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我国灵芝种质资源及生产技术研究进展
作者:    来源:上海农业网    点击数:   文章发布时间:2017年02月15日 【字体:

我国灵芝种质资源及生产技术研究进展

李钦艳1,钟莹莹1,陈逸湘1,周卫雄1,曾振基1,宋斌2**
(1.梅州市微生物研究所;2.广东省微生物研究所省部共建华南应用微生物国家重点实验室广东省伟德ios版官方下载保藏与应用重点实验室广东省微生物应用新技术公共实验室)
《中国伟德开户平台》 2016年第1期

  灵芝在中国的记载已超过2000年的历史,被历代医药学家认为是滋补强壮、扶正固本的“仙草”、“瑞草”,是中国食(药)用菌研究领域的热点之一。近年来,灵芝栽培技术、深加工技术得到了快速发展,其市场规模也有了较大发展。据统计,2012年世界灵芝产品的年产值就已超过25亿美元,灵芝产业已成为我国最重要的食(药)用菌产业。目前,市场上灵芝产品的原料来源主要有3种:液体深层发酵产生的菌丝体或发酵产物、灵芝固体发酵的菌质或产物以及灵芝子实体、孢子粉等。本文对中国灵芝种质资源、灵芝发酵技术、灵芝栽培技术进行了简要概述,并阐述了实施灵芝良好农业规范(GAP)生产的必要性。
  1 我国灵芝种质资源
  对我国灵芝的研究始于20世纪初Patouillard报道的采自中国贵州的Ganodermalucidum。至今,中国已发现灵芝科4个属103种,占世界已知灵芝科种类的88%。我国灵芝的成功栽培最早始于20世纪60年代,中国科学院微生物研究所以青岛的灵芝(定名为G.lucidum)分离栽培获得成功。目前文献记载的可栽培或有利用价值的灵芝种类有皱盖假芝(Amaurodermarude)、拟鹿角灵芝(G.am-boinense)、树舌灵芝(G.applanatum)、狭长孢灵芝(G.boninense)、布朗灵芝(G.brownii)、薄盖灵芝(G.capense)、硬孔灵芝(G.duropora)、有柄灵芝(G.gibbosum)、桂南灵芝(G.guinanense)、层迭灵芝(G.lobatum)、灵芝(G.lucidum)、无柄灵芝(G.resinaceum)、紫芝(G.sinense)、密纹薄灵芝(G.tenue)、热带灵芝(G.tropicum)、松杉灵芝(G.tsugae)等。但市场上的灵芝或者灵芝产品主要是赤芝[G.lucidum(Curtis:Fr.)P.Karst]、紫芝和松杉灵芝,以及以其为主要原料的灵芝产品,在《中国药典》(2010版)上已有其记载。
  中国灵芝的栽培种类比较混乱,缺少统一标准的命名规范。已有研究表明,过去曾认为是G.lu-cidum且广泛分布和栽培、具有重要药用价值的灵芝,其科学名称应是中国独有的种类G.lingzhiS.H.Wu,Y.Cao&Y.C.Dai[12]或者为四川灵芝[G.sichua-nenseJ.D.Zhao&X.Q.Zhang(1983)]。而G.lu-cidum是温带种类,其中文名称应为亮盖灵芝(俗称白肉灵芝或白灵芝)。罗联忠等[16]对23株灵芝栽培伟德ios版官方下载进行了DNA指纹鉴别,有效鉴别了大部分灵芝栽培伟德ios版官方下载。张劲松等对收集的156个中国栽培灵芝菌株进行了形态学结合分子生物学方法的综合分析,把它们分成了7个种,并建立了灵芝不同种快速特异性PCR鉴定的方法。由农作和品种审定规范(NY/T1844-2010)认定的灵芝伟德ios版官方下载只有“国品认菌2007044金地灵芝”、“国品认菌2007045川芝6号”、“国品认菌2007046灵芝G26”三种。前两种是由四川野生灵芝驯化而来的,可能属于G.lu-cidium、G.lingzhi或者四川灵芝;后者源于韩芝×红芝原生质体融合育成。而文献中记载的泰山赤灵芝、南韩赤灵芝、日本灵芝、川芝、美国灵芝、鹿茸灵芝等,以及市场上采用的其他灵芝名称,在分类学上多属于不规范名称。这些名称或命名缺乏专业化、规范化和系统化,且随意性比较普遍,因此许多灵芝伟德ios版官方下载的名称都有待商榷。随着灵芝市场的不断拓展以及野生资源的逐渐匮乏,迫切需要加强对灵芝产业中伟德ios版官方下载业的支持,鼓励灵芝伟德ios版官方下载的专利化研究,建立专业化、规范化的灵芝伟德ios版官方下载库,规范灵芝产业的发展,以保护中国灵芝产业的权益。
