蛹虫草(Cordyceps militaris)是一种重要的中药,也是名贵中药冬虫夏草(Cordyceps sinensis)的常用替代品。蛹虫草含有虫草多糖、虫草素、核苷类物质、麦角甾醇、虫草酸等多种有效成分,这些有效成分含量是蛹虫草子实体品质的重要指标。蛹虫草的人工培养方式包括液体发酵和固体发酵,有关蛹虫草有效成分含量的影响因素的研究在液体发酵中较多,而固体发酵中大多仅限于对子实体生长条件优化。本文研究了培养条件及培养基对蛹虫草子实体生长及有效成分合成的影响,为高产优质的蛹虫草子实体和主要活性物质生产提供一定的基础依据。1.研究了培养条件(光照、温度、培养时间)对蛹虫草原基形成、子实体生长及有效成分含量的影响,主要结果如下：(1)光照(光强、光照时间及光质)是影响蛹虫草子实体生长及有效成分合成的重要因素。光照越强,虫草多糖、腺苷及类胡萝卜素含量越高。较弱的光照则更有利于子实体产量提高和虫草素、麦角甾醇、可溶性蛋白及游离氨基酸合成。延长每天光照时间对原基形成、类胡萝卜素、多糖、腺苷及虫草酸的合成有促进作用,而对子实体生长及可溶性蛋白合成则有抑制作用。对于多糖、虫草素及类胡萝卜素的合成,白炽光显著优于黄光和红光,而对麦角甾醇和游离氨基酸则相反。综合考虑,确定蛹虫草培养适宜的光照条件为：白炽光、光照强度为200 lx,每天光照时间分阶段设置,原基形成阶段为24 h／d,子实体生长阶段16 h／d为最佳。(2)不同培养温度(20℃、22℃、24℃和26℃)对蛹虫草子实体产量和不同的有效成分含量的影响不同。当温度从20℃升高到26℃时,蛹虫草原基不能正常形成。从20-24℃间,子实体产量和虫草酸含量随着温度的升高而显著下降；对于多糖、虫草素含量,3种培养温度间都有显著性差异,22℃为最佳；20℃与22℃温度条件下培养的子实体腺苷、类胡萝卜素含量显著高于24℃条件下的,可溶性蛋白则相反；对于游离氨基酸的合成,22℃显著优于20℃与24℃。综合分析子实体产量及有效成分含量,确定蛹虫草子实体培养的严格温度区间为20-22℃。(3)子实体产量及有效成分含量随培养时间的变化而变化。子实体在接种后第40 d达到最大产量,除了多糖外,其他有效成分均能在子实体生长旺盛期大量积累,但随着培养时间延长虫草素含量增加幅度较大。除虫草素、可溶性蛋白及游离氨基酸外,其他5种成分含量达到最高后随着培养时间的延长而下降,培养时间超过40 d后子实体颜色开始变黑。综合子实体产量及颜色、虫草素含量及其他成分,确定最佳采收时间应选择子实体达最大产量后5 d即接种后培养45 d左右。2.研究了培养基(碳源、氮源、无机盐、维生素、pH)对子实体生长及有效成分含量的影响,主要结果如下：(1)不同的碳源对子实体生长及其不同有效成分含量的影响不同。对子实体生长,麦芽糖与甘露醇最好。在保证子实体产量的前提下,分析对比麦芽糖与甘露醇对虫草素、腺苷及虫草酸等各种有效成分的合成与积累作用,确定最合适的碳源为甘露醇。(2)各种氮源添加物对蛹虫草生长及不同有效成分合成的作用不同。对子实体产量、游离麦角甾醇、虫草素和可溶性蛋白的含量,有机氮源的作用要显著优于无机氮源,而对虫草酸的合成则相反。有机氮源中鲜蛹能促进5种有效成分(多糖、虫草素、虫草酸、可溶性蛋白及类胡萝卜素)合成,无机氮源中磷酸氢二铵对4种有效成分(虫草酸、腺苷、游离氨基酸及类胡萝卜素)的积累有明显促进作用。则最佳的有机氮源添加物为鲜蛹,无机氮源为磷酸氢二铵。(3)维生素作为微量生长因子对蛹虫草生长有明显影响,但对有效成分的合成影响作用不大。相比其他维生素,VB1能促进3种有效成分(虫草酸、游离氨基酸及类胡萝卜素)的合成,对子实体生长也有促进作用,最终选VB1作为最佳添加物。(4)不同的无机盐对不同的有效成分积累影响不同。添加的所有无机盐中,KH2PO4和NaNO3能促进合成的有效成分种类最多,KH2PO4能促进虫草多糖、虫草素、腺苷、可溶性蛋白及类胡萝卜素的合成,对子实体生长也有促进作用,NaNO3对多糖、腺苷、虫草酸、可溶性蛋白、类胡萝卜素及游离麦角甾醇的合成有明显促进作用,但不利于子实体生长,因此添加KH2PO4最佳。(5)培养基pH对不同的有效成分合成的影响规律不同。对虫草多糖、虫草素、虫草酸、麦角甾醇、游离氨基酸及类胡萝卜素合成,酸性条件更有利：中性条件下,可溶性蛋白含量最高。综合考虑,蛹虫草培养基pH应调在5.5-6.5之间。