蛹蟲草的有效成分和藥用價值及其在食品中的應(yīng)用

◎詹 歡

（河南三色鴿乳業(yè)有限公司工程技術(shù)中心，河南 南陽 473000）

蛹蟲草的有效成分和藥用價值及其在食品中的應(yīng)用

◎詹 歡

（河南三色鴿乳業(yè)有限公司工程技術(shù)中心，河南 南陽 473000）

蛹蟲草作為中藥材與冬蟲夏草有相似的功效，本文主要總結(jié)了蛹蟲草中氨基酸、甾醇、礦物質(zhì)、維生素等的含量，并綜述蟲草素、蟲草多糖等的結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理、分離純化及蛹蟲草的降血糖、抗疲勞、抗氧化、對腦細(xì)胞的保護(hù)作用和防癌作用，對蛹蟲草在食品方面的應(yīng)用進(jìn)行概括。并對蛹蟲草研究中存在的問題和以后的研究方向進(jìn)行了展望，為蛹蟲草進(jìn)一步研究與開發(fā)提供一定的理論依據(jù)。

蛹蟲草；有效成分；藥用價值；應(yīng)用

冬蟲夏草（Cordyceps sinensis）是傳統(tǒng)的名貴中藥材，其藥用價值早已被世人所熟知，而蛹蟲草仍頗受爭議［1］。蛹蟲草（Cordyceps militaris L. Link）主要寄生在鱗翅目昆蟲的蛹中，其生長速度比冬蟲夏草較快，近年來其人工培育技術(shù)得到較快發(fā)展，深層次開發(fā)利用研究也逐漸興起。本文主要從蛹蟲草的有效成分、藥用價值和作為新資源食品在食品中的應(yīng)用進(jìn)行概述。

1 蛹蟲草的活性成分

1.1 蛋白質(zhì)及氨基酸和甾醇類

人工蛹蟲草粗蛋白含量為28.18%，比天然冬蟲夏草中含量高2.88%［1］。蛹蟲草菌絲中富含氨基酸［2］，其中必需氨基酸達(dá)7種。范文麗等［3］在研究不同食用菌菌糠中營養(yǎng)成分時發(fā)現(xiàn)，蛹蟲草菌種的代謝菌糠中產(chǎn)生的氨基酸種類數(shù)與其他食用菌相同，并且總含量約為5.9 g/kg。甾醇即蟲草酸，是蟲草發(fā)揮作用的重要成分，具有利尿、排除毒素、促進(jìn)新陳代謝等功能，臨床上常被用來治療腦血栓、血管痙攣、腎功能衰竭等。廖春麗 等［4］通過比色法測得蛹蟲草干子實(shí)體中蟲草酸含量約為17 mg/g。

1.2 礦物質(zhì)及維生素

蛹蟲草共含礦物元素20多種，其中Ca、K含量均高于冬蟲夏草，但Zn、Fe、Mg、Cu、Mn、Cd等礦物元素含量較冬蟲夏草略低，其余元素二者基本持平。蛹蟲草所含維生素不僅種類豐富，且除煙酸外，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冬蟲夏草，見表1。

表1 蛹蟲草與冬蟲夏草中營養(yǎng)成分對比表[1]（mg/g）

1.3 蟲草素

蟲草素結(jié)構(gòu)與腺苷類似，是一種核苷同系物。在細(xì)胞內(nèi)能轉(zhuǎn)變成抑制焦磷酸激酶磷酸核糖等酶類的磷酸鹽。腺苷是一種堿基，在細(xì)胞內(nèi)參與DNA和RNA的合成，蟲草素與腺苷的唯一區(qū)別是蟲草素缺少3’-羥基。在轉(zhuǎn)錄的過程中，一些酶無法識別腺苷和蟲草素，在正常堿基位置產(chǎn)生3’-脫氧腺苷或蟲草素，使堿基配對無法進(jìn)行，從而抑制細(xì)胞轉(zhuǎn)錄［5］，因而具有抑菌、抗病毒的作用。此外還有減肥、免疫調(diào)節(jié)、抗衰老、抗腫瘤等作用［6］。

