蠶絲來源與生產

蠶的一生與種類

蠶的一生

       蠶是完全變態昆蟲，一生需經卵、幼蟲、蛹、蛾（成蟲）四個不同發育階段。在昆蟲界裡有很多種蠶，此處介紹的主要是陪同人類生活已有幾千年歷史的家蠶。「家蠶」，也叫桑蠶，簡體字寫作「蚕」，也就是「天虫」，學名叫：Bombyx mori L.。

 

蠶卵

       蠶卵外觀略呈橢圓形，扁平，像縫衣針針孔般大小。寬約0.1公分，長約0.13公分，厚在0.05公分上下。通常一隻雌蛾可產約400～720粒卵。剛產下的卵初呈淡黃色，卵面略隆起；2～3天後，隨胚胎發育卵色會逐漸變暗，約一週後形成各品種固有色澤，卵面中央也會陷下形成卵渦。若是熱帶地區的多化性家蠶，其卵則多維持淡黃不變色。

       一般蠶卵約經10日，即可自然孵化，稱為非滯育卵(非越年卵)；若屬滯育卵(越年卵)，則約7天後，即進入暫時停止發育的滯育期。滯育卵可經由物理或化學刺激，進行人工孵化，打破休眠。

 

幼蟲

       剛孵化的蠶很小，特稱「蟻蠶」，亦叫一齡蠶，繼續餵食桑葉，蠶體會不斷變大並蛻皮，蛻皮過程中蠶皆呈靜止休眠狀，完成蛻皮即增一齡。一般桑蠶多需歷「四眠五齡」，始進入吐絲結繭成蛹階段，才成「五齡熟蠶」，吐絲前會排光體內所有廢物。從蟻蠶到熟蠶，最多只二、三十天，即是蠶的幼蟲期。這段時間因拼命吃食桑葉長得非常快速，身體會長大上萬倍，故必須脫四次皮，相繼換上更大的皮才行。因每次脫皮前都不吃不喝，像睡著一般，特叫「眠」。

       熟蠶大約需要吐出15,000至20,000倍體長，約1,000公尺的絲，才能做成一個繭，把自己保護起來，真的很神奇！

 

蠶蛹

       熟蠶吐絲結繭後，即於繭中蛻變成蛹。蛹體呈紡錘形，分為頭、胸、腹三個部分，頭部有一對觸角和複眼，胸部有三對胸足與兩對翅膀，腹部則有肛門和雌、雄性徵。原有消化器官退化，生殖系統成熟，蛾的形體逐漸完成。

 

蠶蛾 (成蟲)

       蛹在繭內蛻皮成蛾後，會從下顎分泌鹼性酶溶解絲膠，破繭而出，稱作羽化。蠶蛾為蠶的成蟲，亦由頭、胸和腹三部分構成，全身密被白色鱗毛；胸部兩對翅膀較小，已無飛行能力。剛從繭內爬出的蠶蛾體表濕潤、靜止不動，約經10～15分鐘鱗毛乾燥，伸展翅膀，雄蛾開始尋覓雌蛾進行交配；雌蛾產卵後，即另啟一個新的世代。

       成蟲期的蠶蛾，因不攝取食物，故交配後數日，體內養分消耗便自然死亡，一個世代就此結束。蠶的世代週期長短，常依品種而定，各不相同。

蠶的種類

       據法國一個研究所統計，能吐絲的昆蟲有700餘種，但絕大多數都絲量少、絲質差，沒有實用價值，只有少數幾種與家蠶同屬鱗翅目昆蟲，如柞蠶、蓖麻蠶、天蠶、樟蠶、樗蠶、栗蠶和柳蠶等，能吐出各有特色的絲，可生產利用，被統稱為「野蠶」。「野蠶」基本上都屬於天蠶蛾科昆蟲，個體也都比家蠶大得多，食性亦各不相同。

       因此，依飼料與飼養方式不同，蠶可概分為家蠶(桑蠶)與野蠶兩大類。

 

家蠶(桑蠶)

