北蟲草的活性成分及開發(fā)利用研究

葉春苗

摘要：北蟲草因具有藥用與保健功能，被廣泛研究與關注。綜述北蟲草中主要生物活性成分及其開發(fā)利用情況，介紹北蟲草的人工培育方法，分析、展望北蟲草的開發(fā)利用前景，以期為北蟲草的進一步研究、利用提供參考。

關鍵詞：北蟲草；生物活性；人工培育；開發(fā)利用

中圖分類號：S567.350.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）10-0069-03

冬蟲夏草（Cordyceps sinensis）的生長不僅需要特殊的地理與氣候環(huán)境要求，還有嚴格的寄生性。野生冬蟲夏草現(xiàn)已處于極度瀕危狀態(tài)，被列為我國一級保護物種，其價格已經(jīng)超過黃金。由于野生冬蟲夏草資源嚴重缺乏已無法滿足社會需求，所以冬蟲夏草的人工培養(yǎng)受到國內(nèi)外學者的關注。

北蟲草又稱北冬蟲夏草、蛹蟲草、東北蟲草等，是寄生在鱗翅目、鞘翅目等昆蟲蛹體上的真菌，主要分布在我國東北、華北、西北等地區(qū)，華中、華南和西南地區(qū)也有發(fā)現(xiàn)。北蟲草是蟲草屬的模式種，與冬蟲夏草為蟲草屬的同屬異種真菌，兩者的化學成分、營養(yǎng)成分和藥用功能均非常相似，但北蟲草的主要藥用成分——蟲草素等含量遠高于野生冬蟲夏草，而且比冬蟲夏草更易于人工栽培，因此北蟲草被選為冬蟲夏草的最佳替代品而進行大量的人工培育。20世紀90年代以來，專家學者對作為藥物和保健食品的北蟲草在藥化、藥理、毒理和毒性等方面進行了大量的分析和安全評價，結果證明：人工栽培的北蟲草無毒副作用，且具有明顯的鎮(zhèn)靜、抗疲勞、抗腫瘤、抑制癌細胞和類雄性激素樣作用，可增強機體免疫功能，作為藥品和食品使用對人體健康是安全可靠的。2007年國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）已將北蟲草開發(fā)與規(guī)模化生產(chǎn)列入重點研究項目。開發(fā)北蟲草及其活性成分資源，不僅具有很高的經(jīng)濟價值，而且具有重要的社會效益。

1 北蟲草的主要活性成分

1.1 蟲草素

1951年，德國Cunningham等在北蟲草的培養(yǎng)液中分離得到一種晶體，命名為蟲草素。其分子式為C10H13N5O3，分子量為251，堿性，為針狀或片狀結晶，熔點230～231 ℃，溶于水、熱乙醇和甲醇，不溶于苯、乙醚和氯仿，蒽酮反應呈陽性，紫外最大吸收波長為259 nm。蟲草素有很多藥理作用，例如抗菌，抗病毒，增強免疫力及預防心腦血管疾病，抗腫瘤，降血脂，調(diào)節(jié)胰島素分泌，以及清除自由基等。由于蟲草素具有天然的生物活性及廣泛的藥理作用，已引起國內(nèi)外專家的極大關注。

目前，已有不少以蟲草素為主的藥品、保健品及化妝品投放市場。陳順志等人采用生物技術和超臨界萃取技術成功獲得了蛹蟲草中的蟲草素，并加工處理研制成蟲草活性素軟膠囊。據(jù)報道，美國已將蟲草素作為抗癌、抗病毒新藥進入臨床試用。自1997年發(fā)現(xiàn)蟲草素具有特殊的選擇性殺死白血病癌細胞的作用以來，用蟲草素制成的治療白血病新藥已由美國國家癌癥研究所波士頓醫(yī)學中心（BMC）和OXIGEN公司合作進入第三期臨床試驗。日本、韓國等已有蟲草素產(chǎn)品出口至歐美市場。我國由蟲草素合成的治療白血病新藥也已進入第一期臨床階段。隨著科學技術的飛速發(fā)展，蟲草素的獨特功效將會進一步被發(fā)掘和利用，其開發(fā)與應用價值巨大。

1.2 蟲草酸

蟲草中的蟲草酸是一種D-甘露糖醇，為奎寧酸的異構體。蟲草酸具有促進新陳代謝、改善微循環(huán)的作用，可預防與治療腦血栓、腦出血、心肌梗塞、長期衰竭，同時還有抑菌、鎮(zhèn)咳、祛痰、平喘、利尿消腫、降低顱內(nèi)壓、增強身體對疾病的抵抗力等功效。蟲草酸含量的高低是衡量蟲草質(zhì)量的主要標準之一，一般認為蟲草酸含量高的蟲草藥用價值就高，因此甘露醇含量被用作反映蟲草質(zhì)量的一個重要指標。楊逸等人以蟲草酸在蟲草菌絲體中的含量為篩選標記，探索在傳代及大規(guī)模生產(chǎn)子實體和菌絲體發(fā)酵中的菌種選育方法和機理，試驗結果證實了生產(chǎn)中性狀不穩(wěn)定傳代原因是菌種達不到菌株純水平，在相同培養(yǎng)條件下，檢測指標出現(xiàn)波動。劉德洪研究蟲草口服液開封后不同貯藏條件下菌絲體、蟲草酸的變化，發(fā)現(xiàn)開封后的蟲草口服液應冷藏，否則菌絲體生長、蟲草酸含量降低，大大降低蟲草口服液的保健效果。

