正交设计优化蛹虫草液体菌种培养基的研究

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1、正交设计优化蛹虫草液体菌种培养基的研究引言蛹虫草[Cordycepsmilitaris(L.)Link]，别名北冬虫夏草、北虫草，属麦角菌目、麦角菌科、虫草属(Cordyceps)，蛹虫草是该属的模式种[1]。蛹虫草的宿主主要为鳞翅目的蚕蛾科、舟蛾科、天蚕蛾科等昆虫[2]，它是由昆虫的蛹体与子座两部分组成的复合体。昆虫的蛹冬季蛰居土里，蛹虫草的菌丝寄生其中吸收营养，最后其体内充满菌丝而死。到了夏季，自其尸体之上生出子座，形似草，夏至前后采集而得。蛹虫草的生态适应幅度大，因而在北回归线以南大多数地区均有分布，从真菌区

2、系上看，蛹虫草是一种世界性分布的广布种，也是我国分布最广的虫草之一。蛹虫草在我国主要分布在吉林、辽宁、陕西、广东、河南等地[3]，生于针、阔叶林或混交林地表土层中鳞翅目昆虫的蛹体上。国内外研究证实，氨基酸是蛹虫草和虫草具有补益作用的重要物质基础。蛹虫草所含的蛋白质由19种氨基酸组成，不仅含有人体必须的全部8种必需氨基酸，而且含量较高，蛹虫草所含的必需氨基酸占氨基酸总量的35.47%。目前已查明蛹虫草含有21种微量元素，其中硒、铁、锌、锰、钼、钙等有益元素含量丰富；所含维生素类物质，如VA、VB12、VE、VD3、V

3、B1、VB6及VC等含量显著超过天然冬虫夏草。国外研究资料报道，从蛹虫草人工培养液中也分离出虫草素。另外，蛹虫草中还含有麦角甾醇、D-甘露醇、腺嘌呤、尿嘧啶、腺苷、蛹虫草多糖、生物碱等活性物质。近年来研究证明，蛹虫草所含虫草活性成分如虫草酸、虫草素、虫草多糖、超歧氧化酶(SOD)、腺苷等含量明显高于天然冬虫夏草，因此具有十分重要的营养、滋补及药用价值，被誉为是虫草属真菌中的后起之秀。蛹虫草所含虫草活性成分非常丰富，如多糖。多糖作为生命物质基础的重要组成部分，广泛参与细胞的各种生命活动及生理过程的调节。宾文等研究表明

4、，多糖能够调节免疫细胞间信息的传递与感受、细胞的转化、分裂及再生等活动，具有抗炎、抗肿瘤作用[2]。孟兆丽等通过研究蛹虫草多糖对小鼠的特异性、非特异性免疫的影响，表明多糖对小鼠的特异性、非特异性免疫均有显著增强作用，同时多糖还能通过免疫调节，达到治疗或控制肿瘤的目的；且多糖有促进SOD酶活力的作用，对延缓衰老有显著意义。孟兆丽等还用杯碟法研究了蛹虫草多糖对铜绿假单孢菌、大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和四链球菌等的抑菌效果，表明蛹虫草多糖对金黄色葡萄球菌、四链球菌等革兰氏阳性菌的生长具有抑制作用，对铜绿假单胞菌和大肠埃

5、希氏菌等革兰氏阴性菌无作用。第四军医大学药理教研室和汉中市医学科学研究所进行的急性和亚急性毒性实验，证明长期服用蛹虫草无蓄积作用，对主要器官亦无明显损害。其水浸液制剂进行的初步实验证明，其部分药理作用与冬虫夏草基本一致，主要有明显地抑制小鼠的自主活动，与戊巴比妥钠有协同催眠效应，拮抗戊四氮及咖啡因引起的惊厥以及增加氯胺酮的中枢抑制效果，亦有提高小鼠耐缺氧能力的作用。说明蛹虫草有与冬虫夏草相同的镇静、催眠、抗缺氧、抗惊厥的药理作用，另蛹虫草有抗实验性心律失常作用[4]。第四军医大学药理教研室的实验还发现蛹虫草在小剂量

6、时，可表现较强的抗疟活性，与氯喳作用强度相近。已有许多研究认为蛹虫草可作为冬虫夏草的替代品，其虫草素含量为冬虫夏草的数十倍。虫草素具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤，以及抗疲劳、抗衰老、提高人体免疫力等显著功效[5]。而蛹虫草是获得虫草素的主要来源。由于野生蛹虫草的生长环境不断受到破坏，资源日益贫乏，此时人们开始寻求人工培养蛹虫草的方法，以适应其有效成分的工业化生产。自20世纪50年代以来，国内外众多科研机构，开发部门投入了大量的人力和物力，对蛹虫草的人工栽培技术进行了攻关研究，到80年代中期就成功实现了蛹虫草的人工栽培，从

7、而使我国成为世界上首次利用虫蛹等为原料批量培养蛹虫草子实体的国家。经检测，人工培养蛹虫草的主要营养与药用成分均与野生蛹虫草的含量相当甚至更高。在虫草属中，蛹虫草独特的医疗保健，成为国内外真菌界、医疗界、生物界、食品界等部门多年来研究开发的重点。经过多年研究，蛹虫草已可进行规模化人工培养。人工栽培蛹虫草的基本方法是：（1）采得新鲜野生蛹虫草，从其子实体上用组织分离法培养得到菌种；（2）将菌种接种到消毒灭菌的米饭或小麦粒培养基上，能够得到与自然菌丝形态特征一致的子实体；（3）再将此菌接种到表面消毒的蚕蛹体上，或人工培养

8、基上即可。在蛹虫草的研究和培养过程中，液体菌种的应用越来越普遍[6-7]。用液体菌种栽培蛹虫草和用试管母种、固体原种栽培相比，菌丝长满料瓶的时间分别缩短15.1d和9.7d，生物转化率分别高19.3倍和5.2倍。用试管母种和固体原种栽培蛹虫草，不但菌丝生长慢、子实体产量极低，而且出菇稀疏不整齐，基本上不能收第2潮菇。用液体菌种栽培蛹虫草，不但菌丝生长快、产量