蛹虫草

蛹虫草为子囊菌门,肉座目,麦角菌科、虫草属的模式种。学名为Cordyceps militaris(L.ex Fr.) Link. 蛹虫草,又叫北冬虫夏草,北虫草,简称蛹草,一般把活体虫蛹培养的北虫草称为蛹虫草,两者是同种真菌,但在营养成分上含量相差较大。

蛹虫草世界性分布,天然资源数量很少。1950年,德国科学家Cunningham观察到被蛹虫草寄生的昆虫组织不易腐烂,进而从中分离出一种抗菌性物质,3'-脱氧腺苷,定名为虫草素。蛹虫草,多感染鳞翅目昆虫的蛹,由子座(即草部分,又称子实体)与菌核(即昆虫的尸体部分)两部分组成的复合体,简单来说,就是虫体与草的结合。

中医认为,既能补肺阴,又能补肾阳,主治肾虚,阳痿遗精,腰膝酸痛,病后虚弱,久咳虚弱,劳咳痰血,自汗盗汗等,是一种能同时平衡、调节阴阳的中药。

中文名
蛹虫草
别名
北冬虫夏草、北虫草、北蛹虫草
拉丁学名
Cordyceps militaris
亚门
子囊菌亚门
子囊菌门
核菌纲
亚纲
子囊菌亚纲
麦角菌目
麦角菌科
虫草属
蛹虫草
分布区域
分布于云南(昆明,安宁,江川),吉林(安图,永吉),辽宁(沈阳),内蒙古(哲里木盟)

形态特征

蛹虫草 - 形态特征子座单生或数个一起从寄生蛹体的头部或节部长出,颜色为橘黄或橘红色,全长2-8厘米,蛹体颜色为紫色,长约1.5-2厘米。

菌丝体

蛹虫草是一种子囊菌,通过异宗配合进行有性生殖。其无性型为蛹草拟青霉。其子实体成熟后可形成子囊孢子(繁殖单位),孢子散发后随风传播,孢子落在适宜的虫体上,便开始萌发形成菌丝体。菌丝体一面不断地发育,一面开始向虫体内蔓延,于是蛹虫就会被真菌感染,分解蛹体内的组织,以蛹体内的营养作为其生长发育的物质和能量来源,最后将蛹体内部完全分解。

子实体

一般当蛹虫草的菌丝把蛹体内的各种组织和器官分解完毕后,菌丝体发育也进入了一个新的阶段。形成橘黄色或橘红色的顶部略膨大的呈棒状的子座(子实体)。


生长环境

生长于针、阔叶林或混交林地表土层中鳞翅目昆虫的蛹体上

栽培技术

营养

碳源:蛹虫草合成碳水化合物和氨基酸的基础,也是重要的能量来源。人工栽培时,蛹虫草可利用的碳源有葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉、果胶等,其中尤以葡萄糖、蔗糖等小分子糖类的利用效果最好。

氮源:氮元素是蛹虫草自身合成的蛋白质、核酸等有机氮以及铵盐等无机氮。能利用的有机氮很多,如氨基酸、蛋白胨、豆饼粉、蚕蛹粉等;无机氮主要有氯化铵、硝酸钠、磷酸氢二铵等。有机氮的利用效果最好。

矿质元素:以磷、钾、钙、镁等为主要元素。一般通过添加无机盐类来满足蛹虫草对矿质元素的需求。

维生素:虫草菌丝不能合成必要的维生素,适当加入VB1有利于菌丝的生长发育。

温度

在虫草的不同生长发育阶段都有最适温度、最低温度和最高温度的界限。菌丝生长温度6℃-30℃,低于6℃极少生长,高于30℃停止生长,甚至死亡。最适生长温度为18℃-22℃;子实体生长温度为10℃-25℃,最适生产温度为20℃-23℃。原基分化时需较大温差刺激,一般应保持5℃-10℃温差。

水分和湿度

水分是蛹虫草菌体细胞的重要组成部分。菌丝生长阶段,培养基含水量保持在60%-65%,空气相对湿度保持在60%-70%;子实体生长阶段,培养基含水量要达到65%-70%,空气相对湿度保持在80%-90%。要注意培养基适时补水和补充营养液。

空气

蛹虫草需要少量空气。但在子实体发生期要适当通风,增加新鲜空气。否则,二氧化碳积累过多,子座不能正常分化,影响生长发育。

光照

孢子萌发和菌丝生长阶段不需要光照,应保持黑暗环境。但转化到生殖生长阶段需要明亮的散射光,光照度为100-240勒(勒为光照度单位)。光照强,菌丝色泽深,质量好,产量高。

