蟲(chóng)草提取物及其在牙膏中的應(yīng)用分析

易 瑞 徐春生

(廣州市倩采化妝品有限公司,廣東 廣州 510897)

引言

牙膏是日常生活中最常用的口腔清潔護(hù)理用品,是生活的必需品,使用牙膏正確刷牙是預(yù)防口腔問(wèn)題、保持口腔健康最基本和最有效的方法之一。隨著科技發(fā)展,市面上牙膏的品種和所添加的功效成分也逐漸增多。而蟲(chóng)草有免疫調(diào)節(jié)、抑菌、抗腫瘤、抗氧化等作用,在食品、保健品、醫(yī)藥等領(lǐng)域已有成熟和廣泛的應(yīng)用。近幾年來(lái)其應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大,在日化行業(yè)中也有涉及,但在牙膏中的運(yùn)用還相對(duì)較少。因此,蟲(chóng)草牙膏的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用對(duì)市場(chǎng)上牙膏產(chǎn)品的多樣化、功效型牙膏的發(fā)展以及進(jìn)一步改善人們口腔健康狀況等方面具有重要意義。

1 蟲(chóng)草簡(jiǎn)介

蟲(chóng)草用于描述能感染昆蟲(chóng),并從其頭部或體表長(zhǎng)出子座體而構(gòu)成的蟲(chóng)、菌復(fù)合體。蟲(chóng)草在分類系統(tǒng)中是指隸屬于真菌界、子囊菌門(mén)、子囊菌綱、糞殼菌亞綱、肉座菌目、麥角菌科中的蟲(chóng)草屬。隨著生物學(xué)、分類學(xué)和科技研究的不斷發(fā)展,蟲(chóng)草的概念在變化,也陸續(xù)有新的分類出現(xiàn)。國(guó)內(nèi)正式報(bào)道的蟲(chóng)草菌已經(jīng)超過(guò)一百種,且新的蟲(chóng)草分類單元還在不斷探索中[1,2]。在蟲(chóng)草中,冬蟲(chóng)夏草和蛹蟲(chóng)草被人們所熟知,其自身和提取物在藥材、食物、化妝品等領(lǐng)域皆有應(yīng)用,又因野生冬蟲(chóng)夏草資源有限且價(jià)格昂貴,研究者們研發(fā)出了其“平替”產(chǎn)物發(fā)酵蟲(chóng)草菌粉。

冬蟲(chóng)夏草為麥角菌科真菌冬蟲(chóng)夏草菌(Cordyceps sinensis(BerK.)Sacc.)寄生在蝙蝠蛾科昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)上的子座和幼蟲(chóng)尸體的干燥復(fù)合體,是中國(guó)歷史悠久的名貴中藥材,在我國(guó)主要分布在西藏、青海、四川、云南等海拔3500米以上的地區(qū)?！吨袊?guó)藥典》記載其氣微腥、味微苦,性甘、平,歸肺、腎經(jīng),具有益肺補(bǔ)腎和化痰止血的功效。冬蟲(chóng)夏草的化學(xué)成分復(fù)雜多樣,其中被廣泛認(rèn)為能發(fā)揮生理活性或藥效作用的主要活性成分有蟲(chóng)草多糖、蟲(chóng)草酸、核苷類和甾醇類物質(zhì)等[3]。

由于野生冬蟲(chóng)夏草生長(zhǎng)環(huán)境要求較高,又被人們開(kāi)采過(guò)度,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境受損,各地區(qū)的產(chǎn)量日漸匱乏,且價(jià)格昂貴,已無(wú)法滿足市場(chǎng)上對(duì)冬蟲(chóng)夏草的需求不斷擴(kuò)大的現(xiàn)狀。因此,有企業(yè)進(jìn)行人工繁育,通過(guò)模擬野生蟲(chóng)草的生態(tài)環(huán)境得到冬蟲(chóng)夏草繁育品。昝珂[4]等對(duì)冬蟲(chóng)夏草繁育品的質(zhì)量控制和藥理活性進(jìn)行了綜述,表明與野生冬蟲(chóng)夏草相比,冬蟲(chóng)夏草繁育品具有相似的化學(xué)成分和藥理活性,且重金屬含量更低,但在價(jià)格方面還是較高。為了提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,國(guó)內(nèi)外眾多研究機(jī)構(gòu)嘗試對(duì)冬蟲(chóng)夏草進(jìn)行人工培養(yǎng),主要是從野生冬蟲(chóng)夏草中分離出無(wú)性型真菌菌株,進(jìn)而對(duì)菌株進(jìn)行固、液態(tài)深層發(fā)酵,整個(gè)過(guò)程只有菌絲體生長(zhǎng),不出現(xiàn)子實(shí)體,從而獲得冬蟲(chóng)夏草發(fā)酵菌絲體和發(fā)酵產(chǎn)物,用不同菌種發(fā)酵能得到不同類型的菌粉。蟲(chóng)草菌粉逐漸成為冬蟲(chóng)夏草的“平替”產(chǎn)物,已在臨床、保健食品、藥品中有廣泛應(yīng)用[5],如用蝙蝠蛾擬青霉菌株得到的蝙蝠蛾擬青霉菌粉(Cs-4)制成的金水寶膠囊及飲片,有補(bǔ)益肺腎、秘精益氣之功效,其質(zhì)量控制較為完善,已載入《中國(guó)藥典》。

