蛹虫草人工栽培及产品开发研究概况
摘要：综述了蛹虫草在人工固体、液体培养及产品开发等方面的研究进展。提出了蛹虫草人工栽培中存在的问题，为蛹虫草的大规模生产和进一步开发提供参考。
关键词：蛹虫草； 人工栽培； 产品开发
蛹虫草Cordyceps militaris(L.ex.Fr)Link又名北冬虫夏草，蛹草，北虫草，蛹草菌，分类学上属于真菌门(Eumycota)，子囊菌亚门(Ascomycotinia)，核菌纲(Pyrenomycetes)，球壳目(Sphaeriales)，麦角菌科(Claviciptiaceae)，虫草属(Cordyceps)[1]。国外最早见于报道是1723年Vaillant在《Botanicon Parisiense》一书中，发表了蛹虫和大团囊虫草，其后在20世纪30~60年代，日本等国研究人员分别做了一些生态调查和驯化、人工栽培的研究。我国这方面的研究是从20世纪80年代开始的，并且在人工栽培、化学成分、药理等方面做了大量的研究，取得了一些成果。认为蛹虫草完全可以作为资源极缺的冬虫夏草的代用品。
1 固体栽培
1986年吉林省蚕业研究所以家蚕和柞蚕为寄主培养蛹虫草成功获得子实体[2]。后来蛹虫草先后在柞蚕和桑蚕活蛹、家蚕、蓖麻蚕蛹以及樗蚕蛹为寄主在室内种植蛹虫草成功[3，4]。陈顺志等[5]瓶栽蛹虫草成功，并提出子座的色泽与光线强弱有关；郑晴霞等[6]首次将蛹虫草菌直接在培养基上，并长出子座；而且提出可以直接液体培养菌丝体。姜明兰等[7]用野生菌进组织分离，在PDA培养基上分离、纯化出优良的原种。经人工驯化的原种在PDA液体培养基中扩大培养后，接种到大米培养基上，在一定条件下获得先端膨大呈棒状的子实体。张显科等[8]研究认为高粱米，小米，玉米渣和蚕蛹可以代替大米栽培蛹虫草，后来刘守华等[9]实验得出大米加猪血培养基更适宜虫草菌丝的生长，使产量有所提高。冉翠香等[10]发现人工蛹虫草培育成功的关键在于诱发子实体原基的形成，认为温差刺激对子实体原基形成的效果较好。
2 液体培养
天然蛹虫草资源稀少，人工固体栽培周期长，也不易控制条件。通过液体深层培养法获得虫草菌丝体丝体的化学组成与从天然采集的虫草的化学组成接近，而且可以从发酵液中得到人们需要的物质，还能大大缩短生产周期。邵爱娟等[11]研究得出虫草菌丝的最适生长温度为20~25°C。在进行菌丝发酵时碳源以蛋白胨为最优，采用1∶2或1∶3的碳氮比较为合适。李宗军等[12]正交实验表明，发酵最佳培养基组成是：5%大米粉、1.5%豆饼粉、1.5%麦芽粉、0.1%KH2PO4，0.05%MgSO4·7H2O。李信等[13]得出影响蛹虫草菌胞外多糖产量的实验因子显著性大小的排列顺序为：甜菜糖> 酵母浸出粉 >KNO3>MgSO4·7H2O> FeSO4 >K2HPO4 。胞外多糖最佳发酵工艺参数：初始pH值为7，500 ml三角瓶中培养基装液量为100 ml，接种量6%，温度28°C。周期为96 h。赵明文等[14]得出的优化培养基配方为：玉米粉4%，黄豆粉0.6%，酵母粉0.3%，K2HPO40.05%，MgSO40.05%，接种量3%，pH 5.5。认为碳源因子对胞外多糖的产生影响显著。陈晋安等[15]得出蛹虫草发酵的适宜培养基组成为：蔗糖 5.0%，玉米浆3.0%，酵母膏0.5%，MgSO4·7H2O 0.05%，KH2PO40.05%，认为蔗糖为碳源最好，以酵母膏为氮源，菌体产量最高。李烨[16]研究认为蛹虫草菌丝的生长可以利用多种碳源和氮源，在以红糖碳源、奶粉为氮源的液体培养基中生长最佳，且碳源/氮源合适的比例为2.0~2.5/1.0，适宜PH为5.0~6.5 。汪宇等[17]以发酵得率为指标优化培养基成分确定为蛋白胨1.5%，MgSO40.05%，KH2PO4 0.15%，VB15mg/L， 2，4D 2 mg/L。在相同条件下，优化培养基比原来培养基的发酵得率提高了4.5%，研究初步得到蛹虫草液体培养条件和生长动力学，为工业化生产提供了一定的理论依据。刘祝等[18]研究最好的培养基配比可将该菌株的虫草素含量提高到1.21%，比用Czapek培养基提高8.1倍。柴建萍等[19]通过实验得出玉米粉为最优碳源，蚕蛹粉为最优氮源, MgSO4为最优无机盐。液体发酵最佳培养基配方为 ：玉米粉 (20 g/ 1 000 ml) ,蚕蛹粉 (5 g/ 1 000 ml) ,硫酸镁 (0.5 g/ 1 000 ml)。
