蚯蚓的化学成分与应用价值研究进展

涂清波 林颖 苏鹏亮

摘要 综述了蚯蚓的化学成分及应用价值，旨在为蚯蚓的综合开发利用提供依据。

关键词 蚯蚓；化学成分；应用价值

中图分类号 S899.8 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）34-0109-03

Abstract The chemical constituents and application values of earthworm were reviewed，in order to provide basis for the comprehensive development and utilization of earthworm.

Key words Earthworm；Chemical constituents；Application value

蚯蚓俗称地龙，又名曲鳝，为环节动物门寡毛纲代表性动物，在世界各地分布有12科6 000 多种，我国境内资源丰富，共记录8科305种，全国各地广泛分布的品种有环毛蚓、爱胜蚓、异唇蚓、杜拉蚓等[1]。蚯蚓营养丰富，生物活性广泛，可以改善土壤环境，是我国一味传统中药，在《神农百草经》和《本草纲目》已有记载，1837年达尔文称其为地球上最有价值的动物。笔者综述了蚯蚓的化学成分及其在医药、环保、农牧等方面的应用价值，旨在为其进一步开发利用提供依据。

1 化学成分

蚯蚓干体的主要化学成分如下：蛋白质53.5%～65.1%，脂肪4.40%～17.38%，碳水化合物11.0%～17.4%，灰分7.8%～23.0%[2]。

1.1 氨基酸类

蚯蚓干体中，氨基酸含量为63.69%，由17种氨基酸组成，其中谷氨酸9.62%、天冬氨酸6.64%、亮氨酸5.13%、精氨酸4.50%、赖氨酸5.03%、缬氨酸3.14%、丙氨酸3.70%、甘氨酸3.33%、苯丙氨酸2.72%、苏氨酸3.24%、酪氨酸2.22%、丝氨酸3.36%、蛋氨酸1.09%、脯氨酸3.72%、组氨酸1.76、半胱氨酸0.67%、异亮氨酸2.84%，包含人体必需的9种氨基酸，且含量较高[3]。

1.2 脂肪酸类

蚯蚓粉和蚯蚓体腔液的脂肪中脂肪酸的含量比例分别为油酸40.76%、41.11%，亚油酸20.98%、6.16%，棕榈酸19.74%、18.43%，十三酸7.10%、11.8%，硬脂酸4.12%、1.84%，豆蔻酸2.16%、1.68%，10-甲基十二酸1.38%、7.43%，月桂酸1.05%、3.58%，葵酸0.88%、3.89%，十五酸0.39%、1.54%，大多数为不饱和脂肪酸[4]。

1.3 微量元素

1 L蚯蚓原液中含钾1 107～2 000 mg，钠467～1 200 mg，钙206～1 000 mg，镁27～122 mg，铁31～36 mg，锌0.25～6.20 mg，铜0.5～1.2 mg，每克蚯蚓粉中硒含量高达20 μg。蚯蚓体内矿物质大多与氨基酸络合存在，铁、铜、锰和锌元素以氨基酸螯合态形式存在的比例在65%以上，其中氨基酸螯合铁占铁总含量的86.54%；氨基酸螯合铜67.50%；氨基酸螯合锰65.79%；氨基酸螯合锌93.97%[5]。

1.4 维生素

100 L原液中含维生素A 1.16 mg，维生素B1 5.30 mg，维生素B2 8.65 mg，维生素E 3.15 mg，维生素D占鲜重的0.040%～0.073%[6]。

1.5 核酸 100 L原液中含核酸223.5 mg，其中RNA 169.55 mg，DNA 53.50 mg[6]。

1.6 酶类

1.6.1 溶栓酶。主要包括蚯蚓纤溶酶和胶原酶以及少量溶酶激酶。Mihara等[7]最早从粉正蚓中提取并发现一组具有水解纤维蛋白和激活纤维溶酶原双重作用的同工酶，命名为蚯蚓纤溶酶，后来多位学者从不同蚯蚓中相继提取出来，统称为蚓激酶，分子量20～40 kD。钟良玮等[8]从双胸蚓中分离到3种水解胶原的酶，其中 Ⅱ 是不具亚基的大分子糖蛋白，分子量为92.9 kD。

1.6.2 抗氧化酶。主要包括过氧化氢酶、超氧化歧化酶以及少量谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、葡萄糖氧化酶等。廖怡等[9]从赤子爱胜蚓中分别提取出过氧化氢酶和超氧化歧化酶，过氧化氢酶分子量为390和400 kD，超氧化歧化酶在蚯蚓体内多为铜、锌螯合，其中一条亚基分子量为17 kD，比活达22 606 U/mg。

