蛹虫草多糖提取及其免疫功能研究进展

占鹏飞，徐森华，施国方，李玉峰，冯建琴，费建明

（湖州市农业科学研究院，浙江 湖州 313000）

蛹虫草多糖提取及其免疫功能研究进展

占鹏飞，徐森华，施国方，李玉峰，冯建琴，费建明

（湖州市农业科学研究院，浙江 湖州 313000）

蛹虫草多糖作为一种生理活性物质，能促进T淋巴细胞、巨噬细胞、白细胞的增殖分化，产生各种免疫活性因子，发挥免疫调节作用；还具有保护肝脏、肾脏、降血糖、抗衰老等作用，近年来日益受到人们的重视。本文概述了蛹虫草多糖的提取方法及其免疫功能的研究状况。

蛹虫草多糖；提取；免疫功能

蛹虫草（Cordyceps militaris），亦称北冬虫夏草，是寄生于夜蛾科等蛹体上的不同于冬虫夏草的另一种虫草。蛹虫草的药用价值较高，据《新华本草纲目》记载：“蛹虫草味甘，性平，有益肝肾，补精髓，止血化痰功能。”有关研究表明，蛹虫草含有虫草酸、虫草素、虫草多糖和超氧化物歧化酶等生物活性物质，蛋白质、脂类、糖类、维生素及对人体有益的微量元素含量也十分丰富［1，2］。

蛹虫草中含有丰富的功能性成分虫草多糖，现代免疫药理学研究表明，蛹虫草多糖能引起T淋巴细胞、自然杀伤（NK）细胞、单核细胞和巨噬细胞的活化及增殖，并分泌各种淋巴因子。虫草多糖主要是通过活化免疫因子和促进细胞因子生成等途径对免疫系统发挥双向调节作用［3-4］，多年来科学家对其提取、纯化及应用进行了广泛的研究。本文就蛹虫草多糖提取及其免疫功能研究作一概述。

1 蛹虫草多糖的提取

1.1 一般提取法

多糖的提取通常采用水煮醇沉的常规方法，蛹虫草多糖提取一般先用乙醚脱脂，再经热水提取、乙醇沉淀得粗多糖。不同研究者用的提取方法不同，所得粗多糖得率也不同，此提取方法简单、方便但所获得的目标产物纯度不太高，需进一步纯化。

季晖等［5］取人工虫草菌丝干粉200 g，经100%乙醇、70%乙醇索氏提取后，残渣用热水反复提取（10 h×5次），提取液用自来水透析2 d，再用无离子水透析2 d，合并未透析部分稍加浓缩后，加入2倍体积的乙醇，离心收集乙醇沉淀，沉淀物用水洗涤浓缩后真空干燥，即得粗多糖，产率6.67%。

马成坚等［6］取蛹虫草胶囊粉末100 g，置于索氏提取器中，加无水乙醚100 ml于圆底烧瓶中，连续回流提取至无色。药渣风干后用8倍量沸水回流提取2次，每次30 min，趁热过滤，合并滤液，并将滤液浓缩至15 ml，加乙醇至含醇量80%，于冰箱中静置过夜，离心过滤，并加0.2%活性炭脱色。沉淀分别用无水乙醇、丙醇依次洗涤3次，每次5 ml，置60℃烘干，得灰白色粗多糖。

姚桂卿等［7］取无杂菌的蛹虫草发酵物压滤，将菌丝体与发酵液分开，菌丝体加5倍体积的水，90℃～95℃浸煮10 h，浸煮4～5次，浸煮液抽滤，滤液合并，减压浓缩至一定体积，离心弃去滤渣，向上清液中加3倍体积95%乙醇沉淀过夜，离心，收集沉淀，加丙酮、乙醚反复洗涤，然后置真空干燥器中抽真空干燥，得粗多糖黄色粉末，得率2.8%。钟艳梅等［8］对虫草发酵产物经干燥、粉碎、脱脂、树脂处理后，进行索氏提取，并除杂、浓缩、离子交换柱分离后确定了最佳的提取分离条件：料水比为1∶16，离子柱pH为3.5，洗脱流速为1滴/s。