1.3 蟲草多糖

蟲草多糖是蟲草的主要有效成分之一，是由甘露糖、蟲草素、腺苷、半乳糖、阿拉伯糖、木糖精、葡萄糖、巖藻糖組成的多聚糖。研究證明，蟲草多糖可提高人體免疫功能、升高白細胞，臨床已將其用于治療惡性腫瘤，還用于治療肺結核、氣短喘咳、陽痿、夢遺、自汗盜汗、腰膝酸痛，同時還有降血糖的作用。自1969年日本人發(fā)現(xiàn)一種具有抗腫瘤活性的真菌多糖而轟動整個醫(yī)學界以來，全世界掀起了從真菌中尋找抗腫瘤成分的高潮，關于蟲草多糖的研究也從此展開。1977年富崎等人報道了一種由甘露聚糖核心和半乳糖基寡糖支鏈組成的水溶性冬蟲夏草多糖，它與已知的高等植物和真菌的多糖化學結構很相似，不過其半乳糖基分支相對更長些。此外，研究工作做得較多的還有發(fā)酵條件的選擇與發(fā)酵動力學研究，以及蟲草各有效成分藥理毒理研究等。學者們在取得可喜成績的同時也面臨諸多問題，例如：蟲草多糖產(chǎn)量一直沒有得到顯著提高，多糖在蟲草中形成途徑和機理尚不明確，可促進蟲草多糖大量形成的具體因子及促進機理也有待研究。

2 北蟲草的人工栽培方法

2.1 固體栽培

1986年吉林省蠶業(yè)研究所以家蠶和柞蠶為寄主培養(yǎng)北蟲草，成功獲得子實體。后來先后在柞蠶和桑蠶活蛹、家蠶、蓖麻蠶蛹以及樗蠶蛹為寄主在室內(nèi)種植北蟲草成功。張顯科等人研究認為，高粱米、小米、玉米渣和蠶蛹可以代替大米栽培北蟲草。鄭晴霞等人首次將北蟲草菌直接接種在培養(yǎng)基上長出子座，并提出可以直接液體培養(yǎng)菌絲體。姜明蘭等人用野生菌進行組織分離，在PDA培養(yǎng)基上分離、純化出優(yōu)良的原種，將經(jīng)人工馴化的原種在PDA液體培養(yǎng)基中擴大培養(yǎng)后，接種到大米培養(yǎng)基上，在一定條件下獲得先端膨大呈棒狀的子實體。陳順志等人瓶栽北蟲草成功，并提出子座的色澤與光線強弱有關。冉翠香等人發(fā)現(xiàn)人工北蟲草培育成功的關鍵在于誘發(fā)子實體原基的形成，認為溫差刺激對于子實體原基形成的促進效果較好。

2.2 液體培養(yǎng)

天然北蟲草資源稀少，其人工固體栽培周期長，也不易控制條件。通過液體深層培養(yǎng)法獲得蟲草菌絲體的化學組成，與天然蟲草的化學組成接近，而且可以從發(fā)酵液中得到需要的物質(zhì)，還能大大縮短生產(chǎn)周期。周洪波等人以菌絲體質(zhì)量濃度和發(fā)酵液中甘露醇濃度為指標，研究溫度、初始pH值、培養(yǎng)時間等因素對北蟲草液體培養(yǎng)的影響，得到北蟲草搖瓶培養(yǎng)最佳條件為：溫度25 ℃，初始pH值6.1，培養(yǎng)時間5 d；北蟲草液體發(fā)酵最適培養(yǎng)基的組成為：蔗糖20.0 g/L、蛋白胨5.0 g/L及MgSO4·7H2O 1.0 g/L。歐陽召等人探索北蟲草液體發(fā)酵時適合蟲草素積累的培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)條件，最終優(yōu)選出培養(yǎng)基配方為：蛋白胨15.0 g/L、葡萄糖20.0 g/L、磷酸二氫鉀1.0 g/L、

MgSO4·7H2O 0.5 g/L、維生素B 110 mg/L、萘乙酸2 mg/L；優(yōu)選出培養(yǎng)條件為：發(fā)酵液初始pH值7.0，培養(yǎng)溫度25 ℃，光照時間12 h。

3 北蟲草的開發(fā)利用前景展望

北蟲草因其特有的藥用與保健功能，具有很大的開發(fā)潛力。目前已經(jīng)有北蟲草的藥用產(chǎn)品和保健品，例如：用于治療高血壓的“復方北蟲草膠囊”；可營養(yǎng)肌膚，抗衰、防皺，適于老年人使用的“北蟲草活力霜”；還有“北蟲草止癢露”“蟲草丹”“蛹靈口服液”“北蟲草液”“天王寶口服液”“綠野仙液”“蛹蟲草枸杞口服液”“不老神液”等。保健品類有蟲草保健飲料、北蟲草滋補酒、北蟲草滋補菜等?？傊毕x草的研究與開發(fā)已經(jīng)取得了可喜的成就，正從高等滋補品走向普通民眾的餐桌，其發(fā)展前景十分廣闊。

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Abstract： Much research and attention have been devoted to Cordyceps militaris due to its medicinal and health functions. This article makes summary of the main bioactive components in Cordyceps militaris and its development and utilization， gives a description of the artificial cultivation method of Cordyceps militaris， and analyzes its exploitation and utilization prospect so as to provide reference for the further research and use of Cordyceps militaris.

Key words： Cordyceps militaris； biological activity； artificial cultivation； development and utilization