靈芝種質(zhì)資源及生產(chǎn)技術(shù)研究

左洪波　夏伯陽　王希亮　蘇小林　李華利　劉紅粉

摘 要：靈芝作為一種食用真菌，不但具有極高的食療營養(yǎng)價(jià)值，在傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代生物技術(shù)的推動(dòng)下，更可作為經(jīng)濟(jì)的有效載體提升靈芝的利用率，但在實(shí)際生產(chǎn)中也需看到部分劣質(zhì)產(chǎn)品以次充好干擾正常的市場(chǎng)銷售秩序，且在保健食品行業(yè)中仍存在監(jiān)管不透明到位的現(xiàn)狀。本文以探究靈芝種質(zhì)資源和對(duì)生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)化方案為目的，輔助提升靈芝的質(zhì)量，并探索相關(guān)生物技術(shù)的創(chuàng)新思路。

關(guān)鍵詞：靈芝種質(zhì);生物資源;靈芝生產(chǎn)技術(shù);生物技術(shù)

中圖分類號(hào)：S567.3+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.19754/j.nyyjs.20201130008

靈芝是一種原產(chǎn)于我國并擁有多年栽培歷史的食用菌類物質(zhì)，是具有保健作用和藥用價(jià)值的傳統(tǒng)真菌[1]。靈芝不但具有良好的滋補(bǔ)效果，在生物制藥領(lǐng)域和保健食品領(lǐng)域也多有應(yīng)用，與早期加工合成技術(shù)相比，以靈芝為主要材料加工合成的復(fù)合型孢子粉具有良好質(zhì)量。本文簡(jiǎn)單介紹靈芝種質(zhì)資源的基本情況，并分析相關(guān)培養(yǎng)技術(shù)和合成方式，以探討新型復(fù)合生產(chǎn)技術(shù)。

1 關(guān)于靈芝的介紹和種質(zhì)資源基本情況概述[JP]

靈芝不但可作為傳統(tǒng)中藥藥材使用，還可加工制作成保健食品提高人體免疫力，另外也可作為栽培試驗(yàn)的作物在生物制藥領(lǐng)域應(yīng)用，與常規(guī)食用菌類相比，其可通過豐富的蛋白成分促進(jìn)人體對(duì)相關(guān)物質(zhì)的吸收。靈芝相關(guān)領(lǐng)域的研究在近年來得以突破，不但得到了消費(fèi)者的廣泛認(rèn)可，在中藥領(lǐng)域的大量應(yīng)用更是有效提升了靈芝孢子粉等相關(guān)靈芝產(chǎn)品的價(jià)值。一般靈芝產(chǎn)品都是以復(fù)合多次加工的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

靈芝與常規(guī)菌類相比，種植與藥用價(jià)值更好。因靈芝變種和分離栽培技術(shù)在近年來得到大力發(fā)展，在提升種植產(chǎn)品有效性基礎(chǔ)上，通過開展分離栽培實(shí)驗(yàn)等形式讓不同種類靈芝得以成功栽培，且在區(qū)域面積范圍內(nèi)具有較高種植密度。靈芝種植不但要確保相關(guān)種植場(chǎng)所具有良好陽光照射，還需確保通風(fēng)性良好，也可選擇在平原或梯田位置種植。對(duì)部分氣候濕潤地區(qū)而言則不建議大面積種植。靈芝產(chǎn)品的質(zhì)量和優(yōu)劣等級(jí)之分決定靈芝產(chǎn)品的銷售價(jià)格，因不同層次產(chǎn)品具有明顯的價(jià)格差異，靈芝生長(zhǎng)環(huán)境是否處于無公害范疇也將對(duì)靈芝產(chǎn)品的售賣價(jià)格帶來影響。

靈芝產(chǎn)品本身含有的多糖或多肽成分易于人體吸收。靈芝產(chǎn)品可作為免疫調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)免疫力低下者的各項(xiàng)生命體征保持平穩(wěn)有序;老年人在食用相關(guān)產(chǎn)品后可提升對(duì)疾病的抵御能力;在住院或接受放化療期間給身體造成的不可逆損傷也可通過靈芝滋補(bǔ)予以修復(fù)，且靈芝產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的不適人群較少，與其它免疫蛋白粉相比具有更高價(jià)值和地位。