酸碱度

蛹虫草为偏酸性真菌,其菌丝生长发育最适pH为5.2-6.8。但在灭菌和培养过程中pH值要下降。所以在配制培养基时,应调高pH值1-1.5,在配制培养基时可加0.1%-0.2%的磷酸二氢钾或磷酸氢二钾等缓冲物质。

育种

长期采用无性繁殖及多次转管的蛹虫草菌种,其母本基因容易变异,表现为出草畸形,产质量下降。因此,在生产中应定期对蛹虫草菌种进行一次有性繁殖。具体做法是,选取高产、优质、早熟的蛹虫草子实体,用0.1%升汞溶液,或75%的酒精进行表面消毒后,用无菌水清洗表面药液,置于盛有综合培养基容器上方悬空,在21℃-23℃下静置培养,待培养基表面出现星芒状虫草菌落时,在接种箱内挑取单个或多个菌落置试管斜面培养基培养。待蛹虫草菌丝布满斜面后再提纯。获得的孢子母种须经出草比较试验后,选取优质虫草子实体再进行一次组织分离,经筛选后方可用于转扩栽培种。

考种

将母种扩大培养后,置米饭培养基上,于18℃-20℃下培养20-30d,观察生长情况。若见有细菌或霉菌污染,应对母种进一步纯化;若无杂菌污染,可继续培养,一个月后即有橙红色子实体产生,说明母种可靠。

二级种子培养

将液体培养基分装于500ml三角瓶中,每瓶加培养液200ml,用12层纱布外加一层牛皮纸封口。13-30分钟灭菌后,将母种在无菌条件下用接种钩接入三角瓶中,每支斜面可接10瓶以上。接种后于20℃摇床培养5d左右,待形成均匀小球后即可用于栽培种。

值得注意的是:如果培养液变混,有两种可能性,一是细菌污染应予以淘汰;二是由于菌丝生长过分粘稠所致。若难以判断,可进行镜检。

栽培流程

优选品种→制备培养基→蛹虫草母种→二级菌种(药瓶)→栽培蛹虫草菌种→控制环境温度与湿度→采收。


主要价值

医用价值

天然野生北冬虫夏草始载于《新华本草纲要》,其“味甘,性平”,有“益肺肾、补精髓,止血化痰”的功效。现代中医学巨著《中华药海》记载:“蛹草,别名北冬虫夏草(吉林),性味甘、平,入肺、肾二经。功效主治:1.益肾补阳,本品甘平,补肾阳,益精髓,用治肾阳不足,髓海空虚,眩晕耳鸣,健忘不寐,腰膝酸软,阳痿早泄等症。2.止血化痰,本品即补肾阳,有益肺阴,保肺益肾,秘经益气,对肺肾不足、久咳虚喘、劳嗽痰血者有较好疗效”。此外《全国中草药汇编》记载:“蛹虫草(北虫草)的子实体及虫体也可作为冬虫夏草入药”.

功效

⒈增强人体免疫功能及抗癌作用。

⒉抗菌作用。

⒊对肺虚咳嗽、急慢性支气管炎、哮喘等有较好疗效。

⒋有抗疲劳、耐缺氧、抗衰老的作用。

5.抗惊厥及镇静作用。

6.有雄性激素样作用。

7.对心脑血管系统的作用。


物种简介

子实体培养

菌丝体成熟后,由白色逐渐转为桔黄色,此时,室内应增加光照白,白天利用自然散射光,保持200勒克斯,晚间可利用日光灯作光源,每天应不少于10h光照,以促使菌丝体转色和刺激原基形成。待料面突起,并形成小米粒状原基时,要适当通风,补充新鲜空气,保护室内温度18℃-22℃,并提高空气相对温度至80%-85%。如湿度太大,易使培养基提早失水而影响产量。蛹虫草有较强的趋光性,因此在子实体形成后,应根据情况适当调整培养瓶与光源的相对方向,或调整室内光源方向,以保证子实体的正常生长形态,从而提高产量,形成橘黄色或橘红色的顶部略膨大的呈棒状的子座(子实体)。待子实体不再生长,其顶端出现许多小刺时,表明已成熟。采收时,用无菌镊子钳出子实体,然后再加少许营养液,重新包扎好瓶口,继续培养,20d左右,又可长出第二批子座。采收下的子实体晾干或低温烘干后出售。暂不出售,应密封好置低温干燥处贮存。

液体培养

天然蛹虫草资源稀少,人工固体栽培周期长,也不易控制条件。通过液体深层培养法获得虫草菌丝体丝体的化学组成与从天然采集的虫草的化学组成接近,而且可以从发酵液中得到人们需要的物质,还能大大缩短生产周期。