  2 灵芝发酵技术
  发酵技术属于现代生物技术之一。灵芝发酵技术是指灵芝菌丝细胞在反应器内于最适温度、pH值、氧气浓度和碳氮比等可控环境下生长,由于呼吸作用产生的代谢废气等得到及时排放,其细胞新陈代谢旺盛,菌丝生长分裂迅速,在短时间内能产生大量的菌丝体或定向目标产物。灵芝含有超过400多种具有生物活性的化合物,其中灵芝多糖和三萜类化合物为主要药效成分。从这个意义上说,灵芝发酵技术前景广阔。目前灵芝发酵技术分为两种,即液体深层发酵技术和固体发酵技术。
  2.1 液体深层发酵技术
  林忠平等以灵芝、紫芝等为材料最早进行了灵芝深层培养研究,培养基以花生饼粉和蔗糖为主,所得的发酵液和菌丝体用于临床试验,试验证明灵芝发酵产物有与灵芝子实体相似的疗效。由于液体深层发酵技术具有生产周期短、产物易控制、利于工业化、提取成分容易等特点,与人工栽培技术相比有明显优势,具有广阔的应用前景。
  灵芝伟德ios版官方下载、培养基组分、发酵参数等是影响灵芝液体深层发酵的重要因素。从自然界分离出的灵芝菌,依靠自身代谢调节系统,趋向于平衡生长和繁殖,生长速度慢,生产能力低,不能满足液体深层发酵对大规模灵芝生产伟德ios版官方下载的要求。目前,灵芝伟德ios版官方下载的选育主要采取对孢子、原生质体等进行诱变育种。李刚等对灵芝菌株进行原生质体紫外诱变育种,成功得到2株多糖含量和产量明显高于原始菌株的诱变株。朱芬等在对供试灵芝菌株进行原生质体紫外诱变的基础上,经过多重筛选试验,获得了菌丝干重和三萜含量稳定提高的诱变株UV-3。液体发酵培养基主要由碳源、氮源、无机盐和生长因子等组成。其中,碳源主要有葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、麦芽糖、玉米粉等;氮源有酵母粉、蛋白胨、玉米浆、豆饼粉、麸皮等;适当的碳氮比和pH值对灵芝菌丝体发酵及多糖含量均有重要意义。发酵参数要根据实际生产需要进行选择和控制,主要控制参数包括培养温度、pH值、培养时间、种龄、接种量、振荡频率、转速及溶氧量等。孙金旭等以菌体量、胞外多糖产量为目标,利用正交试验优化了灵芝真菌发酵条件,最佳条件是转速200r·min-1、接种量15%、通气量200L·h-1,菌丝体最大产量可达7.35g·L-1,胞外多糖干重最高产量可达0.92g·L-1,菌丝体产量与胞外多糖产量存在线性关系。
  利用灵芝发酵技术获得的菌丝体或者发酵产物,所含有的营养成分和特殊成分含量、疗效和保健功效等均与子实体相似,有些特殊成分的含量还远高于子实体。从灵芝深层发酵产物中可以提取许多有用的药物、生化产品以及生理活性物质,如多糖、多肽、生物碱、萜类化合物、甾醇等。
  2.2 固体发酵技术
  由于在研究食(药)用菌次生代谢产物的过程中,过分重视液体培养,忽视了固体发酵生产,对灵芝固体发酵的研究较少。灵芝固体发酵的培养方法分为非谷物性培养料固体法和谷物性培养料固体法。谷物性培养料固体法多采用小麦、玉米等为发酵基质。高文庚等利用玉米、小麦、大豆作为发酵基质,接入灵芝液体伟德ios版官方下载,经固体发酵获得的菌质营养成分得到提高。20世纪90年代,一些学者注意到开展中药微生物转化研究的巨大价值并付诸实践,由此,新型(双向性)固体发酵为灵芝药用价值的开发拓展了广阔空间。以单一或复合中药材为药性基质发酵灵芝或灵芝与其他真菌的复合伟德ios版官方下载,将形成大量不同的发酵组合,从而产生无限量的成分与性质不同的“药性菌质”。郑林用等用灵芝与丹参双向固体发酵形成药性菌质,治疗血瘀模型小鼠效果显著。徐淑蓓等研究发现红曲霉与鹿角灵芝复合发酵后,灵芝多糖产量增加15%;红茶菌复合菌株则对灵芝发酵中菌丝体总量及胞外多糖的产生有竞争抑制作用。