3 蛹虫草的功能及产品开发
冬虫夏草与人参、鹿茸齐名为为我国传统的三大补品而驰名中外，药化、药理和临床实验证明蛹虫草完全可以作为冬虫夏草的代用品。北冬虫夏草中含有大量的虫草素，虫草素的特殊医疗保健功能已经引起国内外专家的高度重视,已有不少以虫草素为主的保健品、保健食品、化妆品、药品投放市场。据报道,在美国已将虫草素作为抗癌抗病毒新药进入临床试用。在我国也已将由虫草素合成的治疗白血病的新药进入期临床试用。北冬虫夏草的保健功能成分不仅有虫草素,还有虫草多糖是国际医学公认的人体免疫增强剂。中医认为其起扶正固本作用,对老年性慢性支气管炎、肺原性心脏病有显著疗效,能提高肝脏解毒能力,起护肝作用,提高身体抗病毒和抗辐射能力。虫草酸即D-甘露醇是治疗心脑血管疾病的基本药物,具有清除自由基、扩张血管、降低血压的作用。核苷酸具有抑制血小板聚集、防止心脑血栓形成,消除黄褐斑、老年斑、青春痘,抗衰防皱,养颜美容等[20]。人工培养的北冬虫夏草的纯子实体,作为食品用于人体,经研究是完全安全的,可广泛用于保健食品、保健膳食和其它滋补类食品。同时人工培育的北冬虫夏草子实体,色泽鲜艳、气味纯正、实用性强、商品价值高,适合多种不同的人群使用[21]。北冬虫草子实体还可与一些中药配伍,对一些疾病有治疗作用。人工培育北冬虫夏草的过程中产生的培养基残基还可以酿制酱油的原料中添加5%~10%的培养基残基，所酿制的酱油口味纯正，营养丰富，具有浓郁的虫草香味[22]。目前已有的医药和保健品：
3.1 蛹灵口服液由蛹虫草和灵芝配制，有防治癌症，治疗肾虚，神经衰弱及消炎、镇痛等作用。
3.2 复方北虫草胶囊江苏海安县中医院制剂室生产，用于治疗高血压。
3.3 虫草酒以鲜北冬虫夏草全草入酒既能防病、治病，又可滋补强身。具有补肺益肾、止咳化痰等功效。对肺结核、年老体衰、咳嗽气喘、贫血虚弱、神经性胃病、阳痿、遗精、腰膝酸痛等病有明显治疗作用。
3.4 虫草益寿酒 以鲜北冬虫夏草为主要原料配以人参、鹿茸等几味名贵中草药，经高温、酒精提取有效成分，加工而成。具有提高机体免疫力、降血脂、抗氧化、抑制肿瘤、增强心肝功能、健脾护肝等延寿抗衰作用。
3.5 虫草罗汉精 以鲜北冬虫夏草为主要原料配以罗汉果、佛手等几味中药，经高温提取加工而成。具有补肾抗衰、通宣理肺的治疗作用。对各类肺结核具有明显的疗效。
3.6 虫草补肾酒 以鲜北冬虫夏草为主要原料配以枸杞、杜仲等几味中药经高温、酒精提取有效成分加工而成的保健品，发挥其本身持有的虫草酸，对预防和治疗肾功能衰竭有奇效。与中药配伍后对各类肾病、阳痿遗精、腰膝酸痛等病有明显治疗作用，是肾病患者的特殊保健佳品[23]。总之，对于蛹虫草人工培养已初步获得成功，但是有许多问题，比如菌种退化，栽培技术普通人员不易掌握等问题还有待于进一步研究。另外液体发酵法生产菌丝体也是今后的一个重要的发展方向，在药理研究的基础上，发酵生产可以有针对性的提高某种或某些有效成分的含量，为蛹虫草的医药的进一步开发提供基础。蛹虫草的研究还有许多地方有待于深入，其药用价值还有很大潜力可挖。随着中药现代化的深入，近几年来，国家对传统中药更加重视，相信通过广大科研工作者的不懈努力，这一药用真菌必将为人类做出更大的贡献。
参考文献：
[1] 邵力平.真菌分类学[M].北京：中国林业出版社，1984：109.
