人工培养蛹虫草的奥秘.doc

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1、人工培养蛹虫草的奥秘虫草的新秀人工虫草，包括人工培养的蛹虫草和冬虫夏草的子实体、虫草菌丝体等。由于蛹虫草中虫草素含量高，下面着重将蛹虫草所含的成分进展分类，分为膳食营养成分，其他主要营养成分，其中包括维生素、氨基酸以及矿物质元素，也将表达最重要虫草特有保健功能成分4-1。1蛹虫草膳食营养成分：最根本的膳食营养成分一般包括：热量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维等的含量。表4-1中列出了蛹虫草子实体100克中的膳食营养素含量。需要说明的是热量：人体不断在消耗能量，食物中蛋白质、脂肪和碳水化合物经过氧化产生热能供身体维持生命，热量在营养学中用千卡表示。1千卡是1000克水由15升高1度所需要的热

2、量。表4-1虫草子实体中主要膳食营养成分 成分名称100克中的含量与100克小麦比拟热量292千卡350千卡蛋白质20.9克9.4克脂肪4.7克1.4克碳水化合物41.5克75克膳食纤维20.1克2.8克 从表1可知，在虫草子实体中，蛋白质、脂肪和膳食纤维含量较小麦高，而热量和碳水化合物含量均低于小麦。2有机无机活性营养成分:1主要维生素含量：人工培养的蛹虫草中，含有丰富的维生素。人体不能自己合成维生素，需要通过饮食才能获得。维生素对人的新代起调节作用，缺乏维生素会导致严重的疾病，适量摄取维生素可以保持身体强壮安康，但吃的过多对身体也是有副作用的见表4-24-2。表4-2 虫草子实体中主要维生

3、素成分成分名称100克中的含量功能胡罗卜素6.4微克抗癌、预防心血管疾病、白障及抗氧化、防止衰老引起的多种退化性疾病。硫胺素维生素B10.37毫克强化神经系统，保证心脏正常活动，防多发性神经炎和急性出血脑灰质炎，预防心脏病，核黄素维生素B20.7毫克保护皮肤黏膜，防皮肤溃疡、细菌感染，参与糖、蛋白、脂肪代，保护视觉和促进生长烟酸维生素B33.3毫克促进消化系统安康，减轻胃肠障碍；使皮肤安康、防缓解偏头痛、促进血循环，使血压下降。维生素C2毫克治疗坏血病、预防动脉硬化、抗氧化、治疗贫血、防癌、提高机体应急能力、预防牙龈萎缩。维生素B120.27微克参与神经脂蛋白形成，保神经功能，参与制造骨髓红细

4、胞，防贫血;。促核酸、蛋白合成。蛹虫草子实体中有较丰富的维生素，其重要功能见表4-2，其中维生素B12氰鈷胺素或氰鈷素能保持良好的神经系统功能，参与神经组织中一种脂蛋白的形成。消除烦躁不安，改善精神状态，使注意力集中、抗疲劳能显著性提高、增强机体抵抗病毒感染的能力。2氨基酸含量：在虫草培养物中测得18种氨基酸，其中有8种必须氨基酸，所谓必需氨基酸指的是人体自身不能合成，但又是人体必不可少的氨基酸，它们必须从食物中摄取。对成人来说必需氨基酸共有八种：赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸。对婴儿来说，酪氨酸也是必需氨基酸。因此比成人多一种。从表4-3可见，人工培养的虫草

5、中测得的氨基酸以谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、亮氨酸含最高。谷氨酸、精氨酸可改善失眠，并能改善记忆力衰退，减轻疲劳感。天冬氨酸能调节脑和神经的代功能，也是调节肝脏机能的促进剂，还可用于辅助治疗心律失常、心动过速、心力衰竭等。亮氨酸，异亮氨酸和缬氨酸有助于促进训练后的肌肉恢复，可以有效防止肌肉损伤。由丝氨酸构成的磷脂酰丝氨酸能增加大脑皮层中的神经递质，有助于增加乙酰胆碱产量而改善脑的机能，经试验证明效果显著4-2.。表4-3 蛹虫草子实体中的氨基酸含量分析序号是否必需氨基酸氨基酸含量g/100g相对组成%1非谷氨酸Glu4.8614.822非天冬氨酸Asp3.2710.003非精氨酸Arg2.256

6、.864必需亮氨酸Leu1.986.045非甘氨酸Gly1.905.796必需赖氨酸Lys1.895.767非丝氨酸Ser1.845.618必需缬氨酸Val1.825.559非组氨酸His0.812.4710必需氨酸Thr1.725.2511非酪氨酸Tyr1.725.2512非丙氨酸Ala1.695.1513非胱氨酸1.604.8714必需苯丙氨酸Phe1.414.3015非脯氨酸Pro1.364.1416必需甲硫氨酸Met1.273.8717必需异亮氨酸Ile1.213.6918非半胱氨酸Cys0.190.58总量32.79100.003矿物质元素： 虫草中还含有许多种矿物元素，如磷、钾、镁

