蛹虫草培养基中虫草素分离提取的工艺综述

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蛹虫草中虫草素的研究与开发进展

蛹虫草中虫草素的研究与开发进展

虫草隶属于肉座菌目虫草科虫草属[1]。

虫草素又名虫草菌素、冬虫夏草素,属嘌呤类生物碱,是第1个从真菌中分离出来的核苷类抗菌素。

虫草素结构式如图1所示,分子式为C 10H 13N 5O 3,熔点230~231℃,最大吸收波长为259nm ,碱性,针状或片状结晶。

1虫草素的药理作用Cunningham 等[2-3]于1951年发现昆虫组织如被蛹虫草寄生则不易腐烂,经研究从中分离出虫草素。

之后,众多学者对虫草素进行了研究,证实虫草素具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗炎、免疫调节、改善新陈代谢、清除自由基等作用[4-5]。

Kodama 等[6]研发的以虫草素为主要成分的新药已在临床上试用于白血病的治疗,具有良好的临床应用前景。

目前虫草素的研究正成为药物化学、抗衰老、美容、保健品等领域中极其热门的一部分。

2虫草素的开发2.1虫草素的生产2.1.1虫草素的固体发酵法。

虫草素虽然可以经生物合成获得,但由于反应时间长、产量低、排放大量对人体有害的有机溶剂而不常用,通过虫草菌丝体人工培养一直是国内外的研究热点。

万涛等[7]通过正交旋转组合试验,确定蛹虫草固体发酵虫草素的最佳培养基配方为水料比1.1mL/g ,营养水中酵母膏的用量为22.6g/L 、蛋白胨的用量为6.0g/L 、葡萄糖的用量为25.4g/L ,KH 2PO 4的用量为2g/L ,MgSO 4的用量为0.5g/L ,营养水pH 值6.6。

通过正交试验,确定蛹虫草固体发酵虫草素的最佳环境条件为:光照强度4400lx ,每日光照时间18h ,温度18~22℃。

按照上述优化的培养基配方和环境条件进行固体发酵生产虫草素,经过大约13d 的培养,培养基中虫草素的含量可达到0.60%以上。

与传统液体发酵方法相比,利用蛹虫草固体发酵虫草素的最高产量比普通液体发酵的最高产量高近2倍,并且生产周期缩短2d 。

2.1.2虫草素的液体发酵法。

国内外虫草素的制备主要通过液体发酵法获取。

蛹虫草中虫草素的研究进展_都兴范

蛹虫草中虫草素的研究进展_都兴范
3 虫草素的药理作用
3.1 抗菌、抗病毒作用 虫草素是一种核苷类抗生素,具有 较好的抗菌、抗病毒功效。焦彦朝等报道,虫草素对枯草杆 菌、鸟结核杆菌及牛型结核分枝杆菌有抑制作用[8],郑藻杰等 研究发现,虫草素能抑制链球菌、鼻疽杆菌、炭疽杆菌、猪出 血性败血症杆菌及葡萄球菌等病原菌的生长 。 [9] 此外,虫草 素还对石膏样小牙孢癣菌、羊毛状小牙孢癣菌及须疮癣菌等 皮肤病致病性真菌亦有抑制作用 。 [10] 同时,虫草素还对人体 免疫缺陷性病毒 HIV-I 型的侵染及其反转录酶的活性亦有 抑制作用[11]。 3.2 增强免疫功能和预防心血管疾病 据 Zhou 等报道 , [12] 虫草素能明显促进人外周单核细胞 IL-10 的分泌和 IL-10 mRNA 的表达,同时,对诱导产生 IL-2 的植物血球凝集素和 外周血液单核细胞的扩增有抑制作用。IL-10 能强烈抑制淋巴 细胞和单核细胞,从而能使机体免于过度的免疫病理损伤, 所以,虫草素可以通过 IL-10 的作用对自身进行免疫性调节。
1 虫草素的理化性质
虫草素即 3’-脱氧腺苷(3’-Deoxyadenosine),是一种核 苷类抗生素,属嘌呤类生物碱。1951 年,德国 Cunningham 等
收稿日期:2012-05-30 一稿;2012-09-13 修改稿。 基金项目:大连市科技计划项目(2009 E11 SF130)。 联系电话:0411-84790089
参考文献
分析[J]. 菌物系统,2003,22(2):277-282.
[ 1 ] 丁湖广. 菌种退化与老化原因及防止措施[J]. 食用菌,2006(1): 39-40.
[ 2 ] 李美娜,吴谢军,李春燕,等. 人工栽培蛹虫草退化现象的分子
[12] 熊承慧,夏永亮,李琳,等. 基因工程方法改善蛹虫草菌株继代 培养稳定性[C].中国菌物学会第五届会员代表大会暨 2011 年学术年会论文摘要集,2011.

