劉生,徐偉琴,鄧少歡,惠愛玲,張文成
合肥工業(yè)大學/農(nóng)產(chǎn)品生物化工教育部工程研究中心(合肥 230009)
蛹蟲草又名北冬蟲夏草,與冬蟲夏草是同一種藥用真菌,是由蛹蟲草真菌寄生于鱗翅目昆蟲的蛹而獲得的子座、菌核復合體[1],是我國特有的名貴藥用真菌,具有很高的藥用價值,與中華“千年國藥”“藥中之王”冬蟲夏草有著相同的活性成分和藥理功效。因冬蟲夏草價格昂貴,蛹蟲草一度作為冬蟲夏草替代品。
現(xiàn)在市面上有蛹蟲草保健酒、飲料、含片等產(chǎn)品。黃小丹等[2]以蛹蟲草菌絲體發(fā)酵液為原料,調制出具有蟲草和番茄混合味的保健飲料;賀瑩等[3]以蛹蟲草為原料,添加其他輔料,制成具有蛹蟲草特殊風味的新型復方蛹蟲草含片。由于野生蟲草受生長環(huán)境的影響,且隨著近年來人們的過度采摘,野生蛹蟲草已經(jīng)遠遠不能滿足人們的需求。隨著科技的不斷發(fā)展和人們對蛹蟲草研究的深入,人工種植的蛹蟲草已廣泛存在于國內(nèi)的安徽、湖北、云南、山東等地,但是目前主要產(chǎn)地蛹蟲草質量參差不一。金莉莉等[4]比較了幾種不同蟲草中蟲草素含量順序,發(fā)現(xiàn)蠶蛹蟲草(3.68 mg/g)>小麥蟲草(2.86 mg/g)>大米蟲草(2.63 mg/g)>頭狀蟲草(0.95 mg/g);腺苷順序為蠶蛹蟲草(1.11 mg/g)>小麥蟲草(0.79 mg/g)>頭狀蟲草(0.64 mg/g)>大米蟲草(0.09 mg/g)。李琴等[5]比較了湖北、云南、實驗室自己培養(yǎng)的3種蟲草差異,結果發(fā)現(xiàn)湖北地區(qū)的蟲草素含量為6.04 mg/g,實驗室通過不同硒濃度梯度培養(yǎng)的蛹蟲草中蟲草素含量在25.93~26.93 mg/g之間。大量的研究證明不同來源的蛹蟲草存在質量差異,且隨著人工種植規(guī)模的擴大,當前首要面臨的問題就是質量控制。蟲草素含量一般作為衡量蛹蟲草質量的標準,人們對蟲草素的研究較多,對N-6-2羥乙基腺苷和其他核苷類活性物質研究較少,還有對蛹蟲草鮮藥和干藥的比較鮮有報道。
腺苷、蟲草素和N-6-2羥乙基腺苷為蛹蟲草中具有代表性的核苷活性物質,其中N-6-2羥乙基腺苷是蛹蟲草中特有物質。2009年衛(wèi)生部公告3號文規(guī)定蛹蟲草腺苷的含量不低于0.05%。高效液相色譜法已被廣泛應用于測定蛹蟲草中的腺苷和蟲草素。此次試驗從蛹蟲草主產(chǎn)地中選取安徽、湖北、云南、山東作為原料產(chǎn)地,分別采用烘干、凍干等方法處理,從蟲草素、腺苷和N-6-2羥乙基腺苷三種活性物質上,利用高效液相色譜法測定其中的含量和每個產(chǎn)地核苷種類,旨在通過腺苷、蟲草素和N-6-2羥乙基腺苷的比較尋找蛹蟲草的較好來源及其加工方法。
4種蛹蟲草子實體來自安徽地區(qū)、湖北地區(qū)、云南地區(qū)、山東地區(qū),均為小麥培養(yǎng)基上培養(yǎng)的蛹蟲草,頭部呈圓狀,顏色為蛋黃色,通體長10 cm左右,直徑為1.5 mm左右。將4種蛹蟲草子實體分別做4 ℃冷藏、65 ℃烘干48 h、真空冷凍干燥12 h至恒重處理,干燥后的蛹蟲草子實體均打粉,過60目篩,密封放干燥皿中保存。
蟲草素、腺苷、N-6-2羥乙基腺苷標準品,上海源葉生物科技有限公司,純度均大于98%;乙腈(色譜純),美國Honeywell公司。
FA1004電子天平,上海精科公司;UV2100紫外分光光度計,上海光譜公司;DHG9070A電熱恒溫干燥箱,上海驚鴻公司;FD-1冷凍干燥機,北京博醫(yī)康公司;Agilent 1260液相色譜儀,美國安捷倫;TDZ5-WS離心機,湖南湘儀公司;R205旋轉蒸發(fā)儀,上海申勝公司;DK-626恒溫水浴鍋,上海精宏實驗設備有限公司;JY98-IIIDN超聲波細胞粉碎機,寧波新芝公司。
1.3.1 蛹蟲草含水率測定
分別取100 g云南、安徽、湖北、山東產(chǎn)地新鮮蛹蟲草,放入恒溫干燥箱中,每個產(chǎn)地取3份,于65 ℃烘干至恒重,收集干品稱定其質量,取平均值,記錄數(shù)據(jù)。
1.3.2 回歸方程
分別精確稱取1.0 mg腺苷、蟲草素和N-6-2羥乙基腺苷于10 mL離心管內(nèi),加5 mL乙腈和水混合液(5∶95,流動相)超聲溶解,然后制成0.2,0.1,0.05,0.025,0.012 5和0.006 25 mg/mL標準溶液,以腺苷、蟲草素和N-6-2羥乙基腺苷標準溶液質量濃度為X軸,峰面積為Y軸,得回歸方程。
