CN103126028A - 桑蚕丝胶饮料制法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适合糖尿病人或准糖尿病人饮用的口服液或饮料。从金张从正、明李时珍用煮茧汤治疗消渴出发，利用现代缫丝工业产生的桑蚕丝胶液或丝胶成品配制的丝胶液，用虫草类菌物进行生物处理，得到含丝胶和虫草类多糖等有效成分并完成脱异味处理的桑蚕丝胶液，再制作成食品类饮料、保健食品类的功能性饮料或口服液、或者液体中成药，用于糖尿病、糖尿病并发症的预防和治疗。本发明有中医典籍和现代科学依据，开发利用了废弃资源，符合国家环保产业政策，其产品有成本优势和较大潜在市场。

Description

桑蚕丝胶饮料制法及应用

技术领域

本发明涉及一种桑蚕丝胶功能性的饮品、饮料，或称口服液，具体地说涉及一种适合糖尿病人或准糖尿病人饮用的含桑蚕丝胶的口服液或饮料。 

背景技术

糖尿病已成为我国的重要公共卫生问题。糖尿病，中医称之为消渴症。中医治疗消渴自古有之，且常用家蚕(Bombyx mori)的蚕茧、僵蚕或桑叶。金代名医张从正(1156--1228)所著《儒门事亲》消渴三十五有曰：“上以缫丝煮茧汤，澄清，顿服之则愈”[1]。据说明代李时珍《本草纲目》及其他典籍中也有类似记载。现代研究也证明，煮茧汤中含有对糖尿病疗效确切的丝胶蛋白。蚕茧提取液可以有效降低四氧嘧啶致小鼠血糖的升高，而蚕茧提取液实际上也是一种煮茧汤[2]。家蚕丝胶从蚕体(绢丝腺)、蚕茧(茧壳、茧衣)和蚕丝中提取，茧丝中有20％～30％的丝胶。丝胶为高分子的水溶性蛋白，分子量为10-300kDa，由18种氨基酸组成，其中具有羟基、羧基、氨基等强极性侧基的氨基酸如丝氨酸、天冬氨酸和甘氨酸含量很高。 

张从正、李时珍所指煮茧汤，是指古代手工缫丝、大锅煮茧的煮茧汤。我国在原始社会已有用野蚕茧和家蚕茧人工缫丝。经历商周至战国秦汉时期，沸水煮茧已很普遍，宋代记载，煮茧时要求“汤如蟹眼”，使细泡微滚，汤温约为80C左右。元代文献称，缫丝“……水以蟹眼汤为标志”。所谓“汤如蟹眼”即是将煮茧水中保有一定浓度的丝胶。当今，古典的手工缫丝大锅煮茧已经十分少见，但仍有遗存。现代缫丝工业采用化学助剂煮茧者居多，但也有采用无助剂蒸煮工艺或真空工艺者，此工艺所得之“汤”与古代煮茧汤接近。缫丝工 业“废水”含有丝胶和蛋白质，其资源化开发正在进行中。汰头废水可作为农用蛋白质或有机肥料资源，而煮茧汤(含煮茧、索理绪、抽丝、练丝、洗涤工序)用于提取丝胶，已实现产业化。据悉每吨丝胶价格34万元，得率0.018％-0.068％，相当于每吨“废水”的产值100到150元。 

金张从正“顿服之则愈”的煮茧汤，可以看作一种山寨版功能保健饮料。“现代化学煮茧汤”已经有别于古典，这类煮茧汤不宜用于制作饮料或需要经过处理。饮料作为一种独具特色的食品，深受广大消费者特别是青少年的喜爱，成为人们日常生活中不可缺少的一部分。随着糖尿病发病率的不断上升，有宜于血糖控制的饮料也以其独特的功能开始引起广泛的关注。 

日本福井县精炼株式会社的功能性口服剂，把丝胶蛋白或其水解物作为一种矿物质吸收剂，用于饮食品添加剂或健康补剂或肠癌预防剂，其中的丝胶蛋白，是从蚕茧丝中提取的天然丝胶蛋白。王卓等用浙江湖州某公司提供家蚕丝胶粉研究、评价了家蚕丝胶粉对糖尿病的治疗功效，认为丝胶对糖尿病的治疗有较显著的作用，证实了古典煮茧汤用于糖尿病具有现代科学依据[4、5]。 

