蝙蝠蛾拟青霉菌丝体研究进展

陆海峰 王忠 吴鸿雪 王锦锋

摘要    利用蝙蝠蛾拟青霉进行人工深层发酵培养所得的菌丝体产物是野生虫草的常用替代品。本文介绍了蝙蝠蛾拟青霉菌丝体的研究概况，总结了其液体深层发酵的研究进展、化学成分与药理作用，阐述了研究前景，以期为蝙蝠蛾拟青霉菌丝体的开发利用提供参考。

关键词    蝙蝠蛾拟青霉;菌丝体;液体发酵;化学成分;药理作用

中图分类号    R282.7        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）20-0197-04                                                开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    The mycelium of Paecilomyces hepialid produced by artificial deep fermentation is a common substitute for wild Cordyceps sinensis. This paper introduced the research situation of mycelium of P. hepialid， summarized the research progress of the liquid deep fermentation， chemical composition and pharmacological action， and expounded the research prospect， in order to provide references for the development and utilization of mycelium of P. hepialid.

Keywords    Paecilomyces hepialid; mycelium; liquid fermentation; chemical composition; pharmac-ological action

冬虫夏草（Cordyceps sinensis）是一种寄生于蝙蝠蛾幼虫的虫生真菌及其寄主蝙蝙蝠蛾幼虫尸体构成的虫菌复合体，具有益肾补肺、祛痰止咳等功效，为珍贵的中药材，药用历史悠久。冬虫夏草对咯血、痨嗽、虚喘精、腰膝酸软、自汗盗汗等病症均有疗效。蝙蝠蛾拟青霉为丛梗孢科瓶梗青霉属真菌，是从新鲜冬虫夏草的子座中分离获得，并经鉴定命名的一种虫草菌。现代药理学证明，发酵虫草菌丝体与冬虫夏草有效成分类似，具有相似的药理作用[1-2]。因为发酵方法成本相对较低且条件易于控制，目前利用液体深层发酵方法进行工业化生产菌丝体，已成为解决当前虫草资源匮乏的重要途径之一。

1    蝙蝠蛾拟青霉菌丝体研究概况

蝙蝠蛾拟青霉（Paecilomyces hepiali）是从新鲜冬虫夏草中分离所得的隶属丛梗孢科（Moniliaceae）瓶梗青霉属（Paecilomyces Bain）虫生真菌[3]。1982年，中国医学科学院药物研究所的研究人员从青海化隆采集的新鲜冬虫夏草中分离得到了Cs-4菌株，经鉴定可知，该Cs-4菌株是蝙蝠蛾拟青霉[4]。此外，1982年，中国中医科学院中药研究所有关学者从云南迪庆采集的冬虫夏草样品中分离获得的菌株，经培养与形态学研究，可将其鉴定为蝙蝠蛾拟青霉[5]。蝙蝠蛾拟青霉菌丝体是利用蝙蝠蛾拟青霉通过人工深层发酵培养所得，已作为冬虫夏草的代用品在中成药和保健食品中广泛使用。目前，市场上的蝙蝠蛾拟青霉菌丝体产品主要为金水宝胶囊。