       屬鱗翅目、蠶蛾科昆蟲，因以桑葉為主食，多在溫、亞熱及熱帶地區，經人為馴化而常於室內飼養成長，故稱家蠶、桑蠶或簡稱蠶。家蠶絲呈天然珍珠白，纖維平滑柔順、質感高雅，為目前所有絲織品中最高貴的紡織原料。

 

野蠶

       相對於家蠶，其餘柞蠶、蓖麻蠶、天蠶、樟蠶、樗蠶、栗蠶和柳蠶等，都統稱野蠶，已如前述。

       野蠶多屬鱗翅目、天蠶蛾科昆蟲，所需飼料、環境等生長條件不盡相同，其中又以柞蠶飼養最具經濟價值，被視為野蠶代表。

       柞蠶以殼斗科幾種通稱柞樹的樹葉為主食，多放養於中國東北地區林地，韓國、日本、印度等國亦有少量分布。柞蠶絲呈淺褐色，相較桑蠶絲粗得多，纖維具天然蜷曲特性，韌性、彈性較強，很適合用作蠶絲被原料。其蛹營養豐富，烹製後美味可口。已培育出專門利用蛹的品種；蛾也具多種活性物質，可提取供做保健品。

 

＊以上介紹由本會蠶桑產業先進指導，蒐羅國內外研究報告與相關專書資料彙編而成，本會不定時更新資訊，歡迎各界先進不吝指教。

 

參考資料：

1.       《我要認識多變的家蠶》陳運造著，度假出版有限公司，1999年6月版

2.       《蠶絲生物學》向仲懷主編，中國林業出版社，2005年9月初版

3.       《絲綢實用小百科》錢小萍主編，中國紡織出版社，2001年7月初版

4.       蠶絲發展基金會http://www.silkworm.org.tw/index.htm

5.       行政院農委會蠶桑館https://kmweb.moa.gov.tw/subject/index.php?id=42

 

 

蠶絲的組成與結構

 

       每顆蠶繭皆由一根繭絲組成，單條蠶絲長約800～1,500公尺，除長度以外，其胺基酸組成與物理化學等特性，亦常依品種與生長條件而異。

 

基本結構

       蠶絲為天然動物性蛋白質纖維，具有特殊階層結構，最外層為絲膠，內層包覆2根近三角形的絲素纖維，而每根絲素纖維都由約900～1,400條直徑200～400奈米的原纖維平行排列而成，每條原纖維再由1,000條左右直徑0.1～0.15奈米的微纖維組成。這種天然結構使纖維存在無數空隙，故蠶絲又稱「多孔性纖維」。純蠶絲具有良好吸濕、排濕以及透氣效果，原因之一就是纖維為多孔性。

絲膠

       絲膠約佔蠶絲組成25%，包覆並保護絲素不受外界光、熱、酸鹼、氧化等作用侵害。因絲膠結構疏鬆、手感粗糙，故蠶絲需脫膠後，才能表現其優良特性。

蠶絲具有18種天然胺基酸 

       純蠶絲是純動物蛋白質纖維，為蛋白質的一種，而胺基酸則是蛋白質構成元素，可促進人體新陳代謝，維持生命正常運作，是生命的泉源。人體所需胺基酸有20種，而蠶絲即含有其中之18種。

              人體的細胞是由各種蛋白質組成，所有蛋白質皆由20種胺基酸依不同的排序構成。有些胺基酸可以在人體內，由其他胺基酸轉換，稱為「非必需胺基酸」；有些胺基酸則無法自己合成，或可合成但數量不足以滿足生長需要，必須從食物取得，稱為「必需胺基酸」。人體20種胺基酸中，必需胺基酸有9種(其中有2種可自行合成，但數量不足)。

        蠶絲中，無論絲膠或絲素，皆由18種與人體相同的胺基酸、以不同比例組成，有與人體相近的生物特性，正是蠶絲具有良好親膚性的重要原因。所以，若由蠶絲萃取蠶絲蛋白，再以生物科技轉化降低其分子量，將更有益於人體。

