蛹虫草培养基残余体综合利用的研究进展
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蛹虫草人工培养研究进展蛹虫草是一种珍贵的药材,含有丰富的生物活性物质,具有显著的免疫调节、抗肿瘤和抗衰老等作用。
然而,野生蛹虫草资源日益减少和受到严重破坏,因此人工培养已经成为蛹虫草产业可持续发展的关键措施之一。
本文就蛹虫草人工培养的最新研究进展进行了综述。
1. 蛹虫草的生物学特性蛹虫草属于真菌门冬虫夏草科虫草属,是一种寄生在蝗虫等昆虫体内的真菌。
蛹虫草的生长需要特定的宿主和环境条件,主要分为繁殖盘和子囊盘两个阶段。
繁殖盘是由多个椭圆形胞孢体组成的,是蛹虫草营养生长和繁殖的部位;子囊盘则是由许多子囊体组成的,是产生孢子的部位。
在野生环境下,蛹虫草的生长受到很多因素的限制,如宿主数量、环境温度、湿度等。
蛹虫草的人工培养主要分为宿主培养和孢子培养两种方式。
(1)宿主培养宿主是蛹虫草生长的重要条件之一,蛹虫草实验室培养通常选择蝗虫或蟋蟀为宿主。
宿主培养主要分为野外宿主捕捉和人工宿主培养两种方法。
野外宿主捕捉需要选择适宜的野外环境和宿主,比较繁琐,容易受到环境和季节的限制;人工宿主培养则是在实验室中通过人工饲养宿主来提供蛹虫草生长的环境,可以控制环境条件并大量生产蛹虫草。
(2)孢子培养孢子培养是指在实验室中通过标准化的培养基和培养条件来培养蛹虫草。
孢子培养包括孢子萌发、菌丝生长和子囊体形成等过程。
不同的培养基组成和培养条件会对蛹虫草的生长和产量产生重要影响。
例如,添加适量的营养物质和植物激素可以促进蛹虫草的生长和形态发生;适宜的温度和湿度可以提高蛹虫草的产量和品质。
近年来,蛹虫草人工培养的研究逐渐深入,取得了一些重要进展。
主要包括以下几个方面:目前,蛹虫草宿主培养主要采用人工饲养宿主的方法。
近年来,科学家们通过优化饲养条件和培养方法,成功培养出一些适合蛹虫草生长发育的宿主。
例如,研究者发现在饲养蝗虫和蟋蟀的过程中,应该注意宿主的健康情况和环境条件,如室内温度、湿度、光照以及饲料等,能有效提高蛹虫草的生长和产量。
蛹虫草化学成分及药理作用研究进展蛹虫草是一种能寄生在多种鳞翅目昆虫蛹及幼虫上的虫草菌,在免疫调节、抗肿瘤、抗病毒和抗感染等方面有很强的活性,值得深入研究和开发。
该文分别从蛹虫草的有效成分及药理作用综述最新研究进展。
标签:蛹虫草;免疫调节;抗病毒;抗肿瘤蛹虫草Cordyceps militaris L. Link,又名北冬虫夏草、北虫草,属子囊菌亚门、核菌纲、球壳目、麦角菌科、虫草属真菌[1]。
蛹虫草是虫草属真菌的模式种,其宿主主要为鳞翅目的蚕蛾科、舟蛾科、天蚕蛾科等,它是由子实体与菌核(即虫或蛹的尸体部分)两部分组成的复合体。
冬季其蛰居土里,菌类寄生其中吸收营养,最后其体内充满菌丝而死。
野生蛹虫草主要分布在吉林、辽宁、陕西、广东等地,生于针、阔叶林或混交林地表土层中鳞翅目昆虫的蛹体上[2]。
多年的研究表明蛹虫草具有免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、抗感染等多种药理活性,广泛用于肿瘤、免疫功能低下、包括艾滋病毒感染等多种疾病中。
蛹虫草与冬虫夏草属于同属不同种,作为补益类中药其药效成份及生物学活性的研究已有几十年的历史,其应用越来越广泛。