2    蝙蝠蛾拟青霉菌丝体培养方法

当前，蝙蝠蛾拟青霉菌丝体的培养已不仅仅停留在摇瓶和小罐发酵的试验水平上，许多菌丝体产品已经步入工业化大生产。蝙蝠蛾拟青霉菌丝体的液体深层发酵培养大多以葡萄糖或淀粉类物质为碳源，动植物蛋白为氮源，并且工业化生产菌丝体的培养基中含有的天然成分足以满足营养需求，并不需要再增加氨基酸等。已有很多学者对蝙蝠蛾拟青霉菌丝体液体深层发酵培养进行研究。尚静德等[6]用正交试验法选出了最佳发酵培养基，配方为2%葡萄糖、0.8%乳糖、1%氨基酸复合粉、0.1%硫酸锌、0.1%硫酸镁、0.1%磷酸二氢钾、15%马铃薯。姜文侠等[7]以20 m3发酵罐进行发酵培养，对发酵菌丝体主要成分进行分析检测可得，菌丝体收率为2.5%，腺苷含量为0.24%，甘露醇含量为8.3%。冯  健等[8]采用液体深层发酵法培养蝙蝠蛾拟青霉菌丝体，得到了最佳发酵条件，结果表明，以玉米浆、玉米粉为主要原料，添加硫酸镁和磷酸氢二钾为辅助原料，在摇瓶装量10%、摇床转速150 r/min、培养温度18～20 ℃、培养周期72 h条件下，菌丝收率最高可达18.1 g/L。张  倩等[9]对蝙蝠蛾拟青霉菌丝体高产腺苷液体培养基进行了优化，结果表明，在摇瓶装量100 mL（250 mL）、接种量5%、摇床转速140 r/min、温度25 ℃、发酵周期6 d的条件下，蝙蝠蛾拟青霉菌丝体高产腺苷液体发酵培养基的最佳配方为2%葡萄糖、2%酵母浸出粉、0.05%硫酸锌、0.05%硫酸锰，同时该培养基下培养出蝙蝠蛾拟青霉菌丝体中腺苷含量较优化前提高了390%，达到2.85 mg/g。巩伯梁等[10]采用響应面法对蝙蝠蛾拟青霉菌丝体液体发酵培养基配方进行了优化，结果表明，在含有8.25%马铃薯、1%蔗糖、0.81%蚕蛹粉、1%玉米粉、0.5%蛋白胨、0.1%磷酸二氢钾、0.1%硫酸铵、0.1%硫酸镁等的培养基中发酵培养，蝙蝠蛾拟青霉菌丝体中腺苷含量可达3.44 mg/g。殷海松等[11]采用单因素试验法研究不同培养基成分对胞外多糖生产和蝙蝠蛾拟青霉菌丝体生物量的影响，结果表明，最优蝙蝠蛾拟青霉菌丝体液体发酵培养的培养基为土豆200 g/L、葡萄糖30 g/L、蛋白胨15 g/L、MgSO4·7H2O 1.5 g/L、KH2PO4 3.0 g/L;采用最优发酵培养基，在摇瓶培养条件下，获得的最大胞外多糖产量和最大菌丝体生物量分别较优化前提高了48.1%、34.6%，含量分别为2.80、24.99 g/L。张命龙等[12]通过液体摇瓶发酵培养，以菌丝体生物量和腺苷含量为主要指标，确定了摇瓶发酵高产菌丝体和腺苷的培养基配方，最佳配方为葡萄糖5 g/L、玉米淀粉40 g/L、玉米浆25 g/L、磷酸二氢钾1 g/L、硫酸锌1.5 g/L、MgSO4·7H2O 1 g/L、V 25 mg/L;适宜培养条件为摇瓶装量150 mL（500 mL）、8%接种量、初始pH值6.0、转速120 r/min、温度26 ℃、培养时间7 d;在该发酵条件下，菌丝体生物量为25.2 g/L，并对菌丝体中腺苷含量进行高效液相色谱（HPLC）检测，腺苷含量达到2.76 mg/g。

3    蝙蝠蛾拟青霉菌丝体的化学成分

蝙蝠蛾拟青霉菌丝体主要含有腺苷、虫草多糖、虫草素、甾醇类物质、氨基酸和多种无机元素等。许春燕等[13]系统分析了蝙蝠蛾拟青霉发酵菌丝体的主要营养与活性成分，包括13种脂肪酸、18种必需氨基酸以及8种微量元素;此外，在蝙蝠蛾拟青霉发酵菌丝体中还有较高含量的粗多糖、核苷、多酚（2.59 mg/g）和三萜（4.89 mg/g）等活性成分。洪志来等[3]采用硅胶柱、凝胶柱、高效液相色谱等技术对用95%乙醇提取蝙蝠蛾拟青霉菌丝体进行分离纯化后得到了11个化合物，经鉴定，分别为 （22E，24R）-麦角甾-7，22-二烯-3β，5α，6β-三醇、（22E，24R）-麦角甾-7，9，22-三烯-3β-醇、（22E，24R）-麦角甾-6β-甲氧基-7，22-二烯-3β，5α-二醇、环（亮-色）二肽、环（异亮-色）二肽、环（缬-色）二肽、胡萝卜苷、4-（2-甲酰基-5-羟甲基-1-氢-吡咯-1-基）丁酸、4-（2-甲酰基-5-甲氧基甲基-1-氢-吡咯-1-基）丁酸、5-羟甲基糠酸和琥珀酸等，其中除了（22E，24R）-麦角甾-6β-甲氧基-7，22-二烯-3β，5α-二醇、环（亮-色）二肽、5-羟甲基糠酸和琥珀酸以外，其他均为首次从拟青霉属真菌中分离得到。樊晓飞等[14]用梯度提取、反复重结晶分离和纯化，共分离得到7个化合物，并且采用NMR等谱学方法进行了化学成分的分析，分别检测出麦角甾醇、 β-谷甾醇、4，6，8（14），22（23）-四烯-3-酮-麦角甾烷、啤酒甾醇、麦角甾醇过氧化物、甘露醇和1-油酰基-2-亚油酸-3-棕榈酸甘油等化合物。采用GC-MS进一步分析石油醚提取物中的油状组分，经分析鉴定主要为亚油酸和反油酸。于洪飞[15]以腺苷和D-甘露醇为评价指标，并优化复合酶法提取工艺对蝙蝠蛾拟青霉菌丝体进行提取，使甘露醇和腺苷的含量分别占提取物的12.56%和2 065 μg/g。仲伟鉴等[16]比较了蝙蝠蛾拟青霉菌丝体与天然虫草中的无机元素含量，共检测出28种无机元素，其中钙、钾、镁、锌、镍、硼和锶等7种元素在蝙蝠蛾拟青霉菌丝体中的含量高于天然虫草，其他组分含量的分布趋势与天然虫草基本一致。

