灰樹花人工培養(yǎng)研究和應(yīng)用進(jìn)展

菌心說 2022-03-30

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● 灰樹花人工培養(yǎng)研究和應(yīng)用進(jìn)展 ●

馬傳貴張志秀吳尚軍佟富軍

摘要

介紹灰樹花具有益氣健脾、潤肺保肝、抗腫瘤、降血糖、增強(qiáng)免疫力等醫(yī)療保健作用，可輔助治療糖尿病和各種癌癥。綜述灰樹花的生物學(xué)特征，季節(jié)性設(shè)施栽培、工廠化栽培、液體培養(yǎng)等人工培養(yǎng)技術(shù)，育種技術(shù)，以及保鮮、開發(fā)利用等研究進(jìn)展。

灰樹花（Grifola frondosa）是食藥兩用珍稀菌，隸屬擔(dān)子菌亞門、層菌綱、同擔(dān)子菌亞綱、非褶菌目、多孔菌科、灰樹花屬，又名貝葉多孔菌、栗蘑、蓮花菌、葉狀奇果菌、千佛菌、云蕈、舞茸等。目前，浙江、河北、四川、云南、福建等地都有了規(guī)?；纳a(chǎn)。在日本，灰樹花被稱為舞茸（Maitake），栽培歷史長達(dá)50多年，是當(dāng)前日本食用的主要菌菇種類之一，日本的《大和本草》中記有灰樹花及其藥用價(jià)值^[1]。我國對于灰樹花的馴化栽培起步較早，近幾年隨著人們對其藥用價(jià)值的認(rèn)知不斷提高，產(chǎn)業(yè)逐步發(fā) 展壯大，產(chǎn)量已經(jīng)躍居全球第二?；覙浠ㄒ蚱洫?dú)特的口感、口味及藥用價(jià)值，成為當(dāng)今熱門的健康食材之一。

1 醫(yī)療保健作用

古籍記載灰樹花益氣健脾、潤肺保肝，在傳統(tǒng)的中草藥中備受推崇^[2]。其中《神農(nóng)本草經(jīng)》指出，灰樹花可用于改善脾胃病，安神補(bǔ)腦^[3]。灰樹花在日本傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中也占有重要地位，草藥書籍記載其為藥食兩用菌，味甘，中性，無毒，潤肺保肝，健脾益氣等^[4]?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)灰樹花富含維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、碳水化合物及酚類化合物，而脂肪含量和熱量低^[5]?；覙浠ㄗ訉?shí)體和菌絲體富含人體必需的氨基酸，且是海藻糖的豐富來源^[6]。海藻糖被廣泛用作食品防腐劑、甜味劑和疫苗穩(wěn)定劑。

在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中，灰樹花主要用作輔助治療糖尿病和各種癌癥，灰樹花多糖是其最具有藥用價(jià)值的活性成分。藥理實(shí)驗(yàn)及臨床應(yīng)用結(jié)果表明其具有較強(qiáng)的生物和藥理活性，如抗腫瘤^[7]、降血糖^[8]、增強(qiáng)免疫力^[9]、抗艾滋病毒感染^[10]、抗氧化和清除超氧陰離子^[11]等，且有良好的延緩衰老作用?；覙浠ㄟ€含有大量的有機(jī)硒，有預(yù)防高血壓及肥胖癥的功效^[12]。其富含的有機(jī)鉻能協(xié)助胰島素維持正常的糖耐量，對于肝硬化及糖尿病有明顯的治療效果^[13]?；覙浠ㄔ诖龠M(jìn)兒童身體成長、智力開發(fā)，以及預(yù)防貧血、壞血病和軟骨病等方面也有重要作用。

2 生物學(xué)特性

野生灰樹花分布在亞熱帶至溫帶森林中，多生于夏秋季節(jié)栗樹及其他闊葉樹陰面，有卵圓形或不規(guī)則長塊狀棕褐色至黑褐色菌核，外表堅(jiān)硬木質(zhì)化，深埋于地下，通常生長在潮濕和含腐殖質(zhì)較多的沙質(zhì)土壤中^[14]?；覙浠ňz在3～32℃溫度范圍均可以生長，最適溫度為20～25℃。