  灵芝固体发酵技术与子实体栽培相比具有难度低、生产周期短、规模可大可小、同等设备产出量高的优点;与液体发酵相比又具有投资少、占地少、设备和工艺简单、风险小、产品无异味、次生代谢产物积累时间长和培养料来源广泛等优点[3]。灵芝固体发酵产物可以利用溶剂提取其中的有用成分,再将提取物制成饮料、调味品、保健品和药物等,也可以直接制成片剂、胶囊、冲剂、食品添加剂和饲料等。
  3 灵芝栽培技术
  受中国传统消费习惯的影响,灵芝子实体(干重、鲜品)在数量上仍是我国灵芝市场的主要产品,主要由人工栽培获得。通过人工栽培,同时还可获得孢子粉及以孢子粉为原料的孢子油等。因此,灵芝栽培技术是目前我国灵芝生产的最主要技术之一。灵芝的栽培方式从栽培原料上可分为段木栽培和代料栽培。
  3.1 灵芝段木栽培
  灵芝段木栽培多选用阔叶树种,多数阔叶树种均可用于灵芝栽培,如柞、栎、栗、榆、桦等材质坚硬、树皮较厚的硬杂木。其中,尤以壳斗科柞木最佳。目前市场上有经销商专门选购段木灵芝,树木资源丰富的地区可采用段木栽培法。如东北地区可采用蒙古栎(柞木)(QucrcusmongolicaFisch)、槲树(菠萝叶)(QuercusdentataThunb)等树种作菌材。用于段木栽培的灵芝品种主要是赤灵芝和紫芝,但以南韩灵芝1号、2号,泰山灵芝1号、2号,圆芝6号较为理想,表现为盖大,肉厚,色泽光亮,产量较高等特点。段木栽培又分为长段木生料栽培、短段木生料栽培、短段木熟料栽培、树桩栽培以及枝束栽培等。随着灵芝产业的发展和生产工艺的不断完善,栽培方法各地不尽相同,主要包括袋的大小、段木长短、接种方法、埋土方式等,各地可选择适合自己的栽培方法进行栽培。
  灵芝段木栽培技术含量低、取材方便、产量高、质量好,是最接近野生灵芝的栽培方法,但成本高,生长周期长,生物转化率低,劳动强度大,易受季节、环境、区域、原料等因素的制约,产品品质难以控制,对林业也有一定的破坏。
  3.2 灵芝代料栽培
  灵芝代料栽培主要以阔叶树杂木屑或棉籽壳为基本主料,辅以麦麸、米糠和玉米粉等,常用的化学添加剂有石膏粉、碳酸钙和磷酸二氢钾等。栽培基质要求洁净、无虫、无毒、无异味。常用配方有:木屑80%、麦麸17%、石灰1%、草木灰1%、蔗糖1%;棉籽壳70%、玉米粉23%、麸皮5%、石膏1%、石灰0.5%、磷酸二氢钾0.3%、硫酸镁0.2%;棉籽壳55%、木屑40%、麸皮5%、石膏1%、蔗糖0.5%,水65%。培养料配好后要拌均匀,含水量一般控制在60%~65%,以用手抓紧时指缝有水溢出但不滴下为宜。灵芝代料栽培已在灵芝产业中得到广泛应用。
  以茶枝屑、枇杷枝屑、芒果木屑、桑枝屑、椰子果皮、核桃壳、薏苡秸秆等为代料也可栽培灵芝。王冲等利用茶枝代替灵芝栽培料中的木屑,在常规栽培料中加入不同比例的茶枝进行对比试验,筛选出1个较优配方(茶枝70%、木屑10%、麦麸13%、玉米芯5%、石膏粉1%、过磷酸钙1%)。使用该配方比常规栽培料栽培出的灵芝,其多糖含量更高。例如贵州省、福建省等茶产业比较多的地区,可以采用以茶枝屑代替阔叶树杂木屑的方法来栽培灵芝,可实现废弃茶枝的有效生物转化和循环利用。张平等开展了以枇杷枝屑为主培养料进行代料栽培灵芝试验,比较了10个灵芝菌株菌丝和子实体生长状况及生物学效率等指标,筛选出圆芝8号和大红芝2号两个适于枇杷枝屑代料栽培的菌株。陈继敏等利用美国大灵芝菌株筛选出最适的芒果木屑代料栽培基质配方(芒果木屑69%、棉籽壳10%、麦麸20%、硫酸钙1%,培养基含水量60%,芒果木屑粉碎直径≤5mm的颗粒),确定了具有珠海特色的代料栽培基质配方。目前经过验证的适于桑枝栽培的灵芝品种比较多,主要有广东农业科学院蚕业研究所栽培的优选3号、优选6号、红芝1号、红芝2号、南韩红芝,以及邹丹蓉等栽培的密纹灵芝、蔡爱群等栽培的松杉灵芝等。另外,马红梅、陈亮、魏翱等还开发了用椰子果皮、核桃壳、薏苡秸秆为原料栽培灵芝,并取得了一定的成效。
