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。
蛹虫草形态特征
子实体:子实体一年生,单个或数个从寄主头部长出,棍棒状,明显的分为头部和柄部两部分,高15~30毫米,直径为2~3毫米;头部可育,不规则棍棒状或圆锥体,新鲜时橘红色,肉质,粗糙或具斑点,干后红褐色,脆质,高7~19毫米,直径为2~3毫米;柄部不育,圆柱形,新鲜时淡橘红色,干后浅红褐色,光滑,与头部无明显界限,柄基与昆虫的蛹相连。
菌丝:菌丝隔膜为简单分隔,菌丝无色,分隔频繁,薄壁,菌丝直径变化较大,其形状从丝状到多边形,平滑无结晶,丝状菌丝直径为3~3.8微米;菌柄菌丝无色,薄壁,在分隔处无缢缩,平行排列,直径为2.5~4.5微米。
子实层:主要由子囊和侧丝组成;子囊丝状,无色,薄壁,400~500微米×4~5微米,直径为3~4微米,内生8个子囊孢子;侧丝少见。
孢子︰子囊孢子在子囊中排成链状,子囊孢子圆柱形至梭形,无色,薄壁,平滑,大小为2~5×(0.8~)0.9微米~1.2(~1.4)微米,平均长L=3.45微米,平均宽W=1微米,长宽比Q=2.99~3.95(n=65/2)。
蛹虫草生长环境
野生蛹虫草在春至秋季生于刺槐、栎等阔叶树混交林内半埋在土中或树皮内昆虫的蛹上。
营养
蛹虫草为兼性腐生菌。营养生理实验表明,以甘露醇为碳源,牛肉膏为氮源时,菌丝生长最好。蛹虫草可用多种昆虫的蛹和幼虫或大米培育,在以大米为基本成分时,添加动性氮源(如蚕蛹粉),营养成分更为丰富时,形成子实体快而多。可利用氮源还有尿素和蛋白胨等。
温度
蛹虫草孢子释放适宜温度为28~32℃。菌丝在5~35℃均能生长,最适温度22~26℃,23~25℃最佳。5~10℃生长缓慢,15℃以上生长加快。26~30℃菌丝生长显著加快,但长势较弱。30℃以上生长减慢,35℃菌丝不能生长。菌核形成适宜温度10~20℃,子实体形成和生长发育温度10~25℃,适宜温度18~22℃,23℃以上生长不良。26~32℃时子座出土最快。蛹虫草培育应保持稳定的恒温管理,只有在原基分化期才给予较大的温差刺激。
湿度
培养基含水量在60%左右适于菌丝生长。在采收第一批子实体后,含水量下降到45%~50%,应在转潮期补足水分,通常用营养液进行补水,可同时补充营养。菌丝培养期间,室内相对湿度应保持在65%左右,以防止培养基水分蒸发过多,影响原基分化。子实体生长期间,室内湿度应提高到90%~95%。
光照
菌丝在黑暗条件下比有散射光时生长旺盛,因此,在接种后20天左右的发菌期内,培养室要进行遮光处理。原基形成和子座生长需要较明亮的散射光,要求保持在100~200勒以上。在完全黑暗的情况下,气生菌丝较旺盛,出现冒菌现象。菌丝成熟后由白色逐渐转变成橘黄色,白天利用自然散射光、夜晚用日光灯作光源,每天光照时间不少于10小时,以利菌丝体转色和刺激原基分化。但日夜连续光照则会阻碍子座的分化进程。
空气
子实体生长期间要保持良好通风,室内二氧化碳浓度含量超过10%,不能正常分化子座,往往出现密度很大,子座纤细的畸形子实体。
酸碱度
菌丝在pH值5~8范围内均能生长,以pH值5.4~6.8最为适宜。
机械刺激
培养基表面用松针被覆,对子实体形成有良好影响,未作被覆处理的孢梗束及子实体形成皆少,甚至不产生,重新被覆松针则可促进子实体再发生。用土壤被覆,厚度约2厘米时子实体形成最佳。
蛹虫草分布范围
野生蛹虫草在世界各地均有分布。在中国以及美国、日本、俄罗斯、德国、加拿大、意大利等国均有报道。在中国主要分布于云南、安徽、福建、甘肃、广东、广西、贵州、河北、黑龙江、湖北、吉林、辽宁、内蒙古、山东、陕西、四川、台湾、西藏、浙江等地。
蛹虫草生长习性
蛹虫草主要寄生于鳞翅目幼虫的茧和蛹上,亦可寄生于昆虫的成虫或幼虫。虫草真菌能以各种不同的途径感染寄主昆虫,这些真菌可经昆虫的体壁、气孔、口器或直接通过躯体的其他孔道进入体内,以增加感染的机会。虫草真菌的侵染过程可分为3个基本过程,即侵入、寄生(昆虫死亡之前的真菌发育)和腐生(寄主死亡后真菌的生长)。
敏感昆虫吞食了含有子囊孢子的食物后,虫草菌经消化道进入体内,造成感染。另外,虫草菌经昆虫体表侵入也是一主要途径,昆虫的上表皮有几丁质层构成的,而虫草菌能分泌一种分解几丁质的水解酶,破坏上表皮的完整性,利于虫草菌的侵入。
虫草菌侵入昆虫体内后,以内脏为营养,菌丝蔓延,接着充满整个虫体,当昆虫还存活时,昆虫因中毒性反应而停止取食,并出现麻痹现象,行动迟缓。当菌丝感染幼虫数天后,
虫体的外壳便出现明显的退色现象,即由深褐色转变为淡黄色,以后直到全身披上灰白色的菌丝,最后虫体死亡。在不良的环境下,菌丝会形成坚硬的菌丝块,其外围组织形成更结实的皮壳即菌核。待环境条件好转之后,昆虫体内的菌丝便会从虫体开孔的部分和柔软的部分穿出外表,形成各式各样的子实体,便形成了完整的虫草。
蛹虫草栽培技术
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。
蛹虫草主要价值
食用价值
蛹虫草含有丰富的营养价值,其蛋白质含量高达40.7%,比冬虫夏草(25.4%)高出15.25%,其蛋白质中含有19种氨基酸,其中所含人体必需的氨基酸不仅种类齐全,数量充足,而且比例适当,与冬虫夏草基本一致。人工栽培的蛹虫草中还含有丰富的维生素和矿物质等,具有很好的食用价值。
药用价值
蛹虫草性平味甘、益肺肾、止血化痰,一般可用于肺结核、老人虚弱、贫血虚弱等症。赵学敏在《本草纲目拾遗》中指出:蛹虫草“能治百虚百损”。
蛹虫草的临床医疗效果不亚于冬虫夏草,蛹虫草中含有丰富的虫草酸、虫草素、麦角甾醇等,具有扩展气管、镇静、抗各类细菌、降血压的作用。虫草素对枯草杆菌、鼠艾氏腹水疣、人鼻咽癌KB细胞,人表皮样疣Kela细胞皆有明显的拮抗或抑制作用。虫草酸可治疗脑血栓、脑栓塞、血管痉挛、脑溢血等疾病,又可促进新陈代谢、利尿等。虫草多糖能提高肝脏的解毒能力,起护肝作用。