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冬虫夏草属真菌化学研究概况

2022-07-29
来源:求医网
摘要对冬虫夏草及同属真菌类植物化学成分(核苷类、多糖、糖醇和甾醇类、脂肪酸类、氨基酸类、微量元素及维生素类等)的研究概况给予总结和比较,为进一步开发应用提供理论依据。

冬虫夏草Cordyceps sinensis(Berk) Sacc. 为麦角科虫草属的药用真菌,主产于四川、青海、西藏、云南、贵州等海拔4 000~5 000 m的山中草甸土中,药材为冬虫夏草菌的子座及其寄主蝙蝠蛾科昆虫草蝙蝠Hepialus armoricanus Oberthur 等幼虫尸体的复合体,为较常用的名贵中药材之一。冬虫夏草具有益精髓、补虚损、保肺、益肾、止血、化痰等功效,主要用于虚劳咳嗽、咯血盗汗、阳痿遗精、腰膝酸软等症[1]。现代药理证明冬虫夏草具有扩张支气管,控制心跳、镇静催眠、雄激素样等作用,还具有抗癌活性和抑制病菌、提高机体免疫功能等作用[2]。我国在80年代初已经开始了人工培养冬虫夏草菌丝体的研究工作,并取得了很大进展。国家卫生部自1987年以来陆续批准了“宁心宝胶囊”(治疗心律失常)、“金水宝胶囊”(治疗性功能底下、高脂血症、慢性支气管炎等)及“至灵胶囊”(治疗慢性肾功能不全、慢性肾炎、慢性乙肝等)等冬虫夏草制剂用于临床[3,4]。由于独特的药用价值和广泛的药理作用,冬虫夏草已经引起了国内外学者的高度重视,研究人员对冬虫夏草及同属真菌类植物进行了广泛深入的化学研究,以开发新药源,满足国内外市场的需求。现将这方面近10年的研究概况综述如下。

1冬虫夏草属真菌的化学成分

1.1核苷类:50 年代初,我国报道了从冬虫夏草中分得冬虫夏草素(cordycepin)。近年来,研究人员又从冬虫夏草中分得腺嘌呤、腺苷、尿嘧啶,并从冬虫夏草的人工发酵产物中证实了腺苷等成分的存在。邢振荣等采用HPLC法分别确定了四川产冬虫夏草中尿嘧啶、尿苷、腺嘌呤、脱氧腺苷等核苷类成分的存在,并测定了它们各自的含量[5]。刘静明等从我国长春蛹虫草菌丝中分得腺嘌呤、腺苷和虫草素,其中腺嘌呤和虫草素尚属首次从菌丝体中分得[6]。李晓明等90 年代初报道,用Dowex-1-CI树脂从虫草菌蝙蝠蛾被孢霉(Mortierella hepiali)的发酵液中提得了收率为0.28% 的腺苷[7]

1.2糖醇、甾醇类:80 年代初,我国学者先后从冬虫夏草、凉山虫草C. liangshanensis Zang. Liu et Hu、亚香棒虫草C. hawkesli Gray 中分得D-甘露醇、蕈糖、麦角甾醇、麦角甾醇过氧化物(5α, 8α-epidioxy-5α-ergosta-6, 22-dien-3β-ol)[8]。台湾学者从虫草中分得麦角甾醇-β-D-吡喃葡萄糖苷和2,2-二羟基麦角甾醇[9]。刘静明等从人工培养的蛹虫草中分得β-谷甾醇、D-甘露醇和麦角甾醇[6]

1.3多糖类:70 年代后期,国外学者从冬虫夏草中分得虫草多糖。Tadashi 等报道从冬虫夏草同属菌类蝉花C.cicadicola Tang的碱溶性提取物中分得一水溶性葡聚糖 CI-6P,[α]20D+7.30°(c,0.3,0.5 mol/L NaOH)。经凝胶色谱测定其分子量为21 000。经甲基化分析、过碘酸氧化、Smith 降解、酶水解、部分酸水解和13CNMR 光谱分析,该葡聚糖具有多分支结构,并具有抗S180活性[10]。李晓明等对冬虫夏草菌发酵滤液中多糖的研究结果表明,虫草菌滤液中的多糖由葡萄糖、甘露糖和半乳糖组成,各组分的摩尔比为甘露糖-半乳糖-葡萄糖=1∶0.47∶0.10[11]

1.4脂肪酸、酯、烷烃及其它类:我国学者曾先后报道从冬虫夏草、凉山虫草中分得硬脂酸、软脂酸和胆甾醇软脂酸酯。台湾学者采用反相HPLC法从冬虫夏草中分离鉴定了12 个脂肪酸成分,其中4 个主要成分为软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和一个微量的十七烷酸[8]。黄起鹏报道采用GC-MS 联用及计算机检索法对冬虫夏草弱极性部分化学成分进行研究,确定了8 种脂肪酸、4 种烷烃、1 个三烷基取代苯酚、1 个烯醇和1 个烯醛。并经柱层析分得结晶态单质硫磺[9]。靳朝东报道,我国学者从冬虫夏草的子囊壳中提得一活性成分(H1-A),并用于治疗肾炎和尿毒症[12]

冬虫夏草除含有上述成分外,还含有氨基酸(20 多种)、蛋白质(20% 以上)、多糖(10% 以上)、各种维生素(Vit B1,Vit B2,Vit B12,Vit C,烟酸和烟酰胺等)及多种微量元素[13,14]

2冬虫夏草真菌化学成分比较

我国学者曾对冬虫夏草和亚香棒虫草,香棒虫草C. barnesii Thwaites,凉山虫草,秦巴蛹虫草和桑、柞蛹虫草,人工蛹虫草等的化学成分进行了大量的比较研究,扩大了冬虫夏草的药用资源。