色譜條件:Agilent 1260液相色譜儀配二極管陣列檢測器,SGE protecol C18柱(5 μm,4.6 mm×250 mm),流動相為水-乙腈(95∶5,V/V),柱溫為30 ℃,檢測波長為260 nm,檢測時間為30 min,流速為1 mL/min,等度洗脫。
所有提取樣品均過0.22 μm微孔濾膜后上樣檢測。
1.3.3 提取方法對含量影響
將20 g云南新鮮蛹蟲草子實體,按1∶5(g/mL)的料液比加雙蒸水用榨汁機粉碎,分別取2 g烘干和凍干的蛹蟲草子實體,各粉碎按1∶5(g/mL)料液比加水混勻。上述樣品分別采用超聲[6]和熱水提取法提取。超聲提取方法:將處理好的樣品放入超聲波細胞粉碎儀中超聲45 min,功率為800 W。熱水提取方法:將處理好的樣品放在恒溫水浴鍋內(nèi),于100 ℃水浴提取30 min,并放入磁石攪拌。上述兩種方法處理完后加水定容至原始刻度,將處理完的樣品收集提取液,離心,過濾,放置冰箱冷藏備用。
1.3.4 不同產(chǎn)地新鮮蟲草的核苷類物質含量測定
分別取云南、安徽、湖北、山東產(chǎn)地新鮮蟲草,按照熱水提取方法對不同產(chǎn)地蛹蟲草進行提取,每個產(chǎn)地提取3組,用1.3.2中的色譜條件測定其中腺苷、蟲草素和N-6-2羥乙基腺苷的含量。
1.3.5 不同加工方法對蟲草中核苷類物質影響
樣品提取用1.3.3中的條件對來自云南地區(qū)新鮮、烘干、凍干不同處理的樣品進行提取,每組提取3次,并按照1.3.2色譜條件進行高效液相方法測定。
1.3.6 數(shù)據(jù)處理
試驗數(shù)據(jù)來自3組平行試驗,結果表示為平均數(shù)±標準差。采用SPSS 19.0軟件進行分析,顯著性以p< 0.05為差異顯著,p>0.05為差異不顯著。所有數(shù)據(jù)全部折合成新鮮蛹蟲草含量。
由表1可知,云南產(chǎn)地蛹蟲草含水率最低,為87.93%±0.70%,和安徽、湖北、山東差異顯著(p< 0.05),山東產(chǎn)地(92.37%±0.45%)、安徽產(chǎn)地(91.27%±0.50%)蛹蟲草含水率較高,與云南和湖北差異顯著(p<0.05)。由此可見,云南產(chǎn)的蛹蟲草干重很高,比其他地區(qū)更占優(yōu)勢。
表1 各產(chǎn)地蛹蟲草含水率 %
2.2.1 檢測條件
分別精確稱取1.0 mg腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷標準品,用5.0 mL去離子水溶解,以去離子水做空白參照,用全波長掃描儀測定各種核苷類物質的吸光度。結果發(fā)現(xiàn)它們的吸光度均在260 nm處,故后面的液相檢測波長為260 nm,這與李進等[7]的檢測波長一致。
采用不同比例的乙腈、水作為流動相,對樣品中腺苷、N-6-2羥乙基腺苷和蟲草素的分離效果進行比較。經(jīng)反復試驗,最終確定流動相比例乙腈-水(5∶95,V/V),這與李兵[8]的檢測條件一致。
2.2.2 回歸方程
由表2可知,腺苷、蟲草素和N-6-2羥乙基腺苷均在0.006 25~0.2 mg/mL質量濃度范圍內(nèi),且相關性良好。
表2 回歸方程
2.2.3 精密度、準確度
取混合標準品溶液重復進樣6次,測定腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷的峰面積。結果表明,腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷的相對標準偏差分別為0.42%,0.51%和0.53%,表明精密度良好。將上述混合標準溶液分別在1,3,5,7,9和11 h時間段進樣,結果表明,腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷的相對標準偏差分別為0.49%,0.54%和0.58%,表明穩(wěn)定性良好、準確度高。
2.3.1 不同提取方法對含量結果影響