蛹蟲草中蟲草素含量根據(jù)培養(yǎng)基種類、提取方法、提取部位、種植區(qū)域等不同而不同。郭濤 等［7］利用粳米+家蠶蛹浸提液培養(yǎng)基培育蛹蟲草，子實(shí)體中的蟲草素質(zhì)量比為15.37 mg/g。相同培養(yǎng)基不同部位含量差異明顯，總體為子實(shí)體＞菌絲體＞基質(zhì)。殷東林 等［8］以蛹蟲草子實(shí)體為材料，采用微波輔助提取的方法，蟲草素提取率可達(dá)6.87%；其最佳工藝為微波功率350 W，微波處理時間4 min，提取2次，料液比1∶50（g∶mL）。李琴 等［9］采用超聲波水提法對比了不同地區(qū)蛹蟲草含量，發(fā)現(xiàn)該提取方法的最優(yōu)參數(shù)情況下，實(shí)驗(yàn)室人工培養(yǎng)的蛹蟲草中蟲草素含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于云南地區(qū)和湖北地區(qū)蛹蟲草中該物質(zhì)含量，可能原因除地域差異外，培養(yǎng)基等人工培養(yǎng)條件也有一定影響。深海水能增加真菌發(fā)酵產(chǎn)物中功能成分的含量，Hung 等［10］研究深海水對蛹蟲草蟲草素含量的影響時發(fā)現(xiàn)：與超純水培養(yǎng)相比，深海水培養(yǎng)能顯著提高蟲草素含量。其主要機(jī)理是Mg2+、Na+、K+、Ca2+、Fe2+、、會增加蟲草素的產(chǎn)量，Cl—會抑制蟲草素的產(chǎn)生。

1.4 蟲草多糖

蟲草多糖是蛹蟲草中另一種重要的活性物質(zhì)，在蛹蟲草中多糖的含量為4%～10%［4］。它通常是由葡萄糖、半乳糖、甘露糖等還原糖基組成的一種高度分枝的甘露聚糖或半乳甘露聚糖［6］。蟲草多糖的主要功能是增強(qiáng)免疫力，但其作用機(jī)理尚不明確；蟲草多糖的研究也多集中在其結(jié)構(gòu)和分離純化方面。不同菌株的蟲草多糖組分略有差異，不同學(xué)者測得的多糖結(jié)構(gòu)和組分也不相同。吳鳳瑤 等［11］用大米培養(yǎng)基培養(yǎng)3種不同菌株，并從其子實(shí)體中提取蟲草多糖，3者單糖組成相同但摩爾比略有差異。Yu等從蛹蟲草子座中分離出的3種多糖而單糖組成不同，分子量最小的僅由葡萄糖一種單糖構(gòu)成。

蟲草多糖提取含量及組成受提取方法等影響。張穎 等［12］利用纖維素酶酶解提取蛹蟲草菌糠多糖的過程中發(fā)現(xiàn)，乙醇分級沉降與Sevag法脫蛋白可滿足多糖初級純化要求，實(shí)驗(yàn)得到4種多糖；與Yu 等［13］研究結(jié)果一致，但其分子量略有差異。宋江峰 等［14］用微波提取法提取蟲草多糖時，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的工藝組合為微波功率744.795 W，提取時間4.25 min，料液比為31.057 mL/g，此時蟲草多糖平均得率為5.783%；王英娟 等［15］通過對比4種不同的提取方法發(fā)現(xiàn)，水熱回流法是蟲草素、蟲草多糖的最優(yōu)提取方法，其最佳工藝條件為料液比1∶10，熱回流溫度為80 ℃，提取次數(shù)3次，每次提取90 min。蟲草多糖提取含量及組成與干擾物質(zhì)影響也有一定關(guān)系。薛俊杰 等［16］發(fā)現(xiàn)蟲草多糖含量差異大的主要原因是干擾物質(zhì)海藻糖和葡萄糖的存在，因此，其提取方法主要是先將干擾物質(zhì)去除；通過對比水提法和超聲波醇提后水提發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過醇提，干擾物質(zhì)去除較為完全，此法測得多糖含量約為3%～4%。糖類會干擾蟲草多糖含量，池玥蘭 等［17］發(fā)現(xiàn)多糖粗提取中含有大量的蛋白質(zhì)，會影響到多糖的生理活性；通過實(shí)驗(yàn)對比Sevag法、三氯乙酸法和木瓜蛋白酶分別與二者復(fù)合的方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)木瓜蛋白酶處理，再經(jīng)三氯乙酸脫除的方法蛋白脫除率最高，同時多糖損失率最少。張杰 等［18］在用超聲波對蟲草多糖的提取過程中以VC為對照組，結(jié)果證明胞內(nèi)多糖在濃度為10 mg/L時就能100%清除自由基，與VC的抗氧化作用基本持平。

