冬虫夏草及其菌丝体研究进展

77 ， ( ) 一 第 16卷 第2期 ，广 ／j ＼ — ． 中国食用菌 EDIBLE FU／qGI OF CHINA f 、 ＼ · ’ ⋯’1 ‘’广’．．{ ．}● ’ ’· ， ’’ ’ ’r ’ 。 r¨ r ．} }冬； 虫 i夏 i草；{及；；其；i菌{i丝；；体；i研；i究；i进；；展； 0一 ● t．．～● ·．● tH· I．．·I． 一 ， ．． ．一 ．·J ．． 一 ● i． + ．+ · 、， 煞 鑫 ， 摘 要 文从冬虫夏革及其茵丝律的药化、药理 (旨l塔床应用)、冬虫夏革的A．：r-栽培及菌苎律的深屠培葬 诸方面概述 了近年来竹所充工作．对争后的研完工作提出 建议与设恕。 ． 关苎调查! 点 堕兰生 ^l笠 至 ￡芷 冬虫夏草是虫草真葭(Cordyceps sinerzsis)的子 座及其寄主蝙蝠蛾幼虫尸体的复合物．属虫草属。此 属现报道已有 350余种，国内熊现 3O余种。我国青 海、云南、四III、西藏等地3000~5000米高原地区所 产之虫草为正品中国冬虫夏草，是我国特有的名贵 药用真菌 具有滋肺补肾、止血化痰等功效，可主治 气短喘咳，自汗盗汗、阳痿遣精，腰膝酸痛 病后久虚 不复等症，井在提高机体免疫功能厦抗肿瘤方面有 一 定疗效。虽然虫草及菌丝体对众多痰病都具有显 著的预防和治疗作用，但其主要作用为机体免疫功 能的改善进而增强抗病能力．是典型的温性缓补性 药物．因此也被广泛应用于食疗之中 除作为中成药 的。心肝宝 。宁心宝 、 虫草精 、。至灵皎囊 、 虫 草胶囊 等产品外，作为保健食品的。虫草营养口服 掖 也已面市。 由于天然冬虫夏草有严格的寄生性及特殊的生 态地理环境一天然资源十分紧张，加上近年来，生态 环境的严重破坏及一些人仅从眼前经济利益考虑， 滥挖滥采，艟来成熟的虫草减步了感染寄生的机会． 产量急尉下降。据不完全统计，1960~1964年我国 冬虫夏草产量为 5000~8000kg，1986年却下降至 100kg 日前，天然冬草夏草已濒临灭绝状态。 鉴于保健与用药需要的增加，而自然生态环境 遭到严重破坏．天然虫草资源锐减，供求矛盾日益加 尉。近年来，国内外在天然虫草与人工菌丝体的药 化、药理的研究以及冬虫夏草的人工栽培、冬虫夏草 菌丝体的探层培养方面做了大量的研究工作，取得 了一定进展，以下作一简要概述： 1 虫草及其茵丝休的化擎 分研宄 研究与确定天然冬虫夏草及其人工菌丝体的成 分是应用与开发的基础。邢振荣等取天然冬虫夏草 苗丝体与人工虫草菌丝体的7o 乙醇提取藏进行 纸层分析，结果二者均有7个 R值接近的斑点，经 收稿 日期 1996—1O—O3 < 占7、；r 紫外分光光度法测定．其最大吸收峰均在25gnm波 长处。含量测定结果．人工冬虫夏草苗丝体的氨基 酸、麦角甾醇含量均比天然冬虫夏草高出一倍，D一 甘露醇含量低 30 ，微量元素含量则比较接近。黄 银妹等报道，天然冬虫夏草与人工虫草菌丝体均含 有维生素 B。。，含量 0．25ug／lOOg；二者均含有钾、 钠、钙、镁、铝 硼、磷、硅、钛、锰、铁、铜、锌、硒等十几 种无机元索；认为其无机元素和氨基酸含量差异不 大，仅无机元素中天然冬虫夏草比人工虫草菌丝体 要多嫁、钒、锆三种元素。吴练中等通过对天然冬虫 夏草和人工虫草菌丝体化学成分珂试、醇浸出液的 薄层层析 紫外吸收光谱、红外吸收光谱、氮基酸、甾 醇、糖醇、生物碱、有机酸等项比较试验 ，结果证明二 者相近，认为人工草苗丝体可以替代天然冬虫夏草。 虫草的成分分析与研究要注意以下两方面的同 题： 1．1 冬虫夏草园产地不同成分会产生差异 杨跃 雄等对我国云南、四川、西藏，青海等不同产地冬虫 夏草的氨基酸、甘露醇、蛋白质、多糖等成分作了比 较研究，并结舍临床药理效用分析，说明云南冬虫夏 草在主要几个成分指标(氪基酸、麦角僧醇、蛋白质、 甘露醇以厦部分微量元素)吉量偏高，初步的实验证 实，云南产虫草为最优品系，其次是四川产虫草．