對山東省濰坊市養蠶戶秦大明來說，前段時間遇到了頭疼事：冬季養蠶，在解決飼料和溫度問題之后，蠶砂即蠶糞該如何進行高值化利用？可喜的是，在相關技術的加持下，這個問題得到了解決。
1月6日，科技日報記者見到濰坊學院現代農學院副教授王瑞時，他正在實驗室里忙活著。他的研究課題——“蠶砂高值化利用關鍵技術及功能性產品研發”正處于關鍵期。“通過我們的技術，廢棄蠶砂可以變身成為八個高附加值的新產品。”王瑞告訴記者。
蠶砂渾身都是寶
多年來，王瑞深耕于蠶砂的高值化利用領域。在一般人看來，蠶砂是養蠶的副產品，是廢棄物。但在王瑞看來，蠶砂不是垃圾，而是放錯了地方的資源。
“從實驗室分析結果來看，蠶砂蘊含多種極具醫用價值的成分，如葉綠素、類胡蘿卜素、植物醇、茄尼醇、三十烷醇、果膠、葉蛋白等。”王瑞說，蠶砂風干后甚至有藥用價值，可直接作為中草藥配劑。
在濰坊學院的實驗室里，王瑞團隊研發的一系列蠶砂高值化利用產品擺放于各式各樣的瓶罐之中，琳瑯滿目。其中不乏植物醇相關產品。植物醇因其顯著的抗菌、調節血脂、抗氧化、抗炎以及防曬護膚等功效而備受關注。
“蠶砂首先經過乙醇多級逆流提取，可獲得葉綠素粗提物；隨后，利用堿性溶液對葉綠素粗提物進行皂化處理，并通過低級性溶劑萃取得到非皂化物；采用柱層析分離技術對該部位進行分級預處理后，合并富含植物醇的組分；最后再通過連續分子蒸餾技術實現植物醇的高純度提煉。”王瑞說，這是高純度植物醇的精制全過程。
此外，提取蠶砂中的茄尼醇也是王瑞團隊研究的方向之一。
從蠶砂中提取葉綠素的過程中，往往會產生非皂化物。團隊利用柱層析分離富集茄尼醇組分后，再采用制備液相色譜分離技術和重結晶等手段，制備高純度茄尼醇。據了解，茄尼醇是一種蠟狀白色固體，是合成輔酶Q10、維生素K2等暢銷原料藥的主要中間體。
“盡管我國是全球茄尼醇生產能力較強的國家之一，但輔酶Q10的產量卻極為有限。”王瑞說，許多國家大量從我國進口茄尼醇粗品，加工成輔酶Q10后，又返銷回中國，賺取高額利潤。因此，從蠶砂中提取高純度茄尼醇，有望彌補國內市場對輔酶Q10需求的巨大缺口。
將蠶砂“吃干榨盡”
記者注意到，當前國內蠶砂資源的開發利用主要集中在堆漚無害化肥料、生產生物有機肥、作為沼氣和食用菌栽培原料等方面。在王瑞看來，利用并不等于高值化，有機質含量超過90%的蠶砂資源在動物飼料、藥品、食品、化工等領域上的利用仍然存在巨大的可挖掘空間。
將蠶砂“吃干榨盡”，不僅涉及種植業、畜牧業，還與食品、藥品、生物等領域密切相關。因此，跨領域團隊協同作戰顯得尤為重要。王瑞團隊集成了眾多跨領域學者，將高精度提取分離技術的有機耦合視作破題的關鍵路徑。
王瑞團隊從蠶砂中提取高純度植物醇與高純度茄尼醇只是其研究成果的縮影。經過多年的潛心研發，團隊還利用液液萃取與脫烴分子蒸餾技術耦合從蠶砂葉綠素提取的非皂化物中提取出一種高效、快速的植物生長促進劑——高純度三十烷醇；通過膜分離技術和離子交換樹脂吸附分離技術耦合，從蠶砂中提純出可用作高效降糖藥物原料的高含量的1-脫氧野尻霉素；還采用分級膜分離技術和絮凝沉淀法從蠶砂加工廢水中提取出功能性葉蛋白和果膠。
高值化利用蠶砂，也離不開產學研合作。與王瑞團隊同處于一座城市的山東藍墨生物科技有限公司，長期致力于從蠶砂中提取、制備功能性葉綠素，年處理蠶砂干品6000多噸。該企業與王瑞團隊持續展開合作，將從蠶砂中榨取高純度植物醇、茄尼醇、三十烷醇、1-脫氧野尻霉素的技術落地應用并將相關產品推向市場。
