科普 | 食用菌營養(yǎng)健康功能的現(xiàn)代研究——蛹蟲草

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蛹蟲草（Cordyceps militaris (L.ex Fr.) Link.），別名北冬蟲夏草或北蟲草，由子座及菌核結(jié)合而成[1]。廣泛分布于我國多個地區(qū)，常見于吉林、遼寧一帶，被認(rèn)為是獨特而珍貴的傳統(tǒng)中藥及滋補食品[2]。衛(wèi)生部在2009年第3號公告中批準(zhǔn)其為新資源食品?！缎氯A本草綱要》中記載其“味甘、性平、益肺、腎、補精髓、止血化淤”[3]。中國最早的炮制著作《雷公炮炙論》中記載蟬蟲草具有“主小兒天吊、驚癇、瘈疭、夜啼、心悸”等療效[4]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證實蛹蟲草中蘊含豐富的多糖、蟲草酸、核苷類物質(zhì)、甘露醇、麥角甾醇、氨基酸及微量元素等活性物質(zhì)，并在增強免疫、降低血糖、抗癌癥和炎癥及氧化，保護肝臟、腎臟，抗菌抗病毒等方面具有突出的作用[5]。目前蛹蟲草來源于天然野生與人工培育兩種。1987年，首次人工培育出蛹蟲草實體[6]，至今蛹蟲草人工栽培技術(shù)已日趨成熟，主要包括以天然動物培養(yǎng)基栽培、人工固體培養(yǎng)基培育、人工液體發(fā)酵三種[7]。蛹蟲草具有調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗氧化、肝臟與腎臟保護、抑菌抗病毒、抗炎等藥理作用，具有增強免疫力，輔助保護肝損傷等功效的蛹蟲草保健食品開發(fā)成為近幾年的研究熱點，已開發(fā)出多種豐富的產(chǎn)品形態(tài)。

蛹蟲草的活性成分

1、多糖

在蛹蟲草活性成分中，蟲草多糖含量最為重要。蟲草多糖具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降血脂、抗衰老、抗病毒、保肝、抗疲勞等多種生物活性[8]。目前從蛹蟲草中分離得到的多糖高達(dá)幾十余種。分子量范圍分布于1×103 g/mol到1×105 g/mol之間，主要的單糖組成是葡萄糖、甘露糖和半乳糖[9]。

已經(jīng)獲得的蟲草多糖包括均一多糖與雜多糖。有學(xué)者分離純化出CPS-1和CPS-2兩種雜多糖。CPS-1是β構(gòu)型的雜多糖，分子量為2.3×104 g/mol；CPS-2是α構(gòu)型的雜多糖，分子量為1.29×104 g/mol[10]。對比分析蛹蟲草菌絲體和子實體中的多糖結(jié)構(gòu)差異，結(jié)果表明菌絲體多糖組分CMPS-II和子實體多糖組分CBPS-II的平均分子量分別為1.4×106和1.3×106 g/mol，由相同的單糖組成，即甘露糖、葡萄糖和半乳糖，摩爾分別為1:28.63:1.41和1:12.41:0.74[11]。研究報道以干燥的蛹蟲草子實體粉末為原料經(jīng)熱水提取、分級醇沉、脫蛋白、脫色、透析、色譜分離等一系列提取純化工藝，獲得的均一多糖組分CPS-3，為平均分子量5×103 g/mol的葡聚糖，主鏈由α-D-glucose組成，在O-6位置每隔8個葡萄糖殘基出現(xiàn)一個支鏈結(jié)構(gòu)[12]。