隨著社會(huì)各界對(duì)靈芝產(chǎn)品的認(rèn)同感不斷提升，一大批具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的靈芝產(chǎn)品得以在植物中被分離提取。引進(jìn)的栽培技術(shù)難以完全適應(yīng)我國的種植環(huán)境，僅靠摘取野生靈芝制作產(chǎn)品難以滿足市場(chǎng)需求。在相關(guān)國標(biāo)技術(shù)中還看到孢子的存活率有待加強(qiáng)，在培養(yǎng)基中的培養(yǎng)過程之復(fù)雜也讓生物制品的加工合成難度加大。因靈芝是一種性質(zhì)穩(wěn)定的植物，即使想通過人工干預(yù)形式提取植物中有效成分，靈芝原生質(zhì)體間的重組與分離雜交過程之復(fù)雜也難以控制。以單核形式存在的植株藥用價(jià)值較高，因此在生物制藥領(lǐng)域內(nèi)以原生質(zhì)體為主展開制備過程，有助于提升單株植物的生長(zhǎng)存活率。對(duì)應(yīng)生物酶的種類和抑制劑濃度都將影響靈芝原生質(zhì)體的生長(zhǎng)發(fā)育，很多不可再生的植株在惡劣的培養(yǎng)條件下難以發(fā)揮植物有效成分。在國內(nèi)外專家的指導(dǎo)作用下，開展多次分離栽培為核心的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而在提升靈芝種類過程中能做到有效管理，但仍需看到命名存在不規(guī)范特點(diǎn)，在保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)上也欠缺力度，為完善管理相關(guān)靈芝菌種、確保高效分類，需在未來科研制藥領(lǐng)域中提升管理水平和制藥能力，以適應(yīng)消費(fèi)者的復(fù)雜消費(fèi)心理。

2 探討靈芝基本培養(yǎng)與常規(guī)種植技術(shù)

靈芝作為一種自然界的生物存活，在發(fā)酵過程中與其它植物相仿，需要良好的溫度、濕度、氧氣、氮?dú)鉂舛纫员３制涔┭跗胶?。在靈芝有氧呼吸期間，與空氣間交換產(chǎn)生的廢料也可有效排出。因靈芝本身的組成成分較復(fù)雜，根據(jù)培養(yǎng)形態(tài)不同分為固態(tài)培養(yǎng)方式和液態(tài)培養(yǎng)方式。

固態(tài)培養(yǎng)方式是以小麥、麥麩、黃豆等物質(zhì)為基礎(chǔ)材料，將谷物混合攪拌并發(fā)酵后和液態(tài)靈芝共同種植。以谷物為基本原料的種植方法不但可在區(qū)域內(nèi)大面積推廣，還可為后續(xù)利用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)研發(fā)提供有利空間。在相關(guān)科研人員看到單一性質(zhì)的靈芝產(chǎn)品在應(yīng)用價(jià)值上存在一定缺陷后，即提出相關(guān)假設(shè)推理，并根據(jù)模型對(duì)受傷動(dòng)物進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用固態(tài)培養(yǎng)方式的治療效果較明顯。

不同植株靈芝間的互相融合過程是不易實(shí)現(xiàn)的，因靈芝本身的細(xì)胞具有堅(jiān)硬的細(xì)胞壁，在破壁充足過程中必須確保其遺傳重組所需的相關(guān)產(chǎn)物能得以保留，在人工誘導(dǎo)模式下的種植也要通過加入化學(xué)融合產(chǎn)品來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的生長(zhǎng)能力，如添加聚乙二醇進(jìn)行化工合成期間，可讓異種細(xì)胞快速融合。