袁建国等［9］对虫草多糖的提取进行了研究，研究表明分步提取，提取率可达85%以上，将提取液浓缩加入3倍体积的95%工业酒精，搅拌静止沉淀，离心，收集沉淀物。该沉淀物脱水、烘干，得棕褐色粉末状粗多糖；将粗多糖加水溶解、过滤，取虫草多糖清液，调节浓度至10～15%，通过交换树脂处理，收集多糖部分液体，将其真空浓缩加酒精沉淀，经脱水，干燥后即为脱盐虫草多糖。

鲁晓岩［10］将子实体干燥样品磨碎，索氏抽提后，抽提液加活性碳脱色，过滤，80℃水浴浓缩后，加乙醇配置成80%乙醇液，冰箱静置，过滤，洗涤，将沉淀溶解于80℃水中，然后冷却再采用Sevag法反复去蛋白，于水浴上挥发去有机相，冷却，定容后得到多糖产品。

余晓斌等［11］通过SAS-RSREG程序计算出回归方程中各系数，然后以虫草多糖沉析量回归模型进行数学分析，确定了乙醇，发酵液（体积比）为3.8∶1，醇析时间为11.7 h，pH值为7.65，虫草多糖醇析量为11.35 s/L。

1.2 微波辅助提取法

微波辅助提取技术具有快速、溶剂用量少、提取率高、成本低、质量好等优点，是天然产物提取中一种非常有发展潜力的新型技术。比索氏提取法用时短；比超临界提取法所需的设备要求低。

谭放等［12］从蛹虫草深加工综合利用的角度，利用微波辅助提取多糖，重点考察了液料质量比、提取时间、微波功率、物料粒度等因数对多糖提取效果的影响，将蛹虫草粉先脱脂再微波提取、浓缩、脱色、沉析、过滤、干燥最终得到虫草多糖，得到了微波场协同提取蛹虫草多糖的最佳工艺条件，具体工艺如下：称取50 g蛹虫草粉，用石油醚脱脂后，晾干，加入450 g水，静置10 min湿润物料，微波450 w辐射1 min，间隔1 min后再辐射1 min，如此问隔辐射直至总辐射时间达到4 min，过滤。按同样条件重复提取操作1次。合并提取液，用旋转蒸发仪真空浓缩到100 ml左右，加入95%的乙醇450 ml以析出沉淀，过滤，用乙醇洗涤多次，沉淀真空干燥后即得多糖，产率15.2%，多糖含量61.6%。结果表明微波场对蛹虫草多糖的提取明显的协同作用，能降低提取剂的用量、缩短提取时问和提高多糖产率，具有省时、高效、节能等优点，从而降低提取成本，在很多方面优于传统的直接加热提取法。

2 蛹虫草多糖的免疫功能

蛹虫草多糖具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖和提高免疫能力等多种药理活性，其治疗慢性肾炎、急慢性肾功能衰竭、肝损伤、肿瘤、高血脂和高血糖等多种疾病的功用引起众多学者的关注。

2.1 蛹虫草多糖对免疫器官的作用

郑贤林等［13］用氢化可的松造模肝损伤小鼠，使其血清谷草转氨酶（Glutamic-oxaloacetic transami⁃nase，AST）和谷丙转氨酶（Glutamic-pyruvic transami⁃nase，ALT）活性显著升高，通过灌胃给予蛹虫草菌丝体多糖，发现小鼠血清AST和ALT活性显著下降，且呈剂量相关性。实验表明蛹虫草多糖可明显提高抗氧化剂的水平，降低肝组织丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量，从而减轻了因脂质过氧化加剧而造成的肝细胞损伤；肝脏石蜡切片观察发现蛹虫草多糖明显减轻了氢化可的松引起的肝小叶结构紊乱、肝窦淤血及肝索排列紊乱等病理变化，显示出其对氢化可的松造成的肝细胞损伤具有明显的保护作用。黄军民、卢建华［14］在四氯化碳（CCl4）损伤的肝细胞中加入虫草多糖后，发现随着剂量加大，细胞培养上清中的肝酶活性逐渐降低，提示其能减轻肝细胞损伤，减少ALT与AST的释放；并且CP能降低肝细胞内的MDA含量，提示CP能有效对抗CCl4引起的脂质过氧化作用，减少脂质过氧化物的形成。