1.6.3 消化酶。不同种类的蚯蚓生活习性不同，食性不同，体内消化酶成分存在差异。消化酶包括纖维素酶、磷酸酶、蛋白酶、糖苷酶、透明质酸酶等。其中，赤子爱胜蚓肠道内纤维素酶活性远远高于威廉环毛蚓，而蛋白酶和酸性及碱性磷酸酶活性显著低于威廉环毛蚓[10]。

1.6.4 核酸酶。蚯蚓中含有多种核酸水解酶，分为DNA水解酶和RNA水解酶。张建林等[11]从蚯蚓组织中提取出一种可有效降解超螺旋质粒DNA、线状λ-噬菌体DNA和细菌染色体DNA，不降解RN的脱氧核糖核酸内切酶，命名为EDNas，分子量63 kD。

1.6.5 其他。蚯蚓体内一般还有胆碱酯酶、植酸酶等[12-13]。

1.7 蛋白质及多肽类

1.7.1 金属结合蛋白。金属结合蛋白包括金属巯蛋白、钙调素及结合蛋白等。刘兰芳等[14]采用RT-PCR方法从镉诱导后的赤子爱胜蚓中克隆到蚯蚓金属硫蛋白基因cDNA，在大肠杆菌中表达出来，分子量32.4 kD。王采芹等[15]从赤子爱胜蚓中提取出2种钙调蛋白，分子量分别为18.9和16.0 kD。

1.7.2 溶血蛋白。目前，已发现多种溶血蛋白。Eue等[16]从赤子爱胜蚓体腔液中分离出3种溶解红细胞蛋白，分子量46、43和40 kD，其中H3不稳定，可断裂为分子量分别为18和21 kD的2个片段，兼具溶血和凝血作用。Yamaji等[17]分离出溶红细胞蛋白Lysenin，分子量41 kD，可识别生物膜的鞘磷脂分子，且具有收缩大鼠血管平滑肌的作用。

1.7.3 抗肿瘤和免疫蛋白。林少琴等[18]从太平Ⅱ号蚯蚓组织中分离出一种抗小鼠肝癌H22的糖蛋白，分子量为63 kD。胡云龙等[19]研究发现蚯蚓提取物对小鼠移植肉瘤S180具有抑制作用。Grdisa等[20]从赤子爱胜蚓组织中提取到G-90，具有刺激细胞生殖作用，且类似免疫球蛋白结构。

1.7.4 抗菌肽。蚯蚓的生活环境及生活习性决定了其体内必然有对抗不利环境的防御系统。蚯蚓体内含有少量的抗菌肽。Milochau等[21]从赤子爱胜蚓的体液中分离并纯化出2种抗菌肽，命名为fetidins，分子量分别为40和45 kD。张希春等[22]得到2种抗菌肽，分子量分别为53.5和51.9 kD。孙振钧[23]从赤子爱胜蚓中发现一种抗菌四十肽。

1.8 代谢产物及其他成分

蚯蚓的活性代谢产物包含胍类化合物、蚯蚓毒素、蚯蚓素以及蚯蚓碱等。其中，胍类化合物被从蚯蚓中分离出来，命名为D-lombricine，具有抑制小鼠自发性乳瘤生长的作用。其他活性成分还包括嘌呤、胆碱、胆甾醇等[22]。

2 应用价值

2.1 中西医药 《本草纲目》记载有40多种蚯蚓配方，能治疗热结尿闭、高热烦躁、经闭、抽搐、咳嗽哮喘、行动不便、高血压、肾炎、结石、先天性癫痫、肺炎、痹症、风湿、黄疸、小儿惊风等多种疾病。现代医学研究和临床治疗证实，蚯蚓体内的活性物质具有增强免疫力、促进伤口愈合、溶栓、降压、抗癌、抗菌、抗炎、镇痛、抗菌、抗心律失常和抗病毒等作用。目前，蚓激酶已经被作为溶栓药物普遍应用，被广泛用于脑缺血性疾病、心血管疾病、下肢深静脉血栓以及肾病综合症等疾病的治疗[24-26]。此外，清华2号、福乃康等作为抗癌新药已被用于临床治疗。目前，蚯蚓药用活性成分开发活跃，更多医药产品将会问世。

2.2 动物饲料

干蚯蚓中蛋白质含量高于一般肉类饲料；铁含量是鱼粉的14倍；铜含量是鱼粉的2倍；锰含量是鱼粉及豆饼的4倍至6倍；锌含量是鱼粉及豆粕的3倍；钾、钠、镁含量都高于豆饼；钙、磷含量高于豆饼2倍至3倍，并且动物对蚯蚓体内磷的利用率高达90%；蚯蚓还富含维生素A、B、D、E、胡萝卜素等多种维生素。用蚯蚓饲喂鸡、鸭、猪、鱼、龟、鳖等，不仅使动物增重加快，产蛋量大，肉质变好，同时提高了饲料转化率[27-28]。研究发现，蚯蚓在改善肉质、增加体重的同时还能降低动物发病率，可治疗家畜高热不退、家畜小便不利、家畜尿血、牛马大便秘结、母畜产后缺乳、猪牛肛门脱出、家畜水火烫伤、家畜抽搐、家畜心热风邪等常见病[29]。蚯蚓具有被用作饲料及饲料添加剂的优良潜质。