是我国最常见、分布最广、药用价值极高的2种虫草菌。
二者在生活史、化学成分、药理作用等方面具有很多相似之处,由于冬虫夏草野生资源的减少,蛹虫草已逐渐成为冬虫夏草的理想替代品。
蛹虫草与冬虫夏草不同的是:一蛹虫草为虫草属的模式种,分布广泛,为世界各国学者所认识和接受;二是蛹虫草已在人工条件下育成了完整子座;三是蛹虫草含有虫草素,其独特药理作用已日益引起药学界的高度重视[3]。
由于蛹虫草具有以上优点,成为虫草属中药用虫草菌中的佼佼者。
近几年已有人在人工合成培养基上生产蛹虫草子实体和蛹虫草的液体深层发酵工艺的研究。
相关的产品已有蛹草子座、蚕蛹虫草和发酵菌粉及口服液,为药用虫草的开发利用提供了资源基础。
现就蛹虫草有效成份、药理作用及人工培育研究进展介绍如下。
1 蛹虫草有效成分1.1 核苷类化合物腺苷是一种内源性嘌呤核苷酸,具有广泛的生理活性,蛹虫草中腺苷的含量与冬虫夏草相似,甚至更高,多在0.01%以上[4]。
蛹虫草人工培养研究进展
蛹虫草,又称冬虫夏草,是一种珍贵的中草药材。
由于其价值高昂,人们对蛹虫草的研究和人工培养不断进行着。
本文将对蛹虫草人工培养的研究进展进行相关介绍。
蛹虫草主要分布在我国的青藏高原地区,由于生长环境的特殊性,使得蛹虫草资源的采集十分困难。
人工培养蛹虫草就成为了获取大量草药资源的有效途径。
蛹虫草的人工培养主要包括菌种繁殖、病虫害防治、培养基优化以及提高产量和品质等方面的研究。
菌种繁殖是蛹虫草人工培养的关键步骤之一。
通过对菌种培养基的优化,研究人员成功地获得了高活力的菌种,并且提高了菌种繁殖的效率。
研究人员还尝试了不同的菌株混合培养,从而提高了蛹虫草的产量和品质。
蛹虫草的人工培养过程中,病虫害的防治也是十分重要的。
由于蛹虫草的生长环境特殊,病虫害的防治更具挑战性。
研究人员通过改良培养基的配方,并且采用合适的病虫害防治方法,成功地解决了蛹虫草人工培养过程中的一系列病虫害问题。
培养基的优化也是蛹虫草人工培养研究的重要内容。
通过对培养基成分的调整,研究人员提高了蛹虫草的产量和品质。
添加适量的有机质和微量元素可以增加蛹虫草的产量,而调整培养基的pH值可以改善蛹虫草的品质。
蛹虫草人工培养研究在菌种繁殖、病虫害防治、培养基优化以及提高产量和品质等方面取得了一系列的进展。
这些研究成果为蛹虫草的大规模生产和利用提供了科学依据,并且为中草药资源的可持续利用做出了积极贡献。
未来,我们还需要继续深入研究蛹虫草的培养技术,进一步提高蛹虫草的产量和品质,促进蛹虫草产业的发展。
蛹虫草人工培养研究进展蛹虫草是一种传统的中药材,具有多种功效,如增强免疫力,抗氧化,抗肿瘤等。
蛹虫草的天然资源有限,采集困难,价格高昂。
人工培养蛹虫草成为许多研究者关注的重点之一。
本文将对蛹虫草人工培养的研究进展进行综述。
蛹虫草的人工培养主要分为液体培养和固体培养两种方式。
液体培养是将蛹虫草菌种接种到液体培养基中,通过调整培养基配方和培养条件来促进菌丝生长和子实体形成。
固体培养是将蛹虫草菌种接种到含有适宜营养物质的固体基质中,如米糠、木屑等,使菌丝在固体基质上生长并形成子实体。
在液体培养方面,研究者主要关注培养基的配方和培养条件的优化。
培养基的配方包括碳源、氮源、无机盐和添加剂等。
碳源可以是葡萄糖、麦芽糖等,而氮源可以是蛋白胨、酵母粉等。
