嫦娥华科大实验室：苁蓉菌质的营养成分及功能研究

苁蓉菌质是以新疆荒漠肉苁蓉以基质，采用嫦娥生物太空菌株（Bacillus subtilis—太空菌株典藏号：CEGF-TKJ-005)为工程菌发酵而得的功能性新材料。

这个过程从微观上讲，是通过微生物细胞去合成肉苁蓉自身的活性化合物、或者说是将复杂的底物进行结构修饰，也就是利用菌类的生命活动产生的某个或某一系列的酶对肉苁蓉底物进行的催化反应。

微生物在生长过程中丰富的次生代谢产物来源于对肉苁蓉的纤维、糖类、蛋白质等物质加以利用，同时异构酶、氧化酶、合成酶、水解酶等有多种酶的参与，促使肉苁蓉成分结构发生变化，能够增强肉苁蓉的有效成分，得以最大限度提取利用；还能够将苁蓉中的某些成分进行转化形成新的成分，从而增加新的途径，完成常规化学方法难以实现的作用，统称：增益降害过程。

本新材所用的肉苁蓉来自新疆嫦娥生态农业有限公司提供的干燥带鳞叶的肉质茎。传统医学传承记载：肉苁蓉性温，味甘、咸，归肾经和大肠经，具有补肾阳、益精血、润肠通便的作用，临床上主治肾阳不足、精血亏虚、阳痿不孕、腰膝酸软、筋骨无力、肠燥便秘等症，主产于新疆、内蒙古、宁夏、甘肃和青海等西北地区，素有“沙漠人参”之美誉。肉苁蓉体含有多种生物活性成分，如松果菊苷、毛蕊花糖苷、木脂素类、环烯醚萜类、甜菜碱等。

肉苁蓉含有丰富的蛋白质、碳水化合物和微量元素，可以满足太空菌发酵所需原料，通过太空优势菌株发酵得到的苁蓉菌质不仅含有肉苁蓉自身的有效物质，太空菌具有的各类活性物质和酶，还含有新生的物质成分。

本实验室通过对苁蓉菌质进行植物广泛靶向代谢组检测，更直观表述了苁蓉菌质新材的特异性，印证了上述推断。（结果见附件1：MWXS-24-2324-a2个样本结题报告）

一、品种齐全的氨基酸

人体的蛋白质是由20种不同的氨基酸组成的，其中12种可以由人体自行合成，称为“非必需氨基酸”；另外8种人体则无法合成，只能从每天的饮食中加以补充，这部分氨基酸称为“必需氨基酸”。苁蓉菌质中包含了所有的必需氨基酸，这在其他植物类食物中是十分罕见的。

1.天然的催眠剂——色氨酸

    色氨酸属必需氨基酸，在苁蓉菌质中有一定的含量。当色氨酸被摄入人体后，会被运送到大脑中去，与维生素B6、烟酸、镁等一起结合，能制造出具有镇痛、催眠、安神作用的神经递质血清素。因此，色氨酸在美国被誉为“天然的催眠剂”。

    血清素除了具有镇痛、催眠、安神的功能之外，还可以缓和不安和紧张，控制忧郁。忧郁症患者的血清素含量一般都较低，可能与其色氨酸的摄入过少有关。

    血清素还能在丘脑松果体中变成褪黑素，褪黑素被医学界视为“青春不老物”，是一种十分神奇的物质。褪黑素对人的免疫系统有着很好的刺激作用，能增强人的免疫能力和抗癌能力，因此备受关注。

    最新的研究报告还揭示，色氨酸除了能生产出血清素之外，还可调节胆固醇和血压，提高性功能，减轻更年期的症状，减轻和改善多种疾病症状。

2．抗体、激素的基础物质——赖氨酸

赖氨酸也是人体必需氨基酸，它是机体制造抗体、激素、酶的基础物质，抗体、激素和酶是人体生理活动必不可少的物质，因此，赖氨酸是人体不可缺少的基础物质。赖氨酸还具有促进葡萄糖代谢、降低血糖、消除机体疲劳的作用，摄入足够的赖氨酸可有效防止糖尿病的发生。此外，赖氨酸还可提高肝脏的解毒和排毒功能。

