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蛹虫草的人工培育及其应用进展

2019-02-16韩妍妍

山东化工 2019年13期
关键词:冬虫夏草前体虫草

韩妍妍,于 洋,车 迎,肖 雷

(中国矿业大学 化工学院,江苏 徐州 221116)

蛹虫草(CordycepsmilitarisL.Link),又名北冬虫夏草或北虫草,具有与冬虫夏草相似的成分,如氨基酸、多糖、腺苷、虫草素、虫草酸等,且虫草素和腺苷的含量更高[1]。相较于野生冬虫夏草,蛹虫草生长更快、更容易人工培养的优势使其越来越多地被当成冬虫夏草的替代品进行开发利用。有研究表明,蛹虫草及其相关产品的开发利用在近三十年里取得迅猛发展,每年创造利润千万余元[2]。为了进一步推进蛹虫草的开发与利用,本文总结了蛹虫草培养方式及产品的开发利用等方面的研究进展。

1 蛹虫草的人工培育

目前进行蛹虫草人工培育的方法主要有三种:一是使用固体培养基,在一定温度、湿度、光照等环境条件下培养蛹虫草菌种45天左右,获得蛹虫草子实体;二是应用柞蚕、家蚕或活蛹等作培养基质,得到菌与虫的复合体;三是液体摇瓶培养,得到蛹虫草菌丝体[3-4]。目前国内对蛹虫草人工栽培的研究大多旨在提高其某些有效成分的含量,确定最佳营养条件与环境因素。

蛹虫草子实体所含的虫草素明显高于冬虫夏草[4],而研究学者对蛹虫草的研究也大多集中在提高虫草素含量上。不少研究表明,可以利用虫草素的前体—腺苷人工合成虫草素,而在蛹虫草的人工培育过程中,通过添加腺苷或可以转变成腺苷的前体或营养物等也可以有效提高虫草素产量。文庭池[5]等研究发现,添加腺嘌呤、甘氨酸、腺苷、L-谷氨酰胺4种前体或营养物可以明显提高液体发酵培养过程中的胞外虫草素含量,且这四种前体或营养物两两组合还可以通过协同互补作用促进虫草素的生成;毛先兵[6]等发现半胱氨酸、丙氨酸等氨基酸的添加可以促进蛹虫草培育过程中虫草素的形成;康超等[7]通过优化液体发酵培养的条件,使虫草素的含量提高了两倍,同时前体物质--腺嘌呤的利用率达98%。除此之外,培养基中微量元素的添加也能对虫草素的含量产生影响。翁梁[8]等研究发现向液体培养基中添加适量的硒或钙可明显促进蛹虫草中活性物质的生成。而当以大米为主要基质进行固体培养时,在培养基中添加适量豆粕或秋水仙素都可以提高虫草素含量[9-10]。

此外,基于蛹虫草所含的其他活性成分,如虫草酸、虫草多糖,在制药、保健等方面的功效,研究者们也在提高蛹虫草中虫草酸等的产量方面做出许多努力。杨婷婷等[11]表明,用大米作为培养基中的复合碳源培养蛹虫草时,虫草多糖的产量最高;朱明伟等[12]研究不同培养液成分对蛹虫草多糖及虫草酸产量的影响,发现以米蛹作为液体培养基的主要成分时,发酵液中多糖含量最高,而以玉米糁蛹配方时,虫草酸含量最高。

2 产品应用

2.1 在食品、保健品方面的应用

蛹虫草营养丰富,目前已被开发成多种类型的食品和保健品上市,如虫草饮料、虫草酸奶、虫草面包、虫草八宝粥等,且随着人们对健康生活和疾病预防意识的不断提高,将蛹虫草应用到食品和保健品的研究也逐渐增多。

李晨曦[13]利用热水从蛹虫草中提取虫草素,并加入蜂蜜中制备得到的蛹虫草蜂蜜浸膏具有明显的免疫功能;而由于蛹虫草菌丝体在液体发酵培养中产生的多种药理成分,如虫草菌素、氨基酸等有97%~98%存在于发酵液中[14],岳春[15]等便利用培育蛹虫草菌之后的液体发酵培养基来生产保健酱油;而蒋汶龙[16]则考虑到其丰富的药用价值,以蛹虫草子实体和红茶为主要原料,开发出一种新型蛹虫草固体茶,利用冲泡时的适宜温度的热水最大限度地将蛹虫草子实体中的活性成分溶出。此外,有关蛹虫草的菜品也层出不穷,如“蛹草清蒸鸡”、“蛹草炖甲鱼”等。

2.2 在医药方面的应用

伴随着蛹虫草各种活性成分和药理作用的进一步研究及人工大规模培育的实现,其在医药产业的应用也越来越广泛。近年来,许多蛹虫草药用制品,如具有增强免疫力、改善心血管功能的蛹虫草胶囊,治疗手足癣、严重溃疡等的“北虫草止痒露”等纷纷上市。

值得一提的是,在癌症发生率越来越高的今天,蛹虫草因其显著的抗癌功效,在治癌药物的研制方面更是发挥重要作用。吴丹[17]选用小鼠作为研究对象,用中药炮制的方法制备蛹虫草汤剂并将其应用于小鼠的肿瘤细胞,结果发现,该汤剂能有效抑制小鼠癌细胞的生长;而刘凤安等[18]则将蛹虫草制成药煎剂,发现其对喉癌细胞的抑制作用显著,可在一定程度上代替冬虫夏草使用;另外,从蛹虫草中提取虫草素,并用之研制的治疗白血病的新药也已进入临床试用。

2.3 在化妆品方面的应用

蛹虫草的抗衰老及抗氧化等成分,如虫草多糖、麦角甾醇、超氧化物歧化酶、硒等,使其在护肤方面有很大应用。董素繁[19]用虫草菌丝制成的虫草霜,经检测具有防治皮肤干燥皲裂、恢复皮肤弹性及减少面部色素的抗衰老作用;冯丽媛[20]以蛹虫草提取物制成的虫草珍珠营养护肤化妆品保湿润肤效果好,还能防辐射,延缓衰老;更有以蛹虫草为成分的面膜、乳液等也已纷纷上市。虽然目前蛹虫草在化妆品领域的应用还比较少,但其特殊的功效成分决定了其在化妆品方向将有巨大的发展前景。

3 展望

目前,蛹虫草主要作为冬虫夏草的替代品开发利用,但由于其相较于冬虫夏草,培养条件更简单且已实现人工大规模生产,具有抗肿瘤功效的虫草素的含量又高于于野生冬虫夏草,因此对蛹虫草的研究开发具有直接现实意义。蛹虫草具有的抗肿瘤、免疫调节、抗衰老等功效也使得以蛹虫草为原料的功能性食品成为研发热潮,与之有关的药品、化妆品也层出不穷。然而,到目前为止,对蛹虫草特有的药理成分的研究还不是很完善,更多的功效有待开发。进一步加强其功效成分的研究,必能开发出更多具有高附加值的产品,在扩大市场的同时,也能为人类健康事业做出更大贡献。

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