达到了1.20kg,且差异显著(田斌,2008)。还有研究表明,用蚕沙替代25%精料,可极显著提高生长山羊的生长性能,达到124.65%(郭春华,2010)。各项研究表明,蚕沙在羊饲料中的应用,促生长作用明显,但对各品种羊肉品风味、机体抗病力等的作用以及不同生长阶段的最适使用量还需进一步研究。

(4)蚕沙在其他动物上的应用

蚕沙中含有丰富的蛋白质、叶绿素和生长未知因子,气味清香,适口性好,多数动物均喜食,且饲喂效果良好。郑学斌等(2003)研究表明在日粮中添加5%的蚕沙对肉鸡的健康无不良的影响,且较对照组日增重有所提高。此外,在鸡饲料中添加5%的蚕沙,蚕沙中的叶绿素对鸡皮、鸡肉的色泽以及鸡蛋黄着色有明显的改善作用(2010)。另有研究发现,在新西兰肉兔日粮中添加6%、12%、18%、24%蚕沙时,不影响日增重,但显著影响料重比,其中12%组经济效益最佳(2011)。用蚕沙代替麸皮等精饲料饲喂育肥鹅,通过消化代谢试验、饲养试验、屠宰分析,确定其在育肥鹅日粮中的最佳应用比例为15%,使用含蚕沙的日粮可以提高全净膛率0.52%,所表现的生产性能显著高于对照组(陈翠玲,2007)。张得才等(2014)发现当在饲粮添加3%~6%蚕沙时,对肠道的生长发育有一定的促进作。但同时发现当在饲粮中添加9%~12%蚕沙时会降低仔鹅对饲粮的利用率,这可能是由于蚕沙中的抗营养因子影响了仔鹅对影响物质的消化吸收。