但是含有丝胶的煮茧汤用作饮料，其异味问题必需解决。异味问题是妨碍桑蚕工业副产品开发利用的症结所在。缫丝后的蚕蛹异味甚至波及所饲农畜产品，改变牛奶、猪肉、鸡肉蛋的口感。煮茧汤中也有类似异味。这种异味令人生厌，避之不及，趋避心理波及相关产品，甚至包括蚕蛹蛹虫草。据分析，蚕蛹异味由39个确证异味化合物和18个未确证异味化合物组成，主要是己二胺。除异味(脱臭)也是生产蚕蛹蛋白或蚕蛹氨基酸的重要环节，显然，单靶向地用化学方法消除这些异味物质十分烦杂。比较先进而且比较经济的方法是利用微生物(群)的复杂酶系进行生物处理。少孢根霉、酒曲、酱油曲的脱蛹臭效果良好，可见多种真菌发酵能分解蚕蛹异味化合物[6、7、8、9]。用本人的发 明专利(申请号200810021701.8)生产蛹虫草的过程中，蚕蛹异味随着蛹虫草走菌的完成而消除，走菌室内幽香淡淡，低温烘干时菇香满室，说明蛹虫草菌也持有这类酶系[10]。 

国内首次自蛹虫草中筛选出具有降血糖活性的胞外多糖，且证明只有胞外多糖有明显的降血糖活性，对糖尿病小鼠免疫系统的调节作用是降血糖的主要原因，而非结果。实验表明，赤灵芝(G.lucidum)和蛹虫草(C.militaris)子实体粗多糖降血糖作用相似，与模型对照组相比，其高剂量组降血糖作用差异极显著。另一项研究对降低四氧嘧啶糖尿病小鼠的空腹血糖比较表明，蛹虫草粉2小时可降低血糖值52％以上，比苦瓜粉、桑叶粉的降糖效率提高1.5倍以上，比灵芝超细粉高50％。还有人证明，蛹虫草多糖对糖尿病小鼠的降血糖作用，与阿卡波糖效果相似，但极少有阿卡波糖类似的不良反应[11、12]。 

冬虫夏草(Cordyceps sinensis)与蛹虫草(C.militaris)同属不同种，冬虫夏草与蛹虫草有相近有效成份和相近临床治疗作用，只是其虫草素cordycepin含量低于后者。日本明治乳业公司证明，冬虫夏草确有降低血糖的作用，与单纯降低血糖的药物不同，它不是促进人体分泌胰岛素，而是改善糖的代谢过程，而且只有血糖值比正常水平高时才有效，因此对糖尿病的发生、发展具有控制作用，也适用于预防血糖值高的人患糖尿病。证据表明，两种虫草多糖都有临床降糖效果，其降糖作用呈剂量依赖性。两种虫草菌丝粉也都能显著降低四氧嘧啶糖尿病小鼠的空腹血糖[13、14、15、16、17、18]。除了降糖作用，虫草对肾脏有保护作用，可抑制醛糖还原酶、减轻早期肾小球的高滤过、调节免疫力、降低炎症反应、抗脂代谢紊乱、促进肾小管上皮细胞增生、抑制肾小球系膜细胞、成纤维细胞增殖并有抗氧化作用。这些功能显然有益于糖尿病并发症、特别是糖尿病肾病的预防和治疗[19、20]。 

