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。邵爱娟等研究得出虫草菌丝的最适生长温度为20~25℃。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。李宗军等正交实验表明,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%KH2P04,0.05%MgS04.7H20。李信等得出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>KN03>MgS04?
7H20>FeS04>K2HP04。胞外多糖最佳发酵工艺参数:初始pH值为7,500 ml三角瓶中培养基装液量为100 ml,接种量6%,温度28℃。周期为96 h。赵明文等得出的优化培养基配方为:玉米粉4%,黄豆粉0.6%,酵母粉0.3%,K2HP040.05%,MgSO40.05%,接种量3%,pH 5.5。认为碳源因子对胞外多糖的产生影响显示著。陈晋安等[15]得出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%,MgS04?7H20 0.05%,KH2P040.05%,认为蔗糖为碳源最好,以酵母膏为氮源,菌体产量最高。李烨研究认为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。汪宇等以发酵得率为指标优化培养基成分确定为蛋白胨1.5%,MgSO4 0.05%,KH2P04 0.15%,VBl5mg/L,2,4-D 2mg/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
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了一定的理论依据。刘祝等研究最好的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,MgS04为最优无机盐。液体发酵最佳培养基配方为:玉米粉(20 g/l 000 ml),蚕蛹粉(5g/1000 ml),硫酸镁(0.5g/1 000 ml)。
3.蛹虫草的功能及产品开发
冬虫夏草与人参、鹿茸齐名为为我国传统的三大补品而驰名中外,药化、药理和临床实验证明蛹虫草完全可以作为冬虫夏草的代用品。北冬虫夏草中含有大量的虫草素,虫草素的特殊医疗保健功能已经引起国内外专家的高度重视,已有不少以虫草索为主的保健品、保健食品、化妆品、药品投放市场。据报道,在美国已将虫草素作为抗癌抗病毒新药进入临床试用。在我国也已将由虫草素合成的治疗白血病的新药进入期临床试用。北冬虫夏草的保健功能成分不仅有虫草素,还有虫草多糖是国际医学公认的人体免疫增强剂。中医认为其起扶正固本作用,对老年性慢性支气管炎、肺原性心脏病有显著疗效,能提高肝脏解毒能力,起护肝作用,提高身体抗病毒和抗辐射能力。虫草酸即D - 甘露醇是治疗心脑血管疾病的基本药物,具有清除自由基、扩张血管、降低血压的作用。核苷酸具有抑制血小板聚集、防止心脑血栓形成,消除黄褐斑、老年斑、青春痘,抗衰防皱,养颜美容等。人工培养的北冬虫夏草的纯子实体,作为食品用于人体,经研究是完全安全的,可广泛用于保健食品、保健膳食和其它滋补类食品。同时人工培育的北冬虫夏草子实体,色泽鲜艳、气味纯正、实用性强、
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商品价值高,适合多种不同的人群使用。北冬虫草子实体还可与一些中药配伍,对一些疾病有治疗作用。人工培育北冬虫夏草的过程中产生的培养基残基还可以酿制酱油的原料中添加5%~10%的培养基残基,所酿制的酱油口味纯正,营养丰富,具有浓郁的虫草香味。 §2.3 国内外虫草素研究现状
§2.3.1 国内的发展 1、高含量虫草素子实体研究