其 余次之。 1．2 化学成分相同与否不墨鉴别所分析物墨否是 冬虫夏草无性型的依据 幸兴球认为，一些作者常 把培养物的化学成分与天然冬虫夏草的成分进行比 较，并以其与天然冬虫夏草成分相似来说明他们的 分离物是中国冬虫夏草的无性型。这种反证是不可 靠的 因为虫草属的另外一些种，如蛹虫草(Cordy- ceps militaris)、香棒虫草(CordIcccp~bam )、亚香 棒虫草(Cordyceps hawkcsii)都与中国冬虫夏草成 分相似。甚至不是虫草属的真菌茸丝体也有与天然 中国冬虫夏草化学成分相同的报道。 z 虫草及其菌丝体的药理研究与临床应用 包天桐等报道，经动物试验证明，虫草及人工发 酵苗丝体具有耐缺氧、增加心肌血流量、降低血清胆 固醇和 脂蛋白，并具有镇静、抗炎．祛痰 平喘及雄 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHLN'A VoL．16，No：2 性激素样作用，对。类阳虚”有保护恢复功能。其对增 加心肌血流量，降低血清胆固醇和 B脂蛋白的作用 表明它对动脉硬化、冠心病以及某些脑血管疾病的 防治+有一定的意义．是一种适于防治某些老年病的 扶正固本的疗效药物 冯鸣国等对人工菌丝体对血管的扩张作用进行 了研究，证实菌丝的乙醇提取物能明显增加犬冠脉 血流量，降低冠脉、脑及外围血管阻力的作用，并进 一 步分析指出具有上述功能的有效成分之一是菌丝 体乙醇提取物中的腺苷(即虫草素：3 脱氧腺苷) 具有的主要疗效。 姜平等报 道，冬虫夏 草 以及人工 菌丝 体对 Lewis肺 癌、小 鼠肉瘤 ]80(s- )和 小 鼠乳 腺癌 (MA一737)具明显抑制作用。青海虫草菌粉与虫草 抗其它瘤型的作用的比较证明，虫草与菌丝体对小 鼠肉瘤 180腹水型转实体型(sⅢ s)、小鼠肉瘤 37 (ss )、艾氏腹水癌(ECA)和淋巴白血病 388(P埘)有 显 著的抑制作用，但对小 鼠肝癌(H )、腹水肝癌 (HAC)和网织细胞肉瘤腹水型(ARS)无明显影响。 刘超等在探讨冬虫夏草对白血病的作用及抑癌 机制的实验中+观察了虫草水提液对正常人及白血 病患者外围血液 NK细胞的影响，发现虫草可提高 正常人及白血病 NK细胞活性，在所使用的剂量范 围内(1．56～25mg／m1)呈剂量一效应依赖性(r一 0．984，P<0．01{r一0．988，P<0．01) 同时发现虫草 可促进淋巴细胞表面 CD。 抗原的表造 提高与 K瑚 细胞的结合率。毒性试验表明对血细胞无毒性作用。 认为虫草作为生物反应调节剂用于急性白血病治疗 以提高 NK细胞活性，值得进一步研究、开发与利 用。 郑丰等为了系统地研究冬虫夏草对庆大霉素和 卡那霉素所造成大鼠急性肾功能衰竭的影响，动态 观察了血肌酐、尿素氨、尿溶菌酶、N一乙酰一 一氨 基葡萄糖苷酶(NAG)以及肾脏病理的变化。首次证 明冬虫夏草治疗可明显减轻大鼠急性肾小管损伤程 度t并可促使肾衰竭大鼠的肾功能损伤提早恢复。其 机制可能与其减轻肾小管细胞溶酶体毒性损伤．保 护细胞膜 Na 一K 一ATP酶和减步细胞脂质过氧 化的作用有关 。 踩燕平等将虫草及其菌丝体做细胞免疫作用的 探讨，结果发现二者具有明显提高小鼠机体单核 巨噬细胞系统的吞噬功能．抑制T淋巴细胞的排斥 反应 。 臧其 中等报道，虫草及人工菌丝体均具有增加 脾脏重量及加速揍酸和蛋白质更新的速度 ，可能促 进脾脏 DNA的台膦 捌速脾细胞的分裂与增殖，从 而增加机体的免疫和抗病能力 张家俊等采用天然虫草与人工虫草菌丝体的水 提液进行动物试验，从微观能量代谢方面探讨虫草 的“益气 作用，以阐明虫草耐缺氧和耐疲劳的作用 机理 结果显示：两种虫草提取波均具有相同的生物 效应 ：(1)促进大 鼠红细胞糖酵解途径生成 ATP； (2)增高鼠肝细胞能荷值 ；(3)激活 小鼠肌肉胞浆 CPK活性，使ADP接受CP能量生成ATP。