3．脂肪肝的克星——苏氨酸

    苏氨酸进入机体后，会渐渐向肝脏集积，阻止脂肪堆积在肝脏中，从而有效地阻止了脂肪肝的形成。专家还发现，苏氨酸还能促进人体的生长发育。缺少苏氨酸，除了会形成脂肪肝之外，还会导致食欲不振、贫血、体重减轻等症状，补充苏氨酸后，这些症状便会逐渐改善。

4．组胺的稀释剂——蛋氨酸

蛋氨酸是功能最独特的一种氨基酸。当蛋氨酸进入机体后，它会迅速地进入血液并稀释血液中组胺的浓度。组胺是人体内的化学物质，在正常情况下组胺不具活性，不会影响人体的生理活动，但是机体一旦受伤或出现药物反应时，组胺便会被激活，释放出大量致炎因子，致使血管扩张、皮肤发痒、疼痛，严重的还会造成过敏反应。蛋氨酸是最理想的天然抗组胺“良药”，只要平时摄入足量的蛋氨酸，即使机体受伤，或出现药物反应时，也不会出现太过剧烈的炎症反应。此外，蛋氨酸还具有改善抑郁症和综合失调症的功能。

5．参与肾及膀胱功能修复的主要物质——苯丙氨酸

苯丙氨酸也是制造神经递质的重要物质，属必需氨基酸。苯丙氨酸的摄入有助于提高大脑功能，改善抑郁症状。近日科学家还发现，苯丙氨酸除了参与神经递质的制造之外，它还是修复肾和膀胱等泌尿系统的主要原料，因而摄入适量的苯丙氨酸有助于肾功能的提高。

6．参与胸腺功能调节的必需物质——异亮氨酸

异亮氨酸也是机体必需氨基酸中的一种，它具有促进机体成长、加速神经传导系统的功能。此外，它还具有扩张血管、提高肝功能的作用。近来，科学家发现异亮氨酸的作用远不止这些，特别重要的是它参与胸腺和脑垂体功能的调节。胸腺是免疫器官，其功能的好坏关乎人体的免疫系统，因此异亮氨酸更是机体不得缺少的营养物质。

7．提高肝功能的重要物质——亮氨酸

亮氨酸是机体每日需要量最大的必需氨基酸，其主要的作用是提高肝脏的解毒、代谢功能等。机体缺少亮氨酸最直接的危害就是人体的抗病能力每况愈下，十分容易患病。

8．维持女性内分泌平衡不可缺少的物质——缬氨酸

缬氨酸作为机体必需氨基酸，似乎对女性的作用更大一些，因为缬氨酸进入人体之后，对女性的乳腺及卵巢的发育至关重要。如果青春期的女性缬氨酸摄入不足，极有可能影响月经的形成、性激素的分泌，最后导致内分泌失衡。此外，缬氨酸还能调节血氮的平稳，维持神经组织的功能。

9．大脑功能的活化剂——谷氨酸

谷氨酸是构成蛋白质的主要氨基酸，约占人体中氨基酸总量的1／3左右。科学家发现谷氨酸具有独特的活化大脑神经的功能。谷氨酸进入人体后，会与有毒物质—氨发生化学反应，形成谷氨酰胺，快速排出体外。因此，摄入谷氨酸，能活化大脑的功能，提高人的智力，同时也可有效地治疗精神分裂症和老年痴呆症。此外，谷氨酸与热量、氮的代谢极为密切，摄入谷氨酸可以改善嗜酒者的症状，对溃疡也有着很好的辅助治疗作用。

二、保健功效突出的B族维生素

苁蓉菌质不仅含有优质的蛋白质，更是维生素的宝库，特别是B族维生素品种之全、功效之多是其他植物性食物不可相比的。

1．新陈代谢辅酶——维生素B₁

维生素B₁是水溶性维生素，是人体新陈代谢的一种非常重要的辅酶，它能将食物在人体内转化成为能量。如果缺乏维生素B₁，最直接的结果就是反复感冒、胃炎、肌肉疲倦、肩膀僵硬、昏昏欲睡、轻度喘息等症状的出现。   