2 蛹蟲草的藥用價值

2.1 降血糖作用

目前糖尿病臨床用藥主要有雙胍類藥物、促胰島素分泌劑和α-葡萄糖苷酶抑制劑等。α-葡萄糖苷酶在機(jī)體的作用是促進(jìn)碳水化合物分解為單糖。α-葡萄糖苷酶抑制劑可可逆性競爭抑制α-葡萄糖苷酶，進(jìn)而抑制碳水化合物迅速分解為葡萄糖，從而達(dá)到降低血糖的作用。朱振元 等［19］發(fā)現(xiàn)，蛹蟲草中的蛹蟲草多對α-葡萄糖苷酶具有抑制效果，且抑制率隨多糖純度和濃度的增加而提高。黃志江 等［20］對四氧嘧啶糖尿病小鼠與正常小鼠對照灌胃給藥實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人工蟲草多糖不改變正常小鼠血糖水平，但能顯著降低糖尿病小鼠的血糖水平等指標(biāo)，認(rèn)為蛹蟲草多糖的降血糖機(jī)理很可能是促進(jìn)胰島素抵抗脂肪細(xì)胞的葡萄糖攝取水平。孫納新［21］在研究蛹蟲草多糖對1型糖尿病降血糖機(jī)理過程中發(fā)現(xiàn)，蛹蟲草多糖在體外與體內(nèi)作用結(jié)果相似，且機(jī)理主要是提高非特異性免疫細(xì)胞。

2.2 抗疲勞作用

疲勞是機(jī)體由于長時間或者高強(qiáng)度勞動引起的工作效率暫時明顯降低的一種生理病理現(xiàn)象［22］。江海濤等［23］通過對小鼠灌注不同劑量的蛹蟲草多糖建立疲勞模型，結(jié)果表明高劑量蛹蟲草多糖能顯著延長運(yùn)動至疲勞的時間，其機(jī)制可能是通過提高機(jī)體糖原儲備延長力竭時間。寧青 等［24］的研究也表明蛹蟲草抗疲勞作用顯著。運(yùn)動會對機(jī)體免疫能力產(chǎn)生影響，適量運(yùn)動會產(chǎn)生正效應(yīng)，過量運(yùn)動則會使產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。田雪文等［25］通過測定蛹蟲草飼喂高強(qiáng)度運(yùn)動大鼠的生化指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蛹蟲草有助于消除疲勞，促進(jìn)機(jī)能恢復(fù)，具有良好的免疫調(diào)節(jié)作用。秦勇 等［26］則單純從運(yùn)動生理機(jī)能改善方面進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)蛹蟲草提取液飼喂組和氨基酸飼喂組抗疲勞作用均不明顯，而蛹蟲草提取液與氨基酸復(fù)合飼喂組抗疲勞作用明顯。張潤桐等［27］研究了蛹蟲草對慢性疲勞綜合征的影響，通過灌胃30 d，發(fā)現(xiàn)蛹蟲草制劑組腦組織中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量提高，說明蛹蟲草制劑能明顯改善慢性疲勞。