通過分析比較,熱水提取效果比超聲處理效果要好,新鮮熱提比新鮮超聲在腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷含量上明顯要高(p<0.05),烘干熱提比烘干超聲在腺苷、蟲草素含量上差異不顯著(p>0.05),但在N-6-2羥乙基腺苷含量上烘干熱提比烘干超聲要高3.73%,差異顯著(p<0.05)。凍干熱提和凍干超聲在蟲草素含量上差異不明顯(p>0.05),但在腺苷和N-6-2羥乙基腺苷上含量差異明顯(p< 0.05),分別要高出8.30%和4.77%。綜上所述,熱水提取效果比超聲提取效果要好,這與王英娟等[9]研究比較結果一致。故在后面的試驗中,選用熱水提取法作為蛹蟲草核苷類物質研究的提取方法。
2.3.2 不同產(chǎn)地蛹蟲草的種類差異
由圖1可以看出,液相結果很好,各個主要的峰分離度很好,通過液相圖譜可以看出各個產(chǎn)地在核苷種類上并無太多差異,只有云南產(chǎn)的蛹蟲草在12 min左右與其他產(chǎn)地有明顯的出峰差異,表明云南產(chǎn)的蛹蟲草在活性物質種類上比其他產(chǎn)地更有優(yōu)勢,這可能與云南當?shù)貧夂蛴嘘P,溫暖的氣候可能更適合蛹蟲草生長。
2.3.3 不同產(chǎn)地(新鮮)的含量差異
由圖2可知,各地新鮮原料中,云南產(chǎn)地腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷含量(0.19,0.21和0.24 mg/g)明顯高于安徽(0.15,0.15和0.22 mg/g)、湖北(0.13,0.16和0.20 mg/g)和山東(0.17,0.15和0.19 mg/g)(p<0.05),其他3個地區(qū)腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷含量有高有低。4個地區(qū)整體核苷含量與楊昕等[10]研究結果一致,均在0.27%~0.87%范圍內(nèi)。其中蟲草素含量與唐曉雙等[11]研究結果相同,均在0.05%~0.51%之間。從腺苷含量來看,4個產(chǎn)地差異顯著(p<0.05),依次為云南>山東>安徽>湖北。從蟲草素來看,安徽和山東產(chǎn)地含量差異不顯著(p>0.05),其他產(chǎn)地差異顯著(p<00.05),依次為云南>湖北>安徽>山東。從N-6-2羥乙基腺苷來看,各產(chǎn)地之間含量差異顯著(p<0.05),依次為云南>安徽>湖北>山東。綜上所述,4個產(chǎn)地中云南產(chǎn)地質量最好,其他3個產(chǎn)地各有優(yōu)勢。
圖1 液相圖
圖2 不同產(chǎn)地新鮮蛹蟲草腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷含量
2.3.4 不同加工方法的比較
由表3可知,在超聲提取和熱水提取方法中,新鮮、烘干、凍干提取后腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷含量高低順序為新鮮>凍干>烘干,且差異顯著(p<0.05)。由此可知,新鮮和凍干處理能更好地保持蛹蟲草中的活性成分。但由于新鮮蛹蟲草含水量高達90%,不適于工業(yè)化保存,只適合作為新鮮保健飲品等。又由于新鮮蛹蟲草中活性成分含量沒有達到遠遠高于凍干處理程度,故綜合考慮,凍干處理是最適合的加工方法,這與孫軍德等[12]研究結果一致。
表3 不同加工后和不同方法提取后含量比較 mg/g
云南地區(qū)新鮮蛹蟲草含水率最低,為87.93%± 0.70%,此產(chǎn)地蛹蟲草用熱水提取和超聲法提取后,腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷含量普遍比烘干、凍干含量高,故熱水提取為蛹蟲草較好的提取方法。
云南產(chǎn)地蛹蟲草中腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷含量明顯比安徽、湖北、山東高,最高分別為0.19,0.21和0.24 mg/g。
3種不同加工方法后的腺苷、蟲草素、N-6-2羥乙基腺苷含量依次為新鮮>凍干>烘干,但由于新鮮蛹蟲草含水量高達90%,不適于工業(yè)化保存,凍干加工更適于保存,且能較好地的保存其中的活性成分,故凍干的加工方法更適應于現(xiàn)代社會需要。