吕小波等［15］研究发现：虫草多糖能提高慢性肾功能衰竭大鼠血清超氧化物歧化酶（Superoxide Dis⁃mutase，SOD酶）活力，同时降低MDA含量，增强机体清除自由基的能力，抑制脂质过氧化，进而有效预防慢性肾功能衰竭的发生和发展，改善肾功能，纠正代谢紊乱，促进肾单位的修复与再生。尹鸿萍等［16］实验发现，蛹虫草多糖能够防治腺嘌呤诱发的慢性肾功能衰竭，有效预防慢性肾衰的发生、发展，改善肾功能。陈涛等［17］发现虫草多糖能够治疗大鼠肾脏部分切除诱发的慢性肾功能衰竭，改善肾功能，试验证实蛹虫草子实体中多糖组分能显著降低慢性肾衰竭大鼠血尿素氮、肌酐，明显减轻肾脏的病理损害。

2.2 蛹虫草多糖对细胞因子的作用

细胞因子是指在细胞间传递信息、对细胞起活化作用、并可由多种细胞产生的可溶性多肽分子。蛹虫草多糖在促进细胞因子的产生方面所起的作用日益受到人们的重视。

靖大道等［18］研究发现，蛹虫草多糖可单独或协同植物血凝素（Phytohaemagglutinin，PHA）诱导人白介素2受体（Interleukin-2，IL-2R）的表达，促进可溶性IL-2R的生成，但对PHA诱生的IL-2、干扰素-γ Interferon-γ，IFN-γ）活性有选择性抑制作用，其协同或抑制作用均呈剂量依赖性。有关研究表明，蛹虫草多糖在10～50 mg/L浓度时能刺激人外周血单核细胞分泌肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α），在0.1～10 mg/L浓度时能刺激单核细胞生成可溶性白细胞介素-2受体（Soluble interleukin-2 re⁃ceptor，SIL-2R），且在一定的浓度范围内，TNF-γ及SIL-2R的水平随北虫草多糖浓度的增加而升高［19］。

方步武等［20］用蛹虫草多糖治疗牛血清白蛋白免疫损伤肝纤维化模型大鼠，结果表明其能显著减少转化生长因子（Transforming growth factor-p，TGF-p）生成与分泌，能够明显降低TGF-p mRNA表达。虫草多糖正是通过影响细胞之间的传递介质——细胞因子来增加机体内抗体（如免疫球蛋白G和免疫球蛋白M）的含量［21］。

2.3 蛹虫草多糖对肿瘤细胞的免疫作用

蛹虫草多糖对肿瘤细胞的免疫作用也是虫草多糖研究的一个热点。Zhans等［22］观察到蛹虫草多糖能显著增强移植了B16黑素瘤株小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力，促进脾淋巴细胞的增殖，显著抑制B16细胞向肝肺转移。

