北蟲草栽培殘基中主要活性物質(zhì)含量分析及評價

郭玲玲，李劍梅，宗玉麗，孫玉祿,于廣峰，韓 冰

(遼寧省微生物科學(xué)研究院，遼寧 朝陽 122000)

北蟲草(Cordycepsmilitaris(L.) Link)又稱蛹蟲草，是一種藥食兼用蟲生真菌，屬真菌界的子囊菌門(Ascomycota)、肉座菌目(Hypocoeales)、麥角菌科(Clavicipitaceae)[1-2]。現(xiàn)代研究表明，北蟲草及其培養(yǎng)基中含蟲草素、蟲草多糖、超氧化物歧化酶(SOD)等豐富的營養(yǎng)及生物活性物質(zhì)，具有滋肺補腎、止血化痰、抗各類細(xì)菌、提高免疫力、降血壓、抗腫瘤等功效，具較高食用和藥用價值[2-4]。2009年《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》和《新資源食品管理辦法》規(guī)定，批準(zhǔn)蛹蟲草為新資源食品。以麥粒、大米等為培養(yǎng)基質(zhì)的北蟲草人工栽培技術(shù)已獲成功并日漸成熟，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)，由于該技術(shù)具有操作簡單、生產(chǎn)周期短等特點，已經(jīng)成為新興的農(nóng)業(yè)致富項目，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴大[5-7]。但是生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量殘基被作為廢物棄掉,不僅造成資源的浪費,對環(huán)境也造成一定的影響[8]。隨著北蟲草人工培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大,對北蟲草栽培殘基如何加工和利用已成為亟待解決的問題[9-10]。本研究對北蟲草栽培殘基中主要營養(yǎng)物質(zhì)及主要活性成分進行了含量分析及評價，同時對其所含的蟲草素、蟲草多糖含量與子座進行了比對分析，為加長產(chǎn)業(yè)鏈條，促進其資源化應(yīng)用研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣品 人工栽培北蟲草子座及栽培殘基來源于內(nèi)蒙古敖漢旗北蟲草種植區(qū)。將培養(yǎng)65 d的北蟲草子座及北蟲草栽培殘基于60 ℃條件下烘干至含水量10%,然后用組織搗碎機粉碎,過60目篩備用。

1.1.2 主要儀器與試劑 101-1EBS電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 (上?？苹?),FW177小型植物試樣搗碎機 (天津泰斯特 ),UV-6000PC型紫外分光光度計(上海)，日立 835-50型氨基酸分析儀(日本),Jasco高效液相分析儀 (日本)，HYP-II消化爐(上海)，KDN-2C定氮儀(上海)。蟲草素標(biāo)準(zhǔn)品購自Sigma公司。

1.2 方法

1.2.1 氨基酸分析 準(zhǔn)確稱取采收北蟲草后經(jīng)烘干的栽培殘基粉末樣品0.1 g，平行樣品5份，分別置于6 mol/L鹽酸中，110 ℃水解24 h,真空過濾后定容至50 mL,用氨基酸自動分析儀測定[11]。

1.2.2 北蟲草栽培殘基中主要營養(yǎng)成分分析 ①粗蛋白含量測定：采用GB/T6432-2019凱氏定氮法中半微量凱氏定氮法[12]。準(zhǔn)確稱取北蟲草栽培殘基粉末樣品2.0 g(同時做3個平行樣品)，于凱氏定氮瓶中，加入6.4 g混合催化劑(0.4 g無水硫酸銅與6 g硫酸鉀混勻)、12 mL濃硫酸及數(shù)粒玻璃珠，于消化爐中消化至透明的藍綠色，冷卻，蒸餾水定容至100 mL，于凱氏定氮蒸餾裝置中進行蒸餾，用20 mL的2%硼酸溶液做吸收液,蒸餾5 min，蒸餾后的吸收液用0.1 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，記錄消耗鹽酸的體積，計算蛋白質(zhì)含量。②淀粉含量測定：準(zhǔn)確稱取北蟲草殘基粉末樣品2.0 g，置于250 mL燒杯中，加水10 mL，攪拌使樣品濕潤，加入70 mL氯化鈣溶液，蓋上表面皿，5 min內(nèi)加熱至沸并繼續(xù)加熱15 min，加熱時隨時攪拌以防樣品附在燒杯壁上。如泡沫過多可加1～2滴辛醇消泡。迅速冷卻后，移入100 mL容量瓶中，用氯化鈣溶液洗凈燒杯中附著的樣品，洗液并入容量瓶中。加5 mL氯化錫溶液，用氯化鈣溶液定容到刻度，混勻，過濾，收集濾液裝入旋光管中，測定旋光度[13]。根據(jù)公式計算淀粉含量：淀粉含量(%)=((a×100)/(L×203×m))×100%。式中：a-旋光度讀數(shù)，度；L-旋光管長度，dm；m-樣品質(zhì)量，g；203-淀粉的比旋光度。③粗纖維含量測定：采用稀酸堿處理法，準(zhǔn)確稱取北蟲草栽培殘基粉末樣品2.0 g,平行樣品5份，進行粗纖維含量測定[14]。④礦質(zhì)元素鈣及磷含量測定：準(zhǔn)確稱取北蟲草栽培殘基樣品0.1 g，加入10 mL濃硝酸浸泡過夜，低溫消耗至微沸，呈顆粒狀態(tài)后加入高氯酸消化至透明，冷卻，用去離子水定容至10 mL,備用。采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，在電感耦合等離子直讀光譜儀進行鈣和總磷的含量分析。