2.3 农田改良

蚯蚓是土壤改良的挖掘机，通过不断地纵横钻洞和吞吐排粪等生命活动，可以疏松土质，改善土壤结构，增加土壤的透气性，提高肥力。研究表明，有蚯蚓栖息的周围土壤中，许多无机盐的元素（如磷、钾、钙、镁等）会增加数倍。与原土养分相比，蚯蚓粪中腐殖含量较原土提高了36%～160%，全氮含量增加了75%～105%，其中速效磷含量增加了20%～68%，速效钾含量增加了19%～36%[30]。我国每公顷土地内约有蚯蚓15万～180万条。由于蚯蚓的掘地性和杂食性，每年每公顷土地内的蚯蚓排出的蚓粪就可达到几十吨甚至几百吨，这种蚓粪除含有氮、磷、钾等常规元素外，还含有农作物必需的多种微量元素，它不仅是粮油作物的好肥料，而且是花园与苗圃的高级有机肥。

2.4 环境治理

蚯蚓能够分泌出多种特殊酶类，能分解蛋白质、脂肪、木质纤维素等，可消化和吸收造纸工业、食品工业废渣以及污泥、垃圾等天然有机物。美国利用蚯蚓处理生活垃圾，率先推行“庭院蚯蚓堆肥法”，洛杉矶市首先建立了一座蚯蚓养殖场，饲养蚯蚓1 000万条，每月处理垃圾高达75万t。随后，日本、欧美等国家及我国纷纷建立了不同處理规模的处理有机垃圾的蚯蚓养殖场。目前蚯蚓还用来处理农药和重金属类有害物质，美国、英国等国家在农田或重金属矿区周围的耕作区养殖大量的蚯蚓，结果发现大量重金属或有害的农药富集到蚯蚓的体内，使得已经荒芜的农田又变得肥沃起来[31]。

2.5 保健食品

蚯蚓作为食品在我国古代就有记载，目前主要是在台湾等地区比较流行，食品有通心粉和地龙糕等，莱肴有千龙戏珠（蚯蚓煮鸽蛋）、地龙凤巢（蚯蚓炒蛋）、龙凤配（蚯蚓炖鸡）等。然而，在欧美发达国家食用蚯蚓非常普遍，美国、加拿大、日本等国家将其制成蚯蚓饼干、罐头、蚯蚓肉与牛肉汉堡包，畅销欧洲各地。近年来，发达国家蚯蚓保健食品年贸易额在20亿美元左右，而每年正以20%～25%的速度递增[32]，相信随着我国传统观念的改变，蚯蚓作为保健食品将会进一步发展。

2.6 化妆产品

蚯蚓提取液外敷新西兰兔背部创伤模型，用药新西兰兔创伤肉芽组织中含大量肌纤维母细胞，合成功能活跃，细胞内肌动蛋白较多，有利于伤口的收缩与皮肤的恢复。墨西哥国立理工学院已经研制出一种以红蚯蚓分泌液为原料的天然美容品，能保持皮肤湿度，延缓皮肤衰老。江西省赣南帝龙生物制品厂从蚯蚓活体提取出超氧化物岐化酶，研制出帝龙SOD系列产品，具有较好的抗衰老功效[33]。

2.7 生物催化

随着绿色化学的发展，酶作为生物催化剂的应用越来越被重视，与纯酶相比，酶的粗提物分离操作简单，成本低廉。蚯蚓粗提物富含多种酶系，是一种良好的生物催化剂。李志林等[34]、Guan等[35]、He 等[36]发现蚯蚓粗提物可用于催化不对称Mannich、Aldol、Henry、Biginelli和Domino等反应，合成异喹啉、香豆素等化合物。以4-羟基香豆素与苄叉丙酮为原料，蚯蚓粗提物催化下成功合成华法林，得率为98%，ee值为20%。

3 展望

蚯蚓自然资源丰富，人工养殖技术成熟，成本低廉，提取物生物活性广泛，毒副作用低，在医药兽药临床上疗效确切，成分的提取和活性研究发展迅速，但蚯蚓医药产品的数量不多，开发具有独特成分和疗效的高技术产品是对蚯蚓进一步深加工的方向，应加快基础理论向实际生产转化研究的转化。在我国大力提倡新型环保和有机农业、绿色化学等新形势下，蚯蚓在污染治理、农田改良、天然饲料、医药化学等方面的作用会越来越突出。