  以菌草作为主料可栽培鹿角灵芝及部分赤灵芝,如赤芝G10021、Ga0801和泰山灵芝G10014。用于灵芝栽培的菌草培养基配方主要有:芒萁48%、五节芒35%、麸皮15%、石膏粉2%;芒萁30%、五节芒43%、麸皮25%、CaSO42%。董晓娜等利用巨菌草为原料进行灵芝栽培试验,筛选出菌草栽培灵芝的最佳配方(菌草含量为48%时为最优配方:巨菌草48%、木屑48%、石灰2%、白糖2%),用此配方栽培海南灵芝,菌丝生长速度快,满袋时间较木屑培养料缩短,可缩短整个生产周期。灵芝代料栽培省事、省力、省地,不仅可以保护林木,而且具有生产周期短、生物学效率高、原材料来源广泛、便于工厂化生产等优点。但代料栽培配方各异,产量差异较大。今后灵芝代料栽培应趋向于规范化、工厂化栽培,最终实现灵芝的GAP生产。
  4 灵芝GAP生产
  GAP(goodagriculturepractice)即良好农业规范,是关于药用植物和动物规范化农业实施的指导方针。它包括基地选择、种质优选、栽种及饲养管理、病虫害防治、采收加工、包装运输与贮藏、质量控制、人员和设备管理、文件管理等各个环节。近年来,灵芝人工栽培技术日渐成熟,在很多地方已颇具规模,并已逐步形成灵芝规范化种植基地。但也存在着许多问题,如灵芝种质不清,品种混杂;灵芝栽培、采收加工技术不规范;部分灵芝有害重金属及微生物含量超标;部分灵芝质量不稳定或低劣,无国际认可的灵芝质量标准;缺少龙头企业,盲目跟风种植,抵御风险的能力差;缺乏品牌意识;资金投入不足,综合研究工作滞后。这些问题明显制约了灵芝产业的发展,需要通过积极推进实施灵芝GAP生产,从源头改变落后、分散的灵芝种植和采集形式,建立规范化、现代化的灵芝生产技术,确保灵芝产品质量的“安全、优质、稳定、可控”,保证中国的灵芝产业在国际市场上占有一席之地。
  灵芝栽培过程中的培养介质、添加的辅料、水源条件、土壤环境、大气环境和农药等化学投入品的使用管理等是灵芝GAP生产最先考虑的因素。林树钱等对灵芝GAP有机栽培进行了研究,证实灵芝GAP种植基地的水源、土壤环境和大气环境等对灵芝药材品质有重要影响。伟德开户平台质量责任追溯制度是伟德开户平台GAP生产的核心内容之一,追溯制度的核心是建立伟德开户平台生产档案制度,包括商标和各种标志的规范使用,以及产品的标识问题等,这些也是我国亟待强化的领域。灵芝GAP生产是占领未来中药材产业乃至绿色农业的重要制高点,是灵芝产业实现现代化、国际化的先决条件和必要条件,发展灵芝GAP基地是灵芝产业的必由之路。
  5 小结
  中国是世界灵芝的物种多样性中心,这为中国灵芝产业的健康发展提供了强有力的种质资源基础。因此,加强灵芝种质资源的收集及其开发利用研究非常重要。
  目前,灵芝生产技术以人工栽培技术为主,其产量早已超过野生灵芝,为目前灵芝市场提供了丰富的原材料,以灵芝人工栽培技术为基础的灵芝产品包括灵芝药品(胶囊剂、酊剂、片剂、颗粒剂、口服液)、灵芝保健酒、灵芝保健饮料、灵芝保健食品、灵芝美容品等。目前的灵芝产品无论在科技含量、产品质量以及生产规模上都远未达到开发目标及消费者需求。因此,必须加强灵芝栽培产品、发酵产品和固体菌质产品中活性成分提取、检测方法等的研究,采用现代工艺、技术,对灵芝的种植、加工、产品质量等进行标准化、规模化改造,建立完整的灵芝GAP生产技术规范,促进灵芝产业健康有序发展。

  常用计量单位符号 1、时间:d(天)、h(小时)、min(分)、s(秒)。 2、长度:km(千米)、m(米)、cm(厘米)、mm(毫米)。 3、面积:m2(平方米)、667m2(亩)、hm2(公顷)。 4、体积:m3(立方米)、L(升)、ml(毫升)、μl(微升)。 5、质量:t(吨)、kg(公斤 千克)、g(克)、mg(毫克)、μg(微克)。 6、浓度:mg/L、mg/kg(ppm,1×10-6)。

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