給靈芝提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境不但有助于靈芝的發(fā)育與成長(zhǎng)，還可在抵御病蟲害侵襲和提升成活率上有一定效果。在對(duì)種植人員開展農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)過程中，要加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的普及意識(shí)和相關(guān)人員對(duì)理論的理解能力。在種植靈芝時(shí)，一般以樹木的副產(chǎn)品——木屑為主要材料，輔助添加秸稈、棉殼等在農(nóng)村常見的材料予以燒制;土壤要選擇相對(duì)偏中性和育肥能力良好的土地種植。在日常除蟲工作中要做到定期定時(shí)噴灑消殺藥物。澆灌植物用未經(jīng)污染的水源并保持土地的肥沃性。將相關(guān)配料加水?dāng)嚢韬蠹訜崽幚恚笕コ囵B(yǎng)袋中的部分水分，并用塑料薄膜覆蓋，采用常規(guī)殺菌方法處理后保存若干小時(shí)，然后進(jìn)入靈芝的生長(zhǎng)發(fā)育過程。

目前靈芝主要依靠棚內(nèi)人工種植，栽培成本較高，且長(zhǎng)期棚內(nèi)種植易出現(xiàn)病蟲害，從而造成靈芝品質(zhì)降低[2]。靈芝一般適宜在春夏之交種植，在室外溫度保持在25℃左右時(shí)為宜，在培養(yǎng)室內(nèi)應(yīng)控制溫度和濕度在恰當(dāng)范圍內(nèi)，并確保其培養(yǎng)過程在陰涼處進(jìn)行，并實(shí)時(shí)觀察靈芝菌外芽的生長(zhǎng)情況，以日為單位量化記錄其長(zhǎng)度與預(yù)期生長(zhǎng)的差值，在培養(yǎng)1個(gè)月左右后將袋子中的靈芝拾取，并在看到靈芝不再繼續(xù)生長(zhǎng)后進(jìn)入采摘環(huán)節(jié)。此階段要注意保持植物的水分不流失，注意培養(yǎng)環(huán)境對(duì)靈芝生長(zhǎng)的不利因素;定期灑水并晾曬到通風(fēng)處;后根據(jù)未來產(chǎn)品的加工需要做生產(chǎn)工藝細(xì)節(jié)處理，可采取風(fēng)干法將產(chǎn)品裝入對(duì)應(yīng)的保鮮袋中，后加工包裝為成型產(chǎn)品銷往市場(chǎng)供消費(fèi)者選購。整個(gè)過程是復(fù)雜且需人工精密控制的，在此舉作用下靈芝產(chǎn)品的生長(zhǎng)周期較短，且符合生物學(xué)的相關(guān)生長(zhǎng)理論，在以此方式開展的實(shí)驗(yàn)作用下也將對(duì)植物大面積投入生產(chǎn)有利。

3 靈芝種質(zhì)資源的現(xiàn)代合成技術(shù)探討

目前我國的一些生物企業(yè)也在積極探索靈芝的新型栽培方式，提出優(yōu)化栽培靈芝的方法，以中藥渣和樹木屑為主要原料，兩者在加工過程中占比近80%，輔料配以玉米碎和麥麩，用石灰燒制培養(yǎng)基的方式予以種植。在做試驗(yàn)過程中，使用不同比例配比的培養(yǎng)基以探究不同濃度下的靈芝菌絲生長(zhǎng)情況，其中活化母種培養(yǎng)基以土豆和硫酸鎂為主要原料，加葡萄糖和維生素B1，并保持自然環(huán)境下的pH值;使用傳統(tǒng)方式培養(yǎng)的培養(yǎng)基以樹木屑和麥麩為主要原料，其中水與廢料的濃度比前類培養(yǎng)基濃。另外提出6種不同濃度下中藥渣的培養(yǎng)基，分別使用不同濃度的中藥成分，當(dāng)中藥渣濃度較大時(shí)，不添加輔助樹木屑，反之當(dāng)中藥渣濃度較低時(shí)，添加定量輔助樹木屑以維持平衡。在完成分組后將不同分組栽培袋采用常規(guī)方法殺菌裝袋，在大棚內(nèi)開展發(fā)菌作業(yè)，保持常規(guī)溫濕度的同時(shí)確保通風(fēng)換氣性良好。

