人工培养蛹虫草多糖的分离纯化及其结构的初步研究

蛹虫草有效成分及药理作用蛹虫草[Cordyceps militaris(L.ex.Fr)Link]，又名北冬虫夏草，蛹草，北虫草，蛹草菌等，分类学上属于真菌门（EUmycota），子囊菌亚门（AsCOmycotlni8），核菌纲（Pyre nomycetes），球壳目（Sphaeriales），麦角菌科 (Claviciptiaceae)，虫草属(Cordycps)。

赵学敏在《本草纲目拾遗》中把虫草类的药用归之为“能治百虚百损”。

李时珍在《本草纲目》中指出，蝉花能主治“小儿天吊惊痛，夜啼，心悸”。

其中蝉花包括蝉草和蛹草等多种寄生于蝉体上的虫草。

多年来的研究表明，蛹虫草内含有虫草素、虫草酸、多糖、腺苷等多种有效成分，在降血脂，防止动脉硬化，保护心、脑组织，镇静催眠，增强巨噬细胞的活性，抗炎、抗癌、抗菌、抗衰老等方面都有良好功效。

1 有效成分1.1 核苷类化合物蛹虫草子实体及发酵液中含有虫草素（3’脱氧腺昔）、腺嘌呤、脱氧胸苷、尿嘧啶、腺苷、次黄嘌呤、鸟苷、尿苷、N6-甲基腺苷、N6-[β-（乙酰胺甲酰）氧乙基]、 O5-乙酰基虫草素等核苷类化合物，为蛹虫草的主要活性成分之一。

其中虫草素（cordycepin）是195 1年 Cumingham等从蛹虫草的培养物中分离到的一种腺苷类活性物质，它是一种抗菌素，具有抗菌、抗病毒、干扰人体RNA及DNA合成，明显抑制多种肿瘤生长的作用，其在蛹虫草中的含量明显高于冬虫夏草，且人工培养的蛹虫草中的含量也远高于天然蛹虫草。