蛹虫草

蛹虫草

蛹虫草怎样服用更有营养?
蛹虫草味甘平、唇齿留香,最适合炖(煲)汤食用。滋补品讲究 食疗周期。如想增强抗病能力、预防感冒、靓泽皮肤,一周2-3次,连 服一个月为一个周期,通常每月10次为佳。而患病者则宜采取食疗调 节法或遵医嘱,最好每天都有摄入。若病状减轻或消失,则改为食疗 保健调法,以达固本培元,标本兼治之效。
虫草素的提取
大孔树脂分离纯化虫草素 1)树脂预处理:选择合适的树脂,大孔树脂先用95%乙醇浸泡24h,使其充分溶胀和初步除 杂,再用去离子水洗至无乙醇味,然后将树脂装入层析柱。用2mol/LHCl溶液过柱并浸泡2h ,水洗至中性,接着用2mol/LNaOH溶液过柱并浸泡2h,同样水洗至中性,取出,备用。 2)发酵液准备:由于虫草素主要存在于发酵液中,所以发酵结束后,将蛹虫草培养物于 8000r/min离心20min,取上清液备用。 3)吸附:将预处理过得树脂与发酵液以1g:20ml混合,25℃下摇床上振荡24h。
霉菌多糖作为真菌激发子,分批补加NH4+,硫酸亚铁1g/L。 不同的研究发现这些添加物质都对虫草素产量有所提高,但是不同菌株、不同培 养条件对虫草素的产量影响很大,并不是所添加物质都适应所有菌株。
斜面培养
按PDA综合培养基配方制备培养基,高压灭菌后制成斜面,将保藏的菌种接
入新制的斜面培养基中,并将其置于25℃恒温箱中培养,培养至洁白的菌丝体长
成功开发出大成草系列 虫草素含片
生产流程
优选品种
制备培养基
斜面培养
一级种子培养
制备目标纯度样本
虫草素的提取
控制培养条件
二级种子培养
高产菌种选育
目前全世界最高产菌株是采用高能离子束照射法得到的突变株,最高产量 可以达到8.60g/L。

一种蛹虫草sod提取方法

一种蛹虫草sod提取方法

一种蛹虫草sod提取方法蛹虫草(Cordyceps sinensis),又称冬蟲夏草,是一种珍贵的中草药,被广泛应用于中医药领域。

蛹虫草SOD(超氧化物歧化酶)是其中的一种重要生物活性成分,具有显著的抗氧化、抗衰老和免疫调节等生物活性功能。

本文将介绍一种蛹虫草SOD的提取方法。

首先,蛹虫草的制备工作要做好。

采摘新鲜的蛹虫草,应选取完全成熟,颜色完整的蛹虫草进行提取,通常是取其子实体部分。

采摘后,应将蛹虫草洗净并晾干,然后粉碎成细粉备用。

接下来,我们介绍一种使用醋酸钠为活性酯酶抑制剂,辅以乙醇为有机溶剂,提取蛹虫草SOD的方法。

1. 材料准备:- 干燥的蛹虫草粉末;- 醋酸钠溶液(浓度为0.06mol/L);- 乙醇(浓度为90%);- 蒸馏水。

2. 提取步骤:1) 取一定量的蛹虫草粉末,用醋酸钠溶液混合搅拌,保持pH值在4.5-5.5之间,这样可以抑制酯酶的活性,避免对SOD的影响;2) 添加适量的乙醇,使溶液浓度达到30%,然后充分搅拌,并在室温下放置3-4小时,进行成份的溶出;3) 使用离心机将混合溶液进行离心,分离出悬浮液和沉淀;4) 将悬浮液冷冻,然后进行冷冻干燥,以去除溶剂;5) 最后,使用蒸馏水溶解干燥后的沉淀,得到蛹虫草SOD溶液。