        人體的20種氨基酸，各有所司，占比率亦不相同，特簡介如下：

標註☆者為9種人體必需胺基酸。

胺基酸種類	所占百分比	對人體的主要功能
甘胺酸 (Glycine)	35.5%	—  能夠幫助其他胺基酸的合成。 —  是血紅蛋白與能量合成酵素的材料。 —  具有鎮靜作用，有時也可以應用在精神疾病等。
丙胺酸 (Alanine)	27.7%	—  在人體從蛋白質取得能量的化學反應中，扮演重要角色，有刺激生長激素、提高免疫系統等功能。
絲胺酸 (Serine)	13.5%	—  幫助肌肉及肝臟儲存肝糖，協助免疫系統製造抗體。 —  跟大腦的活動有密切關係，為合成神經纖維之關鍵成分。
酪胺酸 (Tyrosine)	10%	—  可提高人的興奮情緒。 —  是多巴胺、甲狀腺賀爾蒙等的前身物質。
☆纈胺酸 (Valine)	2.7%	—  與大腦的神經傳達物質有關。 —  能夠進入肌肉當中。
天門冬胺酸 (Aspartate)	1.8%	—  能協助碳水化合物轉變成肌肉能量。 —  與免疫系統有關，能抑制運動後的阿摩尼亞分量。
麩胺酸 (Glutamate)	1.6%	—  與大腦的代謝，及其他胺基酸的代謝有關。 —  是許多物質的前身物質。
☆苯丙胺酸 (Phenylalanine)	1.2%	—  為酪氨酸的前身物質。 —  與學習、記憶有關，可用來改善憂鬱症。
☆蘇胺酸 (Threonine)	1.1%	—  能夠預防脂肪囤積在肝臟，促進胃腸道功能更平順。 —  協助蛋白質為人體吸收利用，也是人體膠原蛋白和牙齒琺瑯質的重要成分。
精胺酸 (Arginine)	1.0%	—  能幫助胰島素、成長賀爾蒙的分泌。 —  形成膠原蛋白，幫助傷口癒合。 —  跟人體的免疫系統有關。
☆異白胺酸 (Isoleucine)	0.9%	—  跟血紅蛋白的生成有關，能被當作肌肉的能量來源。 —  對於臥床病人等，可以用來預防肌肉消耗。
☆白胺酸 (Leucine)	0.7%	—  抑制肌肉與蛋白質的分解，可當作能量來源使用。 —  促進恢復皮膚與骨骼的損傷。
胱胺酸 (Cysteine)	0.5%	—  幫助體內的抗氧化作用，跟皮膚與頭髮的合成有關。 —  提高白血球活性，與免疫系統有關。
☆賴胺酸 (Lysine)	0.5%	—  跟肌肉組織的合成有關；有抗病毒作用。 —  跟膠原蛋白的形成有關。
☆色胺酸 (Tryptophan)	0.4%	—  天然的精神鬆弛劑，能改善失眠，幫助穩定情緒，減輕焦慮、憂慮等精神壓力，改善頭痛，加強免疫功能。 —  是神經傳達物質血清素的前身物質，血清素具有鎮靜作用，能增進睡眠效果，被稱作「睡眠因子」。
脯胺酸 (Proline)	0.4%	—  跟心臟肌肉合成有關，也可被當作肌肉能量來源使用，是膠原蛋白的主要要素。
☆組胺酸 (Histidine)	0.3%	—  預防皮膚吸收紫外線，可用於治療貧血。 —  可以用來治療自體免疫疾病。
☆甲硫胺酸 (Methionine)	0.2%	—  係胱氨酸的前身物質。 —  跟肝臟解毒作用有關，能幫助組織再生。
天門冬醯胺(Asparagine)	--	—  維持中樞神經系統的平衡，使人免於過度緊張或過度鎮定。也可清除血中的胺，具有解毒的功能。
麩胺醯胺(Clutamine)	--	—  有特殊的腸道黏著功能，特別能填補腸道的發炎及破洞、維持健康的消化系統，並能預防皮膚老化，保持青春抗衰老。

 