无机盐主要包括硫酸镁、磷酸二氢钾等。
添加剂可以是维生素、激素等,用于促进菌丝生长和子实体形成。
培养条件的优化也非常重要,如温度、pH值、光照等。
研究表明,适当的温度和pH值可以促进菌丝的生长和子实体的形成,而光照对菌丝形态和生理代谢有一定影响。
在固体培养方面,目前主要关注的问题是固体基质的选择和菌种的接种方式。
固体基质的选择应具有适宜的饲养性能和营养成分,可以提供足够的营养物质,同时保持适宜的水分和通气性。
常用的固体基质包括米糠、木屑、豆壳等。
菌种的接种方式可以是点状接种、均匀接种或层状接种等。
调控培养条件和添加适宜的营养物质,可以促进菌丝的生长和子实体的形成。
蛹虫草的人工培养还面临一些挑战和争议。
蛹虫草的人工培养成本较高,需要保持适宜的温度、湿度和通气等环境条件,消耗大量的能源和资源。
蛹虫草的人工培养技术尚未完全成熟,存在一定的技术难题,如菌种的选育、子实体的质量控制等。
人工培养的蛹虫草与野生蛹虫草在化学成分和药效上可能存在差异,需要进一步的研究和验证。
蛹虫草的人工培养是一个具有挑战和前景的研究领域。
通过优化培养基的配方和培养条件,选择适宜的固体基质和接种方式,可以促进蛹虫草的菌丝生长和子实体形成。
蛹虫草人工培养研究进展蛹虫草是中药材中的一种珍品,具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎解毒等多种药理作用,在临床上得到广泛应用。
然而,野生蛹虫草资源日益稀缺,种植成本高昂,因此人工培养蛹虫草已经成为一个研究热点。
本文将介绍蛹虫草人工培养的研究进展。
一、基础培养技术人工培养蛹虫草的基础是菌种培养、种子培养和培养条件的优化。
蛹虫草是由蛹草菌侵染蝴蝶的幼虫形成的,因此,先要培养蛹草菌。
蛹草菌的培养需要用到固体培养基和液体培养基。
种子培养是人工培养蛹虫草的关键,种子的质量和数量直接决定了蛹虫草的产量和质量。
种子培养的条件包括温度、湿度、营养和光照等。
优化培养条件可以提高种子发芽率和成活率。
二、种植技术人工培养蛹虫草的种植技术包括箱式种植和袋式种植。
箱式种植是将种子埋在培养土中,放在箱子里培养,袋式种植是将种子放在壳膜袋中,加入培养基,随后培育。
袋式种植的优点是方便管理、容易掌握和适应性强。
种植前要对土壤酸碱度、水分和肥料进行合理调节,保证蛹草的正常生长。
三、发酵技术发酵技术是人工培养蛹虫草的核心技术。
主要分为液体发酵和固体发酵两种。
液体发酵是将种子放入发酵罐中,加入培养基,利用培养基中各种成分为蛹草提供营养,控制发酵温度、湿度、通气等条件,使生长的蛹草在罐中快速繁殖。
固体发酵是将种子放在发酵袋中,加入培养基,将发酵袋密封好,然后放置在适当温度、湿度和光照条件下进行发酵。
固体发酵适用于少量生产,表面不容易产生异味。
四、气候控制技术气候控制技术是一种可调节环境温度、湿度、光照等参数的技术,是保证人工培养蛹虫草成功的重要保障。
温度是影响人工培养蛹虫草的关键环境因素,通常在20~25度的范围内控制。
湿度是影响蛹虫草发芽、生长和发育的重要因素,因此对人工培养蛹虫草的湿度也需要进行精细控制。
光照可以影响蛹草菌、一培种和蛹虫草等的生长和发育,需要根据不同阶段对光照时间和强度进行调节。
总之,蛹虫草人工培养技术的研究是医药领域的重要课题,未来将有更多的研究突破和创新。
