蟲草菌絲體研究及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

王穎 郭原 周亞杰 馮鵬 馮敏

[摘要] 蟲草菌絲體是通過對(duì)冬蟲夏草菌進(jìn)行人工培養(yǎng)、液體發(fā)酵獲得的，是與冬蟲夏草功效相似的替代資源。蟲草菌絲體的生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品服用方便，無不良反應(yīng)，適宜于免疫力低下者，多以膠囊劑內(nèi)服。筆者總結(jié)蟲草菌絲體近年來的文獻(xiàn)，主要包括冬蟲夏草相關(guān)菌、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、藥理作用及質(zhì)量分析等內(nèi)容集結(jié)成本文，為蟲草菌絲體的開發(fā)利用及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供參考。

[關(guān)鍵詞] 蟲草菌絲體；冬蟲夏草；產(chǎn)業(yè)化；藥理；毒理；質(zhì)量分析

[中圖分類號(hào)] R282 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1672-5654（2018）09（b）-0189-03

冬蟲夏草是我國(guó)中醫(yī)藥寶庫中的瑰寶，始載于《醫(yī)學(xué)千萬舍利》[1]。冬蟲夏草具有補(bǔ)肺益腎，止血化痰的功效，已收載于《中國(guó)藥典》2015年版一部。其奇特和神秘之處在于“變化生成一氣通，一物竟能兼動(dòng)植，世間物理信難窮”[2]。但獨(dú)特的生長(zhǎng)環(huán)境及過度采挖導(dǎo)致資源衰竭。尋找替代資源已刻不容緩，而對(duì)冬蟲夏草資源進(jìn)行保護(hù)的根本措施是人工栽培。在這種形勢(shì)下，人們的研究重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向人工培養(yǎng)、液體發(fā)酵獲得的蟲草菌絲體。

1 冬蟲夏草相關(guān)菌

冬蟲夏草相關(guān)菌，包括無性型和有性型，而在液體發(fā)酵過程均為無性型。蟲草菌絲體的優(yōu)劣是冬蟲夏草人工培養(yǎng)成功與否的關(guān)鍵性因素，因此研究員對(duì)冬蟲夏草菌進(jìn)行了大量的篩選和鑒定工作。已報(bào)道與冬蟲夏草菌相關(guān)的無性型有22個(gè)學(xué)名，研究最多的是中國(guó)被毛孢和蝙蝠蛾擬青霉，分子生物學(xué)已證明[3-4]前者是冬蟲夏草正確的無性型[5]，而后者及其他與冬蟲夏草的關(guān)系還未證實(shí)[6]。中國(guó)被毛孢曾被稱為冬蟲夏草頭孢、蝙蝠蛾被毛孢、中華束絲孢，研究證明均為中國(guó)被毛孢的異名[7]。蝙蝠蛾擬青霉是從云南和青海采集到的新鮮冬蟲夏草中分離得到的[8]。

2 產(chǎn)業(yè)化技術(shù)

20世紀(jì)70年代后期就對(duì)冬蟲夏草人工培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行了大量研究工作。目前有3種培養(yǎng)技術(shù)，包括半人工培養(yǎng)、固體發(fā)酵培養(yǎng)和液體深層發(fā)酵培養(yǎng)。由于投資高、培養(yǎng)難度大、周期長(zhǎng)且產(chǎn)量低，用冬蟲夏草菌培養(yǎng)出子實(shí)體的成功率都很低。已有企業(yè)實(shí)現(xiàn)了冬蟲夏草的人工培養(yǎng)[9]，但未公開。現(xiàn)人們的研究重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到冬蟲夏草菌液體發(fā)酵培養(yǎng)的技術(shù)上。液體深層發(fā)酵技術(shù)這項(xiàng)技術(shù)成本低、周期短且產(chǎn)量高，已大面積推廣應(yīng)用。

3 藥理、毒理、臨床

經(jīng)液體發(fā)酵培養(yǎng)的蟲草菌絲體制品是否具有藥理作用、不良反應(yīng)及臨床療效，是判斷蟲草菌絲體能否作為冬蟲夏草代用品的基本標(biāo)準(zhǔn)。

機(jī)體在代謝過程中會(huì)產(chǎn)生活性氧，包括超氧陰離子自由基（SAFR）、羥自由基（HFR）、過氧化氫和單線態(tài)氧。在某些病理情況下活性氧代謝物過量會(huì)導(dǎo)致機(jī)體組織損傷和疾病的發(fā)生。機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的自由基起主要作用的是SAFR和HFR，張小強(qiáng)等[10]采用鄰苯三酚自氧化體系產(chǎn)生SAFR及利用Fenton反應(yīng)產(chǎn)生HFR，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蟲草菌絲體對(duì)兩者均有清除作用。趙萍等[11]通過體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾被毛孢菌絲體發(fā)酵液制劑具有免疫調(diào)節(jié)的活性。