[2] 古恒生 ，梁漫逸.人工培育蛹虫草研究[J].药学情报通讯，1987， 5(3)：51.
[3] 蒋本律， 徐银根. 蓖麻蚕蛹虫草人工培养研究[J].中国野生植物资源，1996，15(2)：12.
[4] 朱宏图. 人工培育蛹虫草的研究[J].中药通报，1987，12(12)：21.
[5] 陈顺志，吴佩杰.瓶载蛹虫草子座的方法[J].生物学通报， 1992(1)：44.
[6] 郑晴霞， 彭 菲，王凤翱. 蛹虫草的人工培育及组织学研究[J].湖南农业大学学报，1995，21(6)：581.
[7] 姜明兰， 钟文田. 北冬虫夏草人工栽培技术研究[J].辽宁农业科学，1995，1：54.
[8] 张显科 ，刘文霞. 不同培养料栽培蛹虫草实验研究[J].中国食用菌，1997，16(2)：21.
[9] 刘守华， 王 栩. 代料栽培试验研究[J]. 辽宁师专学报，1999 ， 1(1)：91.
[10] 冉翠香， 王 莉 ，许智宏.人工培育蛹虫草子实体原基的诱发形成[J].食用菌，2001，23(4)：9.
[11] 邵爱娟，戴如琴，兰红丽. 虫草菌丝的生理研究[J].中国中医药科技，1994，1(5)：22.
[12] 李宗军，温琼英.蛹虫草无性型的研究Ⅱ.液体发酵培养菌丝体及胞外多糖的提制[J]. 湖南农业大学学报， 1998，24(5)：375.
[13] 李 信，许 雷. 蛹虫草菌胞外多糖发酵工艺优化[J].化工冶金，1998，19(3)：254.
[14] 赵明文，吴燕娜，李玉祥. 蛹虫草产胞外多糖的液体优化培养条件研究[J].中国食用菌，2000，19(4)：30.
[15] 陈晋安，黄 浩，郑忠辉. 蛹虫草液体发酵条件的研究[J].集美大学学报(自然科学版)，2001，6(3)：219.
[16] 李 烨. 蚕蛹虫草菌丝生物学特性的研究[J].淮阴师范学院学报·自然科学版，2003，2(4)：330.
[17] 汪 宇，于荣敏，佟志清. 蛹虫草液体培养条件的优化及生长动力学考察[J].中国野生植物资源，2003，22(4)：56.
[18] LIU Zhu, LIANG Zong-qi, LIU Aiying. Effect of the Components of Medium on Increasing the Content of Cordycepin[J]. Journal of Fungal Research ，2003,1(1):9.
[19] 柴建萍，白兴荣，谢道燕. 蛹虫草菌深层发酵培养基正交实验[J].云南农业科技， 2004，3：26.
[20] 车振明.人工培育的蛹虫草纯子实体食用安全性研究[J].食用菌，2003，25(3):45.
[21] 张 平， 朱述钧， 钱大顺. 北冬虫夏草功能成分及保健作用分析[J].江苏农业科学， 2003，6： 105.
[22] 车振明. 利用人工蛹虫草培养基酿制功能型酱油的研究[J].工艺技术 ，2003，24(3)：67.
[23] 李 楠 ，龚长虹 ，张 宏. 北冬虫夏草人工栽培技术研究及保健品研制 [J].长春师范学院学报，2001，20(1)：36.