在提取过程中,有几个关键的注意事项需要注意:- 蛹虫草粉末和溶液之间的接触时间应尽量缩短,以免酯酶的活性对SOD产生影响;- 醋酸钠溶液的浓度要合适,过高或过低都可能影响到提取效果;- 提取液最好使用无菌器皿,并注意卫生操作,以确保提取得到的SOD的纯度和活性。

通过上述提取方法,可以获得蛹虫草中的SOD活性组分。

提取得到的SOD溶液可以用于进一步的分离、纯化和活性测定。

为了保持SOD的活性,提取液应尽快进行冻干,以防止SOD的降解。

总之,蛹虫草SOD的提取方法是一种较常用且简便的方法。

通过在提取过程中添加特定的抑制剂和有机溶剂,可以从蛹虫草中有效提取出SOD活性成分,为进一步研究和应用蛹虫草的药理特性提供了基础。

虫草素双动态提取技术的报告

虫草素双动态提取技术的报告

虫草素双动态提取技术的报告一、虫草素简介:虫草素又名虫草碱,其分子式是=CiciN13H5O3,是冬虫夏草Cordyc印s sinensis中的一类核苷类化合物,具有很好的抗真菌、细菌、病毒的活性,对链球菌、鼻疽杆菌、炭疽杆菌、猪出血性败血症杆菌及葡萄球菌等病原菌的生长有抑制作用。

同时虫草素还表现出抗HIV-I型病毒和选择性抑制梭菌属细菌活性。

在治疗抗病毒、抗肿瘤、抑制癌细胞分裂时也发挥着很重要的作用。

腺苷具有舒张血管、降低血压、减慢心率、抑制血小板凝集等多种生理活性。

虫草素在冬虫夏草中的含量低,野生冬虫夏草的虫草素含量仅为5. 4 μg/g,人工冬虫夏草虫草素含量比野生冬虫夏草含量高,其中人工蛹虫草最高含量为4.71%。

现在国际市场上虫草素价格昂贵,且在我国很少将虫草素作为有效地活性物质单独提取,而更多的是作为保健酒有效成分溶解的酒中,没有发挥出最大价值。

我国人工栽培冬虫夏草数量巨大,提高虫草素的提取率具有巨大的市场前景。

二、医疗用途:虫草素主要有化学合成制得和蛹虫草中提取纯化两种来源。

五十年代初就有人报道萃取法获得单体,六十年代也有人工合成品报道。

化学合成虫草素在路线设计上主要有置换脱氧核糖环3’位C-O键,形成2’,3’-环氧脱氧核糖结构然后进行区域立体选择性开环和直接合成3-脱氧核糖衍生物3种思路。

病毒转录酶和传染的抑制作用;对人体外周血单核细胞生产白细胞介素-10的作用效果;对抗白血病活性和作用机理……等等领域的应用研究方面都取得了开创性的成果。

虽然虫草素功效上国内外研究的较为深入,但因为野生的冬虫夏草和人工的冬虫夏草包括蛹虫草中虫草素含量极低,且含量不稳定,以致提取难较大,所以虫草素的工业化提取一直是一个难题。

2012年中国宁波广发文博生物科技有限公司组织各方面专家经过数年的攻关研究成功实现了虫草素的工业化提取,并成功开发出大成草系列虫草素含片,在冬虫夏草和虫草素的科学利用方面实现了里程牌式的飞跃,使中国自1957年以来,在半个多世纪的虫草素的科研和利用方面终于走在了世界的前列。