蝉花是麦角菌科真菌大蝉草Cordyceps cicadae Siting寄生在蝉科昆虫山蝉Cicada flammata Dist若虫上的子座及若虫尸体的复合体。蝉花味甘性寒，具有散风热、定惊镇痉、明目透疹、滋补强壮之功效。《本草图经》记载：“山蜀中，其蝉头上有一角，如花冠状，谓之蝉花。西人赍之都下者，医工云入药最奇”。研究认为，蝉花有多种药理作用，包括免疫调节、滋补强壮、抗疲劳抗应激、镇静催眠，还有降低血压、减慢心率、解热镇痛以及促进造血功能。实验表明，蝉花对于实验性糖尿病有明显降血糖作用，但对正常小鼠也有明显降血糖作用(与冬虫夏草不同)。蝉花作为中医明目退翳药，主治目赤肿痛、流泪、障翳等，民间常将蝉花作为补肝明目安神食品。蝉花在临床上对慢性肾功能衰竭(CRF)也有治疗效果，能降低血清肌酐、尿素氮水平，提高肌酐清除率，促进蛋白质的合成，纠正负氮平衡、升高患者血浆白蛋白、血红蛋白量和红细胞比积，还能改善患者的甘油三酯和降低血清胆固醇水平的作用。蝉花也有益于糖尿病肾病、糖尿病眼病的预防和治疗[21]。 

国内外已经有人开发了单方或复方的冬虫夏草保健饮品饮料，所用的冬虫夏草多为发酵液和发酵菌丝；也有人开发了单方或复方的蛹虫草保健或普通饮品饮料，所用的蛹虫草有发酵液和发酵菌丝或子实体。尚未见以糖尿病或高血糖为靶向的虫草饮料的报道[22、23、24]。桑蚕茧提取的丝素(肽)保健饮料已经有开发报道，但丝素不同于丝胶。这种饮料含丝素肽3％，丝素经酶解后蛋白分子量下降到10kDa，没见特指用于糖尿病或准糖尿病[25、26]。 

基于以上理论和实际经验，本发明提出用桑蚕丝胶液制作有宜于血糖控制的功能饮料饮品，同时具有减缓糖尿病并发症的功效。 

发明内容

本发明提出一种桑蚕丝胶饮料的制法及应用。 

本发明提出的饮料，是以含桑蚕丝胶液为基本原料制成。所谓桑蚕丝胶液，首先是来自桑蚕的，而不是来自柞蚕或其他小品种蚕的丝胶。其次，这种液体含有丝胶并以丝胶蛋白为主要功能成份。 

桑蚕丝胶液可能得自制丝工厂，或古法制丝作坊，但也可能用丝胶纯品调制。利用丝胶纯品制作血糖控制饮品饮料是本发明权利要求之一。 

利用废弃含丝胶液体制作饮品饮料是本发明权利要求之一。由于缫丝工艺的差异，桑蚕丝胶液中可能混有作为煮茧助剂的化学药品，这化学药剂本身可能有不同程度的毒害作用，但浓度甚低，因此一般认为缫丝工业废水不作有毒废水处理，只是BOD高些，但是这不等于说可以食用。因此本发明所指向的主要是真空渗透法或蒸煮法得到的无助剂桑蚕丝胶液，这类缫丝废水实际上与古典的民用铁锅煮茧所得的煮茧汤十分相近。目前这部分煮茧液也当作废水排放，而含有助剂的丝胶液必须经过去助剂处理才能使用。 

这里所说的生物处理，是指含丝胶的丝胶液通过加入菌液，完成强化和除异味的过程。活菌液在两者混合后的通气、保温的保育过程中，存在一个菌类的酶系对丝胶液中的物质轻度降解的过程，从而达到除异味的目的。除非来自丝胶纯品，桑蚕丝胶液都有必要进行生物处理以除异味(除臭)。本发明利用蛹虫草、冬虫夏草无性系、蝉花(皆为市售菌种)进行生物处理，其中首选蛹虫草。用以上菌类对桑蚕丝胶液进行生物除异味处理是本发明权利要求的核心之一。 

用于桑蚕丝胶液生物处理所用的菌类发酵液，用公知技术制得，本发明权利要求中只强调缩短发酵期，适时使用，目的在于令发酵液保有较强的生 物活性并有较好的分散度，而不苛求发酵生物量。 

本发明强调生物处理桑蚕丝胶液时，活菌液与桑蚕丝胶液的投放比例是：活菌液1％至50％，桑蚕丝胶液99％至50％。也就是说，可以根据最终产品的功能成分指标需求和除臭效果需要对强化或异味处理强度进行调节，即对生物处理强度进行调节，直至只加入灭活后的菌液。 

