北虫草栽培残基中主要活性物质含量分析及评价

郭玲玲，李剑梅，宗玉丽，孙玉禄,于广峰，韩 冰

(辽宁省微生物科学研究院，辽宁 朝阳 122000)

北虫草(Cordycepsmilitaris(L.) Link)又称蛹虫草，是一种药食兼用虫生真菌，属真菌界的子囊菌门(Ascomycota)、肉座菌目(Hypocoeales)、麦角菌科(Clavicipitaceae)[1-2]。现代研究表明，北虫草及其培养基中含虫草素、虫草多糖、超氧化物歧化酶(SOD)等丰富的营养及生物活性物质，具有滋肺补肾、止血化痰、抗各类细菌、提高免疫力、降血压、抗肿瘤等功效，具较高食用和药用价值[2-4]。2009年《中华人民共和国食品卫生法》和《新资源食品管理办法》规定，批准蛹虫草为新资源食品。以麦粒、大米等为培养基质的北虫草人工栽培技术已获成功并日渐成熟，广泛应用于生产，由于该技术具有操作简单、生产周期短等特点，已经成为新兴的农业致富项目，生产规模逐渐扩大[5-7]。但是生产中产生的大量残基被作为废物弃掉,不仅造成资源的浪费,对环境也造成一定的影响[8]。随着北虫草人工培养产业规模的不断扩大,对北虫草栽培残基如何加工和利用已成为亟待解决的问题[9-10]。本研究对北虫草栽培残基中主要营养物质及主要活性成分进行了含量分析及评价，同时对其所含的虫草素、虫草多糖含量与子座进行了比对分析，为加长产业链条，促进其资源化应用研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品 人工栽培北虫草子座及栽培残基来源于内蒙古敖汉旗北虫草种植区。将培养65 d的北虫草子座及北虫草栽培残基于60 ℃条件下烘干至含水量10%,然后用组织捣碎机粉碎,过60目筛备用。

1.1.2 主要仪器与试剂 101-1EBS电热恒温鼓风干燥箱 (上海科桓 ),FW177小型植物试样捣碎机 (天津泰斯特 ),UV-6000PC型紫外分光光度计(上海)，日立 835-50型氨基酸分析仪(日本),Jasco高效液相分析仪 (日本)，HYP-II消化炉(上海)，KDN-2C定氮仪(上海)。虫草素标准品购自Sigma公司。

1.2 方法

1.2.1 氨基酸分析 准确称取采收北虫草后经烘干的栽培残基粉末样品0.1 g，平行样品5份，分别置于6 mol/L盐酸中，110 ℃水解24 h,真空过滤后定容至50 mL,用氨基酸自动分析仪测定[11]。

1.2.2 北虫草栽培残基中主要营养成分分析 ①粗蛋白含量测定：采用GB/T6432-2019凯氏定氮法中半微量凯氏定氮法[12]。准确称取北虫草栽培残基粉末样品2.0 g(同时做3个平行样品)，于凯氏定氮瓶中，加入6.4 g混合催化剂(0.4 g无水硫酸铜与6 g硫酸钾混匀)、12 mL浓硫酸及数粒玻璃珠，于消化炉中消化至透明的蓝绿色，冷却，蒸馏水定容至100 mL，于凯氏定氮蒸馏装置中进行蒸馏，用20 mL的2%硼酸溶液做吸收液,蒸馏5 min，蒸馏后的吸收液用0.1 mol/L盐酸标准溶液滴定至终点，记录消耗盐酸的体积，计算蛋白质含量。②淀粉含量测定：准确称取北虫草残基粉末样品2.0 g，置于250 mL烧杯中，加水10 mL，搅拌使样品湿润，加入70 mL氯化钙溶液，盖上表面皿，5 min内加热至沸并继续加热15 min，加热时随时搅拌以防样品附在烧杯壁上。如泡沫过多可加1～2滴辛醇消泡。迅速冷却后，移入100 mL容量瓶中，用氯化钙溶液洗净烧杯中附着的样品，洗液并入容量瓶中。加5 mL氯化锡溶液，用氯化钙溶液定容到刻度，混匀，过滤，收集滤液装入旋光管中，测定旋光度[13]。根据公式计算淀粉含量：淀粉含量(%)=((a×100)/(L×203×m))×100%。式中：a-旋光度读数，度；L-旋光管长度，dm；m-样品质量，g；203-淀粉的比旋光度。③粗纤维含量测定：采用稀酸碱处理法，准确称取北虫草栽培残基粉末样品2.0 g,平行样品5份，进行粗纤维含量测定[14]。④矿质元素钙及磷含量测定：准确称取北虫草栽培残基样品0.1 g，加入10 mL浓硝酸浸泡过夜，低温消耗至微沸，呈颗粒状态后加入高氯酸消化至透明，冷却，用去离子水定容至10 mL,备用。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法，在电感耦合等离子直读光谱仪进行钙和总磷的含量分析。

