冬虫夏草保藏方式研究

陈丽华 滕佳璐 杨方 马得虎 刘家兴 方达吾

传统的冬虫夏草滋补品一般采用干草形式，由鲜草经烘、晒、晾等加工方式制得，但干燥工艺会对冬虫夏草的有效成分产生影响，可能导致冬虫夏草品质劣变、药性改变、组织结构破坏及有效成分损失等问题。因此，本文从冬虫夏草的特征组分、宏量和微量组分、抗氧化活力三个方面，研究冬虫夏草鲜草与传统干藏工艺下干草的组分差异，并进一步探究适宜鲜草保藏的工艺方法。结果显示，等干基计，鲜草的水分、虫草素、腺苷、虫草酸、蛋白、钙、铁、锰、锌含量分别是干草的6.68倍、5.19倍、2.87倍、1.53倍、1.15倍、1.85倍、1.65倍、1.52倍、1.48倍，鲜草的总抗氧化活力、ABTS清除能力分别是干草的1.28倍、2.62倍；鲜草采用液氮冻结可比普通冻结多保留22.18%的水分，也能保留更多特征组分。由此可得，传统干藏方式会导致冬虫夏草有效成分流失，液氮冻结是鲜草推荐保藏工艺，这为提高冬虫夏草产品品质提供了一定的理论依据，有助于实现冬虫夏草产业的高品质、内涵式发展。

一、材料与设备

1.材料：冬虫夏草鲜草和干草、腺苷等标准品。

2.设备：气相色谱仪等。

二、实验与方法

1.冬虫夏草鲜草水分含量的测定。依据GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》进行测定。

2.冬虫夏草特征成分的测定。（1）虫草素、腺苷的测定。由于冬虫夏草腺苷、虫草素浓度较低，直接测定有较大误差，所以采用梯度冻干测定水分和含量，并进行曲线拟合的方法确定。在-50℃条件下真空干燥24h、48h、60h，依据GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》分别测定水分。对应水分含量下各个样品的腺苷、虫草素测定参考DB 63/T890-2010《青海冬虫夏草》中附录A。（2）虫草酸的测定。参考DB 54/T0060-2021《西藏那曲冬虫夏草》中附录C进行测定。

3.蛋白的测定。依据GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》进行测定。

4.氨基酸的测定。参考GB 5009.124-2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》进行测定。

5.多糖的测定。参考DB 63/T890-2010《青海冬虫夏草》中附录B进行测定。

6.脂肪酸的测定。依据GB 5009.168-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪酸的测定》进行测定。

7.元素的测定。依据GB 5009.268-2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》进行测定。

8.FRAP抗氧化活性的测定。采用FRAP抗氧化活性试剂盒进行测定。

9.ABTS抗氧化活性的测定。采用ABTS抗氧化活性试剂盒进行测定。

10.DPPH抗氧化活性的测定。采用DPPH抗氧化活性试剂盒进行测定。

11.数据处理。使用Excel 2019进行数据处理，SPSS 25进行统计学分析，Prism 9进行软件作图。

三、结果与分析

1.冬虫夏草水分含量分析。如图1所示，冬虫夏草鲜草及干草的水分含量分别为72.10g/100g、10.80g/100g，鲜草的水分含量约为干草的6.68倍。干草是鲜草经过晾晒、风干等过程形成的，其水分含量约为鲜草的14.98%，即干草干物质的量约为鲜草干物质量的3.20倍，因此在进行鲜草与干草的有效成分比较时，鲜草需乘以换算系数3.20。

2.冬虫夏草特征成分分析。图2a、2b分别为腺苷、虫草素含量与水分含量的拟合曲线，曲线拟合度较好，两个拟合曲线的R2值都大于0.9，说明预测结果可信。通过腺苷和虫草素拟合曲线方程，可得鲜草中腺苷、虫草素含量分别为746.99mg/kg、215.04mg/kg（等干基计），干草中腺苷、虫草素含量分别为260.70mg/kg、41.40mg/kg。虫草酸可以直接测定，鲜草及干草中虫草酸含量分别为184.35mg/g、120.18mg/g（图2c）。由此可得，鲜草的虫草素、腺苷、虫草酸含量分别是干草的5.19倍、2.87倍、1.53倍（等干基计）。腺苷和虫草素是冬虫夏草的主要活性物质之一，虫草素具有很强的抑菌性，能够调节免疫，在治疗白血病方面已经进入II期临床试验；虫草酸也是重要的活性物质之一，可以利尿、脱水，有助于提高血浆渗透压，能够调节肾上腺素与内分泌，还具有抗自由基、缓解急慢性肾衰竭等功效。