袁建国等［23］将S180瘤株配成生理盐水液，小鼠右前肢腋窝下皮下接种，连续9 d蛹虫草多糖灌胃给药，每日1次，环磷酰胺腹腔注射，隔日1次，连续给药5次，末次给药6 h后剖取肿瘤称重，虫草多糖375 mg/kg时抑瘤率可达45.71%，750 mg/kg虫草多糖与45 mg/kg环磷酰胺共同作用比单独使用环磷酰胺抑瘤率提高6．84%。赵跃然等［24］以荷瘤BALB/c小鼠为模型，结果发现虫草多糖依量效关系明显抑制S180肿瘤生长，增加外周血酸性α-醋酸萘酯酶（Acid αnaphthyl acetate esterase，ANAE）细胞百分率，增强迟发型超敏反应（Delayed type hypersensitivity，DTH）及膜辅因子蛋白（Membrane cofactor protein，Mcp）的吞噬活性。藏其中等［25］研究发现虫草多糖对S180细胞的抑制率为16～33%。至于虫草多糖抑制肿瘤的作用机制，有研究认为是通过刺激细胞因子产生和激活免疫细胞来实现的，也有认为虫草多糖类成分具有促进免疫细胞的增殖、分泌，增强免疫细胞的功能，是通过宿主介导而发挥抗肿瘤作用。此外，免疫逃逸是机体免疫功能丧失对肿瘤细胞监视作用的重要原因，免疫逃逸现象的产生是由于肿瘤细胞分泌一种抑制物质，使其主要组织相容性复合物（Major histoeompatibility complex，MHC）基因表达下调，或对宿主T细胞分泌的细胞因子反应性下降所致。冬虫夏草提取物可提高肿瘤细胞表面型MHC的表达，使宿主免疫可对MHC-型抗原表达下调的肿瘤细胞发挥有效的免疫监视作用［26］。

2.4 蛹虫草多糖的抗氧化及延缓衰老的作用

蛹虫草多糖能显著增强肝脏SOD酶活性，促进SOD酶活力，有明显的抗氧化、清除氧自由基和羟自由基的作用，对延缓衰老有显著意义［27］。研究证实，蛹虫草多糖能促进SOD酶活力，具有明显抗衰老作用。对老年性痴呆的有效率为37.14%，明显优于维生素E同时能提高老龄大鼠SOD、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）活性和明显降低体内脂质过氧化物含量，从而提示蛹虫草多糖的抗衰老作用是通过抗氧化作用实现的。

李连德等［28］采用从蛹虫草深层发酵产物中提取的多糖进行果蝇抗衰老试验，结果表明，不同来源的虫草多糖对果蝇寿命均有不同程度的延长作用，从而证明虫草多糖有延缓衰老的作用。有的效果还十分显著，来源于地生枝顶孢的胞内、胞外多糖效果最好，并且延寿的效果随纯度的增大而提高。王菊凤等［29］研究了蛹虫草多糖对果蝇种群期望寿命的影响。结果表明：蛹虫草多糖能显著提高果蝇种群的期望寿命。0.15%浓度组在果蝇的各个年龄阶段的生命期望值都比对照组相应的年龄阶段高出30%以上，50 d年龄组高出70%多；60 d年龄组则高出100%；且用各种浓度的蛹虫草多糖喂养的果蝇在老龄后生命力很强，说明蛹虫草多糖对老龄果蝇的生命有明显促进作用。

蛹虫草多糖对皮肤光老化具有保护作用［30］。皮肤老化是机体衰老的重要组成部分，它包括两个过程：内在老化和光老化。蛹虫草多糖可以使皮肤真皮层厚度保持正常水平，减少炎症细胞的浸润，阻止皮脂腺不规则地增生和纤维组织的疏松紊乱和断裂，维持正常的纤维细胞形态，防止内质网减少，使羟脯氨酸含量及胶原蛋白含量明显增加，从而维持皮肤的光泽及弹性，延缓衰老。李华等［31］用8-甲氧补骨脂素联合紫外线制备皮肤成纤维细胞氧化模型，探讨了蛹虫草多糖对小鼠皮肤成纤维细胞抗氧化能力的影响。通过检测对照组、模型组和蛹虫草多糖保护组的细胞内MDA、SOD、过氧化氢酶（Cata⁃lase，CAT）、GSH-Px含量和测定线粒体跨膜电位的破坏情况，发现模型组细胞的自由基含量较对照组增多，自由基清除酶系统活力下降，蛹虫草多糖保护组的自由基含量较模型组低，自由基清除能力也有所改善；线粒体跨膜电位的破坏程度也有所改善。表明蛹虫草多糖可通过保护线粒体功能增加皮肤成纤维细胞的抗氧化能力，可能为蛹虫草多糖抗光老化的机制之一。