蛹虫草人工培养研究进展蛹虫草,又称冬虫夏草,是一种珍贵药材,被誉为“天然的珍珠”。
蛹虫草在民间被广泛使用,并以其名称著称。
近年来,由于采摘难度大、资源稀缺、价格昂贵等原因,人工培养蛹虫草成为研究的热点。
本文就蛹虫草人工培养的研究进展进行简要介绍。
一、蛹虫草人工培养技术综述蛹虫草人工培养技术是通过对红虫的寄生和蛹化过程进行控制,从而实现人工合成蛹虫草。
蛹虫草人工培养方法主要包括培养基的制备、红虫的寄生、蛹化以及干燥等步骤。
1. 培养基的制备:蛹虫草人工培养时所使用的培养基一般以黄豆制成,同时需要添加一些营养物质,如甘露醇等。
2. 红虫的寄生:红虫寄生是人工培养蛹虫草的第一步,需要选用成熟健康的红虫粘在培养基上,并保持适宜的温度和湿度条件,同时也要注意防治病虫害。
3. 蛹化:在寄生适宜的时间,红虫会逐渐蜕皮,然后形成蛹。
人工培养蛹虫草的关键是掌握好蛹化过程的温度、湿度、光照等条件。
4. 干燥:蛹虫草人工培养完成后需要进行干燥处理,以保证蛹虫草的质量和保存期。
1. 稳定产量:野生蛹虫草的产量受到自然环境因素的限制,而人工培养蛹虫草可以保证稳定的产量和供应。
2. 控制质量:由于采摘野生蛹虫草往往受到当地风俗习惯、采摘方式、时间及保存等方面的限制,因此其品质存在较大的差异。
而人工培养的蛹虫草可以根据不同需求进行针对性的栽培和管理,从而控制产品的品质。
3. 保护自然资源:采摘野生蛹虫草会影响自然资源的平衡和调节,而人工培养蛹虫草可以从根源上避免对自然资源的过度破坏,保护生态环境。
三、发展趋势蛹虫草具有很高的药用价值和市场价值,在国内外市场需求量大。
因此,蛹虫草人工培养技术的研究和开发具有非常广阔的前景。
1. 优化培养技术:人工培养蛹虫草的工艺流程和细节还有待进一步完善和优化。
2. 研究蛹虫草生理生化机制:为更好地控制红虫的寄生、蛹化和形成蛹虫草等过程提供理论基础。
3. 强化品质管控:建立健全的蛹虫草品质检测体系,制定行业标准,并加强技术培训,将茁壮成长的蛹虫草推向市场。
蛹虫草人工培养研究进展蛹虫草,又称冬虫夏草,是一种珍稀药用真菌。
它具有多种药理活性成分,被广泛用于治疗各种疾病。
由于野生蛹虫草数量稀少,价格昂贵,因此人工培养蛹虫草已成为研究的热点。
本文将介绍蛹虫草人工培养的研究进展。
蛹虫草的人工培养起源于20世纪50年代,但直到70年代才取得了重要突破。
在人工培养过程中,关键的一步是选择适宜的培养基。
目前常用的培养基包括马铃薯葡萄糖琼脂培养基、土壤培养基和液体培养基等。
不同培养基的配方和制备方法会影响到蛹虫草的生长和产量。
研究人员通过多次试验和不断优化,逐渐提高了蛹虫草的人工培养效果。
人工培养蛹虫草的关键技术之一是菌丝体的分离和培养。
菌丝体分离是指从蛹虫草子实体中分离出单个的菌丝体,用于繁殖和培养。
由于采集到的蛹虫草子实体中可能含有其他真菌的孢子,因此需要通过特定的处理方法,如消毒、分离等,来保证分离的菌丝体是纯种的。
菌丝体培养则是将分离得到的菌丝体接种在适当的培养基上,通过提供适宜的条件,如温度、湿度、光照等,促进其生长和繁殖。
人工培养蛹虫草的关键技术还包括菌种的选育和繁殖。
菌种的选育是指通过筛选和优化,选择出具有良好生长性能和药用成分含量的菌种。
常用的选育方法包括单菌隔离、菌株筛选和优化培养条件等。
