5.11　虫草素的生物合成研究

虫草素是我国传统中药蛹虫草（Cordyceps militaris）中的主要活性成分之一，但虫草素目前主要从蛹虫草子实体中获取，生产成本极高；并且虫草素分子结构中的伯氨基在动物体内腺苷脱氨酶（ADA）作用下，容易快速脱氨而成为无生理活性的物质，使虫草素在体内的生物活性严重下降。这两方面的原因从根本上限制了虫草素的进一步研究和开发利用。

虫草素可从子实体中提取。但由于子实体生产周期长，生物转化率低，并且子实体中含量只有0.02％～0.06％，提取效率不高，因此虫草素生产成本极高，价格昂贵。高昂的生产成本已经成为限制虫草素进一步研究和开发利用的瓶颈。针对这种状况，国内外展开了许多如何提高虫草素生产效率的研究。国外的研究以液体发酵为主，国内则以固体发酵为主。

结果表明，不同的菌株、培养方式、培养基配方、环境条件和培养时间等因素均对蛹虫草生长过程中虫草素的产生有重要影响。但这些研究资料都只是从上述某个方面来探讨蛹虫草生长过程中虫草素的产生情况，没有形成完整的最佳的虫草素生产工艺。事实上，影响虫草素产量的各因子相互间存在关联，是作为一个整体来发挥作用的。

因此，只有通过科学的试验设计，把影响虫草素产量的各因子综合在一起进行考量，才能对虫草素的生产条件进行优化，从而研究出虫草素的最佳生产工艺条件。有关如何从蛹虫草子实体中提取纯化得到虫草素的研究报道也较多。多数都是采取水或水与甲醇（或乙醇）的混合溶剂，进行加热振荡提取、回流提取或超声波振荡提取，经过简单萃取后，过阳离子交换柱或硅胶柱，最后结晶得到纯品。但报道的这些方法均十分粗略，没有对各步的工艺条件进行优化，因此提取效率不够理想，提取纯化的成本没有降到最低。此外，必须看到，蛹虫草子实体的种植在我国正在推广。在子实体的生产过程中，会产生大量废弃的大米培养基，而这些培养基含有大量的虫草素。如果能从这些废弃培养基中提取纯化虫草素，对降低虫草素的生产成本以及资源的合理利用具有重要意义。

我们结合国内外虫草素研究从以下三方面进行了深入研究，并取得了一定的研究成果。