3 前景与展望

蛹虫草作为我国传统名贵的强壮滋补品，在历史上很早就引起重视和应用，近年来由于国家的重视和商业经济的需求，对蛹虫草的研究、生产和应用取得了迅速的发展。蛹虫草多糖作为虫草中含量最高的生理活性物质，也是其主要活性成分之一，所以随着对蛹虫草多糖研究的不断深入，利用蛹虫草多糖开发的功能性食品添加剂、保健品或药品的市场前景为人们所看好。对蛹虫草多糖开展的研究，虽然分离纯化的多糖各不相同，但都从不同角度肯定了蛹虫草多糖的免疫调节、抑制肿瘤、保护肾脏、肝脏、延缓衰老、抗疲劳等功能，因此，蛹虫草多糖被业内认为是较好的免疫促进剂之一。随着现代生物技术的飞速发展，利用家蚕、蚕蛹培养蛹虫草子实体成为获取蛹虫草多糖的一条新的途径。因此，蛹虫草多糖用于保健食品和医药产品有着广泛的前景，并将为人类的健康长寿发挥出重要作用。

［1］ 林树钱.中国药用菌生产与产品开发［M］.北京：中国农业出版社，2000.

［2］ 孙月，薛阳，王琦.野生蛹虫草与组培蛹虫草子实体的成分测定与分析［J］.辽宁师专学报，1999，1（1）：86～87.

［3］JONG S L，JEONG S K，DONG P W，et a1.Study on mac⁃rophage activation and structural characteristics of puri⁃fied polysaccharide from the liquid culture broth of Cordyceps millitaris［J］.Carbohydrate Polymers，2010（82）：982～988.

［4］YERRA K R，SHIH H F，WEN S W，et a1．Constitu⁃ents isolated from Cordyceps militaris suppress enhanced inflammatory mediator’s production and human cancer cell proliferation［J］.J Ethnopharmacol，2010，131：363～367.

［5］ 季晖，涂红湖，李耐三.人工虫草菌丝多糖的分离提纯及其降血糖作用研究［J］.中国药科大学学报，1993，24（1）：39～42.

［6］ 马成坚，顾亚萍，芦青.百令胶囊中虫草多糖的提取和含量测定［J］.浙江中医学院学报，2004，28（4）：81～82.

［7］ 姚桂卿，周建树.冬虫夏草培养及茵丝多糖的提取纯化研究初报［J］.微生物学杂志，1994，14（2）：47.

［8］ 钟艳梅，黄志全，温凯.人工蛹虫草固体培养残基中虫草素的提取分离研究［J］.现代食品科技，2006，23（2）：40～42.

［9］ 袁建国，程显好，侯永勤.冬虫夏草多糖组分研究及药理实验［J］.食品与药品，2005，7（1）：45～48.

［10］鲁晓岩.硫酸一苯酚法测定北冬虫夏草多糖含量［J］.食品工业科技，2002，23（4）：69～70.

［11］余晓斌，罗长才，缪静.冬虫夏草多糖提取工艺的优化［J］.中草药，2002，33（12）：1086～1087.

［12］谭放，张妍妍，王伟骁，等.蛹虫草多糖提取的研究［J］.中国林副特产2009，101（4）：14～16.

［13］郑贤林，李有贵，钟石，等.蚕蛹虫草多糖对氢化可的松致小鼠肝损伤的保护作用［J］.浙江农业科学，2011，3：702～704.

［14］黄军民，卢建华.虫草多糖对肝损伤模型小鼠肝细胞胞外基质表达的影响［J］.山东中医药大学学报，2010，34（3）：258～259.

［15］吕小波，尹鸿萍，李海涛，等.虫草多糖对大鼠肾脏冷冻诱发慢性肾功能衰竭的治疗作用叨［J］.药学进展，2007，31（7）：314～319.