7、、锌、硒等，是人体必需的元素，但无法自身产生，人体约有50多种矿物质,虽然它们仅占人体体重的4%,但却是生物体的必需成分。它们在体可分为常量元素和微量元素两大类。人体矿物质缺乏，如缺乏镁，可能引起肌肉疼痛，缺乏铁，能引起贫血。缺乏钠、碘、磷可能会引起疲劳等。缺少钙可能出现骨骼或牙齿不巩固。硼、锌、铜、锰、钴、钼、硒、碘、铬等微量元素人类也是需要的。硒Se为国际医学界公认的抗癌元素，蛹虫草富含硒，大量的科学实践证明硒可以明显地抑制癌细胞的生长，刺激免疫球蛋白和抗体的产生，增强机体免疫和抗氧化能力。但无论哪一种元素，和人体所需蛋白质相比，都是非常少量的。 矿物质的作用常常是和酶结合，可以帮助代。如

8、果矿物质缺乏，酶就无常工作，代活动就随之减少或停顿。人体必需的主要矿物质见表4-4所示： 表4-4 蛹虫草子实体中的主要矿物元素元素100克中的含量钾595毫克钠264毫克钙197毫克镁84毫克铁66.5毫克锰0.86毫克锌4.87毫克铜1.54毫克磷95毫克硒1.4微克从上表可以看出，虫草菌丝体和子实体含有人体所需的多种营养元素，食用后无任何毒副作用和无不良反响。3. 蛹虫草特有保健功能成分:研究人员将野生蛹虫草和人工培养的蛹虫草子实体做了比拟如表4-5所示，发现人工培养的蛹虫草中的许多有效成分含量高于野生虫草或与之相近。表 4-5 人工培养的蛹虫草和冬虫夏草中几种有效成分的比拟有效成分蛹虫

9、草冬虫夏草虫草素3-脱氧腺苷0. 53-2%0.001%虫草酸D-甘露醇4-7%6.49%腺苷腺嘌呤核苷0.023%0.015%虫草多糖4-10%10%麦角甾醇1.18 mg/g1.22 mg/g超氧化物歧化酶SOD40 U/mg15 U/mg1虫草素：虫草的主要成效成分是虫草素(Cordycepin)，它也被称为3-脱氧腺苷。早在1950年，德国科学家坎宁汉Cunningham等人就从蛹虫草菌人工培养的滤液中别离得到了虫草素。并将其定名为虫草素Cordycepin，化学名定为3脱氧腺苷。;美国SIGMA公司是虫草素全世界最大的生物标准品专业公司，也从蛹虫草中提取出了高纯度标准品。虫草素作为一

10、种新型广谱抗菌素，已引起全球科技兴旺国家的高度重视。但国外许多报告认为，这种成分的功能极其容易丧失，并认为，虫草素在体，在腺苷脱氨酶adenosine deaminase， ADA的作用下快速脱氨基而成为无生物活性的代产物3-脱氧次黄嘌呤核苷，其余小局部则被磷酸化为三磷酸虫草素为虫草素具有生物活性的成分。虫草素在体容易降解可能是它单独使用面临的一个难题。因此认为为了延缓虫草素在体代时间,需要附加防脱氨基的侧链基团，或与 ADA 抑制剂联合施用，以稳定虫草素的构造。然而有报道认为ADA 抑制剂对人体有副作用，故影响了虫草素的使用。我们发现，虫草素在两年都不会变化，而且效果仍然表现良好。因而认为，

11、可能是因为它和大分子多糖等营养物质互相保护、相互依附的结果。我国有报道认为，如将虫草素/脂质体包埋成球，能加强虫草素的长效性；又如制备成聚糖/虫草素纳米粒，对药物确实能起到保护、缓释及提高生物利用度的作用，而且无毒，价廉，也无任何副作用。经过人工培养虫草素含量可达20mg/g。直接利用富含虫草素的子实体效果也十分良好4-3。对人工合成虫草素的方法虽然已经有不少研究报道1-7,8，但由于合成工艺比拟复杂，收率较低，产物纯化较难，生产本钱高，尚处于探索阶段，未形成工业化生产。目前虫草尤其是蛹虫草仍然是虫草素的主要来源4-4,5。虫草素能抑制病毒的RNA合成： 还有抗疱疹病毒、脑炎病毒、艾滋病病毒的