蛹虫草主要成分虫草素、腺苷提取方法对比

蛹虫草主要成分虫草素、腺苷提取方法对比

蛹虫草主要成分虫草素、腺苷提取方法对比作者:马麦艳张相锋焦子伟来源:《现代农业科技》2019年第05期摘要利用前期加速溶剂萃取法提取腺苷、虫草素的优化结果,分别挑选最优处理进行试验,即提取腺苷最适条件为温度70C、时间10min、乙醇含量20%、循环2次,提取虫草素最适条件为温度1009C、时间15min、乙醇含量0%.循环2次。

并将该方法与水热回流法、醇热回流法、超声水提法、超声醇提法4种传统方法进行比较,结果表明,加速溶剂萃取法明显优于其他传统4种方法,各个方法之间差异达显著水平(P<0.05);加速溶剂荜取法提取腺苷效果最好,提取量为2118.07μg/g,提取效果最差的是超声波醇提法,提取量仅有180.72μg/g;加速溶剂萃取法提取的虫草素量为19678.70μg/g,超声波醇提法提取虫草素效果最差,提取量仅有4108.27μg/g;加速溶剂萃取法有其明显的优势,操作简单、方便快捷。

关键词蛹虫草;加速溶剂萃取法;虫草素;腺苷;成分提取中图分类号 TS264.3文献标识码 A文章编号 1007-5739(2019)05-0220-03虫草素(Cordycepin),全称3’一脱氧腺苷,分子式为C.gH3N,O3,是核苷类的一种,pH值偏碱性,常温下是固态晶体,性状为片状或针状,其熔点为230~231C",溶于水、热乙醇和甲醇,不溶于苯、乙醚和氯仿等有机溶剂,紫外光最大吸收波长为259nm!2。

腺苷也是核苷类的一种,具有抑制中枢神经递质的释放、改善心脑血液循环等作用34。

一般提取虫草素的方法都能一并获得腺苷,已报道的传统提取方法有浸提法、超声法、索氏提取法、回流法、渗漉提取法等15日。

钟艳梅等叫以人工蛹虫草固定培养残基为原料,采用索式提取法提取虫草素,结果表明,水比乙醇更利于提取虫草素。

王英娟等8也采用超声法、回流法与提取溶剂水.乙醇组合的4种提取方法获得虫草素,结果表明,水热回流法效果最佳。

蛹虫草中虫草素、虫草多糖综合提取工艺研究

蛹虫草中虫草素、虫草多糖综合提取工艺研究

蛹虫草中虫草素、虫草多糖综合提取工艺研究
王英娟;李多伟;王义潮;郑婷婷
【期刊名称】《西北植物学报》
【年(卷),期】2005(25)9
【摘要】以蛹虫草为材料,采用超声波水提法、超声波醇提法、水热回流法和醇热回流法4种提取方法选择虫草素和虫草多糖的最优提取方法,并用正交试验方法考察水热回流法中提取温度、提取次数、提取时间、料液比4个因素对虫草素、虫草多糖综合提取效率的影响,以确定从蛹虫草中综合提取虫草素、虫草多糖最佳工艺.结果表明,水热回流法是提取虫草多糖和虫草素的最优提取方法,其最佳工艺条件为:用10倍量的水于80℃热回流提取3次,每次90 min.
【总页数】5页(P1863-1867)
【作者】王英娟;李多伟;王义潮;郑婷婷
【作者单位】西北大学,生命科学学院,西安,710069;西北大学,生命科学学院,西安,710069;西北大学,生命科学学院,西安,710069;西北大学,生命科学学院,西
安,710069
【正文语种】中文
【中图分类】Q949.325
【相关文献】
1.蛹虫草虫草素和虫草多糖综合提取工艺的研究 [J], 祁波
2.正交设计优选蛹草拟青霉中虫草素和虫草多糖的提取工艺 [J], 黄婷婷;马云淑;阳
丹;王维丽;谭麒冉
3.蛹虫草中虫草素、腺苷综合提取工艺研究 [J], 韩建华;杨淑芳;孙继红;任连富;吕贵仁
4.蛹虫草多糖及虫草素的综合提取工艺优化 [J], 吐尔尼散·吐地;张忠;严培兰;周帅;张勉;唐庆九
5.蛹虫草菌渣中虫草素、多糖、多肽综合提取分离的工艺研究 [J], 雷燕妮;张小斌;陈书存;刘长霞;李多伟
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蛹虫草培养基残余体综合利用的研究进展