［16］尹鸿萍，吕小波，陈涛.虫草多糖对腺嘌呤诱发慢性肾衰大鼠的治疗作用［J］.中药新药与临床药理，2007，18（6）：451.

［17］陈涛，尹鸿萍，吕小波，等.虫草多糖对大鼠肾脏5/6切除诱发的慢性肾衰的治疗作用［J］.中药新药与临床药理，2009，20（3）：221～224.

［18］靖大道，邱磋乳，树东，等.虫草多糖对人外周血IL-2、IL-2R及IFN-γ调节作用的研究［J］.上海免疫学杂志，1995，15（6）：321～323.

［19］张建，韦星呈，鲍蕾，等.北虫草多糖对人肿瘤坏死因子、白细胞介素l-2及其可溶性受体水平的影响［J］.中国实用内科杂志，1997，17（12）：727～728.

［20］方步武，刘平.虫草多糖抗免疫损伤性大鼠肝纤维化的作用及其机理研究［J］.上海中医药杂志，2OOO，34（9）：37.

［21］马玲，刘春光，姚小曼.虫草多糖对免疫功能的影响［J］.卫生毒理学杂志，1995，9（3）：162～176.

［22］ZHANS WY，YANG J Y，CHEN J P，et a1.Immunomodu⁃latory and antitumor effects of an exopolysaccharide frac⁃tion from cultivated Cordyceps sinens（Chinese caterpillar fungus）on tumour-bearing mice［J］.Applied biochemis⁃try and biotechnology，2005，42（1）：9～15.

［23］袁建国.功能因子冬虫夏草多糖的研究开发［J］.中国食品添加剂，1999，2：18～22.

［24］赵跃然，王美玲，徐贝力，等.冬虫夏草多糖对小鼠抗肿瘤作用的实验研究［J］.基础医学与临床，1992，12（4）：52～53.

［25］臧其中，何光星，郑派源，等.虫草多糖的药理作用［J］.中草药，1985，16（10）：306～311.

［26］朱海宏.免疫逃逸现象与HLA相关性的研究现状［J］.青海医学院学报，2002，23（2）：45～48.

［27］孟兆丽，朱凯，冯云，等.蛹虫草多糖抑菌及抗氧化作用研究［J］.食品研究与开发，2008，29（9）：31～33.

［28］李连德，樊美珍.14种虫草多糖对果蝇成虫寿命影响的试验［J］.微生物学通报，2000，27（6）：427～428.

［29］王菊风，李鹄鸣.蛹虫草多糖对果蝇种群期望寿命的影响［J］.湖南农业科学，2010，（9）：133～135.

［30］李华，叶聘杰，李伯勤，等.虫草多糖对小鼠皮肤光老化的保护作用［J］.时珍国医国药，2008，19（11）：2679～2681.

［31］李华，叶聘杰，李伯勤，等.虫草多糖对皮肤成纤维细胞抗氧化能力的影响［J］.中国实验方剂学杂志，2010，16（4）：160～162.

Research Progress on Polysaccharide Extraction of Cordyceps Militaris and Immune Function

ZHAN Peng-fei,XU Sen-hua,SHI Guo-fang,LI Yu-feng,FENG Jian-qin,FEI Jian-ming
（Huzhou Academy of Agricultural Sciences,Huzhou 313000 Zhejiang,China）

Polysaccharide of ccordyceps militaris is a kind of physiological active substances,which can promote prolifer⁃ation and differentiation of T lymphocytes,macrophages and white blood cells and protect liver,kidney,hypoglycemic, anti-aging effect.In recent years,researcher paid more and more attention on it.This paper outlined the methods extrac⁃tion and immune function.of polysaccharide of cordyceps militaris.

polysaccharide of cordyceps militaris;extraction;immune function

S886.9

A

0258-4069［2014］02-010-05

湖州市自然科学资金项目（2012YZ02）

占鹏飞（1982-），男，江西上饶人，农艺师，硕士，主要从事家蚕新技术、新资源开发研究等。E-mail：fei2533817@163.com