2、核苷

核苷類化合物結(jié)構(gòu)相似，均由堿基（Base）和糖基（Sugar）組成，近年來，核苷類化合物在抗病毒、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等方面的功效，被國內(nèi)外研究人員廣泛關(guān)注。蛹蟲草子實體或發(fā)酵菌絲中核苷類化合物種類較多，主要有蟲草素（3’-脫氧腺苷）、腺苷、腺嘌呤、N6-（2-羥乙基）-腺苷、尿嘧啶、尿苷、鳥嘌呤等。目前，蛹蟲草中已知的核苷類化合物已達(dá)16種，研究者采用高效液相色譜法建立相應(yīng)的指紋圖譜[13]。蛹蟲草中核苷類成分的研究主要集中于蟲草素，由腺苷脫去核糖C-3’位的羥基（-OH）而形成，學(xué)名3’-脫氧腺苷，又稱蟲草菌素，是蛹蟲草中的重要活性成分之一，具有護肝，抗腫瘤，免疫調(diào)節(jié)，抑制病原菌和抗氧化等多種功效[14]。腺苷也是蛹蟲草中重要的核苷類物質(zhì)，是一種內(nèi)源性嘌呤核苷酸，由腺嘌呤環(huán)N-9位與核糖C-1’位連接，對心血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)和肌體的許多其它系統(tǒng)及組織均有生理作用。腺苷是一種很強的血管活性物質(zhì)，它可使體循環(huán)血管擴張，從而引起血壓下降，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在具鎮(zhèn)靜、催眠、抗鎮(zhèn)痛作用[15]。研究人員采用高速逆流色譜法對蛹蟲草子實體粗提物進行分離，得到純度99%、得率5.4%的蟲草素和純度98%、得率3.1%的N6-（2-羥乙基）-腺苷[16]。

3、蟲草酸

蟲草酸是蛹蟲草的主要活性成分之一，其化學(xué)分子式C6H12O6，為D-甘露糖醇。蟲草酸含量可作為衡量蟲草質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，不同培養(yǎng)方法所得的蛹蟲草中蟲草酸含量不盡相同。蟲草酸不僅可以抑制多種病菌的生長，且具有抗氧化、促代謝等多種功效。采用微波輔助乙醇/硫酸銨雙水相法提取蛹蟲草菌絲體中的蟲草酸，其提取率可以達(dá)到（99.02±0.16）%[17]。

4、甾醇

蛹蟲草的子座與蛹體中含有麥角甾醇及其過氧化物、β-谷甾醇、7-啤酒甾醇、過氧化麥角甾醇以及麥角甾-7,22-二烯-3β,5α,6β-三醇等甾醇類物質(zhì)。其中麥角甾醇為蟲草中甾醇類的主要成分，是真菌的特征甾醇，脂溶性維生素D2的前體物質(zhì)，具有抗腫瘤、抗氧化、減毒等作用，在蛹蟲草中的含量相對恒定，也可作為衡量蟲草質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一[18]。

5、蛋白質(zhì)

蛹蟲草是含有豐富的蛋白質(zhì)和氨基酸的優(yōu)質(zhì)食藥兩用真菌，其中菌絲體蛋白質(zhì)含量為21.10%，子實體蛋白質(zhì)含量為18.47%。第一限制氨基酸均為含硫氨基酸（蛋氨酸和胱氨酸），第二限制氨基酸是異亮氨酸，蛹蟲草菌絲體蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值要高于子實體[19]。在子實體中，含量最高的氨基酸是谷氨酸、賴氨酸和天冬氨酸，而在菌絲體中，含量最高的氨基酸是甘氨酸和丙氨酸。

6、大環(huán)內(nèi)酯

對蛹蟲草中的大環(huán)內(nèi)酯成分研究較少。內(nèi)酯的分子式為C20H30O5，不易溶于水，易溶于丙酮、氯仿、乙醚、乙醇等有機溶劑。具有抗血小板聚集、抗炎、抗腫瘤等作用，可抑制腫瘤增殖，保護腦缺血損傷、神經(jīng)損傷[20]。研究者首次從蛹蟲草BCC 2816中分離出三種新的10元大環(huán)內(nèi)酯類化合物，并通過核磁共振法確定其結(jié)構(gòu)[21]。

蛹蟲草的藥理作用

1、調(diào)節(jié)免疫

機體的免疫系統(tǒng)能夠識別和清除外源物質(zhì)，維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定和生理平衡。研究顯示蛹蟲草對小鼠的免疫系統(tǒng)呈現(xiàn)促進作用，對特異性與非特異性免疫都有作用[22]。