尽管三 种能量(ATP)的生成途径和酶系统各不相同，但都 是在不需氧情况下增加组织内ATP水平，有助于组 织对能量的需要 这种现象可认为是虫草具有耐缺 氧、耐疲劳的“益气”生物效应机理 郑芙蓉概述了各种人工虫草制剂在心血管疾 病、肝脏疾病、肾脏疾病、血液病、呼吸系统、作为抗 肿瘤药物的辅肋用药及其它疾病的临床应用方面取 得的满意疗效，证实了人工虫草制剂的临床应用前 景。 ’ 3 虫草 的人I栽培 近年来，国内外人工栽培冬虫夏草的研究工作 在广泛而深^地进行．但是在完全人工控制的条件 下，将冬虫夏草菌感染寄主幼虫．使之产生与天然冬 虫夏草相同的子实体的研究工作尚未取得突破性的 进展，这是从事虫草菌分类和培养研究的工作者们 关注与期待解决的关键问题。 冬虫夏草的人工栽培必须妥善解决四十方面的 条件才能顺利完成+这四个条件是：(1)菌种；(2)繁 殖蛳}蝠蛾的技术；(3)侵染途径}(4)摹拟产地的生态 环境，特别是土壤、土壤和大气中的温度、湿度和光 线。杨跃雄等论述了虫草菌侵染其寄主的机制：冬虫 夏草是虫草菌孢子接触寄主幼虫 并进而侵染致死， 于次年长出的子实体。寄主4～5龄幼虫感染虫草菌 率最高t老熟幼虫很步被感染 3龄以下幼虫不被感 染 感染寄主的虫草菌必须是成熟的有性生殖孢子， 它们从虫草子实体弹出随风与雨水带^土壤中．如 能附着于适龄寄主昆虫体表．萌发后，伸出芽管从气 孔或口器侵^体腔内形成菌丝，菌丝反复增殖使虫 体僵硬，次年土壤解冻后长出子实体 幼虫脱皮和活 动取食能增加感染虫草菌的机会，土壤结构、土壤温 湿度影响虫草对寄主的侵染。寄主幼虫体内的微量 元素、氨基酸组成亦对虫草菌的侵染有影响。 王文元等在室内人工模拟外界环境条件，对天 然感染亚香棒虫草菌(Cordyceps hawkesii)的湖南 棒蝠蛾(Napialus hunanensis)进行了培养并产生了 于实体。通过外界条件(采用不同的温度，保湿和光 照等处理)对亚香棒虫草菌有性型发生的影响说明： 虫草有性型发生过程中需要一定的湿度以满足体内 复杂的生理生化变化所要求的水分．且温度与湿度 之间存在有相关性，在一定的湿度条件下，温度变化 缓慢或较为恒定也同样不利于抽生子实体，说明有 性型的诱导与发生要经过低温和变温处理 李黎等在四川省康定县的干沟采集当年刚萌发 出土的新鲜冬虫夏草带土壤移植于条件一致的观察 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 1 6卷 第 2期 中国食用苗 EDIBLE FUNGIOFCHINA 小区内，研究冬虫夏草子座生长与光线的关系．实验 说明，在冬虫夏草子座的生长发育期，光照起着重要 作用。光照能控制虫草子座生长高度，减缓生长速 度，延长虫草虫体部分的空腐时间 紫外线也有一定 作用。虫草子座有软强的趋光性，光照关系蓟子囊壳 形成及排列形式。 冬虫夏草寄主的研究与人工繁殖技术的探索是 人工栽培冬虫夏草的基础。陈仕江等概述了国内对 冬虫夏草寄主种类、生物学、生态学、人工养殖等方 面的研究成果，井通过虫草寄主药化成分的分析．建 议进一步研究虫草寄主是否具有与冬虫夏草同样的 滋补作用。蒋三俊也考查与论述了虫草寄主的入药 类别丑功用。 黄方正等论述了虫草苗与寄主昆虫结合时存在 拈抗作甩 人工培育昆虫的条件过好，则虫体过于强 壮，抗菌力强．难于接上；人工培育昆虫的条件过差， 虫草苗侵入后 ，易弓『起死亡，接种前虫体的状况是能 否虫苗结合的关键 朱宏图将分离、培养纯化得到的天然蛹虫草菌 接种在多种培养基上进行培养试验，不仅在固体培 养基上长出了子座，而且在柞蚕蛹上接种培养也长 出了子座 ，它与天的野生蛹虫草的子座颜色和形状 完全相同。 4 虫草茵丝体的摇瓶及反应器培养 高俊德等甩葡萄糖、蛋白胨、蚕蛹粉等培养基， 在26℃、pH6．8条件下振摇 15日可获得虫草菌丝 孙云汉等采用蛋白胨、牛肉膏、葡萄糖等培养基，在 往复式摇床上培养 7日可取得虫草菌丝。 