不同栽培配方对北虫草子实体营养成分含量的影响

钱雯婕+常广宁+张静+王建春+吴婷+魏红英+滕大芳+张黎凤

摘要 通过对温度、湿度、光照等环境因子的严格控制，在最适宜的环境条件下利用不同的培养基人工栽培北虫草，并对不同培养基配方栽培所产出的北虫草子实体营养成分进行了较全面的分析，测定了北虫草子实体中虫草素、腺苷、虫草多糖、虫草酸、矿质元素Se、氨基酸的含量。结果表明：不同培养基栽培后获得北虫草子实体的虫草素、虫草酸和腺苷含量差异均较大，对虫草多糖、Se元素和氨基酸含量影响较小。

关键词 北虫草；子实体；营养成分

中图分类号 S567.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）06-0086-03

Effect on Nutrients Content of Cordyceps Militaris Sporocarp for Different Formula

QIAN Wen-jie 1 CHANG Guang-ning 2 ZHANG Jing 1 WANG Jian-chun 1 WU Ting 1 WEI Hong-ying 1

TENG Da-fang 1 ZHANG Li-feng 1

（1 The Xinjiang Production and Construction Corps 13 Agricultural Science Research Institute，Hami Xinjiang 839000； 2 Dalian City Agricultural Science Institute in Liaoning Province）

Abstract Under suitable environmental factors such as temperature，humidity，illumination，Cordyceps Militaris were artificial cultivated by using different medium formula.Nutrients content of Cordyceps Militaris sporocarp were determined，such as cordycepin，adenosine，cordyceps polysaccharide，cordyceps acid，mineral elements Se and amino acids.The results showed that the contents of cordycepin，oxalate and adenosine in Cordyceps Militaris sporocarp were significantly different in different medium formula，and the contents of polysaccharides，Se and amino acids in Cordyceps Militaris sporocarp were lower.

Key words Cordyceps Militaris；sporocarp；nutrients content

北冬虫夏草，简称北虫草，是冬虫夏草的一种，是中国传统的名贵中药材，是我国特产[1]。其主要成分为虫草素、虫草酸、虫草多糖、超氧化物歧化酶（SOD）、多种维生素、18种人体必需的氨基酸和硒、锌、钙等20余种微量元素。药理学现代研究结果表明，北虫草具有调节机体免疫力、补肝益肺、补肾壮阳、抑制癌细胞分裂与增长、延缓衰老美容等功效，是一种医疗保健珍品[2]。目前，国内的北虫草栽培生产均以获得高产为主要目标，很大程度上忽略了子实体各主要营养成分含量的高低，而北虫草子实体不管是用于养生保健还是入药进行疾病的治疗及预防，都应以其子实体主要营养成分的药理作用为指导。因此，提高北虫草子实体的营养成分含量的研究是十分重要的。本文对北虫草子实体营养成分进行了较全面的分析，测定了北虫草子实体中虫草素、腺苷、虫草多糖、虫草酸、矿质元素Se、氨基酸的含量，旨在对北虫草子实体的营养成分进行全面了解，为北虫草子实体作为日常蔬菜资源、食品、保健品开发及营养搭配和利用提供依据[3]；提出针对性提高某一种或几种主要营养成分含量为目标的栽培技术，为广大北虫草爱好者进行高产、优质栽培提供理论参考和指导依据[4]。

1 材料与方法

1.1 試验材料

供试菌株材料由大连市农业科学研究院提供。

供试药剂：虫草素标准品、腺苷标准品和鼠李糖等，由上海化学试剂公司进口分装；95%酒精、MgSO4·7H2O、KH2PO4、蛋白胨、葡萄糖、酵母粉、琼脂条、虫草多糖标准品、虫草酸标准品等，均为国产分析纯试剂；培养基原料有大米、小麦、土豆等。

供试仪器：Waters高效液相色谱仪、原子荧光光谱仪、日立835-50型氨基酸分析仪、H2050R-1高速冷冻离心机SY601超级恒温水浴、微量进样器、UV-2450型紫外可见分光光度计、旋转蒸发仪、FJ92-2D超声波细胞粉碎机、FJ-200高速分散均质机、628-C立式压力蒸汽灭菌器、NHWY-2112全温度恒温振荡器、pH140恒温型培养/干燥箱、DL-CJ-2N高性能无菌试验台、离心机、电子天平、冷藏柜、电磁炉、微波炉、往复式摇床等。