蛹虫草培养基残余体综合利用的研究进展

dible蛹虫草[Cordyceps militaris(L.)Link]又名北冬虫夏草、北虫草,与冬虫夏草同属异种。

由于其主要药用成分虫草素含量比冬虫夏草高得多,大约为后者3~5倍甚至10倍[1],且蛹虫草更容易人工栽培,因此蛹虫草目前被选为冬虫夏草的最佳替代品。

我国蛹虫草子实体的生产已有相当规模,在子实体收获后产生大量废弃的培养基残余体作为废弃物被扔掉。

这不仅污染环境而且造成很大浪费。

废弃的培养基中含有丰富的菌丝体,其中还有大量的虫草素和腺苷及多糖类等活性物质[2]。

如何利用好虫草培养基残余体不仅能提高蛹虫草生产的附加值,也能解决环保问题,具有重要的经济效益和生态效益。

因此,近年来虫草培养基残余体的综合利用研究备受关注。

笔者从虫草培养基残余体的虫草素、虫草多糖的提取纯化,在保健食品和饲料中的应用及作为杀虫真菌制剂或用于培养其它微生物等方面综述了虫草培养基残余体综合利用的研究进展。

1蛹虫草培养基残余体中虫草素、虫草多糖的提取纯化蛹虫草性味甘平,益肺肾,补精髓,止血化痰,用于肺结核、老人虚弱、贫血虚弱等,是一种名贵的中药和高级滋补品,其中虫草素、虫草多糖是蛹虫草的重要活性成分[3],虫草素在美国作为抗癌新药,已经进入三期临床,具有极高的医药经济价值。

目前,虫草素主要从蛹虫草子实体中提取。

但是,由于蛹虫草子实体的生产成本高,从而导致虫草素的生产成本极高。

研究发现,人工栽培蛹虫草培养基中含有大量的虫草素,与相应的子实体相比,培养基来源充足,价格低廉,作为制备虫草素的原料,可以大大降低成本[4]-[5]。

因此,近年来虫草培养基残余体中虫草素、虫草多糖的提取纯化的研究备受研究者关注。

1.1蛹虫草培养基残余体中虫草多糖、虫草素的提取根据虫草素和虫草多糖溶于水、热乙醇和甲醇的性质,其提取一般采用水、50%乙醇、乙醇和甲醇等溶剂。

提取方法主要有水浴煎煮法、热水回流提取法、索氏提取法、超声波辅助提取法、微波法浸提法、连续逆流提取法等。

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蛹虫草培养基中虫草素分离提取的工艺综述摘要:查阅了相关文献,对蛹虫草的化学成分及其药理作用、蛹虫草培养基的配制及蛹虫草的栽培作了简介。

对虫草素的物化性质及生理活性作了详细综述,并对虫草素分离提纯在国内外研究动态进行了介绍,从而为从蛹虫草培养基中分离虫草素的新工艺提供了分析资料。

关键词:蛹虫草培养基;虫草素;分离提取一、蛹虫草(一)蛹虫草的化学成分蛹虫草又名北冬虫夏草,与我国名贵中药材冬虫夏草为同属异种,属于真菌界子囊菌门麦角菌科虫草属。

在我国主要分布于吉林、河北、四川、湖南、湖北及山西等省。

北方民间曾把它当作冬虫夏草应用,《新华本草纲要》记载其“性平,味甘,有益肺肾,补精髓,止血化痰”。

用于肺结核、老人虚弱和贫血等症状,为珍贵的中药材。

国内外学者对其化学成分、生理活性进行了较系统的研究,也从中分得了大量单体化合物。

姜泓等从其子实体中分离出7个化合物,分别鉴定为3ˊ-脱氧腺苷,腺苷、N6-甲基腺苷、O5-乙酰基虫草素、N6-[β-(乙酰胺甲酰)氧乙基]腺苷、虫草环肽A和麦角甾醇过氧化物。

