吳憲,張國財(cái),張杰*,王連寬,趙博,王婷玉,林連男,張卓然
(1.東北林業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,哈爾濱 150040;2.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,哈爾濱 150040;3.大楊樹林業(yè)局)
蛹蟲草〔Cordyceps militaris(vuill.)Fr.〕又稱北冬蟲夏草、北蟲草,屬子囊菌類麥角菌目、麥角菌科、蟲草屬[1]。其藥用價(jià)值與臨床功效與天然冬蟲夏草極為相似。天然冬蟲夏草〔Cordyceps sinensis(Berk.)Sacc〕是我國傳統(tǒng)名貴中藥,具有抗衰老、抗病原微生物、抗腫瘤等多種功效[2]。但至今未能實(shí)現(xiàn)有效的子實(shí)體人工培養(yǎng)及規(guī)模化生產(chǎn),無法滿足市場(chǎng)的大量需求。而人工栽培的北蟲草作為野生蟲草的替代品,市場(chǎng)空間大,效益高。因此,本文對(duì)6個(gè)蛹蟲草菌株進(jìn)行菌落培養(yǎng)、人工栽培,并對(duì)子實(shí)體生物轉(zhuǎn)化率與主要活性物質(zhì)含量進(jìn)行分析比較,篩選出優(yōu)良菌株,為規(guī)?;a(chǎn)提供了科學(xué)依據(jù)。
1.1.1 菌株來源
1號(hào)菌株來自沈陽棋盤山;2號(hào)菌株來自沈陽于洪區(qū);3號(hào)菌株來自遼寧錦州;4號(hào)菌株來自于東北林業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院;5、6號(hào)菌株均來自綏化市望奎縣。以上蛹蟲草菌株均保存于東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院森林保護(hù)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室。
1.1.2 培養(yǎng)基
PDA加富培養(yǎng)基:馬鈴薯200g/L(煮汁),葡萄糖20g/L,蛋白胨5g/L,瓊脂20g/L,KH2PO42g/L,MgSO41g/L,VB150mg/L。液體培養(yǎng)基:馬鈴薯200g/L(煮汁),葡萄糖20g/L,蛋白胨7g/L,KH2PO42g/L,MgSO4g/L,VB150mg/L。營養(yǎng)液:馬鈴薯200g/L(煮汁),KH2PO42g/L,MgSO41g/L,蛋白胨5g/L,取500mL培養(yǎng)瓶,每瓶加入小麥30g,培養(yǎng)液50mL,121℃滅菌40min,冷卻過夜。
1.2.1 菌落培養(yǎng)方法
用經(jīng)滅菌直徑為5mm打孔器取活化的蛹蟲草菌片接種于PDA平板正中央,封口于22℃自然光下連續(xù)培養(yǎng)19d,每隔2d測(cè)定菌落直徑,觀察顏色變化,測(cè)定生長速率。
1.2.2 人工栽培方法
將活化后的蛹蟲草菌餅接入裝有100mL液體培養(yǎng)基的250mL三角瓶中,22℃往復(fù)震蕩培養(yǎng)7d,靜置1d確保無雜菌后,用無菌水稀釋5倍即為栽培用液體菌種。無菌操作接液體菌種5mL于培養(yǎng)瓶中,置于發(fā)菌室中于18℃,濕度為60%條件下,避光培養(yǎng)7d,待菌絲長滿后在聚丙烯膜上扎眼,在22℃,環(huán)境濕度為80%~90%條件下培養(yǎng)45d,每日散射光照12h,記錄形態(tài),采收,60℃恒溫烘干至恒重保存。
1.2.3 子實(shí)體營養(yǎng)成分測(cè)定
蟲草酸含量測(cè)定[3](甘露醇):將干燥的子實(shí)體放入電動(dòng)粉碎機(jī)中粉碎,取粉末2.5g于100mL燒瓶中,60mL 50%乙醇溶液,沸水浴進(jìn)行3h回流,真空抽濾,收集濾液稀釋2000倍后,取1mL于試管中依次加入1mL高碘酸鉀稀鹽酸溶液(15mmol/L),2mL鼠李糖溶液(1mg/mL),4mL新鮮Nash試劑,53℃水浴恒溫15min,快速冷卻后用紫外分光光度計(jì)測(cè)定其在412nm波長下吸光度。
粗多糖含量測(cè)定:取1g研磨好的子實(shí)體粉末加入5mL蒸餾水,20mL無水乙醇,渦旋震蕩,超聲30min,4000r/min離心10min,棄上清,沉淀用80%乙醇溶液清洗2次,加入蒸餾水50mL,沸水浴回流3h,過濾收集取上清液,稀釋1000倍后備用,采用硫酸苯酚法測(cè)定[4],紫外分光光度計(jì)測(cè)得490nm吸光度。