市面上常見(jiàn)的容易與冬蟲(chóng)夏草混淆的蟲(chóng)草提取物為蛹蟲(chóng)草。蛹蟲(chóng)草(Cordyceps militaris (L.ex Fr.) Link.)是麥角菌科、蟲(chóng)草屬真菌,又名北冬蟲(chóng)夏草、北蟲(chóng)草,簡(jiǎn)稱蛹草。蛹蟲(chóng)草是一種常見(jiàn)的食藥真菌,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的人工培養(yǎng),其活性物質(zhì)主要是蟲(chóng)草多糖、蟲(chóng)草素、核苷類、多肽和甾醇類物質(zhì)等,能夠起到免疫調(diào)節(jié)、抑菌、抗病毒、抗腫瘤和神經(jīng)保護(hù)等作用[6]。已有不少文獻(xiàn)報(bào)道蛹蟲(chóng)草與冬蟲(chóng)夏草具有相似的藥理活性,且價(jià)格低廉,可作為冬蟲(chóng)夏草理想的代替品[7]。但有不少商家售賣(mài)時(shí)以人工冬蟲(chóng)夏草作為噱頭混淆概念,需要分清蛹蟲(chóng)草和冬蟲(chóng)夏草不是同一物質(zhì)這一概念。

2 蟲(chóng)草類主要活性成分

2.1 蟲(chóng)草酸

蟲(chóng)草酸,也叫D-甘露醇,具有利尿脫水、鎮(zhèn)喘祛痰和抗自由基等藥理作用[8],是冬蟲(chóng)夏草主要含有的活性物質(zhì)。其含量根據(jù)不同的產(chǎn)地、測(cè)量方法、蟲(chóng)草提取物的提取方法等也有所差異。錢(qián)正明[9]分析了冬蟲(chóng)夏草不同生長(zhǎng)階段的蟲(chóng)草酸含量,發(fā)現(xiàn)冬蟲(chóng)夏蟲(chóng)子座長(zhǎng)度為 4～6cm蟲(chóng)草酸含量最高。雷清貴[10]采用高效液相色譜法分析了冬蟲(chóng)夏草、蛹蟲(chóng)草、發(fā)酵冬蟲(chóng)夏草菌粉等5種常見(jiàn)蟲(chóng)草類藥材的蟲(chóng)草酸含量,結(jié)果表明所測(cè)冬蟲(chóng)夏草繁育品和野生品的蟲(chóng)草酸含量可達(dá)到9.56%～12.84%,是其他蟲(chóng)草含量的兩倍以上。

2.2 核苷類

2.2.1 蟲(chóng)草素

1951年,Gunningham等[11]首次在蛹蟲(chóng)草中發(fā)現(xiàn)了其主要活性成分之一——蟲(chóng)草素,具有抗炎、抗菌、抗病毒等功效。中科院王成樹(shù)研究小組[12]報(bào)道蟲(chóng)草素在冬蟲(chóng)夏草中并不存在,而是存在于蛹蟲(chóng)草中。孟繁磊[13]通過(guò)高效液相色譜法測(cè)定了冬蟲(chóng)夏草和蛹蟲(chóng)草中的蟲(chóng)草素含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)冬蟲(chóng)夏草中并未測(cè)出蟲(chóng)草素,而蛹蟲(chóng)草中蟲(chóng)草素含量根據(jù)產(chǎn)地和新鮮度不同也有變化,為0.11%～1.39%不等。但也有不少文獻(xiàn)報(bào)道在冬蟲(chóng)夏草中測(cè)出了蟲(chóng)草素[14,15],黃蘭芳[16]等用HPLC-SDI-MS測(cè)出天然冬蟲(chóng)夏草中蟲(chóng)草素只有5.4μg/g,含量很低。因此,對(duì)于冬蟲(chóng)夏草是否含有蟲(chóng)草素這一說(shuō)法一直存在爭(zhēng)議。