2．脂肪助燃剂——维生素B₂

维生素B₂也是水溶性维生素，化学名为核黄素。对人体的健康极为重要，它不仅参与细胞生长、代谢和机体组织的修复，而且还具有减肥瘦身的功能。维生素B₂进入人体后，会快速代谢脂肪，减少肥胖的发生。此外，维生素B₂还有助于人体内活性酶的分解，帮助清除血液中一种极为有害的物质——高半胱氨酸，高半胱氨酸是心脏病和脑卒中的主要致病因素之一。

3． 防止动脉粥样硬化——维生素B₆

维生素B₆属水溶性维生素，是B族维生素中重要成员，在苁蓉菌质有着一定的含量。

维生素B₆的功能有许多，如调节机体的免疫功能，治疗贫血，缓解经前综合征，预防哮喘发作，治疗偏头痛。维生素B₆最重要的功能是它能参与各种酶的反应和脂肪、糖的代谢，阻止坏胆固醇(低密度脂蛋白胆固醇)在动脉血管中的聚集，预防动脉粥样硬化，进而防止冠心病的发生。如果人体缺少维生素B₆将会大大增加患冠心病的风险。

4．参与红细胞合成——叶酸

    叶酸也是一种水溶性维生素，它参与人体内两大生命物质的合成，即DNA(脱氧核糖核酸)和红细胞的合成。当其摄入不足时将会影响到关键酶的活性，从而影响基因组织的稳定性，导致基因变异。它的缺乏，将会严重影响红细胞的合成，产生叶酸缺乏性贫血。

5．预防脂肪肝形成——肌醇

肌醇是目前已知能阻止脂肪肝等现代文明疾病形成的维生素。当肌醇进入人体之后，它会加快脂肪的流动，防止其在肝脏细胞内堆积起来，从而在根本上避免脂肪肝的发生。同时也能阻止脂肪在动脉血管壁上沉积，预防动脉血管粥样硬化的发生。科学家还发现，肌醇是细胞膜磷脂质的重要成分之一，是维持大脑神经细胞正常功能不可缺少的关键物质。如果人体中缺乏，极易引起高血压和神经系统功能的障碍。

苁蓉菌质中也有着一定含量的肌醇，长期摄入苁蓉菌质食物，有利于人体内肌醇的补充。

三、机体不可缺少的活性矿物质

苁蓉菌质的营养结构十分完美，不仅拥有保健功能突出的维生素，而且还拥有大量人体健康不可缺少的活性矿物质，其中钙、磷、钠、钾、铁的含量尤为丰富，为人体提供了丰富而有益的矿物质来源。

1．生命金属——钙

钙在人体中的重量占到1.5-2％，其中99％的钙集中在牙齿、骨骼中，剩余的1％分布在血液和肌肉中。

钙不仅仅是骨骼的主要成分，更重要的是其几乎参与人体中的一切生命现象和细胞功能。人体中的钙可分为2种，一种是储存钙，还有一种则是功能钙。储存钙主要用于制造骨骼，支撑身体。功能钙参与细胞分裂、增殖、分化，是肌肉收缩、神经细胞兴奋和传导、伤口血液凝固等各种生理功能不可缺少的物质。

人体所需的钙主要靠食物获取，含钙比较高的食物主要有沙丁鱼、虾、泥鳅。其实苁蓉菌质中钙的含量也相当高，因此苁蓉菌质有一个重要的功能就是预防骨质疏松的发生。

2．钙的黄金组合——磷

磷在人体中的含量仅次于钙，一般可达680克左右，磷和钙一样有85％聚集在骨骼和牙齿中，和钙结合成磷酸钙，是人体骨骼不可缺少的重要元素，因此磷和钙被誉为黄金组合。

苁蓉菌质是含磷量和含钙量均比较丰富的食物，长期摄入，不仅能改善酸性体质，而且还能有效地预防骨质疏松的发生。

3．缓解高血压——钾

    钾是一种电解质，广泛存在于人体的细胞中，与其他电解质一起充当着神经冲动传导的递质，肌肉的收缩，心脏的跳动均离不开钾。钾可以保护血管和调节血压，从而减少心脏病和脑卒中的危险。医学专家研究发现，摄入钾少的男性死于心脏病和脑卒中的概率要高出正常人50％以上。

