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        北蟲草栽培殘基中主要活性物質含量分析及評價

        2018-02-26 08:00:44郭玲玲李劍梅宗玉麗孫玉祿于廣峰
        微生物學雜志 2018年6期

        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]?,F(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,具有滋肺補腎、止血化痰、抗各類細菌、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,批準蛹蟲草為新資源食品。以麥粒、大米等為培養(yǎng)基質的北蟲草人工栽培技術已獲成功并日漸成熟,廣泛應用于生產,由于該技術具有操作簡單、生產周期短等特點,已經(jīng)成為新興的農業(yè)致富項目,生產規(guī)模逐漸擴大[5-7]。但是生產中產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,為加長產業(yè)鏈條,促進其資源化應用研究提供參考。

        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電熱恒溫鼓風干燥箱 (上海科桓 ),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)。蟲草素標準品購自Sigma公司。

        1.2 方法

        1.2.1 氨基酸分析 準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鹽酸標準溶液滴定至終點,記錄消耗鹽酸的體積,計算蛋白質含量。②淀粉含量測定:準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礦質元素鈣及磷含量測定:準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 ℃熱水攪拌抽提3次,每次2 h,過濾、濃縮。過濾后殘渣用同樣的方法再重復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:外標法。

        2 結果與分析

        2.1 氨基酸分析

        北蟲草栽培殘基中氨基酸分析結果見表1。結果表明,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)成分檢測結果見表2。結果顯示,北蟲草栽培殘基中含有豐富的動物體生長所需的淀粉、粗蛋白及礦物質鈣、磷,其淀粉、粗蛋白中含量與玉米等農作物含量相當,具有較高的應用價值。

        2.3 北蟲草栽培殘基中主要活性物質檢測

        北蟲草栽培殘基中主要活性物質檢測結果見表3。結果表明,蟲草多糖在殘基中的含量與子座中含量相當;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檢測結果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,其中蟲草多糖含量可達4.8%,與子座含量相當;蟲草素含量0.318%,顯著高于子座(0.166%),是一種應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,具有廣闊的應用前景。目前,隨著大健康產業(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)北蟲草年產能力已經(jīng)達到400余萬盆,每盆基質的投放量為450 g,北蟲草采收后的回收率為70%,產北蟲草栽培殘基可達1 200余t,但當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。

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