腺苷具有改善心脑血液循环、防止心率失常等活性，液体培养踊虫草菌丝中的腺嘌呤、腺苷、鸟苷、尿苷的含量均高于固体培养的踊虫草子座。

1.2 虫草多糖类从踊虫草菌丝培养液粗多糖中分离得到一种含有少量蛋白的半乳甘露聚糖CM-1，分子质量为270u, 糖组成半乳糖和甘露糖摩尔比为6:5。

结构研究结果表明，CM-1具有高度分支结构，支链由大量的β-（1 →6）半乳糖和较大量的β-（1→2）呋喃半乳糖构成，分别连接在主干的0～4和0～6上。

蛹虫草的化学成分与药理作用研究进展李陈雪; 刘雅芳【期刊名称】《《化学工程师》》【年(卷),期】2019(033)010【总页数】4页(P55-57,54)【关键词】蛹虫草; 化学成分; 药理作用; 研究进展【作者】李陈雪; 刘雅芳【作者单位】黑龙江中医药大学黑龙江哈尔滨 150040【正文语种】中文【中图分类】R285.5蛹虫草(Cordyceps militaris L),又称北冬虫夏草或北虫草,为子囊菌门,肉座目,属麦角菌科植物.野生蛹虫草多为针、阔叶林或混交林中鳞翅目等昆虫蛹上寄生的自然真菌,而人工栽培的蛹虫草根据培养基的不同可分为两种:(1)以谷类为培养基,培养完成后亦被称为"虫草花";(2)以虫蛹为培养基,与野生北虫草药理作用相似,而药效更优[1].蛹虫草多由寄生体头部或关节处生出,色橘,长2~8cm,而寄生体色为紫色,长约1.5~2cm.蛹虫草在生长的不同时期对外界要求亦不同.其菌丝生长阶段多发生在光照较弱的地方,且空气湿度多在60%~70%,温度在6~30℃,且PH值在5.2~6.8之间;而到了子实体生长期则需要强度的光照,且不适宜有过多的CO2,空气湿度亦应在80%~90%,温度在10~25℃,PH保持在4.2~5.3即可,以使得菌丝色泽加深,质量更好,产量更高.经现代研究表明,蛹虫草含有多种化学成分,具有抗肿瘤、免疫调节、抑菌及抗氧化等作用,同时人工栽培的蛹虫草纯子实体亦可广泛应用于保健食品、保健药品及化妆品领域,现即对其化学成分及药理作用的研究进展具体论述如下.1 化学成分1.1 核苷类化合物蛹虫草中含有的核苷类化合物包括腺苷、鸟苷、尿苷以及腺嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶,除此之外还有虫草素(3'-脱氧腺苷)等物质[2,3].其中虫草素为其重要成分之一,是最先在真菌中解离出的核苷类抗菌素,且已有研究表明[4],虫草素能够抑制二甲苯诱导小鼠的耳肿胀及炎症因子NO、PGE2产生,说明虫草素具有抑制炎症的作用.同时亦有研究表明虫草素对肝癌、肺癌及乳腺癌等多种恶性肿瘤具有较好的抑制作用,并可有效调节机体免疫功能[5-7].另外,虫草素还具有抗氧化和保护肾脏的功效.1.2 虫草多糖虫草多糖在蛹虫草中的含量约在4%~10%,而根据发育时段、部位及培养基的不同,其含量亦有不同.陈丹等[8]即对虫蛹基的蛹虫草不同部位多糖含量进行测量,结果表明子实体部位的多糖含量为蛹体部的3.27倍.来永斌等[9]研究表明,以大米为培养基所检测出的菌丝多糖含量最高,而野生蛹虫草子座所含多糖量最低,同时指出虫草多糖以菌丝体含量最多.李蓉等[10]更将菌丝体多糖进行了多糖分析,其多糖含量为92.5%,并为免疫调节机制的研究奠定基础.而除免疫调节作用外,虫草多糖亦具有抗肿瘤、抗菌、抗氧化及神经保护等作用[11,12].1.3 虫草酸甾醇类蛹虫草的子座与蛹体中含有虫草酸、蕈糖、麦角甾醇及其过氧化物、β-谷甾醇等物质.虫草酸即D-甘露醇为评价蛹虫草质量标准的指标之一,具有促进新陈代谢、抗氧化及抗血栓形成等作用,含量在5%~9%左右,且天然子实体较人工菌丝体中含量高[13].而麦角甾醇为虫草中甾醇类的主要成分,并为真菌所特有的甾醇,同时亦为重要的维生素D2原,具有抗肿瘤、抗氧化、减毒等作用[14],而蛹体内含量较子实体内含量高,且含量均相对稳定,亦为质控指标之一,并可提示虫草菌丝体水平.1.4 蛋白质氨基酸蛹虫草的粗蛋白含量约为天然虫草含量的2倍,在25%~30%左右,而水解氨基酸的含量研究结果各异,但多在20%~25%左右,亦有5.53%及39.22%的报道[15].陈丽云等[16]即通过研究提出包括天冬氨酸、丝氨酸及谷氨酸在内的17种氨基酸含量在3.5%,其中谷氨酸最多,蛋氨酸最少,同时证实氨基酸具有增强实验小鼠免疫力的作用.而氨基酸存在限制性,故可以与一定的蛋白质搭配以起到互补的作用,《本草纲目拾遗》对虫草记载言"和鸭肉顿食之,大补",即是对氨基酸与蛋白质互相作用的最好阐释.1.5 微量元素野生及人工培育的蛹虫草均含有丰富的微量元素,现已知无机元素已达37种,其中以磷和镁的含量最高,而蛹虫草中钙和钾的含量显著高于野生虫草.亦有研究表明[17]蛹虫草的抗肿瘤作用即与所含有的磷、钴、铁、铜等微量元素相关,而其所含有的磷元素亦可对神经系统具有较好的调节作用.同时亦含有油酸、棕榈酸及十七烷酸等12种有机酸,8种脂肪酸,B族维生素、烟酸、维生素C及胡萝卜素等维生素以及超氧化物歧化酶(SOD),具有抗疲劳、抗衰老、镇静及耐缺氧等作用.2 药理作用2.1 抗肿瘤作用蛹虫草为天然抗肿瘤剂,其有效成分虫草素可促进CD4+T淋巴细胞的增殖,进而加强肿瘤细胞的清除作用,并可通过干预蛋白质的表达进而促进细胞的凋亡.Julian等[18]即指出在无线粒体、caspase-3激活的前提下,虫草素可通过钙依赖性通路使肿瘤细胞的凋亡.