陳志榮等[12]利用流式細(xì)胞技術(shù)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR、Western blot和混合細(xì)胞培養(yǎng)等方法，發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾被毛孢菌絲體能促進(jìn)樹突狀細(xì)胞成熟，刺激適度Th1型免疫反應(yīng)。

CCl4對(duì)肝臟有強(qiáng)損傷作用，會(huì)導(dǎo)致干細(xì)胞的壞死、癌變等，楊槐俊等[13]采用四氯化碳（CCl4）建立急性肝損傷模型，以3個(gè)劑量組的冬蟲夏草菌絲提取物給藥小鼠30 d，觀察小鼠肝臟的病理損傷情況，發(fā)現(xiàn)冬蟲夏草菌絲提取物能減輕肝細(xì)胞壞死程度，對(duì)化學(xué)性肝損傷有保護(hù)作用。

查捷等[14]通過最大耐受量試驗(yàn)、Ames試驗(yàn)、小鼠骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)和小鼠精子畸形試驗(yàn)，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析，發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾被毛孢蟲草菌絲體粉無不良反應(yīng)、無致突變作用以及無致畸性。

采用生物工程、低溫發(fā)酵技術(shù)精制而成的百令膠囊具有補(bǔ)肺腎、益精氣的功效，可用于治療腎臟疾病（慢性腎衰、腎小球腎炎等）、肝臟疾病、哮喘等，且改善腎移植效果[15]。

4 質(zhì)量分析

運(yùn)用現(xiàn)代化的分析技術(shù)既可定性鑒別蟲草菌絲體和冬蟲夏草，也能準(zhǔn)確的定量蟲草菌絲體中各有效成分的含量。

李瓊等[16]建立了顯微和薄層兩種定性鑒別方法，可有效區(qū)分粉碎或加工成制劑的人工蟲草菌粉和天然蟲草。張文娟等[17]通過結(jié)合聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)限制性內(nèi)切酶片段長(zhǎng)度多態(tài)性法及CO I聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增技術(shù)，可成功鑒別冬蟲夏草與人工發(fā)酵菌絲體。魏江春等[18]運(yùn)用分子系統(tǒng)學(xué)分析對(duì)人工培植的冬蟲夏草有性型進(jìn)行物種鑒定，并利用HPLC法和1H NMR指紋圖譜法檢測(cè)人工培殖的冬蟲夏草無性型菌絲粉。

張萍等[19]采用聚類分析法，利用高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)器，建立發(fā)酵蟲草菌絲類制劑中5個(gè)核苷類成分的特征圖譜，方法簡(jiǎn)單快速，可用于各發(fā)酵蟲草菌絲類制劑的質(zhì)量分析。宗時(shí)宇等[20]采用冰浴超聲提取法與UHPLC-ESI-MS/MS分析法，能快速檢測(cè)以蟲草菌絲體為原料的保健品中13種核苷類成分。

張萍等[21]運(yùn)用HPLC柱前衍生化法測(cè)定發(fā)酵蟲草制劑的氨基酸含量，比其他氨基酸分析方法簡(jiǎn)便、快速、靈敏度高，可用于評(píng)價(jià)發(fā)酵蟲草制劑的質(zhì)量，為其他發(fā)酵類制劑的質(zhì)量控制提供參考。

5 蟲草菌絲體產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀

1988年批準(zhǔn)的國(guó)家一類新藥百令膠囊是由中國(guó)被毛孢Cs-C-Q80經(jīng)液體深層發(fā)酵所得菌絲體的干燥粉末制成的。2012年該產(chǎn)品的產(chǎn)能支撐8億元左右的銷售規(guī)模[22]，2015年年底實(shí)現(xiàn)了銷售收入三年翻一番的目標(biāo)。

金水寶膠囊也是國(guó)家一類新藥，是由蝙蝠蛾擬青霉Cs-4菌種發(fā)酵生產(chǎn)制備的菌粉。在2014年金水寶膠囊的產(chǎn)值達(dá)到22億元人民幣[9]，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要求工藝的重復(fù)性、可大規(guī)模的操作以及利潤(rùn)的最大化，蟲草菌絲體不僅解決了人工冬蟲夏草無法產(chǎn)業(yè)化的瓶頸，也創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 總結(jié)與展望

我國(guó)雖已將冬蟲夏草列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生植物，但其資源減少的趨勢(shì)并未遏制。且冬蟲夏草不能作為保健食品原料及普通食品原料。可用于保健食品的真菌菌種名單中只收錄了蝙蝠蛾被毛孢和蝙蝠蛾擬青霉這兩個(gè)無性型菌種。相對(duì)于天然冬蟲夏草，蟲草菌絲體的生產(chǎn)成本低、服用方便、無不良反應(yīng)，且液體深層發(fā)酵技術(shù)可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，真正能走入尋常百姓家。

蟲草菌絲體具有廣泛的保健價(jià)值，隨著人們不斷的開發(fā)利用，極大的緩解了冬蟲夏草野生資源瀕危的程度，消除了人們對(duì)冬蟲夏草及蟲草菌絲體之間存在的誤解，滿足了保健食品市場(chǎng)多樣性的需求，因此，蟲草菌絲體產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有巨大的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。今后利用新技術(shù)和新方法，結(jié)合產(chǎn)、學(xué)、研、管機(jī)制，優(yōu)化蟲草菌絲體的工藝，開發(fā)更多的新功能以及多樣化產(chǎn)品形式，加大力度促進(jìn)蟲草菌絲體的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 國(guó)家中醫(yī)藥管理局.中華本草·藏藥卷[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2002：147.