本发明强调生物处理桑蚕丝胶液时，所加入活菌液与上述桑蚕丝胶液在保温罐中保育12至48小时，保温15℃至25℃，这是维持活菌液代谢所必需，较低温度有利于防止杂菌，但周期不能过长。具体工艺指标仍需要依据反应效果进行实时控制。 

本发明强调生物处理桑蚕丝胶液时，实现保育所用的保温罐可以是经灭菌达到无菌标准的，也可以用未经灭菌但比较清洁的保温罐。尽可能采用后者主要是出于对生产成本的影响。蛹虫草、冬虫夏草(无性型)、蝉花活菌液中有抑菌能力，可以维持混合后的桑蚕丝胶液短时间不受污染。 

本发明强调生物处理桑蚕丝胶液时，要通入经过100级净化过滤的洁净空气，维持供气体压力0.05MPa至0.15MPa。这是因为本发明采用的菌类此时仍然需氧，尽管需氧不多。加压通气供氧的过程也是搅动搅拌的过程，有利于完成生物处理达到除臭效果并防止厌氧菌的滋生。 

本发明强调生物处理桑蚕丝胶液时，桑蚕丝胶液要经过过滤除杂，过滤技术属于一般常识，不在本发明权利要求之内。过滤时采用的网目，依据最终产品所能容忍的悬浮物粒度进行选择，不宜过分强调细滤或超滤。 

本发明强调生物处理桑蚕丝胶液时，桑蚕丝胶液可能要经过浓缩，浓缩与否要依丝胶初始浓度和最终产品浓度要求而定。某些常规浓缩方法可以采用，但要考虑丝胶蛋白特性。浓缩技术属于公知技术，不在本权利要求之内。 

本发明中从桑蚕丝胶液制成饮料的过程，还要经过调制、灌装、灭菌、包装的常规过程。配料调制工序中，所加配料种类和投放量依照最终产品的口味、口感不同而异，但必需服从糖尿病控制和预防的目的，比如糖类要部分或全部以甜味剂代替，加入其中的果汁、果粒的品类要有选择，等等。具体调制技术属于一般常识，不在本发明权利要求之内。 

根据本发明所提出的饮料制作方法，经过生物处理使桑蚕丝胶液在完成除臭的同时至少增添了蛹虫草胞外多糖、冬虫夏草多糖、蝉花多糖中的一种，同时也含有这些菌物的其他代谢产物，如虫草素。菌液的加入增加了虫草代谢产物，也就增加了对糖尿病并发症的防治功能，即完成了强化。因此，利用蛹虫草、冬虫夏草(无性系)、蝉花活菌液对桑蚕丝胶液进行有效成分的生物强化是本发明权利要求的核心之一，也使本发明产品有别于典籍所载的“煮茧汤”。 

本发明所得饮料产品的功能性将随着最终产品品种中所含丝胶的浓度，真菌多糖以及其他有效成份的种类和浓度而有所差异。这种差异决定了饮料的市场取向(普通饮料、保健食品、口服液或药品)。但是这种差异仍在血糖调整和糖尿病防治范围内，都可以用于准糖尿病人血糖调节或糖尿病人辅助治疗。因此，在血糖控制或糖尿病人辅助治疗中应用本发明所得的，经过生物强化的含桑蚕丝胶饮料产品是本发明权利要求之一。 

对丝胶、煮茧汤、饮料、缫丝废水、降血糖、蛹虫草、冬虫夏草、蝉花等关键词多种组合对本发明进行专利查新和科技查新，结果证明，尚无相同专利在先，也没有相同文献资料在先。 