蛹蟲草中發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的首要成分是蟲草多糖。蛹蟲草多糖主要通過激活自然殺傷細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞活性和巨噬細(xì)胞而發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用。當(dāng)病原體侵入人體時，吞噬細(xì)胞的吞噬作用是反應(yīng)的第一步。此外，巨噬菌體快速分泌促炎因子（例如腫瘤壞死因子(TNF)-α和白細(xì)胞介素(IL)-1），并釋放細(xì)胞毒性和炎癥分子，以防止病原體入侵，通過這一系列反應(yīng)調(diào)節(jié)機體的免疫力[23]。研究發(fā)現(xiàn)從蛹蟲草子實體中提取得到的多糖能夠通過提高脾臟和胸腺指數(shù)、增強脾淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的功能來緩解小鼠體內(nèi)環(huán)磷酰胺導(dǎo)致的免疫抑制[24]。從蛹蟲草菌株發(fā)酵液中提取得到的胞外多糖組分PLCM，可增加小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7分泌一氧化氮和腫瘤壞死因子，通過激活MAPK及NF-κB信號通路中主要蛋白表達(dá)發(fā)揮免疫作用[25]。另外，蛹蟲草中的蟲草素也被發(fā)現(xiàn)具有調(diào)節(jié)免疫的作用。有研究發(fā)現(xiàn)蛹蟲草中的蟲草素對脂多糖誘導(dǎo)的髓核細(xì)胞和椎間盤基質(zhì)的降解和巨噬細(xì)胞浸潤有保護作用，通過激活LPS誘導(dǎo)NF-κB通路，提升免疫從而發(fā)揮其保護作用[26]。

2、抗腫瘤

蛹蟲草的抗腫瘤作用主要與蛹蟲草含有的蟲草素與蟲草多糖有關(guān)[27]。蛹蟲草子實體多糖可抑制人肝癌細(xì)胞（SMMC-7721），人胃癌細(xì)胞（BGC-823）和人乳腺癌細(xì)胞（MCF-7）的增殖，并呈量效關(guān)系[28]。蛹蟲草子實體的多糖還可抑制人肺癌細(xì)胞（A549）的增殖，IC50值為39.08 μg/mL[29]。此外，蛹蟲草多糖對人大細(xì)胞肺癌細(xì)胞（NCI-H460）、人結(jié)腸癌細(xì)胞（205）、人前列腺細(xì)胞（PC-3）也具有較強的抑制作用[30]。

蟲草素在抑制HepG2肝癌細(xì)胞以及抗凋亡基因的激活方面有明顯的作用，人工蛹蟲草子實體通過抑制TGF-β的分泌而對Lewis肺癌移植瘤的生長與轉(zhuǎn)移發(fā)揮了抑制作用[31]。研究者通過基因富集分析，表明蟲草素抑制人乳腺癌MCF-7細(xì)胞增殖的靶點主要與hedgehog信號通路、p53信號通路和雌激素信號通路相關(guān)[32]。蟲草素還可通過阻止p-IκB的激活來抑制P65的核轉(zhuǎn)位，導(dǎo)致C-X-C趨化因子4型受體（CXCR4）表達(dá)下調(diào)，從而導(dǎo)致肝癌細(xì)胞遷移侵襲能力受損，對基質(zhì)細(xì)胞衍生因子1（SDF1）的反應(yīng)活性減弱[33]。

3、抗氧化

氧化會導(dǎo)致多種疾病，包括糖尿病、動脈硬化、腎炎、癌癥等。蛹蟲草的抗氧化活性主要與蟲草多糖、蟲草素、多酚等物質(zhì)有關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)蛹蟲草及其提取物可以延緩由于自由基而引起的生長抑制，從而達(dá)到促進機體生長的效果[34]。蛹蟲草多糖（CMP）對影響環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)的活性氧清除實驗表明，CMP能顯著提高心、肝、腎組織SOD活性、CAT活性、GSH-Px活性和TAOC活性，所有CMP劑量都顯著降低了MDA水平[35]。對小鼠進行不同劑量的蛹蟲草多糖灌胃給藥，發(fā)現(xiàn)給藥組的白細(xì)胞水平，胸腺和脾臟的質(zhì)量與對照組比較有明顯提高，蛹蟲草多糖在體內(nèi)具有顯著的抗氧化活性，并能夠降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）的水平，誘導(dǎo)腫瘤壞死因子-α、干擾素-γ和白細(xì)胞介素-1β的mRNA上調(diào)表達(dá)，說明蛹蟲草多糖對氧化應(yīng)激具有保護作用[36]。研究發(fā)現(xiàn)蟲草素能清除羥基自由基和DPPH自由基，抗氧化性能接近維生素C[37]。