2.2.2 腺苷

腺苷作為蟲(chóng)草類物質(zhì)重要的活性成分,是《中國(guó)藥典(2020版)》中冬蟲(chóng)夏草中含量測(cè)定的唯一指標(biāo),藥典要求腺苷(C10H13N5O4)不得少于0.010%。楊小艷[17]等對(duì)冬蟲(chóng)夏草不同部位腺苷含量做了分析,結(jié)果得到腺苷含量子座>全草>蟲(chóng)體。夏文娟[18]等對(duì)13個(gè)產(chǎn)地的冬蟲(chóng)夏草腺苷含量進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)各有差異,含量范圍在0.1425～0.3966mg/g。劉旻虹[19]等測(cè)出蛹蟲(chóng)草等其他蟲(chóng)草中腺苷含量遠(yuǎn)高于冬蟲(chóng)夏草。

2.3 蟲(chóng)草多糖

蟲(chóng)草多糖是蟲(chóng)草中含量最高的藥理活性物質(zhì),有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗氧化、降血糖血脂等作用,對(duì)呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)有關(guān)疾病具有潛在的治療作用。Hsu[20]等測(cè)得冬蟲(chóng)夏草的僵蟲(chóng)菌核和子實(shí)體的多糖含量為24.2%和24.9%,而發(fā)酵菌絲體的多糖含量可以達(dá)到39.4%。蟲(chóng)草多糖的提取較為常見(jiàn),其可以從蟲(chóng)草子實(shí)體、菌絲體及發(fā)酵液中提取分離得到,不少文獻(xiàn)[21～23]對(duì)蟲(chóng)草多糖的提取與純化都進(jìn)行了研究和比較。

3 蟲(chóng)草提取物制備工藝

制備蟲(chóng)草提取物的方法多種多樣,不同條件、不同步驟下制備出的提取物成分、外觀、各組分含量等均有差異。蟲(chóng)草菌絲體粉是通過(guò)菌絲體發(fā)酵提取得到的,其再進(jìn)一步經(jīng)過(guò)水提后得到的產(chǎn)物主要成分為蟲(chóng)草多糖。而制備冬蟲(chóng)夏草提取物和蛹蟲(chóng)草提取物比較常用的方法是浸取,大致過(guò)程為:將蟲(chóng)草粉碎后,加水或甲醇等其他溶劑進(jìn)行多次提取,合并濾液后得到提取液,將濾液濃縮干燥后進(jìn)行粉碎、過(guò)篩、滅菌等操作后得到粉狀蟲(chóng)草提取物。馬微[24]等人采用40%乙醇溶液作為溶劑,通過(guò)加熱回流提取、超聲波提取和熱回流輔助超聲波提取 3 種不同方法對(duì)冬蟲(chóng)夏草進(jìn)行提取,從主要功效成分、常見(jiàn)重金屬元素、指紋圖譜、部分主要/差異性成分定性推斷的角度分析 3 種提取方式制得的冬蟲(chóng)夏草提取液,結(jié)果超聲方式所制得的提取液的穩(wěn)定性和均一性較好,提取到的生物活性化合物種類更多,因此推薦采用超聲或超聲加熱回流的方式制備蟲(chóng)草提取液。

4 蟲(chóng)草提取物在日化行業(yè)中的應(yīng)用

4.1 在化妝品中的應(yīng)用

4.1.1 美白

楊淑華[25]等通過(guò)蘑菇酪氨酸酶活性抑制試驗(yàn)和小鼠皮膚黑色素瘤細(xì)胞(B16-F10)黑素合成抑制試驗(yàn)考察冬蟲(chóng)夏草提取物的美白活性。結(jié)果顯示冬蟲(chóng)夏草提取物(質(zhì)量濃度40～200mg/mL)呈劑量依賴性抑制蘑菇酪氨酸酶的活性,且在安全劑量(質(zhì)量濃度0.1～0.5 mg/mL)下顯著抑制小鼠皮膚黑色素瘤細(xì)胞(B16-F10)內(nèi)的黑色素合成( P<0.05),該實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示冬蟲(chóng)夏草提取物的美白作用可能是通過(guò)抑制黑色素合成相關(guān)酶活性達(dá)到的。