12、活性，对HIV-I型病毒有杀伤作用。尤其对多种实体恶性肿瘤有很强的抑制作用，能增强吞噬肿瘤细胞的能力，这种能力是硒的4倍。能改善放化疗后的呕吐恶心、胃口差、头发脱落等病症而未见有毒副作用。虫草素能提高人体免疫力，增加免疫细胞数量和活性。虫草素有调节中枢神经系统的功能，很可能成为一种治疗由炎症引起的中枢神经紊乱的药物。虫草素有抗抑郁、安神和镇静的作用，虫草素对情绪不稳定或情绪抑郁悲观具有缓解作用。虫草素能改善睡眠，晚上用药效果更为显著。虫草素的抗菌、抗病毒作用：能抗微生物感染。虫草素能抑制链球菌、鼻疽杆菌、炭疽杆菌、败血症杆菌等病原菌的生长。虫草素的抗炎作用：炎症可以是感染引起的，也有些不是感染

13、性炎症，如由于神经系统或分泌失调造成的疼痛等，均有缓解作用。对虫草素作为新型广谱抗生素或生物医药的广泛开发应用，将成为全球生物医药领域开展重点4-6.。2虫草多糖为多种糖类组成的多聚糖：产品含量为4-5%。对不同类型糖尿病均有降血糖效果，虫草多糖能抑制肝葡萄糖输出，提高肝脏葡萄糖代酶的活力。在肝中葡萄糖会消化掉一局部，起到降糖作用。虫草多糖具有保肝、养肝作用，可使纤维化组织逆转，虫草多糖能提高肝脏的解毒能力。虫草多糖保肾脏有助于尿蛋白、血清肌酐、血尿素氮等指数下降。虫草多糖具有养肺化痰的成效，对肺源性心脏病肺血管慢性疾病造成肺动脉高压有辅助疗效。虫草多糖能减少心肌缺血、心肌堵塞。有益于消化系统

14、，克制便秘。3虫草酸D-甘露醇：虫草酸在蛹虫草中含量为2%。虫草酸能有效预防和治疗脑血栓、脑溢血和肾功能衰竭，同时还具有利尿作用。虫草酸在临床用于降颅压和眼压、利尿及急性肾功能衰竭的治疗。可预防脑出血、心力衰竭，能补充血浆，改善人体微循环。虫草酸还可延缓细胞的衰老，抗肝组织纤维化，减轻组织水肿。减轻慢性肾脏病变及毒性物质对肾脏的损害。4腺苷腺嘌呤核苷：蛹虫草中腺苷含量为0.02%,可以抗病毒、抗菌，抑制血小板积聚，防治血栓形成，还可消除面斑，抗衰、防皱。腺苷还有舒血管平滑肌的作用，增加冠脉血流量，抑制血小板凝聚，提高心脏耐缺氧能力，参与血管扩，参与心肌能量代 ，抵抗心律失常，同时，同时改善肾脏

15、微循环和局部血流量，对肾衰有缓解作用。5虫草脂肪：占干物重的8%，其中82%为不饱和脂肪酸，有改善心血管功能的作用。可以降低血液中的胆固醇和甘油三酯含量，提高对人体有利的高密度脂蛋白含量。有减轻动脉粥样硬化的作用。6SOD酶超氧化物歧化酶：超氧化物歧化酶在虫草中含量为65mg/g，是国际公认的能去除体过量自由基的酶，并且能降低血脂、胆固醇。对抗癌、防衰老、减少体毒素有良好作用。7麦角甾醇：蛹虫草中的麦角甾醇，对抑制或消除催人衰老的超氧自由基形成、防衰、减毒有良好作用。麦角甾醇在紫外线作用下会转变成维生素D2。维生素D2(麦角钙化醇及维生素D3(胆钙化醇)，是维生素D家族成员中最重要的成员，可以

16、预防骨质疏松症。8排异反响抑制剂：从虫草菌丝培养液中提取出的抗生素成分，经修饰，合成新型免疫抑制剂FTY7204-7。参考文献：4-1人工蛹虫草子实体化学成分，泓等，药学学报， 2004, 35(9): 663-668。4-2. 人工蛹虫草化学成分研究。王刚等. 中草药， 2004, 35(5): 493-495。4-3.蛹虫草发酵液的代产物虫草素。 Cordycepin, a metabolic product isolated from Cultures of Cordyceps militaris (Linn.) Link. Cunningham KG, et al. NATURE. 1

17、950, 4231: 949.4-4.核糖核苷到3-脱氧腺苷的配向性和立体选择性转换是从腺苷到虫草素的高收率三步合成方法。 Regiospecific and stereoselective conversion of ribonucleosides to 3-deo*ynucleosides. A high yield three-stage synthesis of cordycepin from adenosine. Hansske F, et al. Tetrahedron Letters. 1985, 26(36): 4295-4298.4-5.蛹虫草的化学成分、药效及应用，俐彤等?现代食品科技?Vol.21No.3(总85)，192-197。 4-6.虫草菌素研究与开发的现状与前景. 宁等. 农业学报， 2011, 23(1): 121-123。4-7.蛹虫草化学成分及药理作用研究进展，万朋等，中医药杂志 2015 年第49 卷第6 期 95-97。