2.3 抗氧化作用

超氧化物歧化酶（SOD）在眾多領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。冬蟲夏草中SOD含量為65 mg/g，蛹蟲草中SOD含量要高于此值［28］。陳慧嬋 等［29］用金針菇、香菇和蛹蟲草3種食用菌對小鼠灌胃，結(jié)果表明3者均能不同程度地提高機(jī)體總抗氧化能力、清除自由基，同時催化有害物質(zhì)分解，且蛹蟲草的效果要優(yōu)于其他二者。邵穎 等［30］在蛹蟲草子實(shí)體中抗氧化物分離純化中發(fā)現(xiàn)用甲醇浸提后再進(jìn)行硅膠色譜柱分離，得到的物質(zhì)具有強(qiáng)抗氧化性，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)該化合物分子式為C22H22O9。除SOD外，蟲草多糖也具有一定的抗氧化性。除蛋白質(zhì)干擾外，分子質(zhì)量大小也會影響蟲草多糖活性［31］。賈俊強(qiáng) 等［32］通過α-淀粉酶水解蛹蟲草多糖降低其分子質(zhì)量，結(jié)果表明蛹蟲草多糖經(jīng)過酶法修飾后對DPPH自由基的清除能力提高，可能原因是蛹蟲草多糖被水解后，活性基團(tuán)暴露出來，從而使自由基清除能力增強(qiáng)。

2.4 對腦細(xì)胞的保護(hù)作用

缺血性腦卒中和一氧化碳中毒都會造成不同程度神經(jīng)、肢體運(yùn)動及認(rèn)知功能障礙，致殘率、致死率較高。有研究表明，低劑量或高劑量蛹蟲草均能減少腦缺血損傷大鼠的神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)目，表明蛹蟲草對腦缺血損傷有保護(hù)作用［33，34］。細(xì)胞凋亡是缺血后梗死灶擴(kuò)大和神經(jīng)功能損傷加重的重要因素［35］，蛹蟲草對腦損傷細(xì)胞的保護(hù)機(jī)制與抑制神經(jīng)元凋亡有關(guān)。對一氧化碳急性中毒采用與上述相同的思路，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蛹蟲草灌胃組各癥狀明顯比對照組輕，說明蛹蟲草對大鼠急性一氧化碳中毒腦損傷有保護(hù)作用，在一定程度上可促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)和提高。蛹蟲草對于兩種腦損傷狀況雖然保護(hù)機(jī)制不同，但都能減輕腦損傷帶來的傷害。

2.5 抗癌作用

結(jié)腸癌是一種嚴(yán)重的健康疾病，在亞洲逐漸成為最為常見的癌癥［36］。蟲草屬提取物已被報道過對很多癌癥細(xì)胞包括肺癌細(xì)胞都具有細(xì)胞毒性［37］。Lee 等［38］在通過細(xì)胞周期阻滯和線粒體凋亡研究蛹蟲草對結(jié)腸癌的抗癌效果時發(fā)現(xiàn)：蛹蟲草可誘導(dǎo)在G2/M階段細(xì)胞周期阻滯和增加早期凋亡，蛹蟲草的抗癌效果與此直接相關(guān)。結(jié)腸癌（RKO）細(xì)胞對蟲草提取物極為敏感，經(jīng)蛹蟲草處理顯著延遲了結(jié)腸癌細(xì)胞的分化。

3 蛹蟲草在食品中的應(yīng)用

蛹蟲草在各方面的功效決定了它是一種良好的營養(yǎng)和滋補(bǔ)品。2009年，國家衛(wèi)生部第3號文件正式批準(zhǔn)蛹蟲草為新資源食品，將蛹蟲草應(yīng)用到保健品和功能飲料的研究逐漸增多。