菌种的繁殖是指通过培养和传代,不断扩大菌种的数量。
常用的繁殖方法包括菌丝体接种、分生孢子接种和菌种液体培养等。
人工培养蛹虫草还需要解决一些问题和挑战。
其中一个重要问题是蛹虫草的产量和质量。
目前虽然已经取得了一定的进展,但仍然不能满足市场需求。
如何进一步提高蛹虫草的产量和质量,是人工培养的一个重要方向。
另一个挑战是保持蛹虫草的药用成分和药理活性。
研究人员需要通过调控培养条件和优化处理方法,来保证蛹虫草的药用价值不受影响。
蛹虫草的人工培养研究已经取得了一些重要的进展,但仍然面临一些挑战和困难。
通过不断的研究和创新,相信人工培养蛹虫草的技术将不断完善,为保护和利用蛹虫草资源做出更大的贡献。
蛹虫草人工培养研究进展蛹虫草,又称冬虫夏草,是一种珍贵的中药材,被誉为“东方巴西参”,在我国被誉为“虫草之王”。
蛹虫草是由双孢蘑菌侵染蝗虫或其他昆虫幼虫体内形成的一种真菌性寄生虫草,具有明显的药用价值,已被列入《中国药典》。
蛹虫草的功效被广泛认可,主要包括增强人体免疫功能、抗疲劳、延缓衰老、改善睡眠、调节血糖、抗肿瘤等。
野生的蛹虫草资源非常有限,随着市场需求的增加和生态环境的破坏,野生蛹虫草资源的日益减少已经引起了人们的高度重视。
为了解决野生蛹虫草资源不足的问题,科研人员开始进行蛹虫草的人工培育研究,力求在保护野生资源的提高蛹虫草的产量和品质。
在国内外各大研究机构和企业的共同努力下,蛹虫草人工培养研究取得了一系列进展,为保障蛹虫草资源的供给,满足人们对蛹虫草需求的也为促进蛹虫草产业的发展打下了坚实的基础。
一、蛹虫草人工培养技术体系的建立在蛹虫草人工培养技术研究中,首先需要建立一套完整的技术体系,包括培养种源选育、培养环境控制、培养技术操作等方面,以确保蛹虫草的产量和质量。
目前,国内外研究者已经建立了较为完善的蛹虫草人工培养技术体系,总结出了一系列的技术方法和操作规范。
涵盖了蛹虫草培养的全过程,包括菌种的培养和保存、宿主的选择和养殖、培养环境的控制等方面内容,并结合实际操作经验,为蛹虫草的人工培养提供了可靠的技术支撑。
二、蛹虫草菌种选育与改良蛹虫草的菌种选育和改良对于提高蛹虫草的产量和质量至关重要。
近年来,国内外的研究机构和企业通过对蛹虫草菌种的筛选、培养和改良,成功地培育出了一系列优良的菌株,为蛹虫草的产业化生产提供了有力的支持。
这些优良菌种不仅在产量和质量上有明显的优势,还具有抗逆性强、适应性广、易于保存等特点,对于蛹虫草产业的发展具有重要的意义。
三、蛹虫草的培养环境优化蛹虫草的培养环境对于蛹虫草的生长和产量有着直接的影响。
为了提高蛹虫草的产量和品质,科研人员开展了大量的研究工作,对蛹虫草的培养环境进行了深入的优化和改良。
dible蛹虫草[Cordyceps militaris(L.)Link]又名北冬虫夏草、北虫草,与冬虫夏草同属异种。
由于其主要药用成分虫草素含量比冬虫夏草高得多,大约为后者3~5倍甚至10倍[1],且蛹虫草更容易人工栽培,因此蛹虫草目前被选为冬虫夏草的最佳替代品。
我国蛹虫草子实体的生产已有相当规模,在子实体收获后产生大量废弃的培养基残余体作为废弃物被扔掉。
这不仅污染环境而且造成很大浪费。
废弃的培养基中含有丰富的菌丝体,其中还有大量的虫草素和腺苷及多糖类等活性物质[2]。