1.2 北虫草子实体营养成分的测定方法

1.2.1 虫草素与腺苷。虫草素与腺苷的测定采用高效液相色谱法：色谱柱为NOVA-PAK C18反相柱（3.9×300 mm、4 μm）；流动相为0.01 mol/L KH2PO4- K2HPO4缓冲液（pH值6.86）+1%四氢呋喃；流速为1 mL/min，进样量10 μL，检测波长为260 nm。

1.2.2 虫草多糖。采用改良苯酚-硫酸法进行测定[5]。

1.2.3 虫草酸。采用分光光度法进行测定。

1.2.4 矿质元素Se。采用原子荧光光谱仪分析，样品处理方式为湿法消解，执行标准为GB/T5009.93-2010。

1.2.5 氨基酸。使用仪器为日立835-50型氨基酸分析仪，执行标准为GB/T 18246-2000[6]。

1.2.6 培养基配方对子实体营养成分的影响。分别制备4种培养基（A：大米+水；B：小麦+水；C：大米+1%葡萄糖溶液；D：小麦+1%葡萄糖溶液）各200瓶。培养基经灭菌冷却后接种北虫草菌株，菌丝培养环境温度20～22 ℃、湿度70%～75%，子实体原基分化及子实体生长期培养温度19～21 ℃、光照强度700～1 100 lx下每日补光12 h，每天早、晚各通风30 min，子实体成熟采收烘干后各随机取样3份进行主要营养成分的测定。

2 結果与分析

2.1 不同培养基配方对虫草素含量的影响

采用高效液相色谱法测定所取样品的虫草素含量，假设H0：μA=μB=μC=μD即各处理虫草素含量水平相同，HA：μA、μB、μC、μD不全相等即处理间虫草素含量水平不全相等。为了测验H0，计算处理间均方对误差均方的比率，算得F=307.78，查F表当υ1=3，υ2=8时，F0.01=7.59，现实得F=307.8>F0.01，故否定H0，推断此次试验处理间虫草素含量平均数间是有极显著差异的（表1）。

可以看出，培养基C高于培养基A，培养基D高于培养基B，但其差异不显著；而培养基A、C与培养基D、B间存在极显著差异，说明利用大米作为主要栽培原料较小麦为主要原料所获得的子实体的虫草素含量高，并且达到极显著水平；而营养液加葡萄糖较不加葡萄糖所获得子实体的虫草素含量有所提高，但差异不显著。

2.2 不同培养基配方对虫草酸含量的影响

各样品经处理后采用分光光度法测定虫草酸的含量，假设H0：μA=μB=μC=μD即处理间虫草酸含量水平相等，HA：μA、μB、μC、μD不全相等即处理间虫草酸含量不全相等。为了测验H0，计算处理间均方对误差均方的比率，算得F=598，查F表当υ1=3，υ2=8时，F0.01=7.59，现实得F=598> F0.01，故否定H0，推断这个试验的处理平均数间是有极显著差异的（表2）。

可以看出，培养基B、D均与培养基C、A存在极显著差异，而培养基B与培养基D、培养基C与培养基A间均无显著差异；由此表明，以小麦为主要原料均较以大米为主要原料所获得子实体虫草酸含量高，但是否加葡萄糖对虫草酸的含量水平并不产生影响。

2.3 不同培养基配方对腺苷含量的影响

采用高效液相色谱法测定所取样品的腺苷含量，假设H0：μA=μB=μC=μD即各处理腺苷含量水平相同，HA：μA、μB、μC、μD不全相等即各处理腺苷含量不全相等。为了测验H0，计算处理间均方对误差均方的比率，算得F=5 460，查F表当υ1=3，υ2=8时，F0.01=7.59，现实得F=5 460>F0.01，故否定H0，推断这个试验的处理平均数间是有极显著差异的（表3）。

可以看出，4种培养基中以小麦+水（B）栽培获得子实体腺苷含量最高，小麦+1%葡萄糖溶液（D）次之，大米+水（A）再次之，以大米+1%葡萄糖溶液（C）栽培获得子实体腺苷含量最低，并且相互间差异均已达到极显著水平；由此表明，在子实体腺苷含量方面以小麦为主要培养原料要远远高于以大米为主要栽培原料，并且在营养液中加入葡萄糖可以有效地降低腺苷含量，因此提高子实体虫草素的含量。

2.4 不同培养基配方对虫草多糖含量的影响

各样品经处理后采用分光光度法测定虫草多糖的含量，假设H0：μA=μB=μC=μD即处理间虫草多糖含量水平相同，HA：μA、μB、μC、μD不全相等即处理间虫草多糖含量水平不全相同。为了测验H0，计算处理间均方对误差均方的比率，算得F=79.24，查F表当υ1=3，υ2=8时，F0.01=7.59，现实得F=79.24>F0.01，故否定H0，推断这个试验的处理平均数间是有极显著差异的（表4）。