對山東省濰坊市養蠶戶秦大明來說，前段時間遇到了頭疼事：冬季養蠶，在解決飼料和溫度問題之后，蠶砂即蠶糞該如何進行高值化利用？可喜的是，在相關技術的加持下，這個問題得到了解決。
1月6日，科技日報記者見到濰坊學院現代農學院副教授王瑞時，他正在實驗室里忙活著。他的研究課題——“蠶砂高值化利用關鍵技術及功能性產品研發”正處于關鍵期。“通過我們的技術，廢棄蠶砂可以變身成為八個高附加值的新產品。”王瑞告訴記者。
蠶砂渾身都是寶
多年來，王瑞深耕于蠶砂的高值化利用領域。在一般人看來，蠶砂是養蠶的副產品，是廢棄物。但在王瑞看來，蠶砂不是垃圾，而是放錯了地方的資源。
“從實驗室分析結果來看，蠶砂蘊含多種極具醫用價值的成分，如葉綠素、類胡蘿卜素、植物醇、茄尼醇、三十烷醇、果膠、葉蛋白等。”王瑞說，蠶砂風干后甚至有藥用價值，可直接作為中草藥配劑。
在濰坊學院的實驗室里，王瑞團隊研發的一系列蠶砂高值化利用產品擺放于各式各樣的瓶罐之中，琳瑯滿目。其中不乏植物醇相關產品。植物醇因其顯著的抗菌、調節血脂、抗氧化、抗炎以及防曬護膚等功效而備受關注。
“蠶砂首先經過乙醇多級逆流提取，可獲得葉綠素粗提物；隨后，利用堿性溶液對葉綠素粗提物進行皂化處理，并通過低級性溶劑萃取得到非皂化物；采用柱層析分離技術對該部位進行分級預處理后，合并富含植物醇的組分；最后再通過連續分子蒸餾技術實現植物醇的高純度提煉。”王瑞說，這是高純度植物醇的精制全過程。
此外，提取蠶砂中的茄尼醇也是王瑞團隊研究的方向之一。
從蠶砂中提取葉綠素的過程中，往往會產生非皂化物。團隊利用柱層析分離富集茄尼醇組分后，再采用制備液相色譜分離技術和重結晶等手段，制備高純度茄尼醇。據了解，茄尼醇是一種蠟狀白色固體，是合成輔酶Q10、維生素K2等暢銷原料藥的主要中間體。
“盡管我國是全球茄尼醇生產能力較強的國家之一，但輔酶Q10的產量卻極為有限。”王瑞說，許多國家大量從我國進口茄尼醇粗品，加工成輔酶Q10后，又返銷回中國，賺取高額利潤。因此，從蠶砂中提取高純度茄尼醇，有望彌補國內市場對輔酶Q10需求的巨大缺口。
將蠶砂“吃干榨盡”
記者注意到，當前國內蠶砂資源的開發利用主要集中在堆漚無害化肥料、生產生物有機肥、作為沼氣和食用菌栽培原料等方面。在王瑞看來，利用并不等于高值化，有機質含量超過90%的蠶砂資源在動物飼料、藥品、食品、化工等領域上的利用仍然存在巨大的可挖掘空間。
將蠶砂“吃干榨盡”，不僅涉及種植業、畜牧業，還與食品、藥品、生物等領域密切相關。因此，跨領域團隊協同作戰顯得尤為重要。王瑞團隊集成了眾多跨領域學者，將高精度提取分離技術的有機耦合視作破題的關鍵路徑。
王瑞團隊從蠶砂中提取高純度植物醇與高純度茄尼醇只是其研究成果的縮影。經過多年的潛心研發，團隊還利用液液萃取與脫烴分子蒸餾技術耦合從蠶砂葉綠素提取的非皂化物中提取出一種高效、快速的植物生長促進劑——高純度三十烷醇；通過膜分離技術和離子交換樹脂吸附分離技術耦合，從蠶砂中提純出可用作高效降糖藥物原料的高含量的1-脫氧野尻霉素；還采用分級膜分離技術和絮凝沉淀法從蠶砂加工廢水中提取出功能性葉蛋白和果膠。
高值化利用蠶砂，也離不開產學研合作。與王瑞團隊同處于一座城市的山東藍墨生物科技有限公司，長期致力于從蠶砂中提取、制備功能性葉綠素，年處理蠶砂干品6000多噸。該企業與王瑞團隊持續展開合作，將從蠶砂中榨取高純度植物醇、茄尼醇、三十烷醇、1-脫氧野尻霉素的技術落地應用并將相關產品推向市場。
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