(中国医学科学院药用植物研究所·中国协和医科大学，北京 100094), 百拇医药(王建芳， 杨春清)
关键词：蛹虫草； 人工栽培； 产品开发
蛹虫草Cordyceps militaris(L.ex.Fr)Link又名北冬虫夏草，蛹草，北虫草，蛹草菌，分类学上属于真菌门(Eumycota)，子囊菌亚门(Ascomycotinia)，核菌纲(Pyrenomycetes)，球壳目(Sphaeriales)，麦角菌科(Claviciptiaceae)，虫草属(Cordyceps)[1]。国外最早见于报道是1723年Vaillant在《Botanicon Parisiense》一书中，发表了蛹虫和大团囊虫草，其后在20世纪30~60年代，日本等国研究人员分别做了一些生态调查和驯化、人工栽培的研究。我国这方面的研究是从20世纪80年代开始的，并且在人工栽培、化学成分、药理等方面做了大量的研究，取得了一些成果。认为蛹虫草完全可以作为资源极缺的冬虫夏草的代用品。
1 固体栽培
1986年吉林省蚕业研究所以家蚕和柞蚕为寄主培养蛹虫草成功获得子实体[2]。后来蛹虫草先后在柞蚕和桑蚕活蛹、家蚕、蓖麻蚕蛹以及樗蚕蛹为寄主在室内种植蛹虫草成功[3，4]。陈顺志等[5]瓶栽蛹虫草成功，并提出子座的色泽与光线强弱有关；郑晴霞等[6]首次将蛹虫草菌直接在培养基上，并长出子座；而且提出可以直接液体培养菌丝体。姜明兰等[7]用野生菌进组织分离，在PDA培养基上分离、纯化出优良的原种。经人工驯化的原种在PDA液体培养基中扩大培养后，接种到大米培养基上，在一定条件下获得先端膨大呈棒状的子实体。张显科等[8]研究认为高粱米，小米，玉米渣和蚕蛹可以代替大米栽培蛹虫草，后来刘守华等[9]实验得出大米加猪血培养基更适宜虫草菌丝的生长，使产量有所提高。冉翠香等[10]发现人工蛹虫草培育成功的关键在于诱发子实体原基的形成，认为温差刺激对子实体原基形成的效果较好。
2 液体培养
天然蛹虫草资源稀少，人工固体栽培周期长，也不易控制条件。通过液体深层培养法获得虫草菌丝体丝体的化学组成与从天然采集的虫草的化学组成接近，而且可以从发酵液中得到人们需要的物质，还能大大缩短生产周期。邵爱娟等[11]研究得出虫草菌丝的最适生长温度为20~25°C。在进行菌丝发酵时碳源以蛋白胨为最优，采用1∶2或1∶3的碳氮比较为合适。李宗军等[12]正交实验表明，发酵最佳培养基组成是：5%大米粉、1.5%豆饼粉、1.5%麦芽粉、0.1%KH2PO4，0.05%MgSO4·7H2O。李信等[13]得出影响蛹虫草菌胞外多糖产量的实验因子显著性大小的排列顺序为：甜菜糖> 酵母浸出粉 >KNO3>MgSO4·7H2O> FeSO4 >K2HPO4 。胞外多糖最佳发酵工艺参数：初始pH值为7，500 ml三角瓶中培养基装液量为100 ml，接种量6%，温度28°C。周期为96 h。赵明文等[14]得出的优化培养基配方为：玉米粉4%，黄豆粉0.6%，酵母粉0.3%，K2HPO40.05%，MgSO40.05%，接种量3%，pH 5.5。认为碳源因子对胞外多糖的产生影响显著。陈晋安等[15]得出蛹虫草发酵的适宜培养基组成为：蔗糖 5.0%，玉米浆3.0%，酵母膏0.5%，MgSO4·7H2O 0.05%，KH2PO40.05%，认为蔗糖为碳源最好，以酵母膏为氮源，菌体产量最高。李烨[16]研究认为蛹虫草菌丝的生长可以利用多种碳源和氮源，在以红糖碳源、奶粉为氮源的液体培养基中生长最佳，且碳源/氮源合适的比例为2.0~2.5/1.0，适宜PH为5.0~6.5 。汪宇等[17]以发酵得率为指标优化培养基成分确定为蛋白胨1.5%，MgSO40.05%，KH2PO4 0.15%，VB15mg/L， 2，4D 2 mg/L。在相同条件下，优化培养基比原来培养基的发酵得率提高了4.5%，研究初步得到蛹虫草液体培养条件和生长动力学，为工业化生产提供了一定的理论依据。刘祝等[18]研究最好的培养基配比可将该菌株的虫草素含量提高到1.21%，比用Czapek培养基提高8.1倍。柴建萍等[19]通过实验得出玉米粉为最优碳源，蚕蛹粉为最优氮源, MgSO4为最优无机盐。液体发酵最佳培养基配方为 ：玉米粉 (20 g/ 1 000 ml) ,蚕蛹粉 (5 g/ 1 000 ml) ,硫酸镁 (0.5 g/ 1 000 ml)。