在對(duì)不同類別培養(yǎng)基在相同溫濕度環(huán)境下定時(shí)培養(yǎng)后，采用嫁接等形式將相關(guān)材料轉(zhuǎn)移到試管中，并在陰涼遮光位置培養(yǎng)7d，觀察試管內(nèi)的變化，在完成對(duì)菌株的活化過程后，按照常規(guī)培養(yǎng)方法對(duì)相關(guān)植株開展培養(yǎng)過程，并對(duì)種群分類標(biāo)記。分別以30d和35d為培養(yǎng)周期，主要觀察指標(biāo)為植株的受污染情況與生長(zhǎng)環(huán)境情況，是否產(chǎn)生額外孢子和菌絲的外觀顏色是否發(fā)白，也要觀察不同菌絲之間的生長(zhǎng)整齊度。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不存在中藥渣成分的組別菌絲生長(zhǎng)速度明顯大于其它組，反之不添加樹木屑的試驗(yàn)組菌絲長(zhǎng)度明顯偏低，且顏色呈灰色，屬劣等產(chǎn)品不易銷售，由此推斷中藥渣成分加入可有效促進(jìn)植株菌絲的生長(zhǎng)發(fā)育。在未來大規(guī)模生產(chǎn)靈芝產(chǎn)品過程中，大比例添加中藥渣可提升靈芝產(chǎn)品的生長(zhǎng)效率，也對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益最大化有利。

添加中藥渣的多少不但影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育良好情況，還對(duì)相關(guān)植株的污染率指標(biāo)產(chǎn)生影響。在完成上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上得知，若不添加任何中藥成分培養(yǎng)袋菌類兩頭和表面的污染概率是最大的，不利于生長(zhǎng)。中藥渣添加量與感染率相比還呈現(xiàn)出添加量越大，感染率越高的變化趨勢(shì)。在不同中藥渣添加量和樹木屑添加量的作用下，靈芝孢子的產(chǎn)量也有所區(qū)別。并非添加量最少或最多組取得最佳收益，而是要在保證配方適中條件下開展相關(guān)技術(shù)研究，以確保產(chǎn)能符合預(yù)期，也說明不同培養(yǎng)基配比濃度下通過添加對(duì)應(yīng)比例的中藥渣成分不但有效提升對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的產(chǎn)能，還可通過相關(guān)中藥的促進(jìn)生長(zhǎng)作用，讓靈芝充分吸收營養(yǎng)成分;在中藥渣和樹木屑合理配比的同時(shí)，提升對(duì)廢藥渣的利用率，降低環(huán)境污染的同時(shí)讓生物制藥過程符合可持續(xù)發(fā)展理念，也可作為新型生物技術(shù)得以向國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)推介。

4 靈芝新型復(fù)合生產(chǎn)技術(shù)研究

培養(yǎng)袋在培育靈芝過程中，仍存在產(chǎn)能過剩和相關(guān)材料配比不合理與孢子粉不能有效滿足生產(chǎn)需要等問題。根據(jù)對(duì)不同地區(qū)靈芝的采集與培養(yǎng)，選出符合條件的產(chǎn)品作為免疫修復(fù)類產(chǎn)品投入市場(chǎng)。由于目前我國部分地區(qū)靈芝生長(zhǎng)栽培技術(shù)陳舊，根據(jù)生物的自然選擇原理得出結(jié)論：野生靈芝的環(huán)境適應(yīng)能力將影響其生長(zhǎng)與發(fā)育過程，不但會(huì)出現(xiàn)一定程度退化現(xiàn)象，還將導(dǎo)致生長(zhǎng)效率不達(dá)標(biāo)的情況發(fā)生。使用聚乙二醇培養(yǎng)基與48%比例中藥渣和30%比例樹木屑和麥麩為主要原料的培養(yǎng)基與中藥渣和樹木屑比例相同，但使用麥麩作為主要原料的培養(yǎng)基，共同觀察探究靈芝孢子的生長(zhǎng)情況，在采取相同培養(yǎng)時(shí)間與溫濕度條件下，在提取植株精華時(shí)發(fā)現(xiàn)添加麥麩的組別發(fā)菌能力較差，且生長(zhǎng)過程偏緩慢，其余2組均能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)形成顏色發(fā)白和長(zhǎng)相整潔的菌株。有研究結(jié)果顯示，在枯枝落葉、玉米秸稈、蔗糖和石膏物料配比分別為57%、40%、1.5%和1.5%時(shí)，袋裝物料栽培靈芝形成子實(shí)體及其菌絲體的速度最快，菌絲體最長(zhǎng)，密度等級(jí)最大，菌絲體生長(zhǎng)達(dá)到最佳狀態(tài)[3]。