[2] 留仙后人.聊齋志異外集[M].2版.上海：大達(dá)圖書供應(yīng)社，1935.

[3] 趙錦，王寧，陳月琴，等.冬蟲夏草無性型的分子鑒別[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1999，38（1）：121-123.

[4] 李增智，黃勃，李春如，等.確證冬蟲夏草無性型的分子生物學(xué)證據(jù)[J].菌物系統(tǒng)，2000，19（1）：60-63.

[5] 劉錫琎，郭英蘭，俞永信，等.冬蟲夏草菌無性階段的分離和鑒定[J].真菌學(xué)報(bào)，1989，8（1）：35-40.

[6] 蔣毅，姚一建.冬蟲夏草無性型研究概況[J].菌物系統(tǒng)，2003， 22（1）：161-176.

[7] 魏鑫麗，印象初，郭英蘭，等.冬蟲夏草及其相關(guān)類群的分子系統(tǒng)學(xué)分析[J].菌物學(xué)報(bào)，2006，25（2）：192-202.

[8] 戴如琴，李曉明，邵愛娟，等.蝙蝠蛾擬青霉名稱的合格化[J].菌物學(xué)報(bào)，2008，27（5）：641-644.

[9] 董彩虹，李文佳，李增智，等.我國(guó)蟲草產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問題及展望—蟲草產(chǎn)業(yè)發(fā)展金湖宣言[J].菌物學(xué)報(bào)，2016，35（1）：1-15.

[10] 張小強(qiáng)，浦躍樸，尹立紅，等.冬蟲夏草及人工蟲草菌絲體對(duì)超氧陰離子自由基和羥自由基清除作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)老年學(xué)雜志，2003，23（11）：773-775.

[11] 趙萍，劉冰，竹軍，等.蝙蝠蛾被毛孢（Hirsutella sinensis）菌絲體發(fā)酵液免疫活性的研究[J].食品工業(yè)科技，2015，36（23）：363-370.

[12] 陳志榮，劉含智，楊振紅，等.蝙蝠蛾被毛孢菌絲體通過激活TLR2、TLR4和Dectin-1誘導(dǎo)Th1型免疫反應(yīng)[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志，2009，25（10）：895-901.

[13] 楊槐俊，郭素萍，薛莉.冬蟲夏草菌絲提取物對(duì)化學(xué)性肝損傷的輔助保護(hù)作用[J].菌物學(xué)報(bào)，2014，33（2）：394-400.

[14] 查捷，項(xiàng)華，孫建榮，等.蝙蝠蛾被毛孢蟲草菌絲體粉急性毒性和致突變作用[J].浙江預(yù)防醫(yī)學(xué)，2008，20（6）：92-93.

[15] 劉麗娟，馬世堯，袁寶榮.百令膠囊的藥理作用及臨床作用[J].中成藥，2004，26（6）：493-496.

[16] 李瓊，季巧遇.天然蟲草與人工蟲草菌粉的顯微和薄層定性鑒別研究[J].實(shí)用中西醫(yī)結(jié)合臨床，2015，15（11）：80-82.

[17] 張文娟，王曉，張萍，等.冬蟲夏草與5種人工發(fā)酵菌絲體的DNA分子鑒別方法[J].藥物分析雜志，2015，35（8）：1354-1357.

[18] 魏春江，魏鑫麗，鄭維發(fā)，等.現(xiàn)代工業(yè)化培植的冬蟲夏草物種鑒定與成分檢測(cè)[J].菌物學(xué)報(bào)，2016，35（4）：404-410.

[19] 張萍，鄭天驕，張文娟，等.5種發(fā)酵蟲草菌絲類制劑的特征圖譜及其模式識(shí)別研究[J].中國(guó)藥學(xué)雜志，2015，50（4）：293-298.

[20] 宗時(shí)宇，韓涵，段然，等.蟲草保健品中13種核苷類成分的UHPLC-ESI-MS/MS定量分析及評(píng)價(jià)[J].中藥材，2016，39（10）：2294-2297.

[21] 張萍，周玉春，王曉，等.HPLC柱前衍生化法測(cè)定發(fā)酵蟲草制劑中總氨基酸的含量[J].藥物分析雜志，2016，36（8）：1338-1348.

[22] 王英燕，王文風(fēng)，袁兵兵，等.中國(guó)被毛孢研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].發(fā)酵科技通訊，2014，43（3）：52-53.

（收稿日期：2018-06-14）