4    蝙蝠蛾拟青霉菌丝体的药理作用

4.1    免疫调节作用

周毓麟等[17]研究蝙蝠蛾拟青霉发酵菌丝体对提高小鼠迟发型超敏反应显著效果，并对IFN-α、IL-10、IL-12、IL-12R等炎症相关因子水平具有上调作用。孟  明等[18]试验结果表明，冬虫夏草能明显抑制小鼠脾细胞对刀豆蛋白A、细菌脂多糖的增殖反应，减少小鼠特异抗体分泌的细胞数量，降低同种异型抗原诱导的迟发型超敏反应及混合淋巴细胞反应。张洁宏等[19]发现，蝙蝠蛾拟青霉菌丝体具有增强小鼠免疫力的功能。

4.2    对中枢神经系统的作用

虫草水提液腹腔注射可明显减少小白鼠的自发性活动，延长小鼠注射戊巴比妥钠的睡眠時间，虫草菌醇提取物有镇静、抗惊厥和降温等作用[20]。虫草中的维生素具有调节中枢神经系统的作用，能降低副交感神经兴奋性，因而具有抗惊厥和镇静的功能，对心悸、失眠等具有较好的疗效[21]。

4.3    抗肿瘤作用

姜  磊等[22]研究发现，蝙蝠蛾拟青霉菌丝体石油醚提取物具有明显抑瘤作用。胡贤达等[23]研究发现，冬虫夏草及其活性成分对甲状腺癌、乳腺癌、肺癌、胃癌、黑色素瘤等多种肿瘤有抑制作用。此外，也有研究表明，冬虫夏草对喉癌细胞的增殖性生长有直接抑制作用[24-25]。

4.4    抗病毒作用

刘彦威等[26]研究表明，冬虫夏草菌丝体水提物具有预防新城疫病毒感染和直接抗新城疫病毒的作用。张  正等[27]研究证明，冬虫夏草对乙肝病毒HBV-FDNAP的抑制率可达85%，抑制细胞系PLC/PRF/5细胞分泌HbsAg作用超过50%，并且能抑制鸭体内的鸭乙肝病毒（DHBV）感染。

4.5    肾功能维护作用

王  娜等[28]研究显示，蝙蝠蛾拟青霉Cs-4可纠正脂代谢紊乱，减少蛋白尿的排泄，改善肾功能，并且通过抑制细胞外基质的过度积聚来减轻肾脏病理损害，发挥保护肾脏作用。刘  强等[29]研究表明，冬虫夏草对慢性肾衰动物模型具有降低尿蛋白、血肌酐和尿素氧的作用。赵学智等[30]研究表明，冬虫夏草对急性药物性肾毒性具有保护作用。庄乙君等[31]研究表明，菌丝体干粉具有促进肾小管功能改善、缩短少尿期、加快肾功能恢复的作用。

4.6    抗炎作用

王  峰等[32]研究人工培养虫草菌丝体在ICR小鼠体内的抗炎效果，结果表明，虫草菌丝体低、中、高剂量对二甲苯所致的小鼠耳郭肿胀有显著的抑制作用。卢岚[33]研究发现，人工发酵虫草菌丝体的水提液对小鼠有明显的抗炎作用。魏  涛等[34]对蝙蝠蛾拟青霉发酵生产的菌丝体进行了体内抗炎试验，结果表明，蝙蝠蛾拟青霉菌丝体具有很好的体内抗炎作用。

4.7    其他作用

冬虫夏草能改善冠心病、高心病患者左心室舒张功能[35]，并且对阿霉素性心肌损伤具有明显的保护作用[36]。冬虫夏草水提液具有明显的扩张动物支气管、增强肾上腺素分泌、平喘、祛痰等作用[37]。此外，冬虫夏草对辐射造成的动物血小板减少及脾脏萎缩有明显的保护作用，可促进造血干细胞分化增殖，促使脾系数和脾巨核细胞增加、血小板数升高[38-40]。

5    展望

近年来，我国在虫草资源调查，冬虫夏草菌种分离、无性型确证，虫草的人工培养、成分分析、临床应用及虫草产品开发等方面做了大量工作，取得了一定成效。蝙蝠蛾拟青霉菌丝体具有与冬虫夏草基本相似的化学成分和药理作用，目前市场上已有相应产品，如珍源阁牌增强免疫力胶囊、金水宝胶囊等，但其只是发酵菌丝体通过干燥包装后的产品。另外，现有产品除上述药理作用外，是否还有其他疗效尚待深入研究。总之，目前蝙蝠蛾拟青霉菌丝体的开发利用仍然比较单一，对其化学成分及药理作用也缺乏深入研究，今后应进一步加强其药理及临床应用等方面的研究，并且针对相关研究进行菌丝体产品的开发利用，使其更好地为人们服务。

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