蛹蟲草研究進展及精深加工展望

牛思遠，牛潤貴，徐莉娜

（1.山西泓盛農業科技有限公司，山西呂梁 033100；2.山西省農業科學院食用菌研究所，山西太原 030031）

蛹蟲草（Cordyceps militaris），別名北冬蟲夏草或北蟲草，屬子囊菌。蛹蟲草早在1986年被人工馴化成功[1]，早前蛹蟲草的使用與研究多集中在亞洲，且大多研究限于蟲草菌生物學特性和培養條件的摸索優化，以及如何提高蛹蟲草體內活性物質的產量[2]。近年來，蛹蟲草在西方國家也受到廣泛關注，并作為非處方藥使用。蛹蟲草是目前公認的食藥用蟲草之一，對其子實體高產的研究以及下游產品的開發在我國已形成了一個巨大的產業。有研究表明，人工培育的蛹蟲草子實體化學成分與野生冬蟲夏草相似，且蟲草素和腺苷含量遠遠高于野生冬蟲夏草[3-4]，蟲草子實體富含蟲草素、多糖、蟲草酸等多種有效成分，因此，蛹蟲草在免疫調節、抗炎、抗病毒、抗癌、抗衰老等方面具有良好的功效。目前，市場上在售的蛹蟲草都是以蠶幼蟲或蠶蛹為基質進行人工培育的蟲草。因其具有較高的營養價值以及廣闊的研發前景，蛹蟲草一問世就深受廣大民眾喜愛[5]。有研究表明，蛹蟲草及其相關產品的研究與開發利用在近30 a里取得了迅猛發展，每年創造利潤千萬余元[6-7]。伴隨蛹蟲草產業的發展，其自身所面臨的問題亦越來越多。

本研究就現階段研發蛹蟲草及其相關產品方面所遇到的問題進行分析和評價，旨在為研發蛹蟲草相關產品提供科學依據和理論指導。

1 蛹蟲草的人工培育

1.1 菌種選育

菌種是否高產質優在蟲草類功能食品的開發中至關重要。菌種退化是目前影響蛹蟲草培育的最大問題。蟲草菌種退化主要表現為傳代幾次之后，子實體不能正常生長或直接不出草。蟲草菌種的退化是不可逆的，即菌種一旦有退化跡象，就不能再使用，這極大地阻礙了蛹蟲草的產業化[8]。有研究者對蟲草菌退化現象進行了研究，結果表明，菌種退化主要源于遺傳學、菌株感染[9]，或胞內有害物質積累等。為了預防蟲草菌種退化，最常見的有紫外線誘變法、微波處理法、原生質體融合技術、基因工程技術和航天搭載技術等。

1.2 人工培養方法

1.2.1 固體培養 在合適的條件下，將蟲草菌接種于固體培養基，通過控制室內光照、溫濕度等條件實現蛹蟲草人工栽培，從接菌到成熟大概45 d。

1.2.2 蟲體培養 在適宜條件下，以蠶蛹為培養基質，將蟲草菌接種于蠶蛹上，生長成為菌與蟲的復合體，實現人工栽培。

2 蛹蟲草有效成分的研究

2.1 對核苷類成分的研究

目前，研究者已經從蟲草屬真菌中分離出11種核苷類物質，分別屬于嘌呤、嘧啶、腺苷、脲苷和脫氧核苷[10]。其中，腺苷和蟲草素可能是蟲草核苷類的主要成分。有研究表明，采用人工方法栽培蟲草，其子實體中蟲草素和腺苷含量均高于野生蟲草，并且高達數倍[11]。

2.2 對多糖類成分的研究

蟲草多糖是一種高度分支的半乳甘露聚糖，其主要功效體現在免疫調節、抗腫瘤、抗氧化、降血糖和血脂等方面。MIYAZAKI等[12]用熱水提取冬蟲夏草的子座，分離出一種水溶性胞外多糖CS-1，它由含有分支的半乳糖低聚物和甘露糖原組成。龔敏等[13]對蟲草菌的發酵液進行了多糖的分離純化，最終從發酵液中成功分離得到一種蟲草多糖，經測定其分子質量為43 ku，單糖組成為甘露糖、半乳糖和葡萄糖，其中還夾雜有極少量的阿拉伯糖。

