不同培养基对北虫草氨基酸含量影响分析
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北虫草与冬虫夏草的综合比较分析作者:郭莹高金鑫钟鄂荣来源:《新农村》2011年第13期摘要:冬虫夏草是我国珍贵的药材,含虫草酸等多种对人体有益的成分。
但是生长条件苛刻,价格昂贵。
北虫草的化学成分和药用功能都与冬虫夏草相似,但是易于栽培,本文通过化学成分等方面的综合比较分析,旨在探讨北虫草否能作为冬虫夏草的代用品。
关键词:北虫草冬虫夏草化学成分冬虫夏草是我国的珍贵药材,含虫草酸、SOD等多种有效成分,对防癌抗癌、提高人体免疫力起到了积极作用。
然而,由于天然冬虫夏草生长条件苛刻,自然寄生率低,加之人们滥采,导致天然资源紧缺。
因此,代用品的开发成为必然趋势。
在东北地区,生长着一种虫草,名为北冬虫夏草。
它含有与冬虫夏草相似的化学成分,两者的药用功能也基本相同。
有很多学者认为北虫草可以代替冬虫夏草入药,同时也有人持反对意见。
因此,本文通过化学成分分析,对北虫草和冬虫夏草药用性做进一步比较。
一、蛋白质、氨基酸野生冬虫夏草中含有粗蛋白质29.1%~33%,人工北虫草粗蛋白含量28.18%,比天然冬虫夏草高,也高于灰树花、香菇等食用菌。
冬虫夏草与北虫草所含主要氨基酸含量的比较如下表:表1 氨基酸含量的比较单位:%二、微量元素冬虫夏草微量元素研究报道较多,但报道的种类和含量有差异,目前报道的微量元素有30余种,其中P、Mg、Fe、Ca含量较高,A1、Si、Zn、Mn、Cu、Ti、Cr、K、Sr含量也很丰富。
而有害元素Pb、CA含量均低于致毒量。
有人认为虫草的抗癌作用与含Co、Fe、Cu有关。
北虫草共含20余种矿质元素,K、Ca含量比天然冬虫夏草高;而Zn、Fe、Mg、Cu、Mn、Cd比天然冬虫夏草低;北虫草中缺少天然冬虫夏草中的La、Ga、Sn元素,其余矿质元素含量则与冬虫夏草相近。
三、虫草多糖天然冬虫夏草中含有丰富的多糖成分,一般在7%~11%之间。
虫草多糖可增加脾脏营养性血流量,促进肝、脾的吞噬活性,能抗衡可的松及环磷酰引起的肝脏萎缩和白细胞下降,并且对淋巴细胞转化有促进作用。
我国探索北冬虫夏草(蛹虫草或金虫草)人工栽培种植技术走过的这30年我国探索冬虫夏草人工种植技术至今已经走过了30年,走过了哪些风雨历程?北虫草人工种植到底是不是伪科学?笔者今天就以该文系统的向读者朋友们做一个全面的介绍。
首先科普一下,虫草是一个大范畴、大概念,就像苹果或梨有很多品种但是都叫苹果或梨一样,虫草也有很多种,准确的说,世界上有507种虫草,其中中国境内有108种。
换句话说,世界上有507种东西都叫虫草。
现在大家明白了,比黄金还贵的藏地冬虫夏草(产于西藏、青海等地)只是我国108种虫草中的一种,北虫草是我国108种虫草中的另外一种。
按生物分类学,他们都同属于真菌门、子囊菌纲、肉座菌目、麦角菌科、虫草属。
一、说一说藏地冬虫夏草和北虫草1、藏地冬虫夏草藏地冬虫夏草产于青藏高原海拔3800米以上的高山草甸地带,是这里特产的一种叫蝙蝠蛾的幼虫感染了虫草菌丝体(中华虫草菌)后形成的一种非虫非草的菌类。
藏地冬虫夏草的一生需要经过寄生昆虫蝙蝠蛾成虫期(约4—12天)、虫卵期(约45—72天)、幼虫期(约680天—940天)、蛹期(42—58天),也就是说仅蝙蝠蛾一生就需要2年至3年的时间。
在蝙蝠蛾幼虫8龄后期(幼虫生长1年半左右)才会被该地区分布的中国特有真菌中华虫草菌寄生。
中华虫草菌主要寄生4—5龄幼虫,菌孢子在每年的8月感染幼虫体内,10月份幼虫感染后形成僵虫,11月僵虫头部长出约1毫米—2毫米的子实体后,开始越冬(人们常说的冬天是“虫”)。
到次年5月下旬,雪山痧雪融化,温度和湿度上升,子实体才能长出地表(人们常说“草”)。
这一段太专业了,通俗的讲,就是这种长于青藏高原4000米左右海拔的蝙蝠蛾幼虫,不幸感染上了虫草菌,就像人染病一样,蝙蝠蛾幼虫就死了,成为了尸体,这个尸体恰好成为了中华虫草菌菌丝体生长的营养来源,菌丝体逐渐长大,长得像一根草一样,最终形成冬虫夏草,卖得比黄金还贵。
2、北虫草北冬虫又称北冬虫夏草、蛹虫草,俗名不老草。
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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