如何利用好虫草培养基残余体不仅能提高蛹虫草生产的附加值,也能解决环保问题,具有重要的经济效益和生态效益。
因此,近年来虫草培养基残余体的综合利用研究备受关注。
笔者从虫草培养基残余体的虫草素、虫草多糖的提取纯化,在保健食品和饲料中的应用及作为杀虫真菌制剂或用于培养其它微生物等方面综述了虫草培养基残余体综合利用的研究进展。
1蛹虫草培养基残余体中虫草素、虫草多糖的提取纯化蛹虫草性味甘平,益肺肾,补精髓,止血化痰,用于肺结核、老人虚弱、贫血虚弱等,是一种名贵的中药和高级滋补品,其中虫草素、虫草多糖是蛹虫草的重要活性成分[3],虫草素在美国作为抗癌新药,已经进入三期临床,具有极高的医药经济价值。
目前,虫草素主要从蛹虫草子实体中提取。
但是,由于蛹虫草子实体的生产成本高,从而导致虫草素的生产成本极高。
研究发现,人工栽培蛹虫草培养基中含有大量的虫草素,与相应的子实体相比,培养基来源充足,价格低廉,作为制备虫草素的原料,可以大大降低成本[4]-[5]。
因此,近年来虫草培养基残余体中虫草素、虫草多糖的提取纯化的研究备受研究者关注。
1.1蛹虫草培养基残余体中虫草多糖、虫草素的提取根据虫草素和虫草多糖溶于水、热乙醇和甲醇的性质,其提取一般采用水、50%乙醇、乙醇和甲醇等溶剂。
提取方法主要有水浴煎煮法、热水回流提取法、索氏提取法、超声波辅助提取法、微波法浸提法、连续逆流提取法等。
虫草多糖的提取:娄虹[6]等采用水浴煎煮法提取蛹虫草大米培养基活性粗多糖,利用正交实验优化提取工艺,从极差分析得出,多糖提取率的影响因素依次为乙醇浓度>提取温度>提取次数,在最佳工艺条件乙醇浓度95%,提取次数4次,提取温度90℃时,多糖的最高得率为0.74%。
任蜀豫[7]等采用正交设计,从人工栽培蛹虫草产生的大量废弃培养料中热水回流提取多糖,并根据极差和方差分析,确定工艺条件对提取量的影响程度由大到小为提取温度、提取时间、料液比、提取次数。
在最佳工艺提取温度80℃,提取2次,提取时间120min,料液比(W/V)1∶20的条件下,测得多糖含量为1.12mg/mL。
梁晨[8]通过对水浴法、超声波法和微波三种提取方法的提取工艺进行研究,得到最佳的蛹虫草培养基多糖提取条件为:2.5g培养基干粉样品,用15倍质量的水,于微波炉中60W下提取1min,之后用20mL乙醇沉淀。
虫草素的提取:钟艳梅[9]等以人工蛹虫草固体培养残基为原料,采用索氏提取法提取:准确称取处理好的样品各10g,共4份,分别加入水、75%乙醇、95%乙醇和无水乙醇作提取剂,在沸水浴中抽提8h,收集提取液,发现虫草素得率分别为:0.0122%、0.0078%、0.0053%和0.0052%。
谭琪明[10]等用水提取、pH5、料液比1∶50、温度70℃、时间3h的提取工艺从蛹虫草小麦培养基中提取虫草素,提取率可达94.87%。
张丽艳[11]从培养基残基中提取虫草素的技术,优化了虫草素水提醇沉的工艺。
得出最佳水提醇沉工艺条件:40℃提取4次,料液比为1∶20,每次提取2h。
提取液浓缩到废料量的2倍,添加3倍量乙醇,醇沉时间为9h。
王雅玲[12]等以蛹虫草大米培养残基为原料,采用超声波辅助提取法,根据虫草素的理化性质,用不同提取溶剂、温度、时间和pH,进行单因素实验。
结果表明,蛹虫草大米培养残基中虫草素含量为2.011~2.185g/kg。