忻丁烯报道 ，有人研究了不同培养条件对菌丝 中核昔量影响。 姚桂卿等采用深层培养的方法培养冬虫夏草头 孢菌丝确定了实验条件下最佳培养基和最适培养条 件，井筛选出了收率高、菌丝纯的云南2号品种 张 长铠等对虫草菌丝生长的深层培养条件进行了详细 的研究，筛选出虫草苗丝体深层培养的最优条件，葡 萄糖 1．5 、麦芽汁 1 、蛋自胨 I 、酵母膏 0．5 、 pH6．o、温度 23℃，接种量 0～10 ，摇床转速 8o～ ． 90r／min。 陈传盈等为提高冬虫夏草深层培养干苗粉得 率、蛋白质和甘露醇含量 ，对其培养条件进行了研 究，实验表 明，6 的白糖、2 的蚕蛹粉(水解)、1 的酵母粉和 0．3 的 2号无机盐添加剂等组成的液 体培养基 ，可获得干菌粉得率 4～j ，租蛋白含量 >43 ，甘露醇含量>8 ，发酵罐小试得到满意结 果。 蒲春翔等通过添加虫体养分及植物油脂等于液 体培养基中，使虫菖苗生长具有类似野生所需的营 养成分，在振摇培养之后，静置培养 60天观察到直 径 5毫米、高 5～35毫米的子座挺起 ，至 9O天子座 逐渐萎缩倒伏 5 结束语 近年来，在对天然冬虫夏草进行大量的药化，药 理及临床应用等研究的同时，积极探索冬虫夏草的 人工栽培与采用 天然虫草真苗发酵法获取人工虫 草菌，井取得了一定的成绩 。大量的研究表明：人工 虫草菌丝体与天然冬虫夏草具有相似的化学成分、 药理作用和临床疗效 ，且毒性 比天然者小，这就为人 工培养虫草苗丝体代替天然冬虫夏草的药用提供了 科学依据 但在完全人工控制条件下完整地实现冬 虫夏草真菌的有性阶段生长的研究尚未取得突破性 进展，另外，具有相似化学成分及药理作用的虫草属 其它虫草苗替代冬虫夏草的研究工作还刚刚开始 今后 ，希望搞分类工作、人工培养工作和药化、药理 及临床应用的科研人员进一步加强交流和合作，让 冬虫夏草及虫草属其它虫草真菌这一医药宝藏为人 类健康作出更大的贡献 此外 ，目前国内普遍采用传 统机械搅拌式的发酵装置踩层培养冬虫夏草苗丝 体，本文作者将在过去对真菌研究_不足的基础上进 一 步探讨采用气升式生物反应器探层培养冬虫夏草 菌丝体的工艺条件及其节能效果 (参考文献略) 作者简升tlji盍亮‘ 男 华南理工大学生物工程研究所 生化工程专业博士研究生}高孔肇 男 华南理工大学生 物工程研究厨 童品发酵工程教授，博士导师，谭盈科 男 华南理工大学化学工程研究所 化学工程教授，博士导师。 通讯联系凡及地址}肖宏亮 广州(510641)华南理工大学化工学琬94博 Development of‘study on Cordyceps sinensis and its my~lia Xlao Hongllang，Gao Kmlgroag，Tan Yi~,ke ABSTR．~CT Recent progress in study of Cordyceps sinensis(Berk．)Sate．and its mycelia in four as— pects：pharmaceutical chemistry，pharmacology(inc1．clinical application)，artificial cultivation ot Cordyceps sinensis(Berk．)Sacc and submerged culture of its mycelia is throughly reviewed．Some suggestions on fur— ther／~．seach are made． KEY WORDS：Cordyceps ffnensis (Berk．)Sacc．t mycelia arti ial cultivation，submerged culturet pharmaceutical chemistry，pharmacology 维普资讯 http://www.cqvip.com