林標(biāo)聲 等［39］將山楂加入蛹蟲草液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，篩選蛹蟲草優(yōu)質(zhì)菌株，發(fā)酵完成后，取發(fā)酵醪液調(diào)配，然后經(jīng)過濾、均質(zhì)、灌裝、滅菌、冷卻制成成品。通過分析，最終確定最佳的工藝參數(shù)，從而制備出蛹蟲草山楂復(fù)合保健飲料。何洋 等［40］通過將蛹蟲草菌絲體浸提后與濃縮后的發(fā)酵液混合，并加入到熬煮好的八寶粥中制得蛹蟲草八寶粥。秦秀麗 等［41］通過將蛹蟲草菌絲體經(jīng)過勻漿、過濾、靜置、分離后，與同樣方法處理得到的枸杞汁混合調(diào)配，制得蛹蟲草枸杞天然保健飲料。孫明超 等［42］將花生粉碎過篩后，經(jīng)浸泡、滅菌，接種蛹蟲草進(jìn)行發(fā)酵，得到蛹蟲草花生，再將蛹蟲草花生經(jīng)過烘炒、浸泡、磨漿、分離、調(diào)配、滅菌、灌裝和二次殺菌得到成品，其最優(yōu)參數(shù)為蛹蟲草花生加入量為35%、110 ℃烘炒13 min、料水比1∶9、加糖量 78g/L，可使花生乳清香濃郁并具有蟲草的香氣，質(zhì)地均勻細(xì)膩，口感滑爽。李盡哲 等［43］分別將霜桑葉和蛹蟲草子實(shí)體經(jīng)過預(yù)處理、烘干、粉碎、浸提和過濾得到的汁液進(jìn)行調(diào)配、均質(zhì)、滅菌、灌裝得到成品；其最佳配方為每升飲料中，蛹蟲草子實(shí)體浸提液50 g（蛹蟲草子實(shí)體5 g）、桑葉浸提液150 g（桑葉20 g）、木糖醇50 g、檸檬酸0.9 g、蜂蜜25 g和黃原膠2 g，得到的復(fù)合保健飲料湯色亮黃，具有蟲草和桑葉所特有的清香味，酸甜可口，口感綿爽。

4 展望

蛹蟲草作為國家批準(zhǔn)的新資源食品，其市場需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。深入研究蛹蟲草的生長特點(diǎn)使其批量生產(chǎn)成為可能，同時促進(jìn)了蛹蟲草中活性物質(zhì)的提取，但提取后如何增強(qiáng)蛹蟲草代謝產(chǎn)物的生物活性，需各學(xué)科相互滲透相互結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。

蟲草素分子結(jié)構(gòu)中有5個氮原子，3個氧原子，而金屬離子可使供電體的孤對電子進(jìn)入其空軌道，因此可推測蟲草素可形成二價、三價、四價3種配位體。其官能團(tuán)和分子質(zhì)量可用紅外光譜和質(zhì)譜來確定，為進(jìn)一步提高其生物活性提供依據(jù)。但其高級結(jié)構(gòu)與生物活性的關(guān)系還需進(jìn)一步深入研究，除蟲草素外，其余成分也需經(jīng)大量的研究來闡明其結(jié)構(gòu)與功效的關(guān)系。

蟲草多糖與蟲草素的研究面臨同樣的問題，其研究多集中在其化學(xué)性質(zhì)和生物活性，受檢測手段的限制，其高級結(jié)構(gòu)對生物活性的影響較少有人進(jìn)行深入研究，這將是未來研究的重點(diǎn)。隨著研究技術(shù)和方法的不斷發(fā)展，蛹蟲草會為人類健康做出更大貢獻(xiàn)。

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Effective Components and Medicinal Value of Cordyceps militaris and its Application in Food

Zhan Huan
（Center of Technology and Engineering， Henan Sansege Dairy Limited Corporation，Nanyang 473000， China）

As Chinese herbal， Cordyceps militaris shares the similar efect with Cordyceps sinensis. This paper mainly summarized the content of amino acids， sterols， minerals， vitamins and other componets in Cordyceps militaris as well as the structure， mechanism of action， separation and pur ifcation of cordycepin and Cordyceps polysaccharide， the hypoglycemic， anti fatigue， antioxidant， protective e fect on brain cell and anti-cancer e fect were included and the application of Cordyceps militaris in food was also summarized. The existing problems and future research in the study of Cordyceps militaris was pointed out in order to provide a theoretical basis for further research.

Cordyceps militaris； Efective Components； Medicinal value； Application

TS201.1

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.16.026

詹 歡（1990-），女，河南南陽人，碩士；主要研究方向?yàn)槭称饭こ獭?/p>