3 蛹虫草的功能及产品开发
冬虫夏草与人参、鹿茸齐名为为我国传统的三大补品而驰名中外，药化、药理和临床实验证明蛹虫草完全可以作为冬虫夏草的代用品。北冬虫夏草中含有大量的虫草素，虫草素的特殊医疗保健功能已经引起国内外专家的高度重视,已有不少以虫草素为主的保健品、保健食品、化妆品、药品投放市场。据报道,在美国已将虫草素作为抗癌抗病毒新药进入临床试用。在我国也已将由虫草素合成的治疗白血病的新药进入期临床试用。北冬虫夏草的保健功能成分不仅有虫草素,还有虫草多糖是国际医学公认的人体免疫增强剂。中医认为其起扶正固本作用,对老年性慢性支气管炎、肺原性心脏病有显著疗效,能提高肝脏解毒能力,起护肝作用,提高身体抗病毒和抗辐射能力。虫草酸即D-甘露醇是治疗心脑血管疾病的基本药物,具有清除自由基、扩张血管、降低血压的作用。核苷酸具有抑制血小板聚集、防止心脑血栓形成,消除黄褐斑、老年斑、青春痘,抗衰防皱,养颜美容等[20]。人工培养的北冬虫夏草的纯子实体,作为食品用于人体,经研究是完全安全的,可广泛用于保健食品、保健膳食和其它滋补类食品。同时人工培育的北冬虫夏草子实体,色泽鲜艳、气味纯正、实用性强、商品价值高,适合多种不同的人群使用[21]。北冬虫草子实体还可与一些中药配伍,对一些疾病有治疗作用。人工培育北冬虫夏草的过程中产生的培养基残基还可以酿制酱油的原料中添加5%~10%的培养基残基，所酿制的酱油口味纯正，营养丰富，具有浓郁的虫草香味[22]。目前已有的医药和保健品：
3.1 蛹灵口服液由蛹虫草和灵芝配制，有防治癌症，治疗肾虚，神经衰弱及消炎、镇痛等作用。
3.2 复方北虫草胶囊江苏海安县中医院制剂室生产，用于治疗高血压。
3.3 虫草酒以鲜北冬虫夏草全草入酒既能防病、治病，又可滋补强身。具有补肺益肾、止咳化痰等功效。对肺结核、年老体衰、咳嗽气喘、贫血虚弱、神经性胃病、阳痿、遗精、腰膝酸痛等病有明显治疗作用。
3.4 虫草益寿酒 以鲜北冬虫夏草为主要原料配以人参、鹿茸等几味名贵中草药，经高温、酒精提取有效成分，加工而成。具有提高机体免疫力、降血脂、抗氧化、抑制肿瘤、增强心肝功能、健脾护肝等延寿抗衰作用。
3.5 虫草罗汉精 以鲜北冬虫夏草为主要原料配以罗汉果、佛手等几味中药，经高温提取加工而成。具有补肾抗衰、通宣理肺的治疗作用。对各类肺结核具有明显的疗效。
3.6 虫草补肾酒 以鲜北冬虫夏草为主要原料配以枸杞、杜仲等几味中药经高温、酒精提取有效成分加工而成的保健品，发挥其本身持有的虫草酸，对预防和治疗肾功能衰竭有奇效。与中药配伍后对各类肾病、阳痿遗精、腰膝酸痛等病有明显治疗作用，是肾病患者的特殊保健佳品[23]。总之，对于蛹虫草人工培养已初步获得成功，但是有许多问题，比如菌种退化，栽培技术普通人员不易掌握等问题还有待于进一步研究。另外液体发酵法生产菌丝体也是今后的一个重要的发展方向，在药理研究的基础上，发酵生产可以有针对性的提高某种或某些有效成分的含量，为蛹虫草的医药的进一步开发提供基础。蛹虫草的研究还有许多地方有待于深入，其药用价值还有很大潜力可挖。随着中药现代化的深入，近几年来，国家对传统中药更加重视，相信通过广大科研工作者的不懈努力，这一药用真菌必将为人类做出更大的贡献。
参考文献：
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