梁晨[8]采用水浴法、超声波法、微波法和超临界法提取蛹虫草固体培养基中的虫草素,通过正交试验确定了其最佳提取工艺为:称取一定量培养基粉末,用10倍质量的水于微波炉中40W下提取3min,虫草素提取率为42.83%。
韦会平[13]等研究表明蛹虫草培养基残基的主要成分为淀粉类物质。
采用传统的方法提取会加大提取液中杂质的含量,为了高效提取纯化虫草素,以用乙醇和水的混合溶液作溶剂,采用连续逆流提取法从大米培养基中提取虫草素,得到较好的结果,研究从固体培养基中提取纯化虫草素的最佳工艺条件为连续逆流提取:以70%乙醇作溶剂,溶剂/虫草培养基为蛹虫草培养基残余体综合利用的研究进展胡珊罗华建黄皓*陈仕丽梁卫驱李艳芳徐匆(东莞市农业科学研究中心,广东东莞523086)摘要从虫草培养基残余体的虫草素、虫草多糖的提取纯化,在保健食品和饲料中的应用,作为杀虫真菌制剂和用于培养其它微生物等方面综述了虫草培养基残余体综合利用的研究进展。
关键词虫草培养基残余体虫草素提取纯化保健食品饲料文章编号1000-8357(2014)02-0001-03收稿日期:2013-08-14。
作者简介:胡珊,农艺师,硕士,研究方向为农业微生物。
*通信作者。
1dible5mL/g,提取3次。
每次浸泡12h,振荡提取2h。
研究表明超声波法、微波法对虫草多糖、虫草素提取均有较好的效果,由于固体培养基的成分复杂性和特殊性,用连续逆流提取对虫草素表现良好的效果。
此外,李海航[14]运用中药成分提取常用方法柱层析循环提取法,取得良好的提取效果,并达到高效节能。
1.2蛹虫草培养基残余体中虫草多糖、虫草素的纯化虫草多糖的纯化:虫草多糖的分离纯化方法基本分为两步:第一步,除去与多糖紧密结合的糖蛋白;第二步,经柱层析法进一步提纯多糖。
去除糖蛋白的方法有:Sevage法、三氯乙酸法、氯化钙法及盐酸法4种脱蛋白方法。
Sevage法蛋白质清除率较高,且其多糖保留率最高,但在实际生产中,因氯仿毒性较大,对人体伤害较大,不宜采用。
氯化钙法成本低廉、操作简单、脱蛋白效果及多糖保留率尚可,适宜实际生产[15];进一步纯化多糖采用的柱层析主要有纤维素柱层析和葡聚糖凝胶柱层析,两种方法分离纯化后的多糖纯度均较高。
许晓玮[16]从虫草培养基中纯化虫草多糖是先去除蛋白后,应用DEAE纤维素柱层析和葡聚糖凝胶柱层析均可以分离多糖,但是葡聚糖凝胶价格昂贵,增加了提取成本。
DEAE纤维素柱层析成本低廉,故选用此方法进行虫草多糖分离。
虫草素的纯化:虫草素分离纯化比较常用的方法是活性炭吸附法、硅胶柱层析法、离子树脂吸附法、大孔树脂法等。
活性炭吸附法先经活性炭吸附,再经过洗脱液洗脱和浓缩,得到虫草素晶体,这种方法工艺简单、成本低,但吸附选择性差、得率低[17]。
利用硅胶柱层析法富集虫草素,虫草素相对含量提高,但为了缩短纯化时间,纯硅胶柱色谱分离样品时常需要加压操作,因此不适用于大规模的样品分离[18]。
离子树脂吸附法的关键在于筛选吸附能力较强及吸附量较多的树脂和优化洗脱方法。
目前多用732-NH4+型阳离子交换树脂。
许晓炜[15]用阴离子交换树脂层析法分离、纯化虫草素的工艺路线。
经测定,虫草素精品的纯度均大于97%。
任大明[19]等研究发现在离子交换层析分离虫草素时料水比、洗脱流速为主要影响因子。