本发明的优点是： 

A：有中医典籍依据； 

B：有现代科学依据； 

C：有较大潜在市场； 

D：产品有成本优势； 

E：开发利用了废弃资源，符合国家环保产业政策； 

F：具备新颖性； 

G：具备创造性； 

H：具备实用性。 

具体实施方式

实例一： 

制备蛹虫草发酵液，发酵120小时； 

取某缫丝厂练丝工序废水750L； 

加入250L蛹虫草发酵液； 

保温20℃、通净化空气0.1MPa、保育24小时； 

200目尼龙纱网离心过滤； 

检测丝胶含量，不低于15‰； 

加甜菊糖0.75‰；柠檬酸0.15‰；柠檬酸钠0.1‰； 

10ml口服液瓶分装，灭菌，包装成品。 

得到适合作为药品或保健食品的高浓度饮料，每瓶含丝胶≥150mg，每瓶含虫草素相当于天然冬虫夏草1枚。 

实例二： 

制备蛹虫草发酵液，发酵96小时； 

取某缫丝厂练丝、洗涤工序废水950L； 

加入50L蛹虫草发酵液； 

保温21℃、通净化空气0.1MPa、保育24小时； 

200目尼龙纱网离心过滤； 

检测丝胶含量，不低于10‰； 

加甜菊糖0.75‰；柠檬酸0.15‰；柠檬酸钠0.1‰； 

250ml保健品瓶分装，灭菌，包装成品。 

得到适合作为保健食品的中浓度饮料，每瓶含丝胶≥2000mg，每瓶含虫草素相当于天然冬虫夏草5枚。 

实例三： 

制备蛹虫草发酵液，发酵72小时； 

取某绢纺厂原料(次品疵茧、长吐、滞头、茧衣)脱胶工序废水900L； 

加入100L蛹虫草发酵液； 

保温18℃、通净化空气0.1MPa、保育24小时； 

200目尼龙纱网离心过滤； 

检测丝胶含量，不低于1.5‰； 

加甜菊糖0.75‰；柠檬酸0.15‰；柠檬酸钠0.1‰； 

100ml保健品瓶分装，灭菌，包装成品。 

得到适合作为保健食品的中浓度饮料，每瓶含丝胶≥150mg，每瓶含虫草素相当于天然冬虫夏草4枚。 

实例四： 

制备蛹虫草发酵液，发酵96小时； 

取某缫丝厂(真空渗透法或蒸煮法加工正品蚕茧)煮茧、索理绪、抽丝工序废水980L； 

加入20L蛹虫草发酵液； 

保温18℃、通净化空气0.1MPa、保育24小时； 

200目尼龙纱网离心过滤； 

检测丝胶含量，不低于0.5‰； 

加甜菊糖0.75‰；柠檬酸0.15‰；柠檬酸钠0.1‰； 

250ml饮料瓶分装，灭菌，包装成品。 

得到适合作为普通食品的低浓度饮料，每瓶含丝胶≥100mg，每瓶含虫草素相当于天然冬虫夏草2枚。 

实例五： 

制备蛹虫草发酵液，过滤； 

取丝胶成品5kg，加水900L； 

加入100L蛹虫草发酵液； 

检测丝胶含量，不低于20‰，不高于25‰； 

加甜菊糖0.75‰；柠檬酸0.15‰；柠檬酸钠0.1‰； 

250ml保健品瓶分装，灭菌，包装成品。 

得到适合作为保健食品的高浓度饮料，每瓶含丝胶约5000mg，每瓶含虫草素相当于天然冬虫夏草10枚。 

实例六： 

取丝胶成品5kg，加水900L； 

加入100L灭活后的蛹虫草发酵液； 

检测丝胶含量，不低于20‰，不高于25‰； 

加甜菊糖0.75‰；柠檬酸0.15‰；柠檬酸钠0.1‰； 

250ml保健品瓶分装，灭菌，包装成品。 

得到适合作为保健食品的高浓度饮料，每瓶含丝胶约5000mg，每瓶含虫草素相当于天然冬虫夏草10枚。 

Claims (14)