4、抑菌與抗病毒

蛹蟲草具有良好的抑菌作用，與蟲草素及蟲草多糖相關(guān)。研究表明，蟲草素對鏈球菌和炭疽桿菌等均有良好的抑制作用。蛹蟲草菌絲體水提液具有顯著的抗菌作用，可抑制金黃色葡萄球菌和蘇云金芽孢桿菌的生長。該抗菌物質(zhì)可與革蘭氏菌（包括陰性菌和陽性菌）、芽孢菌以及非芽孢菌等發(fā)生拮抗作用，從而達(dá)到抑制細(xì)菌生長與增殖的作用[38]。

關(guān)于蛹蟲草的抗病毒作用，對不同溶劑提取相（氯仿相、乙醇相、乙酸乙酯相）的蛹蟲草子實體的抗病毒作用進行研究，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅氯仿相具有抗皰疹病毒HSV-I和HSV-II的活性，而無抗流感甲型病毒活性[39]。又在隨后的研究中發(fā)現(xiàn)蛹蟲草的7個醇提物中僅有兩個具有抗流感甲型病毒活性，而無抗抗皰疹病毒活性[40]。

5、保護肝臟

中醫(yī)認(rèn)為：肝與膽相為表里，開竅于目，肝主藏血，主疏泄，有貯藏和調(diào)節(jié)血液的功能?！端貑枴の迮K生成》提出：“肝之合筋也，其榮爪也?！笨梢姼闻K對人體健康的重要。研究發(fā)現(xiàn)蟲草多糖能抑制急性酒精性肝損傷小鼠的肝細(xì)胞脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，提高機體脂質(zhì)代謝能力，對急性酒精性肝損傷起到保護作用[41]，蛹蟲草多糖具有一定的保肝作用。以四氯化碳（CCl4）誘發(fā)小鼠急性肝損傷并建立模型，結(jié)果表明蟲草多糖泡騰片能有效改善CCl4引起的肝損傷[42]。

6、保護腎臟

腎臟具有生成腎素、促紅細(xì)胞生成素、前列腺素等激素的內(nèi)分泌功能，同時腎臟也能分解一些內(nèi)分泌激素，作為靶器官接收信息。蛹蟲草具有保護腎臟的作用。通過研究腺苷和蟲草素對糖尿病小鼠腎臟氧化應(yīng)激的影響，發(fā)現(xiàn)蟲草素、腺苷純化物高劑量組可以調(diào)節(jié)氧化還原酶的活力，還會使腎小球的濾過性減弱，減少對腎臟的氧化損傷，對糖尿病小鼠腎臟具有一定的保護作用[43]。

7、抗炎

已有研究顯示，蛹蟲草的抗炎作用大部分與蟲草素相關(guān)。研究者以小鼠耳腫脹炎癥為模型，給予蟲草素，發(fā)現(xiàn)蟲草素可以抑制其炎癥組織NO和PGE2的產(chǎn)生，并可抑制脂多糖刺激下炎性相關(guān)蛋白iNOS和COX-2的表達(dá)，具有較好的抗炎作用[44]。有研究推測蟲草素是通過抑制小鼠血液中促炎性細(xì)胞因子的分泌、降低免疫器官指數(shù)以及減少致炎部位趨化因子的方式來減少免疫細(xì)胞的聚集程度，最終抑制炎癥部位中相關(guān)炎性細(xì)胞因子的釋放，改善佐劑誘發(fā)的炎癥反應(yīng)[45]。因此，蛹蟲草蟲草素可通過抑制炎性因子的產(chǎn)生從而發(fā)揮良好的抗炎活性。

蛹蟲草的產(chǎn)品和應(yīng)用

中國衛(wèi)生部在2009年第3號公告中批準(zhǔn)其為新資源食品[46]。蛹蟲草具有的抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗衰老等功效使得以蛹蟲草為原料的保健食品與功能性食品的研發(fā)成為熱潮。我國批準(zhǔn)的含蛹蟲草原料的保健食品的主要保健功能為增強免疫力，輔助保護肝損傷等，有蛹蟲草膠囊、蛹蟲草片、蛹蟲草顆粒、蛹蟲草氨基酸口服液等多種產(chǎn)品，還有一些復(fù)配的產(chǎn)品，如蛹蟲草熟地黃枸杞子黨參大棗膠囊、蛹蟲草西洋參口服液等。蛹蟲草開發(fā)的功能性食品有蛹蟲草飲料、蛹蟲草多糖酸奶、蛹蟲草泡騰片等。

摘自《食用菌營養(yǎng)健康功能的現(xiàn)代研究》，中國食用菌協(xié)會藥用真菌專業(yè)委員會推薦