2.1亚香棒虫草(霍克斯虫草):郭锡勇等对贵州产冬虫夏草和霍克斯虫草成分的比较研究结果表明,二者均含有生物碱和甾醇成分,认为霍克斯虫草可作为虫草代用品[13]

2.2桑、柞蚕蛹虫草:张甲生等人的研究结果显示,桑、柞蚕蛹虫草与冬虫夏草3 种虫草中17 种游离氨基酸总量分别为4 255.7,1 608.5和1 875.5 mg/100 g,比王浆高1.9~6.8 倍。其中11 种人体必需、半必需氨基酸和10 种药用氨基酸的含量分别为占总含量的60.4%,67.1%,57.7%和68.3%,66.0%,65.7%,为前二者代替后者药用提供了科学依据[15]

2.3人工蛹虫草:彭国平等的研究结果表明,人工蛹虫草中主要活性成分虫草素的含量(HPLC 法测定)比西藏产冬虫夏草的含量高,与抗肿瘤活性实验结果相符(前者的活性比后者高2 倍左右);两者总氨基酸含量均为22%,人工蛹虫草中除不含有组氨酸外,其余氨基酸含量与冬虫夏草中的相似;定性研究结果显示(TLC 法)两者间的成分类似(均含有腺嘌呤、腺苷、尿嘧啶斑点);微量元素测试结果表明,两者间各元素含量有一定差异,但基本在同一数量级上[16]

2.4蔗蛾虫草及人工培养菌丝体:詹松等对广东湛江产蔗蛾虫草和人工培养菌丝体及四川产冬虫夏草中所含的氨基酸、甘露醇、生物碱、有机酸和甾醇类成分进行了比较分析。结果表明,三者的氨基酸种类相同,但前两者的总氨基酸含量偏低。甘露醇的含量分别为6.05%和3.52%。冬虫夏草的二次测试结果分别为11.41%和10.03%。三者的紫外光谱图(乙醇提取液,270 nm处测定)基本相似。化学成分预试和薄层层析结果证明三者所含生物碱、有机酸及甾醇类成分基本一致[17,18]

2.5金针虫草:舒树芳对贵州产金针虫草C. agriota 和冬虫夏草中所含氨基酸的分析测定结果比较表明,冬虫夏草含17 种氨基酸,而金针虫草含有15 种与冬虫夏草相同的氨基酸[19]

2.6新疆冬虫夏草:丘翠蛾等报道,新疆阿尔泰地区产新疆虫草C. gracilis (Grav) Dur et Mont 在新疆亦作冬虫夏草入药。化学成分分析结果表明,新疆虫草含有与冬虫夏草相同的活性成分虫草酸(D-mannitoe)及游离氨基酸(纸层和薄层色谱)。从其水解氨基酸中检出17 种氨基酸,主要有谷氨酸(2.72%)、精氨酸(2.34%)及亮氨酸(2.00%)等。其氨基酸组成和含量与冬虫夏草氨基酸基本相同,且总氨基酸含量略高于冬虫夏草(17.27%)[20]

2.7冬虫夏草菌丝体:邢振荣对四川产冬虫夏草和浙江产虫草头孢菌丝体中营养成分的测定结果表明,二者核苷类化合物含量较接近,核黄素含量基本相同,但硫胺素(Vit B1)含量菌丝体明显高于后者,后者Vit C含量提高,前者却没有,但前者含有β-胡萝卜素[5]。张治针课题组对从青海甘南地区采集的冬虫夏草品种经分离所得的菌株进行培养,通过显微和形态观察鉴定为中国拟青霉Paecilomyces sinensis sp. nov. ,并对上述菌株经发酵的产物与天然冬虫夏草进行化学分析和对比,结果表明:二者均含有人体所必需的各种主要氨基酸,但前者含量较低。通过质谱仪测定了58 种微量元素,发酵产物中Zn, B, Cd, Pt, Br的含量均比天然冬虫夏草的高,但却不含Be, Se,Tm, Lu 4 种元素。通过HPLC 对所含活性成分腺苷进行含量测定,结果显示发酵产物所含的腺苷比天然冬虫夏草所含的要低[21]

2.8细脚拟青霉(固培物):陈召南对四川产冬虫夏草和浙江科学院亚热带作物研究所产的细脚拟青霉(固培物,简称72#)的成分分析结果表明,二者除有机酸外,甾醇类、糖醇和生物碱类化合物的薄层色谱图基本一致;定量分析表明二者的D-甘露醇和氨基酸的活性有机成分基本一致,微量元素也很接近[22]

2.9人工虫草菌丝体:杨革对青海产天然冬虫夏草(特级)、四川产天然冬虫夏草(二级)、虫草头孢菌丝粉和虫草菌丝浸膏进行了氨基酸成分分析,测定结果表明,4种虫草样品均含17 种氨基酸,且均以谷氨酸含量为最高,胱氨酸含量偏低,其中虫草头孢菌丝粉的氨基酸含量为25.684%,高于天然青海产虫草的氨基酸含量(19.061%);4 种样品人体必需氨基酸含量较为丰富,占氨基酸总量的42.757%~68.655%,总氨基酸含量虽稍有差异,但其中中性、酸性、碱性及必需氨基酸在总量中所占的比例基本是一致的,且均以中性氨基酸含量较高为共同特点[23]

2.10人工菌丝(粉):陈勇用HPLC 法对冬虫夏草和亚香棒虫草不同部位中的腺苷含量进行了测定