1.2.3 北虫草栽培残基主要活性物质与子座比较分析 ①多糖含量比对分析：采用苯酚硫酸法，分别称取北虫草栽培残基粉末及子座粉末样品200 g，加入10倍量的蒸馏水，98 ℃热水搅拌抽提3次，每次2 h，过滤、浓缩。过滤后残渣用同样的方法再重复1次，合并过滤液冷藏过夜，取上清液加热浓缩后加入4倍体积的95%乙醇沉淀，静置过夜，可见黄白色絮状多糖析出，以5 000 r/min离心20 min，收集沉淀物经干燥即得到粗多糖，准确称取于105 ℃衡重的粗多糖粉末0.3 g,用蒸馏水溶解并定容至100 mL，备用，进行多糖含量测定[15]。②虫草素含量测定：准确称取北虫草栽培残基粉末及子座粉末各1.0 g，分别置于圆底烧瓶中，加入90%甲醇溶液20 mL，加热回流提取45 min，放冷，定容至50 mL，摇匀，过滤，弃去初滤液，取续滤液，微孔滤膜过滤，作为供试溶液。按照高效液相色谱法(药典2000版附录VID)[16]进行测定。色谱柱：C18，流动相：甲醇∶水=15∶85，检测波长：258 nm，进样量：5μL ，流速：1 mL/min。计算方法：外标法。

2 结果与分析

2.1 氨基酸分析

北虫草栽培残基中氨基酸分析结果见表1。结果表明,北虫草栽培残基中富含动物体所需的18种氨基酸,氨基酸总量达到8.17%，其中以谷氨酸含量最高为1.63%，天门冬氨酸和丙氨酸次之，色氨酸最少为0.09%。

2.2 北虫草栽培残基主要营养成分分析

北虫草栽培残基中主要营养成分检测结果见表2。结果显示,北虫草栽培残基中含有丰富的动物体生长所需的淀粉、粗蛋白及矿物质钙、磷，其淀粉、粗蛋白中含量与玉米等农作物含量相当，具有较高的应用价值。

2.3 北虫草栽培残基中主要活性物质检测

北虫草栽培残基中主要活性物质检测结果见表3。结果表明,虫草多糖在残基中的含量与子座中含量相当；而残基中的虫草素含量为0.318%，显著高于子座中的虫草素含量0.166%。

表1 北虫草栽培残基中氨基酸含量检测结果Table 1 Tested results of amino acids content in remnant medium of C.militaris

表2 北虫草栽培残基中主要营养成分检测结果Table 2 Tested results of main nutrition components in remnant medium of C.militaris

表3 北虫草栽培残基中主要活性物质检测结果Table 3 Tested results of main active substances in remnant medium of C.militaris

3 讨 论

本研究表明，北虫草残基中除含有麦粒固有的营养因子外，还富含虫草素、虫草多糖生物活性物质，其中虫草多糖含量可达4.8%，与子座含量相当；虫草素含量0.318%，显著高于子座(0.166%)，是一种应用价值极高的生物资源，可作为提取虫草素及虫草多糖、开发功能食品及保健品和新型生物饲料的原料，具有广阔的应用前景。目前，随着大健康产业发展，人们对北虫草营养保健价值的日益重视，北虫草种植规模得到了迅猛发展，栽培规模不断扩大，以内蒙古敖汉北虫草种植区为例，在敖汉新惠镇及周边地区北虫草年产能力已经达到400余万盆，每盆基质的投放量为450 g，北虫草采收后的回收率为70%，产北虫草栽培残基可达1 200余t，但当前北虫草残基废料处理模式尚不够成熟，种植户随意丢弃或作为燃料焚烧处理，造成环境污染及资源浪费。因此，加快北虫草栽培残基综合利用资源化研究，不仅可以完善北虫草人工栽培产业链条，提高经济效益，而且能减少资源浪费及环境污染，势必带来较大的社会效益、经济效益和生态效益。