楚佳奇等[19]研究表明虫草素能够有效抑制骨肉瘤细胞MG63的增殖,并且可下调MG63细胞中Bcl-2的表达,上调Bax的表达,进而延长细胞周期,促进骨肉瘤细胞MG63的凋亡,同时亦指出虫草素可诱导肝癌细胞Hep G2以及人肺癌细胞A459的凋亡.2.2 免疫调节作用实验研究表明[20],北虫草对实验小鼠的特异及非特异性、体液、细胞免疫均具有较好的提升作用,同时对核酸与蛋白质含量亦有较好提升作用,进而促进脾淋巴细胞增殖,脾巨噬细胞及肝脏枯否细胞体积增大,使胞内磷酸酶活性增加,显著提升血浆碳清除率以及肝脾的吞噬指数.郭蕾等[21]通过实验指出,实验大鼠肝肺的病理损伤程度及细胞凋亡数目与虫草素浓度呈反比,即浓度越高,损伤越轻微,细胞凋亡数目亦越少,说明虫草素可保护肝肺的损伤并增强大鼠的免疫调节.薛飞群等[22]通过实验表明蛹虫草多糖(CMP)可激活体外培育的小鼠腹腔巨噬细胞表达生成一氧化氮,且在CMP401000μg.mL-1及CMP50 250μg.mL-1时对其分泌作用最强,并指出这一过程可能为免疫调节作用机制之一.同时虫草多糖是通过提高机体免疫调节而非作用于肿瘤细胞的方式起到抗肿瘤的作用.2.3 镇静、催眠作用蛹虫草中所含有的维生素对神经系统具有调节作用,而其子实体中所含有的腺苷类物质对睡眠具有较好的促进作用,同时蛹虫草可降低副交感神经的兴奋性,起到镇静作用.陈敬民等[23]即指出蛹虫草可对抗戊四氮引起的实验小鼠惊厥的发生,并可协同戊巴比妥钠对小鼠的睡眠起到促进作用,说明蛹虫草具有镇静、抗惊厥及催眠的作用.Hu等[24]则给予实验大鼠虫草素灌胃治疗,结果显示虫草素有有效延长实验大鼠深睡眠的时间,较好提高了实验大鼠睡眠结构,抑制其觉醒,并指出这有可能与非特异腺苷受体蛋白水平有关.2.4 抗氧化作用蛹虫草所含有的SOD成分为典型的抗氧化剂,其可通过清除体内自由基,抑制脂质过氧化反应而起到抗氧化的作用.陈安徽等[25]实验表明蛹虫草对DPPH自由基清除能力与蛹虫草多糖浓度成正比,而当蛹虫草多糖含量的浓度达4mg.mL-1时,其对DPPH自由基的清除率可达38.69%,说明蛹虫草多糖具有一定的抗氧化作用.张曦文等[26]研究结果表明白化型蛹虫草水提物的抗氧化作用优于野生型虫草,且其对羟基自由基的清除率可达95.55%,明显优于野生型的86.16%,而在低浓度时其对DPPH自由基的清除率比野生型高52.07%,并指出其抗氧化活性高的原因可能与其含有大量具有抗氧化、抗衰老作用的黄酮有关,且体外抗氧化活性更强.2.5 抗炎、抑菌作用蛹虫草的抗炎、抗菌作用主要通过其内所含有的虫草素及虫草多糖实现.现代研究表明虫草素对球菌、杆菌、曲霉菌以及癣菌均具有抑制作用.李晖等[27]对耳肿胀炎症模型小鼠给予虫草素以抑制其炎症组织NO和PGE2的产生,并可抑制脂多糖刺激下炎性相关蛋白i NOS和COX-2的表达,具有较好的抗炎作用.秦建春等[28]研究发现蛹虫草的发酵液提取物对金黄色葡萄球菌、变形杆菌及霉菌中绿色木霉及黄曲霉等均具有抑制作用,说明蛹虫草发酵液中含有丰富的抗菌活性成分,并指出其在研发新型杀菌剂与保鲜剂方面具有较好的发展前景.3 结语随着社会的发展、生活水平的提高以及养生意识的兴起,蛹虫草的应用越来越广泛,尤其在保健食品与药品的研发中更为突出.蛹虫草具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化、镇静催眠及抗炎抑菌的作用,其作用与野生冬虫夏草相当,而其价格较野生虫草低且获取更易,产量更多,故其具有更为广阔的发展前景.但目前我们对蛹虫草的化学成分、药理作用及临床治疗尚缺少相应环节与机制的研究,对其探讨亦不够深入,临床资料更有待丰富,且蛹虫草能否真正代替冬虫夏草有待进一步考究,故笔者在此对其进行总结,为更好开拓蛹虫草的食用与药用前景提供科学依据.参考文献【相关文献】[1] 王环,王爱珍,程大志,等.培养北虫草子实体与野生冬虫夏草子实体主要活性成分比较[J].中医药导报,2019,25(1):79-82.[2]Hus TH,Shiao LH,Hsieh CY,et al.A comparison of the chemical composition and bioactive 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蛹虫草研究进展及精深加工展望牛思远;牛润贵;徐莉娜【摘要】蛹虫草作为药食两用真菌资源已被广泛认识和接受.针对蛹虫草产业以及蛹虫草休闲食品精深加工的研究和产业化现状,发现了现阶段存在的一些问题,对今后的研究和发展方向做出了预期和评价,并对蛹虫草精深加工过程中休闲食品的开发前景进行了展望.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2018(046)007【总页数】3页(P1216-1218)【关键词】蛹虫草;食药用真菌;休闲食品;精深加工【作者】牛思远;牛润贵;徐莉娜【作者单位】山西泓盛农业科技有限公司,山西吕梁033100;山西泓盛农业科技有限公司,山西吕梁033100;山西省农业科学院食用菌研究所,山西太原030031【正文语种】中文【中图分类】S567.3+5蛹虫草（Cordyceps militaris），别名北冬虫夏草或北虫草，属子囊菌。