我国北虫草研究热始自1988年,“高校科技信息”和“食用菌杂志”1990年4期介绍了罐头瓶培养技术。此后有关研究论文在“中华本草”(上海科技出版社)、中华医学杂志、中国抗生素杂志、中国生化药物杂志、中国药学杂志、美国化学文摘、食用菌杂志以及有关大学的学报上相继发表;有关成果在中国科学报、中国科技信息、北京科技报、大众卫生报、解放军报、健康报等报刊上报导。据不完全统计至2000年有关培养人工虫草和销售的公司多达近百家,国外也有不少报道。从很多网站都可以看到人工北虫草的照片,例如:湖南省益康生物高科技有限公司www.hnyk.com或www.techoly.com;沈阳博信www.bcc888.vip.sina.com;沈阳信大:www.lcnpro.com;上海国宝www.guobaosh.com;北京京都www.yc999.com、香港www.herbsnenses.com和成都金草、上海大中、徐州铜山、安徽兴隆、山东瑞东、广东理科等等。然而由于虫草培植技术毕竟是复杂的生物工程技术,许多公司仅仅热了一段时间就因技术问题而退出了历史舞台,上面提到的有些网站大部分现在也已关闭。
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在国内虽然有3家企业能真正生产子实体,但其产品的虫草素含量很低,一般为0.08%,最高为0.53%(这是我公司的产品,湖南省科技情报研究所)。湖南省益康生物高科技有限公司和吉首大学林产化工工程湖南省重点实验室在北虫草人工栽培、菌种驯化方面已取得了较为显著的成绩,目前培育的北虫草中虫草素含量高达4.28%。在虫草素分离与纯化方面国内已有两家公司能生产95%以上的产品。湖南益康生物高科技有限公司也取得明显的进展,其制备工艺已经达到工业化水平,虫草素纯度达99.9%以上。有关成果通过了省科技厅组织的鉴定,处于国际领先水平。
§2.3.2 国外的发展
虫草及虫草素在国外的研究现状:虫草在国外研究的历史可以追溯到明代,从明代中叶1400-1465年间就从浙江传到日本,并在贵族中广泛食用。1723年由欧洲的传教士尚加特利茨库把从中国西北采到的冬虫夏草带到法国,由Reaumur在法国科学院的学士大会作了介绍,并登在会议纪要上;1943年,Berkeley鉴定了中国的冬虫夏草,正式定名为:中国虫草Sphaeri sienesis;1878年由Saccardo归为虫草属Cordyceps,冬虫夏草的研究在国外引起重视,中国虫草也开始驰名于世。目前国外虫草研究主要有虫草素和虫草多糖药理反应,临床实用和相关产品的开发。有实验研究表明虫草素做为临床抗瘤药物的辅助药有一定作用;其实早在20世纪七十年代就已被发现有抗疟原虫、抑制肿瘤和抑制mRNA翻译的作用;而九十年代就有研究发现,添加腺苷脱氨酶(adenosine deaminase,ADA)抑制剂对其
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抗肿瘤活性的表达起着重要作用,虫草素的研究从而获得突破性进展。美国1997年开始将虫草素用于一期临床实验,治疗急性前B和前T淋巴细胞白血病患者;同时,虫草素还表现出极强的抗真菌、抗HIV-I型病毒和选择性抑制梭菌属细菌活性。虫草素作为核苷类新药,由于它能干扰基因细胞RNA和DNA的合成,抑制不正常细胞(癌细胞)的分裂并能作为区别细胞中不同的RNA聚合酶的工具,并具有修复基因细胞、保护生命体遗传密码的特殊功效,因此有“机体细胞监视器”、“肿瘤癌症的克星”、“人体基因保护神”、“病毒性疾病的克星”等殊荣,也成为现代生物医药的佼佼者,引起医药学界的高度重视;现在虫草素在美国作为抗癌、抗病毒新药,已经进入三期临床实验。
国外研究证明:对动物900mg/kg未出现毒性反应,而动物试验显效量为50-200mg/kg,所以,治疗指数为5.0(一般要求3.0以上),是安全可靠的新药之一。美国人在网上也发布了人体药代动力学,人体治疗量20-80mg/50kg/天;肝和肾内含量0.15mg/kg。目前,因此研究开发虫草素符合国内外研究的发展趋势。新药申报规定尚未进入某国药典均属于申报范围,国外周期长,国内周期短,因此,在我国研究有重要意义。
第三章 市场分析
§3.1 市场调查 §3.1.1 产品用途
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