1.2.3 北蟲草栽培殘基主要活性物質(zhì)與子座比較分析 ①多糖含量比對分析：采用苯酚硫酸法，分別稱取北蟲草栽培殘基粉末及子座粉末樣品200 g，加入10倍量的蒸餾水，98 ℃熱水?dāng)嚢璩樘?次，每次2 h，過濾、濃縮。過濾后殘渣用同樣的方法再重復(fù)1次，合并過濾液冷藏過夜，取上清液加熱濃縮后加入4倍體積的95%乙醇沉淀，靜置過夜，可見黃白色絮狀多糖析出，以5 000 r/min離心20 min，收集沉淀物經(jīng)干燥即得到粗多糖，準(zhǔn)確稱取于105 ℃衡重的粗多糖粉末0.3 g,用蒸餾水溶解并定容至100 mL，備用，進行多糖含量測定[15]。②蟲草素含量測定：準(zhǔn)確稱取北蟲草栽培殘基粉末及子座粉末各1.0 g，分別置于圓底燒瓶中，加入90%甲醇溶液20 mL，加熱回流提取45 min，放冷，定容至50 mL，搖勻，過濾，棄去初濾液，取續(xù)濾液，微孔濾膜過濾，作為供試溶液。按照高效液相色譜法(藥典2000版附錄VID)[16]進行測定。色譜柱：C18，流動相：甲醇∶水=15∶85，檢測波長：258 nm，進樣量：5μL ，流速：1 mL/min。計算方法：外標(biāo)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸分析

北蟲草栽培殘基中氨基酸分析結(jié)果見表1。結(jié)果表明,北蟲草栽培殘基中富含動物體所需的18種氨基酸,氨基酸總量達到8.17%，其中以谷氨酸含量最高為1.63%，天門冬氨酸和丙氨酸次之，色氨酸最少為0.09%。

2.2 北蟲草栽培殘基主要營養(yǎng)成分分析

北蟲草栽培殘基中主要營養(yǎng)成分檢測結(jié)果見表2。結(jié)果顯示,北蟲草栽培殘基中含有豐富的動物體生長所需的淀粉、粗蛋白及礦物質(zhì)鈣、磷，其淀粉、粗蛋白中含量與玉米等農(nóng)作物含量相當(dāng)，具有較高的應(yīng)用價值。

2.3 北蟲草栽培殘基中主要活性物質(zhì)檢測

北蟲草栽培殘基中主要活性物質(zhì)檢測結(jié)果見表3。結(jié)果表明,蟲草多糖在殘基中的含量與子座中含量相當(dāng)；而殘基中的蟲草素含量為0.318%，顯著高于子座中的蟲草素含量0.166%。

表1 北蟲草栽培殘基中氨基酸含量檢測結(jié)果Table 1 Tested results of amino acids content in remnant medium of C.militaris

表2 北蟲草栽培殘基中主要營養(yǎng)成分檢測結(jié)果Table 2 Tested results of main nutrition components in remnant medium of C.militaris

表3 北蟲草栽培殘基中主要活性物質(zhì)檢測結(jié)果Table 3 Tested results of main active substances in remnant medium of C.militaris

3 討 論

本研究表明，北蟲草殘基中除含有麥粒固有的營養(yǎng)因子外，還富含蟲草素、蟲草多糖生物活性物質(zhì)，其中蟲草多糖含量可達4.8%，與子座含量相當(dāng)；蟲草素含量0.318%，顯著高于子座(0.166%)，是一種應(yīng)用價值極高的生物資源，可作為提取蟲草素及蟲草多糖、開發(fā)功能食品及保健品和新型生物飼料的原料，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，隨著大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展，人們對北蟲草營養(yǎng)保健價值的日益重視，北蟲草種植規(guī)模得到了迅猛發(fā)展，栽培規(guī)模不斷擴大，以內(nèi)蒙古敖漢北蟲草種植區(qū)為例，在敖漢新惠鎮(zhèn)及周邊地區(qū)北蟲草年產(chǎn)能力已經(jīng)達到400余萬盆，每盆基質(zhì)的投放量為450 g，北蟲草采收后的回收率為70%，產(chǎn)北蟲草栽培殘基可達1 200余t，但當(dāng)前北蟲草殘基廢料處理模式尚不夠成熟，種植戶隨意丟棄或作為燃料焚燒處理，造成環(huán)境污染及資源浪費。因此，加快北蟲草栽培殘基綜合利用資源化研究，不僅可以完善北蟲草人工栽培產(chǎn)業(yè)鏈條，提高經(jīng)濟效益，而且能減少資源浪費及環(huán)境污染，勢必帶來較大的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。