註：

1、蠶絲纖維中緊缺天門冬醯胺和麩胺醯胺兩種，共有18種氨基酸。

2、蠶絲作為紡織纖維時，18種氨基酸僅可視為人體親膚性之極佳說明。上述諸多功能，則需將蠶絲纖維以生物科技萃取出蠶絲蛋白，並把其分子量轉化降低後，才能應用於醫療級相關產品。

 

 

＊以上介紹由本會蠶桑產業先進指導，蒐羅國內外研究報告與相關專書資料彙編而成，本會不定時更新資訊，歡迎各界先進不吝指教。

 

 

參考資料：

1.       《絲綢實用小百科》錢小萍主編，中國紡織出版社，2001年7月初版

2.       《蠶絲生物學》向仲懷主編，中國林業出版社，2005年9月初版

3.       《食用蠶絲驚人的氨基酸力量》東京農工大學名譽教授　平林潔監修，青春出版社，2005年5月初版

4.       【呂應鐘教授網】胺基酸專欄https://wholeself101.blogspot.com/2009/11/blog-post_9194.html

  

桑葉與人工飼料

 葉桑與果桑

       桑蠶(家蠶)是生產絲織原料的主要蠶種，主飼料為桑葉。自古種桑與養蠶，即有密不可分的關係。

       桑在植物分類學上屬於桑科、桑屬。於熱帶、亞熱帶地區多為灌木，溫帶地區則以落葉喬木為主，高可達25公尺，但經濟栽植，多修剪為2公尺左右，以方便採收。對環境適應力極強，全台皆可栽種。

       桑的根、枝、葉與果，皆各有用處，一般可概分為葉桑及果桑兩大類。為滿足桑蠶飼養，以栽種葉質與產量皆優的葉桑為主。1970年代隨蠶業發展，台灣地區以栽植單珠平均收葉量達1.7與1.8公斤的台桑2號及台桑3號為多。後隨蠶業式微，葉桑面積逐年縮減，目前多以收穫桑葚及觀光摘採的果桑為主。

  

桑葉與蠶

      桑蠶為廣食性昆蟲，能喫食白菜、甘藍、紫蘇、萵苣、柘、楮、蒲公英，甚至蘋果等蔬果，但至今桑葉仍為最佳飼料。桑葉含有50多種成分，如水分、蛋白質、碳水化合物、脂類、無機鹽類、維生素等，平均一頭蠶一生食桑約20克，體重最終能增加至一萬倍。

      因餵食時桑葉以新鮮為宜，故桑園多栽種在養蠶室附近，除方便管理外，亦可適時適量、隨採隨用，以確保桑葉品質。

  

人工飼料與蠶

       除了餵食新鮮桑葉，根據飼養環境與條件，彈性使用人工飼料，則可靈活調配時間與人力資源。人工飼料主要以桑葉粉、脫脂大豆粉、澱粉、檸檬酸、纖維質及維生素等原料調製而成。依成分可分為混合飼料、半合成飼料及合成飼料三種。摻入桑葉粉的稱混合飼料，不含桑葉粉、但有部分天然食物(如大豆粉)者為半合成飼料，單純由胺基酸等化學成分組成的，則是合成飼料。

       人工飼料育蠶研究最早於日本開始，但整體成本較高，至今仍持續改良與發展。若能完全使用人工飼料育蠶，將能擺脫蠶桑千年來的羈絆，打破地域、季節等自然限制，減少稚蠶農藥中毒、病蟲侵害等可能性，降低生產成本，進一步促進更好的產量與蠶絲品質，值得繼續研究。

 

參考資料：

1.       《絲綢實用小百科》錢小萍主編，中國紡織出版社，2001年7月初版

2.       《我要認識多變的家蠶》陳運造，度假出版有限公司，1999年6月版

3.       〈台灣桑樹之分類及品種改良〉張哲嘉，《台灣園藝》52卷4期

4.       〈蠶寶寶、桑葉與絲〉顧世紅，國立自然科學博物館館訊第234期

5.       行政院農委會蠶桑館https://kmweb.moa.gov.tw/subject/index.php?id=42