灰樹花人工栽培培養(yǎng)料的水分含量宜為60%～65%。空氣相對濕度在菌絲生長過程中宜70%左右，能有效減緩培養(yǎng)基水分的散失，也能防止雜菌滋生；在子實(shí)體生長發(fā)育過程宜在85%～95%，過低會(huì)造成子實(shí)體畸形甚至枯死，過高則會(huì)導(dǎo)致幼菇水腫甚至腐爛?；覙浠ㄗ訉?shí)體的分化和生長需要光照刺激，否則很難正常進(jìn)行。由于灰樹花屬于好氧型真菌，在子實(shí)體發(fā)育階段需經(jīng)常通風(fēng)，若氧氣不足、二氧化碳濃度過高，子實(shí)體葉片將難以展開，出現(xiàn)畸形，影響品質(zhì)。

3 人工培養(yǎng)

3.1 季節(jié)性設(shè)施栽培

2018年我國灰樹花年產(chǎn)量2.87萬噸，產(chǎn)地集中在河北、浙江、湖南和北京。目前主要有冷棚及鐵架小拱棚栽培、溫室反季節(jié)栽培、大棚不覆土栽培、閑置房屋栽培、地栽草莓套種灰樹花等栽培模式。

灰樹花的栽培有覆土栽培和無覆土栽培兩種。覆土栽培屬傳統(tǒng)栽培方式，也是當(dāng)前主要栽培方式。該模式利用闊葉樹木屑、農(nóng)副產(chǎn)品的下腳料及農(nóng)作物秸稈等含有大量木質(zhì)素的培養(yǎng)料栽培。卜慶梅2003年報(bào)道，等比例混合木屑和棉籽殼等原料，灰樹花生物學(xué)效率最高；而麥麩與玉米粉搭配，可提高其產(chǎn)量；平菇菌渣也是較好的栽培原料^[15]。李紅梅2017年篩選出4個(gè)灰樹花高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配方：一是木屑48%，棉籽殼30%，麩皮15%，玉米粉5%，1%石膏和1%紅糖；二是木屑、棉籽殼和玉米芯各25%，麩皮15%，玉米粉8%，1%石膏和1%紅糖；三是木屑55%，玉米芯20%，麩皮13%，玉米粉5%，豆粕5%，1%石膏和1%紅糖；四是木屑60%，麩皮13%，玉米粉5%，花生殼20%，1%石膏和1%紅糖^[16]。

栽培季節(jié)多安排在春秋季，以袋栽為主。發(fā)菌期溫度控制在25 ℃，前期光照強(qiáng)度保持在10～50lx，后期控制在50～100lx，空氣相對濕度控制在60%~70%，每天通風(fēng)2次，每次約30min。在出菇管理過程中，環(huán)境控制非常重要，其中，地溫須通過調(diào)節(jié)遮陽、覆蓋物保持在18～20 ℃之間；菇蕾發(fā)生到珊瑚期、未成熟前，空氣相對濕度應(yīng)保持在85%～95%，以促進(jìn)菌芽表面細(xì)胞分化；土壤要保持濕潤狀態(tài)，晴天多噴水，陰天少噴，雨天不噴；每天通風(fēng)1～2次，促進(jìn)菌蓋正常形成?；覙浠ㄗ訉?shí)體生長對光照較敏感，搭建蔭棚時(shí)，郁閉度應(yīng)低些，子實(shí)體形成初期，需要提高光照強(qiáng)度。子實(shí)體達(dá)到八成熟時(shí)及時(shí)采收，采收時(shí)削去根部培養(yǎng)基，清除附著泥土。

由于傳統(tǒng)覆土栽培模式占地面積大，栽培周期長，產(chǎn)量、品質(zhì)易受到外界因素影響，因此應(yīng)用液體菌種進(jìn)行工廠化栽培的免覆土模式在慶元開始出現(xiàn)，并得到一定范圍的推廣與應(yīng)用。

3.2 工廠化生產(chǎn)