4.1.2 抗輻射

Tang[26]等以天然中藥冬蟲(chóng)夏草為實(shí)驗(yàn)材料,研究其體外抗氧化作用及對(duì)UVB引起的人皮膚永生化角質(zhì)細(xì)胞(HaCaT)損傷的修復(fù)作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)冬蟲(chóng)夏草具有明顯的體外清除自由基的抗氧化作用。此外,冬蟲(chóng)夏草還可以通過(guò)提高超氧化物歧化酶(SOD)活性和降低丙二醛(MDA)含量來(lái)修復(fù)UVB誘導(dǎo)的氧化損傷。黃雅琴[27]等以不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蛹蟲(chóng)草培養(yǎng)基飼養(yǎng)經(jīng)不同時(shí)間紫外輻射的果蠅,研究了蛹蟲(chóng)草對(duì)果蠅紫外輻射的抗氧化保護(hù)作用。結(jié)果認(rèn)為蛹蟲(chóng)草能顯著提高果蠅體內(nèi)的SOD活力,降低MDA含量。

4.1.3 抗皺

蔡慧珍[28]等研究了一款含蟲(chóng)草提取物的抗皺眼霜,以冬蟲(chóng)夏草提取物、多肽等作為抗皺眼霜的主要活性成分。選取健康志愿者33名進(jìn)行試用,結(jié)果顯示,受試者使用抗皺眼霜6周后,眼周肌膚含水量、彈性等指數(shù)顯著提高,眼周皺紋得到了顯著淡化。

4.2 在口腔健康中的應(yīng)用

4.2.1 預(yù)防口腔癌

口腔鱗狀細(xì)胞癌(OSCC)是一種惡性腫瘤,占所有口腔癌病例的90%以上。龐真貞[29]等表明蟲(chóng)草素可能通過(guò)上調(diào)RNA-524-5p(miR-524-5p)的表達(dá)從而抑制口腔鱗癌細(xì)胞增殖、遷移及侵襲。通過(guò)實(shí)驗(yàn),結(jié)果發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)草素各濃度組細(xì)胞增殖抑制率顯著升高,遷移細(xì)胞數(shù)及侵襲細(xì)胞數(shù)顯著減少,CyclinD1、MMP-2、MMP-9蛋白水平顯著降低,p21、E-cadherin蛋白水平及miR-524-5p 的表達(dá)水平顯著升高;miR-524-5p過(guò)表達(dá)可抑制HSC3細(xì)胞增殖、遷移及侵襲,而抑制miR-524-5p表達(dá)可減弱蟲(chóng)草素對(duì)HSC3細(xì)胞增殖、遷移及侵襲的作用。朱蘭省[30]等也發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)草素可以提高口腔鱗狀細(xì)胞癌自噬水平,并可以抑制細(xì)胞增殖,促進(jìn)細(xì)胞凋亡發(fā)生;主要原因可能是通過(guò)下調(diào)PI3K/AKT/mTOR通路來(lái)發(fā)揮作用。

4.2.2 預(yù)防口腔炎癥

蟲(chóng)草提取物中的蟲(chóng)草素能夠通過(guò)不同的途徑抑制和緩解機(jī)體的炎性反應(yīng)。Ashraf[31]等通過(guò)建立模型研究發(fā)現(xiàn)蟲(chóng)草素有望作為一種新型口服抗炎鎮(zhèn)痛藥物的先導(dǎo)化合物,最初用于滑膜高度炎癥的骨關(guān)節(jié)炎患者,也可能用于其他與疼痛和炎癥相關(guān)的疾病。王科等[32]研究表明蟲(chóng)草素對(duì)佐劑誘導(dǎo)的小鼠急性腳掌炎性腫脹度有抑制作用,其機(jī)制可能是與下調(diào)TNF-α等炎性因子,減輕腳掌組織炎性細(xì)胞浸潤(rùn),抑制炎癥部位血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子釋放及降低致炎小鼠免疫器官指數(shù)有關(guān)。