固体培养基中虫草素提取分离最优条件为:料水比1∶16,洗脱流速为30滴/min,732阳离子交换树脂柱pH3.5,此时虫草素的得率为最大0.0142%。
梁晨[8]对批量分离蛹虫草培养基提取液中的虫草素做了初步探究,优化,采用732阳离子交换树脂、717阴离子交换树脂和硅胶分离虫草素的操作条件,其中732阳离子交换树脂纯化效果最优。
张丽艳[11]虫草素水提液经过乙醇除杂后,杂质含量仍然很高,需要先对虫草素提取液进行初步分离。
通过对6种阳离子交换树脂静态吸附虫草素的特性进行研究,最终选择JK006树脂用于虫草素的粗纯化。
经过阳离子树脂JK006的初步纯化后,采用717阴离子树脂进一步纯化,得到纯度为96.4%虫草素晶体。
用TLC法、HPLC法、紫外光谱、红外光谱等对获得的虫草素进行定性定量鉴定,确定其与标准品为同一种物质。
采用反吸附不交换的方法,即首先调pH使虫草素不被离子树脂吸附,而无关的离子均被离子树脂吸附,除去干扰成分;然后调pH使虫草素被吸附在柱体上,再经洗脱后获得虫草素结晶,可得纯度高的虫草素晶体。
韦会平[13]等用732阳离子交换树脂柱层析:将提取液浓缩到提取原料的3倍重量,调整其pH为4.0,过滤,得上柱液。
取800mL量的上柱液过732阳离子交换柱(H型),流速2mL/min;然后用1000mL 量的蒸馏水洗柱,流速2mL/min;再用800mL体积的浓度为0.2mol/L的氨水洗脱,流速2mL/min。
将氨洗脱液浓缩20倍,调整其pH9.0,在4℃下结晶得粗品,再分别用甲醇和水进行重结晶得产品。
纯化虫草素产率可达66.0%以上,纯度达98.0%以上。
张松[20]分别选择不同的大孔吸附树脂:S-8、NKA-9、D-101和AB-8进行吸附与解吸,结果发现:D-101对虫草素的吸附与解吸效果较好,反复分离纯化后得到虫草素提取物测定含量达61.55%。
李海航[14]采用DM130大孔树脂对虫草素进行吸附分离,精制步骤采用聚酰胺树脂吸附和沉淀结晶法,真空干燥后可得纯度为98%的虫草素精品。
针对不同虫草培养基原料,其残余体中虫草素和虫草多糖采用不同的提取方法,而每种方法都要经过优化得到其最佳工艺。
工艺不仅要考虑虫草多糖和虫草素的得率、提取速度、原料基质中的残留量及成本等,更重要的是要与后续的纯化方法结合起来,以达到满意的产品纯度和生产的实用性。
2蛹虫草培养基残余体在保健食品和饲料中的应用虫草培养基残余体中含有虫草素、虫草多糖、腺苷等虫草特有的活性物质,此外还含有生物碱、萜类化合物、甾醇、苷类、酚类、酶、维生素、SOD等有效成分[21],许多研究者将其加入食品生产强化食品的功能和风味,亦可作为饲料添加剂。
王春梅等[22]用2%淀粉酶、2%糖化酶水解蛹虫草培养基溶液中碳水化合物,再通过对木瓜蛋白酶、中性蛋白酶和菠萝蛋白酶的优选实验,优选出最佳水解酶为木瓜蛋白酶,并进行正交实验确定了木瓜蛋白酶的最佳水解条件为:温度55℃,固液比为1∶12,加酶量为2%及水解时间为6h,此时酶解液中游离氨基态氮含量最高,达0.844%,固形物总量为10%,并含有一定的虫草多糖和虫草素,经浓缩、干燥后可作为各种保健食品和调味品的基料或添加剂。
车振明[23]研究在酱油酿造过程中添加5%~10%的人工蛹虫草培养基残基后对所酿造的酱油在感官指标和理化指标上明显优于普通酱油,且营养丰富,具有浓郁的虫草香味。