蛹虫草早在1986年被人工驯化成功[1]，早前蛹虫草的使用与研究多集中在亚洲，且大多研究限于虫草菌生物学特性和培养条件的摸索优化，以及如何提高蛹虫草体内活性物质的产量[2]。

近年来，蛹虫草在西方国家也受到广泛关注，并作为非处方药使用。

蛹虫草是目前公认的食药用虫草之一，对其子实体高产的研究以及下游产品的开发在我国已形成了一个巨大的产业。

有研究表明，人工培育的蛹虫草子实体化学成分与野生冬虫夏草相似，且虫草素和腺苷含量远远高于野生冬虫夏草[3-4]，虫草子实体富含虫草素、多糖、虫草酸等多种有效成分，因此，蛹虫草在免疫调节、抗炎、抗病毒、抗癌、抗衰老等方面具有良好的功效。

目前，市场上在售的蛹虫草都是以蚕幼虫或蚕蛹为基质进行人工培育的虫草。

因其具有较高的营养价值以及广阔的研发前景，蛹虫草一问世就深受广大民众喜爱[5]。

有研究表明，蛹虫草及其相关产品的研究与开发利用在近30 a里取得了迅猛发展，每年创造利润千万余元[6-7]。

伴随蛹虫草产业的发展，其自身所面临的问题亦越来越多。

目录学习目标一、综述：蛹虫草背景资料及市场调查分析（一）、蛹虫草背景资料1、生物学简介2、人工培养虫草的主要营养与药用成分均与野生虫草的含量比较3、蛹虫草的功能及产品开发（二）、蛹虫草人工栽培及产品开发研究概况1、固体栽培2、液体培养（三）、国内外虫草素研究现状1、国内的发展:高含量虫草素子实体研究2、虫草及虫草素在国外的研究现状（四）、市场分析1、市场调查2、需求分析：3、消费分析：4、医药行业分析二、学习前准备：实验室培养蛹虫草在完成本学习情境前，需要做好下列准备（一）、栽培管理（二）、灭菌方法三、工厂化蛹虫草生产（一）、建设条件和厂址选择1、资源情况。

2 、基础设施：(二)、工艺流程：制种(母菌种)一蛹虫草栽培一虫草素提取1、母菌种制作：2、蛹虫草栽培：(1)、配料：(2)、灭菌(3)、接种(4)、培养(5)、采收3、虫草素提取工艺（三）、环境保护与劳动安全1、排污情况2、治理环境的措施3、环境保护措施4、劳动保护与安全卫生四、结论学习情境三北冬虫夏草培养一、综述：蛹虫草背景资料及市场调查分析（一）、蛹虫草背景资料1、生物学简介虫草是我国的一种名贵野生中药材，具有补虚损、益精气、保肺、益肾、止血化痰、滋补强壮等功效。

与人参、鹿茸一起列为中国三大补药。

如一七五七年《本草从新》中就有“冬虫夏草甘平保肺，益肾，补精髓，止血化痰，已劳咳，治膈症皆良“的记载。

中医认为，虫草入肺肾二经，既能补肺阴，又能补肾阳，主治肾虚，阳萎遗精，腰膝酸痛，病后虚弱，久咳虚弱，劳咳痰血，自汗盗汗等，是唯一的一种能同时平衡、调节阴阳的中药。

全世界已知虫草类有350余种，我国目前有62种，但最为昂贵的只有冬虫草和北虫草。

古语日：宁要虫草一把，不要金玉满车；民间则称之为“活黄金“。

蛹虫草(又名北虫草、北冬虫夏草，) (c．mi litari s(L．)Link)，蛹虫草为子囊菌亚门，麦角菌目，麦角菌科、虫草属的模式种，学名为cordyceps m．1itari s，世界性分布天然资源数量很少。