苁蓉菌质是含钾比较丰富的食物，长期食用苁蓉菌质可使高血压和心脏病的发病率下降。

四、植物性雌激素——苁蓉菌质异黄酮

    异黄酮是类黄酮的一种。异黄酮具有类似女性雌激素的功能，可以补充雌激素的不足，缓解更年期综合征及骨质疏松等疾病的发生。

1． 改善女性更年期不适

女性更年期综合征是卵巢萎缩、雌激素分泌减少所致。雌激素补充疗法是双刃剑，它虽然能改善女性更年期的症状，但也可能诱发女性乳腺及子宫癌症的发生。因此，医生在对更年期女性进行激素补充治疗时是慎之又慎。而苁蓉菌质中所含的异黄酮，具有类似女性雌激素的功能，由于其是植物性雌激素，来自于自然，因此没有合成激素的不良反应，也没有致命的后遗症，适宜长期摄入。经常食用可缓解更年期综合征的症状，如烦躁的情绪缓解，睡眠好转，皮肤靓丽等。

苁蓉菌质异黄酮含量高，功效突出，是大自然对女性的恩赐。

2．防止骨质疏松的发生

骨质疏松是一种常见的疾病，全世界有2亿多的患者，我国有0.9亿为骨质疏松患者。

骨质疏松是指骨的单位体积内骨组织总量减少，即骨组织的有机成分和无机成分流失，骨质萎缩，骨小梁数量减少，形态变细，骨皮质变薄，骨质变脆。骨质疏松患者会出现腰酸背痛的症状，稍有不慎会引起骨折。

骨质疏松的形成与雌激素的分泌减少有关，雌激素的分泌不足会影响钙的吸收，从而导致钙代谢的负平衡。因此，骨质疏松的患者大都是更年期绝经后的女性。目前治疗骨质疏松的方法有很多，但真正有效的却屈指可数，特别仅仅依靠口服补钙剂来治疗和预防骨质疏松，基本上没有确切的疗效。苁蓉菌质异黄酮拥有丰富的植物性雌激素，能有效地补充女性体内雌激素的不足。每天只要摄入一定量的苁蓉菌质食品，对女性的健康非常有利。

3．预防乳腺癌和前列腺癌的发生

乳腺癌和前列腺癌均是严重威胁女性和男性生命的严重疾病，它们的发生均与体内的性激素分泌异常有关，乳腺癌是雌激素分泌过多引发的，前列腺癌则与雄激素分泌过多有着密切关系。

日本科学家在癌症的流行调查中发现，长期摄入苁蓉菌质的，无论是男性还是女性，均很少有人会患上这两种癌症，进一步研究发现，异黄酮抑制癌细胞的新生，同时它还能抑制肿瘤组织新生血管的形成，使癌细胞增殖、扩散速度减缓。

五、高血压的抑制酶——苁蓉菌质蛋白降解肽

由苁蓉发酵制成的苁蓉菌质，大分子蛋白质会被进行脱磷酸化、去糖基化等酶解作用，产生苁蓉菌质蛋白肽，从菌质中检测出氨基酸及其衍生物200余种。

目前已经从苁蓉菌质中分离出4种蛋白肽共，即苁蓉菌质蛋白肽A、B、C和D。它们分别具有抗高血压、抗血栓、抗凝血、抗氧化等生物活性。特别是苁蓉菌质蛋白肽A可抑制血管紧张素I转化为高活性的紧张素Ⅱ，具有血管紧张素转化酶抑制剂的活性，类似卡托普利内的作用，从而使血压降下来。