灰樹花的工廠化生產(chǎn)，可以達(dá)到精準(zhǔn)的人為控制，全面提升產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)每年生產(chǎn)4～5批次。生產(chǎn)的主要流程為：木屑+添加物→加水混合→裝袋→滅菌→冷卻→接種→發(fā)菌培養(yǎng)→原基形成→子實(shí)體生長→采收。針對灰樹花工廠化生產(chǎn)條件優(yōu)化的研究較多，許占伍發(fā)現(xiàn)灰樹花菌絲恢復(fù)期和現(xiàn)蕾期分別控制溫度為20～22 ℃、16～18 ℃，光照為0 h/24h，空氣相對濕度為97%～99%、89%～91%，通風(fēng)量為4min/10min、10min/10min，有利于原基的形成^[17]。潘輝通過優(yōu)化灰樹花工廠化生產(chǎn)高產(chǎn)配方研究，得出最佳配方為：木屑34.5%，棉籽殼34.5%，麩皮7.5%，玉米粉22.5%，石膏1%，含水量64%～65%，在此配方下，生物學(xué)效率為43.1%^[18]。胡汝曉研究適用于灰樹花工廠化生產(chǎn)的最佳出菇方式，指出割口覆瓦出菇方式顯著優(yōu)于其他方式，其菌絲恢復(fù)時(shí)間為2天，原基形成時(shí)間為5天，原基直徑9.5cm，出菇率為100%^[19]。精細(xì)的管理是灰樹花工廠化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的關(guān)鍵，須根據(jù)不同菌株生理特性，進(jìn)行科學(xué)管理。

3.3 液體培養(yǎng)

不同于固體菌種接種培養(yǎng)方式，應(yīng)用液體菌種進(jìn)行工廠化培養(yǎng)能大大縮短灰樹花的培養(yǎng)周期，并大幅提升產(chǎn)量和品質(zhì)?；覙浠ㄒ后w菌種培養(yǎng)技術(shù)最早是日本在20世紀(jì)80年代所研發(fā)的，在學(xué)術(shù)界Ohno N 1986年首次報(bào)道了關(guān)于灰樹花液體菌種培養(yǎng)的情況，并取得了較好的效果^[20]。

灰樹花液體培養(yǎng)的流程為斜面菌種→搖瓶種子→一級種子罐→二級種子罐→三級種子罐→培養(yǎng)罐。當(dāng)前大多數(shù)研究都在于對灰樹花液體培養(yǎng)基質(zhì)及培養(yǎng)條件的確定及優(yōu)化，同時(shí)探究不同培養(yǎng)條件對于產(chǎn)品品質(zhì)的影響。吳林秀以葡萄糖、蛋白胨、KH₂PO₄、果蔬汁用量為影響因素，通過響應(yīng)面法，探究得到100mL液體培養(yǎng)基，接種量10%時(shí)，葡萄糖2.5%（w/v），蛋白胨0.5%（w/v），KH₂PO₄ 0.1%（w/v），果蔬汁15%（w/v）為最優(yōu)培養(yǎng)基配方^[21]。李炳功以菌絲體生物量和多糖含量為評價(jià)指標(biāo)，通過單因素實(shí)驗(yàn)確定灰樹花液體培養(yǎng)的最適條件為在7L攪拌式培養(yǎng)罐中，培養(yǎng)溫度23 ℃，攪拌速度120r/min，通氣量3 L/min，此時(shí)，菌絲體生物量和培養(yǎng)液中多糖含量分別為11.659 g/L和3.658 g/L^[22]。一些研究也發(fā)現(xiàn)，采用深層次液體培養(yǎng)所生產(chǎn)的灰樹花菌絲體，在保障產(chǎn)量、品質(zhì)的基礎(chǔ)上，還能夠得到胞外多糖等子實(shí)體所不具備的營養(yǎng)成分^[23]。因此，在未來開發(fā)過程中，深層次培養(yǎng)菌絲體可以在一定程度上替代子實(shí)體作為新一代產(chǎn)品開發(fā)的主要原料。