表1比较了冬虫夏草鲜草及干草中宏量和微量组分的含量。就含氮物质而言，鲜草及干草有较明显差异，鲜草、干草的蛋白/多肽含量分别为24.10g/100g、20.90g/100g（等干基计），鲜草约为干草的1.15倍（等干基计）；冬虫夏草中含有16种氨基酸，鲜草与干草中的氨基酸总量分别为15.36g/100g（等干基计）、17.44g/100g。就多糖和脂肪酸而言，鲜草与干草没有显著差异，文献报道称冬虫夏草多糖能够提高细胞的吞噬能力，同时协助释放细胞因子，从而提高免疫力，还能抗肿瘤、抗氧化及降血糖；不饱和脂肪酸是重要的生理活性成分，能够降低血脂、预防心血管疾病；多不饱和脂肪酸可以提高免疫力、降低心脑血管疾病风险。就矿物质而言，鲜草的铁、钙含量较高，分别为311.7mg/kg、1146mg/kg，是干草的1.85倍、1.65倍，锰、锌元素分别是干草的1.52倍、1.48倍，而钴、镁元素与干草没有太大差异。冬虫夏草鲜草的一些有效成分显著高于干草，可能是因为干草经历了烘烤、晾晒、风干及高温等过程，在水分、时间、温度、空气等因素的影响下，其保留有效成分的能力下降。

3.冬虫夏草抗氧化活性分析。冬虫夏草中含有丰富的超氧化物歧化酶及酚类物质，具有很强的抗氧化能力，可以清除机体内自由基，保护细胞，有效预防心脑血管及氧化性应激疾病，增强免疫力。图3为三种不同方法（FRAP法、ABTS法、DPPH法）测定的鲜草和干草的抗氧化活性，三种方法测定的分别是总抗氧化活性、亲水溶剂中的抗氧化活性及亲油溶剂中的抗氧化活性。结果显示，等干基计，鲜草、干草的总抗氧化能力分别为28.71mmol/g、22.35mmol/g，鲜草的总抗氧化能力略高于干草，约为干草的1.28倍；鲜草、干草的水溶性抗氧化能力分别为49.26mmol/g、18.67mmol/g，鲜草的水溶性抗氧化能力显著高于干草，约为干草的2.62倍；鲜草、干草的脂溶性抗氧化能力分别为19.09mmol/g、20.02mmol/g，二者的脂溶性抗氧化能力相近。由此可以推断，在直接嚼服和泡水场合，鲜草发挥的抗氧化效果明显优于干草，但就煲汤（油溶性场合）而言，鲜草发挥的抗氧化效果与干草相近。因此，鲜草的食用方式以直接嚼服和泡水场合为佳。

4.冬虫夏草不同冻结工艺分析。冬虫夏草鲜草在液氮浸渍冻结及普通冰柜冻结中的速率曲线如图4所示。液氮冻结曲线非常陡峭，普通冰柜冻结曲线在约170s处出现波谷形状，呈现温度先下降后上升又下降的过程。这说明液氮冻结可以使鲜草快速通过冰晶最大生成带，形成多为细胞的胞内冰晶，对冬虫夏草鲜草细胞损伤少，能够更好地保留冬虫夏草成分；冰柜冻结在通过冰晶最大生成带时过程缓慢，形成先经过过冷状态再缓慢形成冰晶而又有晶体放热的过程，所以温度会有所回升，随后随着环境温度降低，冬虫夏草温度逐渐降低并与环境温度趋近，在这一过程中，由于冰晶生成缓慢，且多为贯穿细胞的大冰晶体，导致冬虫夏草鲜草的大量细胞破损，细胞内容物随之流出，冬虫夏草自身保留的成分不断减少。

冬虫夏草鲜草在液氮浸渍冻结及普通冰柜冻结中的所需时间、冻结后的水分和冬虫夏草的特征成分含量如表2所示。实验结果显示，使用普通冰柜冻结，需要1875s才能使鲜草的中心温度达到-18℃，而液氮冻结只需9s，所花费时间远少于普通冰柜，其冻结速率是普通冰柜冻结的25倍。一般认为，在速冻情況下，冰晶晶核形成速度快于水分迁移速度，所以形成的多为细小的冰晶体；在慢冻情况下，水分迁移速度快于冰晶晶核形成速度，这意味着水分会直接在冰晶晶核上成长，从小的晶核长成大的冰晶体。这进一步证实普通冰柜冻结会形成比液氮冻结更大的冰晶体，从而造成更多细胞损伤和物质组分的流失。此外，当达到相同的-18℃的中心温度时，采用液氮冻结的鲜草保留的水分为68.30%，普通冰柜冻结则为55.90%，说明液氮冻结比普通冰柜冻结的效果更好。在冬虫夏草特征成分方面，经普通冰柜冻结及液氮浸渍冻结后鲜草的虫草素、腺苷及虫草酸含量都高于干草，说明冷冻保鲜效果优于干藏方式。相比之下，液氮冻结方式比普通冰柜冻结更好，其中虫草素多保留了29.27%，腺苷多保留了31.44%，虫草酸多保留了7.04%。因此，推荐液氮冻结作为鲜草的加工保藏方式。

综上，本文从冬虫夏草的特征组分、宏量和微量组分、抗氧化活力三个方面进行综合评价，发现传统干藏方式会导致冬虫夏草的有效成分流失，而液氮冻结是鲜草推荐的加工保藏工艺。