实体中还包括虫草酸(D-甘露醇)、虫草多糖等多种有效成分,其中Zn/Cu=4.3,为人参的1.4倍,为黄芪等补益药的2.8倍。

核苷类衍生物是蛹虫草重要的活性成分,虫草素是虫草最重要的活性成分之一,是虫草中的一种腺苷类结构类似物,具有显著的药理作用。

(二)蛹虫草的药理作用蛹虫草由虫草属真菌寄生在鳞翅目、鞘翅目及双翅目的一些昆虫的蛹或幼虫体上,使虫体僵死,抽生出子座而形成的。

对它的药理作用方面,2006年文庭池进行了比较详细的概述,认为蛹虫草具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老等作用。

中医认为,虫草入肺肾二经,既能补肺阴,又能补肾阳,主治肾虚,阳痿遗精,腰膝酸痛,病后虚弱,久咳虚弱,劳咳痰血,自汗盗汗等,是唯一的一种能同时平衡、调节阴阳的中药。

蛹虫草含有8种维生素,具有调节神经系统的作用,对植物神经系统具有外周抗胆碱作用,能降低副交感神经兴奋性。

蛹虫草还具有镇静作用,并且对心悸、失眠有较好的治疗作用。

陈桂宝等对蛹虫草的药理作用进行了研究,观察到蛹虫草对人黑色素瘤B16细胞、人白血病HL-60细胞、人体红血病K562细胞具有较好的抗瘤效果,有些作用优于冬虫夏草。

沈均等也认为蛹虫草具有明显耐缺氧、增强记忆、抗炎、提高免疫力、促进能量代谢等独特功效。

二、蛹虫草培养基(一)培养基配制以大米、玉米等作主料,另添加10%~25%的蚕蛹粉或奶粉提高蛹虫草子实体的品质。

将培养料与营养液以1︰1比例拌匀,pH掌握在5.5~7.0。

按常规装瓶、灭菌、接种。

(二)蛹虫草栽培1、栽培条件。

碳源,是蛹虫草合成碳水化合物和氨基酸的基础,也是重要的能量来源。

人工栽培时,蛹虫草可利用的碳源有葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、果胶等,其中尤以葡萄糖、蔗糖等小分子糖类的利用效果最好。

氮元素,是蛹虫草自身合成的蛋白质、核酸等有机氮以及铵盐等无机氮。

能利用的有机氮很多,如,氨基酸、蛋白胨、豆饼粉、蚕蛹粉等;无机氮主要有氯化铵、硝酸钠、磷酸氢二铵等。

有机氮的利用效果最好。

矿质元素,以磷、钾、钙、镁等为主要元素。

一般通过添加无机盐类来满足蛹虫草对矿质元素的需求。

维生素,虫草菌丝不能合成必要的维生素,适当加入VB1有利于菌丝的生长发育。

温度,在虫草的不同生长发育阶段都有最适温度、最低温度和最高温度的界限。

菌丝生长温度6~30℃,低于6℃极少生长,高于30℃停止生长,甚至死亡。

最适生长温度为18~22℃;子实体生长温度为10~25℃,最适生产温度为20~23℃。

原基分化时需较大温差刺激,一般应保持5~10℃温差。

水分,是蛹虫草菌体细胞的重要组成部分。

菌丝生长阶段,培养基含水量保持在60%~65%,空气相对湿度保持在60%~70%;子实体生长阶段,培养基含水量要达到65%~70%,空气相对湿度保持在80%~90%。