1.一种桑蚕丝胶饮料的制法及应用，其特征在于：通过以下步骤实现：

A：预选或配制桑蚕丝胶液，过滤或不经过滤，浓缩或；

B：对桑蚕丝胶液进行生物处理；

C：在桑蚕丝胶液内加入配料；

D：桑蚕丝胶液的灌装、灭菌、包装；

E：桑蚕丝胶液的应用。

2.根据权利要求1中，步骤A所提出的饮料制作方法，其特征在于：丝胶含量控制在0.5‰至30‰之间，必要时用常规方法进行浓缩；

3.根据权利要求1，步骤A所提出的饮料制作方法，其特征在于：所有的丝胶液都是来自家蚕(Bombyx mori)蚕茧，来源于如下工艺之一：

A：纯丝胶桑蚕丝胶液，由成品桑蚕丝胶溶解得到；

B：无助剂桑蚕丝胶液，不加助剂的真空渗透法或蒸煮法使桑蚕茧(正品蚕茧、次品疵茧、长吐、滞头、茧衣、平面丝或剪口茧)脱胶得到；

C：有助剂桑蚕丝胶液，加助剂的工艺使桑蚕茧(正品蚕茧、次品疵茧、长吐、滞头、茧衣、平面丝或剪口茧)脱胶后，用常规方法去助剂处理后所得。

4.根据权利要求1中，步骤B所提出的制作方法，其特征在于：通过以下步骤实现桑蚕丝胶液生物处理：

A：选择菌种：蛹虫草Cordyceps millitaris、冬虫夏草某种无性型(蝙蝠蛾拟青霉Paecilomyces hepiali、蝙蝠蛾被毛孢Hirsutella hepiali、蝙蝠蛾拟青霉Paecilomyces hepiali、中国被毛孢Hirsutella sinensisLiu之一)、蝉花Cordyceps ciecadae，三者其中之一；用常规方法制备蛹虫草菌液、冬虫夏草菌液或蝉花菌液；所用菌种来源市售。

B：将桑蚕丝胶液与上述活菌液之一混合保育实现生物处理，或将上述活菌液之一灭活后与桑蚕丝胶液混合。

5.根据权利要求4，步骤B所提出的方法，加入蛹虫草活菌液，此菌液用发酵罐(菌种罐)常规发酵获得，其特征在于：发酵时间3至5天，比常规液体培养周期略短，以菌丝较多但较少挂壁为准。

6.根据权利要求4，步骤B所提出的方法，加入冬虫夏草无性型活菌液(如蝙蝠蛾拟青霉Paecilomyces hepiali)，此菌液用发酵罐(菌种罐)常规发酵获得，其特征在于：发酵时间5至7天，比常规液体培养周期略短，以菌丝较多但较少挂壁为准。

7.根据权利要求4，步骤B所提出的方法，加入蝉花活菌液，此菌液用发酵罐(菌种罐)常规发酵获得，其特征在于：发酵时间3至7天，比常规液体培养周期略短，以菌丝较多但较少挂壁为准。

8.根据权利要求4，步骤B中所提出的方法，其特征在于：生物处理所用的活菌液与桑蚕丝胶液的投放比例是：活菌液1％至50％，桑蚕丝胶液99％至50％。

9.根据权利要求4，步骤B中所提出的方法，生物处理在保温罐中通气保育12至48小时，保温20℃至25℃。

10.根据权利要求4，步骤B中所提出的方法，其特征在于：实现生物处理所用的保温罐可以是无菌的，也可以用未经灭菌但比较清洁的。

11.根据权利要求4，步骤B中所提出的方法，其特征在于：生物处理中要通入经过100级净化过滤的洁净空气，维持供气体压力0.05MPa至0.15MPa。

12.根据权利要求4，步骤B中所提出的方法，其特征在于：向桑蚕丝胶液中加入灭活后的菌液投放比例是：灭活菌液0至50％，桑蚕丝胶液100％至50％。

13.根据权利要求1至12所提出的饮料制作方法，其特征在于：所得饮料主要有效成份是桑蚕丝胶，或者含有桑蚕丝胶同时含有蛹虫草胞外多糖、冬虫夏草多糖、蝉花多糖中的至少一种，也必然含有该菌的其他代谢产物。

14.根据权利要求1至13所提出的饮料制作方法，其特征在于：所得饮料饮品可制成任何食品或医药行业认可的普通饮料、保健食品、口服液或中成药品，用于调节准糖尿病人血糖或糖尿病人辅助治疗。