可以看出，培养基C、D均与培养基A、B存在极显著差异；培养基C与培养基D无显著性差异，培养基A与培养基B存在显著差异但未达到极显著水平；由此表明，营养液中加入葡萄糖可以极显著地提高北虫草子实体的虫草多糖含量；但在加入葡萄糖后大米和小麦培养基间子实体虫草多糖的含量无显著差异，而营养液不加葡萄糖时以大米为主要原料获得的子实体虫草多糖含量要显著高于以小麦为主要原料获得的子实体。

2.5 矿质元素硒元素（Se）含量的影响

将所取样品利用原子荧光光谱仪进行检测，样品处理方式为湿法消解，执行标准为GB/T 5009.93—2010。

对不同培养基栽培获得北虫草子实体硒元素含量的测定值进行方差分析和F测验：查F表υ1=3，υ2=4时，F0.01=16.694，F0.05=6.591，试验中得F=1 414.95，故F>F0.01，推断硒元素测定试验的处理间存在极显著差异（表5）。

可以看出，培养基A、C均与培养基D、B存在极显著差异，而培养基A、C间无显著差异，培养基D、B间无显著差异。由此表明，以大米为培养基主要原料较以小麦为培养基主要原料所获得子实体的Se元素含量要高很多，大米培养基几乎为小麦培养基的10倍左右，而培养液是否加葡萄糖对Se元素含量并无显著影响。

2.6 不同培养基配方对氨基酸含量的影响

各样品经处理后分别用日立835-50氨基酸分析仪测定人体所需的18种氨基酸的含量，执行标准为GB/T 18246—2000。由表6可以看出，4种培养基所采收的北虫草子实体均含有人体所需的18种氨基酸，并且各种氨基酸的含量类似，均以谷氨酸含量最高，天门冬氨酸含量次之，氨、组氨酸、胱氨酸、苯丙氨酸含量较低，其余种类的氨基酸含量居中；在4种配方培养基栽培北虫草时，2种以小麦为主要原料的培养基获得子实体的氨基酸的总含量均明显高于以大米为主要原料的培养基，而营养液中是否加入葡萄糖几乎对氨基酸总含量并无影响。

3 结论与讨论

试验结果表明，不同配方培养基栽培后获得北虫草子实体的虫草素、虫草酸和腺苷含量差异均较大，对虫草多糖、Se元素和氨基酸含量影响较小。另外，试验中以大米作为培养基主料均较以小麦作培养基主料获得子实体虫草素含量显著提高，以小麦作为培养基主料所获得北虫草子实体的虫草酸、腺苷和蛋白质含量均明显高于大米培养基获得的子实体，而大米培养基获得北虫草子实体的Se元素含量达到小麦培养基获得子实体的10倍左右。营养液中加入葡萄糖能显著降低腺苷含量和提高虫草多糖的含量水平，但对其他营养成分含量水平的影响效果不明显。试验中北虫草子实体腺苷含量与SOD酶含量水平呈正相关，二者均与虫草素含量呈反相关。试验中北虫草子实体腺苷含量与虫草素含量呈反相关，加入葡萄糖能显著降低腺苷含量提高虫草多糖的含量水平。以获取虫草素和Se元素为主要目的应采用大米培养基；以获取虫草酸、腺苷和氨基酸为主要目的应采用大米培养基。通过对北虫草子实体的宏量、常量、微量营养元素的测定分析，为第3代功能食品的开发提供了新的理论依据。

4 参考文献

[1] 常明昌，李荣春，冯景刚，等.食用菌栽培学[M].北京：中国农业出版社，2003：1-120.

[2] 高雯，高士友，韦廷春.北虫草商品化栽培技术的研究[J].陕西农业科学，2008，54（4）：26-29.

[3] 方华舟，贾瑞，程利霞，等.不同培养基原料及配方对北冬虫夏草液体菌种质量的影响[J].贵州农业科学，2011，39（2）：105-109.

[4] 方华舟，李淑玲，左雪枝，等.北冬虫夏草液体菌种制备工艺研究[J].北方园艺，2011（14）：164-167.

[5] 车阵明.虫草多糖生物活性研究进展及其应用前景[J].食用菌，2004（6）：3-5.

[6] 尹萍，涂艳丽，王飞，等.北虫草液体发酵培养基优化研究[J].江西农业学报，2006（4）：102-103.