要注意培养基适时补水和补充营养液。

空气,蛹虫草需要少量空气。

但在子实体发生期要适当通风,增加新鲜空气。

否则,二氧化碳积累过多,子座不能正常分化,影响生长发育。

光照,孢子萌发和菌丝生长阶段不需要光照,应保持黑暗环境。

但转化到生殖生长阶段需要明亮的散射光,光照度为100~240lx。

光照强,菌丝色泽深,质量好,产量高。

酸碱度,蛹虫草为偏酸性真菌,其菌丝生长发育最适pH为5.2~6.8。

但在灭菌和培养过程中pH要下降。

所以,在配制培养基时,应调高pH1~1.5,在配制培养基时可加0.1%~0.2%的磷酸二氢钾或磷酸氢二钾等缓冲物质。

2、栽培要点。

育种,长期采用无性繁殖及多次转管的蛹虫草菌种,其母本基因容易变异,表现为出草畸形,产质量下降。

因此,在生产中应定期对蛹虫草菌种进行一次有性繁殖。

菌丝体培养,接种后的料瓶,应置于清洁、避光的环境中培养,保护空气湿度60%。

初始阶段,为减少杂菌污染,室内温室宜保持在15~18℃之间,待料面布满虫草菌丝后,将温度提到20~23℃,持续15 d左右,菌丝即可吃透培养料,完成营养生长。

子实体培养,菌丝体成熟后,由白色逐渐转为桔黄色,此时,室内应增加光照,白天利用自然散射光,保持200lx,晚间可利用日光灯作光源,每天应不少于10h光照,以促使菌丝体转色和刺激原基形成。

待料面突起,并形成小米粒状原基时,要适当通风,补充新鲜空气,保护室内温度18~22℃,并提高空气相对温度至80%~85%。

如湿度太大,易使培养基提早失水而影响产量。

蛹虫草有较强的趋光性,因此,在子实体形成后,应根据情况适当调整培养瓶与光源的相对方向,或调整室内光源方向,以保证子实体的正常生长形态,从而提高产量。

三、虫草素的研究概况(一)虫草素的研究价值1、虫草素的物化性质。

1951年Cuningham等观察到被蛹虫草寄生的昆虫组织不易腐烂,随后从中分离到一种腺苷类活性物质,命名为虫草素,又称虫草菌素,确定其结构式为3ˊ-脱氧腺苷。

虫草素是第一个从真菌中分离出来的核苷类抗菌素,其分子式为C10H13N5O3,分子量为251D,碱性,熔点230~231℃,溶于水、热乙醇和甲醇,不溶于苯、乙醚和氯仿,紫外光最大吸收波长为259nm。

虫草素的结构式见图1。

2、虫草素的生物活性。

虫草素是一种抗菌素,具有抗菌、抗病毒、干扰人体RNA及DNA合成、明显抑制多种肿瘤细胞生长等作用。

Yo-shikawa等将小鼠接种B16黑色素瘤细胞2周后,给小鼠每天口服5mg/kg和15mg/kg剂量的虫草素,2周后发现15mg/kg虫草素可以明显抑制小鼠体内B16黑色素瘤细胞的增殖和生长,表明虫草素对肿瘤细胞的生长与增殖具有抑制作用。

研究表明,虫草素的抗肿瘤作用可能与其选择性的抑制mRNA而影响蛋白质合成有关。

Koc等研究表明虫草素对TdT-po-sitive白血病细胞有特异的细胞毒作用。

而Yamkaguchi等曾用虫草素同时处理癌细胞和正常细胞,结果发现癌细胞分裂抑制率达到55%,正常细胞分裂抑制率为1.5%。

在免疫调节方面,Zhou等报道虫草素通过诱导产生白介素-10,同时抑制白介素-2的生成,表明其具有较强的调节免疫功能。

虫草素还可以促进细胞分化、抑制细胞分裂,改变细胞膜上物质结构分布等作用。

(二)虫草素分离提纯工艺国内外研究状况对蛹虫草中虫草素含量的测定,国内外主要采用薄层色谱扫描法、HPLC-DAD、RP-HPLC法、双波长薄层扫描法、色谱技术和薄层色谱扫描法联用法及其两者的联用法和毛细管电泳法(CE)。