虫草菌丝的最适生长温度为20~25°C。在进行菌丝发酵时碳源以蛋白胨为最优,采用1∶2或1∶3的碳氮比较为合适。

发酵最佳培养基组成是:5%大米粉、1.5%豆饼粉、1.5%麦芽粉、0.1%KH2PO4,0.05%MgSO4·7H2O。

影响蛹虫草菌胞外多糖产量的实验因子显著性大小的排列顺序为:甜菜糖>;酵母浸出粉>KNO3>MgSO4·7H2O>FeSO4>K2HPO4。胞外多糖最佳发酵工艺参数:初始pH值为7,500ml三角瓶中培养基装液量为100ml,接种量6%,温度28°C。周期为96h。

培养基配方为:玉米粉4%,黄豆粉0.6%,酵母粉0.3%,K2HPO40.05%,MgSO40.05%,接种量3%,pH5.5。认为碳源因子对胞外多糖的产生影响显著。

蛹虫草发酵的适宜培养基组成为:蔗糖5.0%,玉米浆3.0%,酵母膏0.5%,MgSO4·7H2O0.05%,KH2PO40.05%,认为蔗糖为碳源最好,以酵母膏为氮源,菌体产量最高。

蛹虫草菌丝的生长可以利用多种碳源和氮源,在以红糖碳源、奶粉为氮源的液体培养基中生长最佳,且碳源/氮源合适的比例为2.0~2.5/1.0,适宜PH为5.0~6.5。

培养基成分确定为蛋白胨1.5%,MgSO40.05%,KH2PO40.15%,VB15mg/L,2,4D2mg/L。在相同条件下,优化培养基比原来培养基的发酵得率提高了4.5%,研究初步得到蛹虫草液体培养条件和生长动力学,为工业化生产提供了一定的理论依据。

培养基配比可将该菌株的虫草素含量提高到1.21%,比用Czapek培养基提高8.1倍。柴建萍等通过实验得出玉米粉为最优碳源,蚕蛹粉为最优氮源,MgSO4为最优无机盐。液体发酵最佳培养基配方为:玉米粉(20g/1000ml),蚕蛹粉(5g/1000ml),硫酸镁(0.5g/1000ml)。


分布范围

分布于云南(昆明、安宁、江川)、吉林(安图、永吉)、辽宁(沈阳)、内蒙古(哲里木盟)。

适宜人群

虫草多糖和SOD等多种生物活性物质的药用价值最为显著。虫草酸(甘露醇)可以显著地降低颅压,促进机体新陈代谢,因而使脑溢血和脑血栓病症得到缓解。虫草素是一种具有抗菌活性的核苷类物质,对核多聚腺苷酸聚合酶有很强的抑制作用。在DNA转录mRNA过程中使mRNA成熟障碍,抑制癌细胞的生长。并有降血糖的作用。虫草多糖是一种高度分枝的半乳甘露聚糖,它能促进淋巴细胞转化,提高血清IgG的抗体含量和机体的免疫功能,增强机体自身抗癌抑癌的能力。SOD(超氧化物歧化酶)可以消除机体内超氧自由基,具有抗衰老、抗癌抑癌的作用。此外,蛹虫草还含有丰富的硒(Se),这种微量元素已被大家公认是人体必需的微量元素,是谷胱甘肽过氧化酶的活性中心,以硒半胱氨酸的形式连接在酶蛋白的肽链上,保护细胞膜的稳定性的正常的通透性,并刺激免疫球蛋白和抗体的产生,增强机体免疫和抗氧化能力。同时,大量的科学实践证明硒可以明显地抑制癌细胞的生长。

虫草素(3′-脱氧腺苷):抗病毒、抗菌、明显抑制肿瘤生长、干扰人体RNA 及DNA合成。

虫草酸(D-甘露醇):预防治疗脑血栓、脑溢血、肾功能衰竭,利尿。

腺苷:抗病毒、抗菌,预防治疗脑血栓、脑溢血,抑制血小板积聚防止血栓形成,消除面斑,抗衰防皱。

虫草多糖:提高免疫力,延缓衰老,扶正固本,保护心脏、肝脏,抗痉。

麦角甾醇:抗癌、防衰、减毒。

超氧化物歧化酶(SOD):抑制或消除催人衰老的超氧自由基形成及抗癌、防衰、减毒。

硒(Se):为国际医学界公认的抗癌元素,也是重要的抗氧化剂,能增强人体免疫力。


获得荣誉

2020年9月,被农业农村部列入保护作物名录(第十一批名录)。