目前通过食用苁蓉菌质降血压，已成为抗高血压的辅助疗法，效果显著。

六、降低胆固醇的最佳物质——苁蓉菌质木质素

最新的科学研究显示，现代人进食的品味越来越高，食物越来越猪，营养摄入越来越多，然而健康状况却每况愈下。现代文明病的迅速扩展，多与人类摄入植物纤维素的数量日趋减少有关。植物纤维素是植物细胞壁的主要成分，包括半纤维素、果胶、木质素等。根据世界卫生组织专家的推荐用量，每个成年人每天应摄人20-25克的植物纤维素，然而现在绝大部分人是做不到的，即使部分人群十分注意植物纤维的摄入，但每天的摄入量也只有17克，或在10克左右，与世界卫生组织专家推荐的安全摄入量相距甚远。植物纤维素对人体的生理代谢发挥很大的作用，它能促进肠道的机械蠕动，降低食物在结肠中的滞留时间，防止便秘和癌症的发生；还能将脂肪包裹起来，随大便排出体外，防止肥胖、高血压、动脉粥样硬化、脑卒中、糖尿病等致命疾病的发生。

苁蓉菌质中含有丰富的对健康十分有利的植物纤维素—苁蓉菌质木质素，其在蔬菜、水果中并不多见。木质素除了拥有植物纤维素所具有的保健功能之外，还能吸附胆汁中的主要成分胆汁酸，并将其排出体外。

一旦胆汁被木质素吸附并排出体外后，人体中的胆固醇也会随之减少，因此木质素也被公认为降解胆固醇的最佳植物纤维素。苁蓉菌质是木质素的富含食物，经常食用苁蓉菌质及苁蓉菌质制品的人，能有效地预防动脉粥样硬化、心肌梗死、脑梗死的发生，对肥胖症也有着极好的预防作用。

木质素的分子结构比较大，无法被消化酶分解，因此木质素进入人体之后，不仅不会被消化吸收，而且能增加粪便量，刺激肠道的蠕动，促进排便，杜绝便秘的发生。

此外，本质素还能在大肠内迅速吸附致癌物质，并随同粪便排出体外，长期摄入苁蓉菌质被视为预防大肠癌发生的最有效的方法。   

七、可吃的美容化妆品——苁蓉菌质卵磷脂

在苁蓉菌质中检测到脂类成分80余种，主要是由胆碱磷脂、肌醇磷酸、脑磷脂及亚麻酸(ω-3脂肪酸)组成。科学家发现卵磷脂具有乳化脂肪的功能，摄入卵磷脂可以升高人体中高密度脂蛋白胆固醇（好胆固醇），降低血液中的低密度脂蛋白服固醇(坏胆固醇)和三酰甘油的含量，有效地防止心脑血管疾病的发生。此外，卵磷脂是一种理想的延缓衰老的保健食品，具有保护和修复细胞膜的功能。细胞膜主要是由磷脂、蛋白质及胆固醇组成，它们之间有着严格的比例。科学实验证明，细胞膜中如果胆固醇含量过高，那么极易使细胞变硬，细胞膜的通透性下降，细胞内外的新陈代谢功能会渐渐丧失，导致细胞死亡。而卵磷脂是不饱和脂肪酸，能有效地改善细胞膜胆固醇过多引起的硬化，从而使细胞重新活跃起来，尤其对皮肤细胞的作用更为明显。   

八、血管修复剂——苁蓉菌质中的生物碱和黄酮

血管是人体的生命之河，输送营养，带走废物。血管一旦堵塞，那么机体组织和细胞就无法获得营养和氧气，细胞组织就会衰退，甚至死亡。由于现代人的饮食结构发生了变化，“三高”(高脂肪、高糖、高蛋白质)饮食充塞人们的餐桌，大量的营养物质进入人体后，机体来不及代谢和消耗，过剩的营养物质只得在血液中游荡，形成机体不需要的“垃圾”。大量的“垃圾”在血管中流动，引生摩擦，极易擦伤动脉血管内皮。当血管内皮损伤后，血小板与血液中的纤维蛋白、红细胞缠绕在一起，形成血栓，慢慢演变成的斑块。斑块的产生会导致血管壁变厚、变硬、失去弹性，管腔变窄，最后形成血管栓塞。苁蓉菌质中含有的松果菊苷、毛蕊花糖苷、环烯醚萜类、甜菜碱、川芎嗪等可以刺激血管内皮修复，减少血栓形成。（嫦娥生物林国华   华科大刘智教授   敖明章教授）