2.3 對氨基酸成分的研究

采用氨基酸自動分析儀，測定蟲草氨基酸的含量，結果表明，蛹蟲草含有人體所需的17種氨基酸，其中包含8種必需氨基酸[14]。

2.4 超氧化物歧化酶（SOD酶）的研究

蛹蟲草內含有3種SOD同工酶，包括Cu，Zn-SOD、Mn-SOD和 Fe-SOD，其中 Cu，Zn-SOD是一種中性蛋白，含量占總SOD酶含量的90%左右[15]。蘇瑛等[16]以蛹蟲草為原料，對蛹蟲草子實體內的超氧化物歧化酶作了分類鑒定，并對其穩定性作了評價，結果表明，麥芽糖、葡萄糖、蔗糖對SOD有穩定作用，而低濃度的有機酸則可以使SOD酶活力降低。目前，SOD酶已經廣泛應用于化妝品、醫藥、食品和農藥等領域。

2.5 對其他成分的研究

蛹蟲草蘊含多種對人體有利的成分，除了核苷酸、多糖、氨基酸以外，還富含多種微量元素[17]、蛋白質、甾醇[18-21]等其他有效成分。天然蟲草中硅、鋁、鋇的含量明顯高于蛹蟲草，除此之外，蛹蟲草與天然蟲草所含微量元素基本相近[17]。蛹蟲草中含有豐富的無機鹽離子，如 K，P，Mg，Ca，Zn 等元素，其中，K和P含量最高[18]。

3 蛹蟲草有效成分提取分離技術

3.1 多糖的提取分離

李銀花等[22]在對蟲草花多糖的提取中采用了超聲波輔助提取工藝，在試驗中以提取效率為參考指標，對提取工藝的各個參數作了調整。孫詩清等[23]在對蟲草多糖的超聲波輔助雙水相系統提取中運用了正交試驗設計，從而對提取工藝作了優化。施英等[24]對微波輔助提取蛹蟲草多糖的最佳條件進行了探索，并結合了單因素和正交試驗，以期發現不同的提取時間、不同的料液比和不同的微波功率對多糖提取率有何影響。

3.2 蟲草素的提取分離

潘中華等[25]將蠶蛹蟲草的子實體粉碎，通過陽離子交換樹脂的方法分離得到蟲草素，并對其含量作了定量研究。王英娟等[26]以蛹蟲草作為試驗材料提取蟲草素和多糖，對提取溫度、提取次數、提取時間、料液比4個因素作了優化。蔣寧等[27]采用微波法提取蟲草素，采用正交試驗考察了微波強度、固液比、處理時間、pH值等多種因素對提取率的影響。

3.3 蟲草酸的提取分離

李建平等[28]以蛹蟲草作為試驗材料，對蟲草子實體中的蟲草酸進行了提取，提取過程中發現提取方法、提取時間、提取溫度以及液固比等因素對蟲草酸的提取率均有影響。

4 蛹蟲草產業的發展現狀及展望

蟲草培植技術越來越成熟，蟲草加工企業也隨之增多。這些蟲草加工企業通常是與大學或者相關科研機構進行合作，通過一系列現代化的先進加工工藝來加工蟲草，取得效益?，F如今蟲草產業日漸崛起，蟲草銷售已成為一個巨大的產業，但是由于技術有限，產品生產成本高，導致價格居高不下，這嚴重阻礙了產品銷售，限制了產業發展，所以，降低商品成本，提高產品質量是實現蛹蟲草可持續發展的內在需求[29]?，F就未來蛹蟲草產業的發展提出以下建議。

4.1 加大新技術的應用

近些年，隨著生物技術的發展，超臨界萃取、微波輔助萃取等一系列新技術在食用菌產業中都得到了應用，將此類技術應用于蟲草功能食品的研發中，不僅能推動蟲草產業的發展，也使得蟲草產業的發展模式日益多元化[30]。

4.2 加強蟲草功能食品的研發

蛹蟲草中的活性物質對調節人體生理機能有著顯著的功效[31]。近些年來，隨著健康養生觀念深入人心，以靈芝、蟲草等為代表的食藥用真菌資源的開發也掀起了研發新熱潮[31]。我國市場現有的蟲草類功能食品主要有蟲草飲料、蟲草酒、蟲草醬油、蟲草軟糖、含片、果凍、蟲草藥膳、蟲草膏、蟲草薏米糊等。但礙于加工技術不成熟，導致蟲草功能產品價格較高，無法大規模推廣，也不能形成有效穩定的市場[30]。因此，未來蟲草產業化發展的大趨勢就是開發具有高附加值的產品。