而提取方法主要有浸提法、超声法、索氏提取法以及回流法等四种方法。

虫草素分离纯化的研究有离子交换树脂法、反相高效液相色谱法,超临界萃取法、活性炭吸附法、硅胶柱层析法。

陈星采用反吸附不交换的方法得到了虫草素晶体。

他以蛹虫草真菌固体干燥培养物为原料,通过粉碎、热浸、低度醇液提取、过滤四步得到提取液。

当提取液在pH8.0~9.0时,有效成分虫草素既不被717阴离子(Cl-)交换树脂吸附,也不被732阳离子(NH■■)树脂吸附,这样无关的有机或无机阴、阳离子均被离子交换柱吸附。

而经上述处理过的虫草素处于近中性状态,这时重调pH至11.0,使虫草素带负电荷被吸附在717阴离子(Cl-)树脂上,然后用纯净水或蒸馏水洗脱、浓缩、结晶而得到虫草素晶体。

陈顺志等采用超临界萃、Cuningh-am等将蛹虫草培养液经过过滤后用活性炭吸附再经过洗脱液洗脱和浓缩都得到了虫草素晶体;此外,也有人采用了氧化铝柱层析和硅胶柱层析的方法对虫草素进行分离纯化。

目前,国内外对虫草素分离纯化工艺进行了积极的研究,并取得了一定的进展。

但是,现有的方法都不同程度存在着提取率低、分离纯化选择性差,以及工业化生产成本高的缺点。

所以,如何提高分离提纯得率和降低生产成本是以后虫草素分离纯化研究的方向。

大孔树脂具有良好的网状结构和很高的比表面积,选择性好、易解离、机械强度大、可反复使用、流体阻力小和使用溶剂安全等优点。

到目前为止还未见用大孔树脂来分离纯化虫草素的报道,如果能将其应用在虫草素提取纯化中,将为分离纯化虫草素提供一条新的途径。

笔者应用大孔树脂对蛹虫草培养基中虫草素进行了分离纯化研究,使用高效液相色谱对虫草素进行了定量测定,以寻找到最适的大孔树脂吸附条件。

(三)虫草素分离纯化工艺研究的目的及意义早在20世纪七十年代虫草素就被发现有抑制肿瘤、抗疟原虫和抑制mRNA翻译的作用。

九十年代研究发现,添加腺苷脱氨酶抑制剂对其抗肿瘤活性的表达起着重要作用,虫草素的研究从而获得突破性进展,美国1997年开始将虫草素用于一期临床实验,治疗急性前B和前T淋巴细胞白血病患者。

同时,虫草素还表现出极强的抗真菌、抗HIV-I型病毒和选择性抑制梭菌属细菌活性特点。

虫草素能干扰细胞RNA和DNA的合成,抑制不正常细胞(癌细胞)的分裂并能作为区别细胞中不同的RNA聚合酶的工具,并具有修复基因、保护生命体遗传密码的特殊功效。

现在虫草素在美国作为抗癌、抗病毒新药,已经进入三期临床。

目前,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。

1998年,陈顺志等利用生物技术和超临界萃取技术成功获得了蛹虫草中的虫草素,经加工处理制成了虫草活性素软胶囊。

据报道,在我国也已将由虫草素合成的治疗白血病的新药进入临床试用期。

从人工蛹虫草子实体中提取虫草素的工艺研究文献报道很多,且生产企业一般也只收割人工蛹虫草的子实体,培养基残基只用于喂养家畜。

此外,国内外报道虫草素能够人工合成,也可以从冬虫夏草中提取,但产量低,且价格昂贵。

然而,笔者在试验过程中发现蛹虫草培养基残基也有一定含量的虫草素。

据郭宇森等研究,虫草素在人工蛹虫草培养基残基中也能检测到含量值,其含量在0.072%~1.250%,平均0.447%。

为充分、合理地利用蛹虫草培养基残基,笔者通过对大孔树脂分离提取蛹虫草培养基残基中虫草素的工艺研究,寻找分离和提取的最适条件,从而为蛹虫草培养基残基中虫草素的工业化生产提供试验依据,开辟新的低成本、高生产效率的工业生产路线。

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