4 育種研究

我國當(dāng)前進(jìn)行工廠化生產(chǎn)的灰樹花菌種大多引自日本，也有一部分為野生馴化。我國在20世紀(jì)80年代初開始對灰樹花進(jìn)行人工馴化栽培。據(jù)報(bào)道，1985年在浙江慶元大規(guī)模成功栽培，隨后在周邊地區(qū)擴(kuò)展開來。目前，我國南方的灰樹花規(guī)?；耘嘀饕性谡憬瓚c元縣、福建、湖北等地，一般采2～3潮菇，生物轉(zhuǎn)化率為60%～80%。與此同時(shí)，河北省遷西縣也利用當(dāng)?shù)匾吧Y源，考察當(dāng)?shù)匾吧覙浠ǖ纳龡l件，進(jìn)行馴化栽培并取得成功，于1992年創(chuàng)造了“灰樹花仿野生栽培法”。但野生馴化的灰樹花菌種存在適應(yīng)性較差且生物轉(zhuǎn)化率低等問題，因此菌種品質(zhì)成為了灰樹花進(jìn)一步開發(fā)利用的重要限制因素。基于這些問題進(jìn)行灰樹花的育種研究非常關(guān)鍵。就目前情況看，通過菌絲體片段或者原生質(zhì)體片段進(jìn)行誘變育種較為普遍。其中，徐志祥對灰樹花菌株Gr1進(jìn)行了紫外誘變處理，最終篩選出兩株多糖含量和產(chǎn)量明顯優(yōu)于原始菌株的突變株Gr1a和Gr1g，產(chǎn)量和多糖含量均得到大幅度提升^[24]。也有學(xué)者通過多孢子雜交技術(shù)成功培育出產(chǎn)量及轉(zhuǎn)化率都較高的新品種^[25]。由此可以看出，誘變育種，尤其是原生質(zhì)體誘變育種技術(shù)已經(jīng)在當(dāng)前灰樹花育種中得到了較為成功且較為廣泛的應(yīng)用。

5 保鮮、開發(fā)和利用

5.1 保鮮

灰樹花栽培周期較短、成本低、無污染，是理想的綠色產(chǎn)品和藥用材料，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。灰樹花不僅有很高的藥用價(jià)值，而且鮮品味道鮮美，是人們餐桌上的美味食材。而儲(chǔ)藏保鮮對于延長鮮品貨架期，提升利用價(jià)值有重要作用?；覙浠ǖ膬?chǔ)藏保鮮主要有低溫保鮮、自發(fā)性氣調(diào)（MAP）保鮮、電子束輻照保鮮和化學(xué)保鮮。就目前看，以灰樹花為主的菌菇類產(chǎn)品在貯藏期間物理化學(xué)和微生物改性的知識仍然有限。研究人員曾利用1.5kGy的輻照維持灰樹花的部分生化特性，以及減少微生物^[26]；或采用低溫（4 ℃）保存方法^[27]；也有將不同的保鮮方法聯(lián)合使用，如將MAP和控溫保鮮的方法相結(jié)合，以在保障品質(zhì)的基礎(chǔ)上保鮮增效，節(jié)省保鮮成本^[28]。

5.2 開發(fā)和利用

不管是食品開發(fā)還是藥品研制，灰樹花都有廣闊的應(yīng)用前景。由于灰樹花多糖具有高藥用價(jià)值，國內(nèi)外已有較多公司開發(fā)其產(chǎn)品，如青島三生生物有限公司開發(fā)出的“三生灰樹花多糖膠囊”，浙江方格藥業(yè)的“灰樹花膠囊”和新一代抗癌藥物“麥特消灰樹花膠囊”，日本的MAIEXT，以及美國的Grifron系列產(chǎn)品等，都是作為保健品或抗癌產(chǎn)品?；覙浠ǘ嗵窃谑称?、化妝品及飲料等領(lǐng)域，也有相應(yīng)產(chǎn)品開發(fā)。

灰樹花以其獨(dú)特的品質(zhì)和營養(yǎng)特性得到越來越多人的重視，在當(dāng)前菌菇類產(chǎn)品中極具開發(fā)潛力和價(jià)值。在加快灰樹花高產(chǎn)高效栽培技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)和商品化發(fā)展進(jìn)程的同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對其功效作用的深層次研究，不斷提升其利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

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原文發(fā)表于：食藥用菌2021，29（2）：123～127

本文來源：菌物健康

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