王玉蘭[33]等人將蛹蟲(chóng)草提取物、三七提取物、黃岑提取物和茶多酚進(jìn)行加水煎煮、過(guò)濾、濃縮干燥后得到組合物,將該組合添加于牙膏中,并展開(kāi)了大量專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。選取小鼠240只進(jìn)行分組,分別進(jìn)行了鎮(zhèn)痛試驗(yàn)、止血試驗(yàn)和抗炎作用試驗(yàn),除此之外還做了抑菌實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該牙膏具有鎮(zhèn)痛、止血、抗炎和抑菌的功效。由此可見(jiàn),若將蟲(chóng)草提取物添加于牙膏中,可以維護(hù)牙齦健康,也可將其與兩面針、野菊花等提取物進(jìn)行復(fù)配加入牙膏中,能夠更好地預(yù)防牙周炎、牙齦出血等口腔問(wèn)題;還可以與三七、救必應(yīng)等提取物進(jìn)行復(fù)配,能夠減輕牙齦有關(guān)問(wèn)題。因大多文獻(xiàn)表明起到抗炎作用的主要成分為蟲(chóng)草素,所以在選取蟲(chóng)草提取物時(shí)需注意檢測(cè)蟲(chóng)草素的含量。

4.2.2 抑制口腔細(xì)菌

劉俊[34]等采用紙片擴(kuò)散法對(duì)從云南采集的冬蟲(chóng)夏草分離到的蝙蝠娥擬青霉進(jìn)行抑菌活性試驗(yàn),選擇26種病原指示菌,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾擬青霉菌株發(fā)酵的水提液對(duì)其中17種真菌均表現(xiàn)出中度以上的抑菌活性。馬新宇[35]等選用無(wú)菌水和不同濃度的乙醇溶液對(duì)蟲(chóng)草粉進(jìn)行提取,結(jié)果發(fā)現(xiàn)蛹蟲(chóng)草浸提液中含有多種抑菌活性物質(zhì),對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌的抑菌作用大于革蘭氏陰性菌。還有研究[36]表明蟲(chóng)草素對(duì)鼠白血病病毒、人類皰疹病毒4型、流感病毒等也有抑制作用。

張偉[37]發(fā)明了一款牙膏,采用生物配方,加入生物活性物質(zhì)溶菌酶,和冬蟲(chóng)夏草提取物進(jìn)行復(fù)配,可提升牙膏的抗菌效果,并且對(duì)口腔刺激小,安全可靠?？谇蛔o(hù)理用品中大多使用的抗抑菌成分都有一定毒性和副作用,且味道苦澀令部分消費(fèi)者無(wú)法接受。蟲(chóng)草提取物味道微苦,帶有特征性氣味,加入香精后可以掩蓋住原有的味道,將其加入牙膏中或與溶菌酶、益生菌等進(jìn)行復(fù)配起到抑菌、抗病毒、調(diào)節(jié)口腔菌群等作用。

5 總結(jié)及展望

本研究簡(jiǎn)要介紹了冬蟲(chóng)夏草、發(fā)酵蟲(chóng)草菌粉和蛹蟲(chóng)草及主要成分,對(duì)其制備及在日化行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了概述,并簡(jiǎn)要分析了將蟲(chóng)草提取物加入牙膏中的作用。

我公司自2022年起,對(duì)冬蟲(chóng)夏草牙膏進(jìn)行了深入的研究開(kāi)發(fā),含蟲(chóng)草花提取物、溶菌酶、救必應(yīng)提取物等功效成分,具有修護(hù)牙齦、改善口腔微生物環(huán)境、減輕口腔異味等維護(hù)口腔健康的顯著作用,相關(guān)產(chǎn)品已上市銷售并取得專利證書(shū)。

冬蟲(chóng)夏草具有一定的知名度,蟲(chóng)草提取物富含多種有效成分,頗受消費(fèi)者喜愛(ài)和關(guān)注,將蟲(chóng)草提取物添加于牙膏,安全性高,功效明顯,未來(lái)肯定有良好的市場(chǎng)前景和持續(xù)的開(kāi)發(fā)潛力。但蟲(chóng)草提取物組成較復(fù)雜,其與多味中草藥復(fù)配后成分就會(huì)更復(fù)雜,可能會(huì)涉及較多的配伍性問(wèn)題。關(guān)于蟲(chóng)草牙膏產(chǎn)品更多的研究成果,我公司將會(huì)在后續(xù)的論文中予以介紹。