蟲草素及腺苷含量測(cè)定[5]:取蛹蟲草粉末1g加入6mL乙醚超聲3次,3000r/min離心10min,棄上清,揮發(fā)盡乙醚,加入蒸餾水8mL,超聲3次,過濾,合并濾液,60℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干,用6%乙腈溶液溶解,0.22μm濾膜過濾后備用。采用高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定蟲草素、腺苷含量:流動(dòng)相:6%乙腈溶液;流速:0.6mL/min;檢測(cè)波長:260nm;保留時(shí)間:15min。蟲草素標(biāo)準(zhǔn)曲線方程:y=2E-08 x+4E-05,r=0.9998;腺苷標(biāo)準(zhǔn)曲線方程:y=2E-08 x-0.0003,r=0.998。
表1 不同菌株菌絲生長試驗(yàn)結(jié)果
由表1可知,2號(hào)菌株生長最快,菌落整齊,轉(zhuǎn)色較好,3號(hào)菌株萌發(fā)遲緩、長勢(shì)差、轉(zhuǎn)色慢。
2.2.1 人工栽培子實(shí)體描述
2號(hào)與5號(hào)菌株子實(shí)體橙黃色,柄粗,頭部膨大呈球形,部分頭部發(fā)白,出草整齊均勻,長勢(shì)密集;1號(hào)菌株橙黃色,柄細(xì),子實(shí)體矮小,長勢(shì)稀疏;4號(hào)子實(shí)體橙黃色,柄粗,子實(shí)體矮小,長勢(shì)稀疏;3,6號(hào)菌株子實(shí)體橙黃色,柄粗細(xì)適中,長勢(shì)疏密適中,子實(shí)體長度適中。
圖1 不同菌株人工栽培子實(shí)體形態(tài)
2.2.2 人工栽培實(shí)驗(yàn)結(jié)果
每種菌株隨機(jī)抽取30瓶蛹蟲草進(jìn)行樣品處理,稱得其鮮草重量、干草重量,計(jì)算出平均鮮重、干重以及鮮干比與生物轉(zhuǎn)化率。由表2可知,2號(hào)菌株的平均干重和鮮重等均高于其它菌株。說明2號(hào)的產(chǎn)量最高,適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
表2 不同菌株人工栽培試驗(yàn)結(jié)果
提取并測(cè)定不同菌株中所含的活性物質(zhì):蟲草酸、粗多糖、蟲草素、腺苷的含量作為篩選優(yōu)良菌株的重要指標(biāo)。高效液相色譜法測(cè)定蟲草酸、腺苷含量。由表3可知,2號(hào)菌株和5號(hào)菌株所含活性成分含量均高于其它菌株。
圖2 高效液相色譜圖
表3 不同菌株子實(shí)體活性成分分析試驗(yàn)結(jié)果 mg·g-1
通過對(duì)不同蛹蟲草菌株的菌絲生長狀態(tài)的觀察與生長速率的測(cè)定,人工栽培子實(shí)體形態(tài)的觀察及生物轉(zhuǎn)化率的測(cè)定以及對(duì)不同菌株子實(shí)體中活性成分的測(cè)定與分析,得出以下結(jié)論:6種蛹蟲草菌株中的2號(hào)菌株菌絲萌發(fā)快、長勢(shì)好,子實(shí)體形態(tài)優(yōu)良、產(chǎn)量高,子實(shí)體中所含活性成分較高。適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),是值得推廣的優(yōu)良菌種。
[1] 吳畏,高新華,崔星明,等.北冬蟲夏草(Cordyceps militaris)的研究應(yīng)用概況(綜述)[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2000,16(增刊):99-104.
[2] Zhu J.S,Halpern G.M,Jones K,The scientific rediscovery of an ancient Chinese medicine herbal:Cordyceps sinensis[J].Journal of Alternative and Complementary Medicine,1988,4(3):289-303(I);4(4):429-457.
[3] 葛新,白小蘭,李云蘭,等.分光光度法測(cè)定蛹蟲草D-蟲草酸的含量[J].山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2001,32(4):317-318.
[4] 白云娥,王毅,劉許媛,等.冬蟲夏草、亞香棒蟲草中多糖的含量測(cè)定[J].中國醫(yī)院藥學(xué)雜志,2001,21(1):19-20.
[5] 潘錫強(qiáng),張?jiān)婙Q,陳曉鴻.用HPLC法測(cè)定東方神草沖劑中腺苷的含量[J].中成藥,1994;16(10):12-14.