根據(jù)生長(zhǎng)情況可分析出不同菌株間的發(fā)菌情況具有一致特點(diǎn)，在去掉上述不符合培養(yǎng)條件后，觀察2組符合條件的培養(yǎng)菌株成熟期分別為30d和35d，在菌株生長(zhǎng)情況相似作用下，選擇培養(yǎng)時(shí)間更短的組別有助于提升生產(chǎn)效率。在發(fā)菌周期上可看出，上述2組的植株在觀察期內(nèi)均有明顯生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，且污染率偏低;采用常規(guī)老式種植方法獲取的植株不但有超過10%的污染概率，且植株生長(zhǎng)慢，滿袋天數(shù)要近50d，與最佳方法相比浪費(fèi)超過15d;若以6個(gè)月為期進(jìn)行培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)最優(yōu)組完成5輪左右生長(zhǎng)后，最差組只能完成約4組植株，且因老式植株的抗病蟲害風(fēng)險(xiǎn)能力較差，且植株表面黯淡無光，不僅不利于售賣還因相關(guān)菌蓋厚度較大而不美觀。采用不同種植方法產(chǎn)能的上升也可從孢子粉的生成重量判斷，也驗(yàn)證了增產(chǎn)效果的體現(xiàn)需不斷通過新型種植技術(shù)研究予以證明，菌絲的生長(zhǎng)速度越快則說明靈芝種植方案的可行性越高，隨之長(zhǎng)滿袋子的時(shí)間也越短，對(duì)應(yīng)孢子粉重量與對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化率也越高。因此在以系統(tǒng)選育植株和選擇合適栽培地點(diǎn)后所生產(chǎn)的植株不但具有良好的藥用價(jià)值，所篩選出的結(jié)果也可通過植株分離的形式確保孢子粉產(chǎn)能提升。

在種植技術(shù)被高效宣傳推廣后，分離植株過程中通過孢子粉產(chǎn)量提升，確保轉(zhuǎn)化率良好的基礎(chǔ)上，不但讓試驗(yàn)組的試驗(yàn)結(jié)果符合試驗(yàn)預(yù)期，相關(guān)產(chǎn)能的增加也將對(duì)提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益十分有利?，F(xiàn)代化生物工廠在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)中拔得頭籌的關(guān)鍵，即明確消費(fèi)者的購買需求，并根據(jù)需要提升企業(yè)的生產(chǎn)能力。對(duì)靈芝類產(chǎn)品而言，我國不但擁有得天獨(dú)厚的生長(zhǎng)環(huán)境，在看到菌種出現(xiàn)明顯不匹配市場(chǎng)需求的現(xiàn)狀后，提升產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)能是十分重要的，對(duì)中藥渣與樹木屑使用最佳比例進(jìn)行合理配比的培養(yǎng)方法也在逐步得到推廣，未來科研人員還要在現(xiàn)有研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合市場(chǎng)需求和產(chǎn)品定位，研發(fā)出更有價(jià)值的靈芝產(chǎn)品。

5 結(jié)束語

靈芝作為藥用價(jià)值較高的食用菌類產(chǎn)品，不但可加工制作為保健療效顯著的保健食品，在中醫(yī)藥領(lǐng)域也多有應(yīng)用。中國作為靈芝的發(fā)源地，不但生產(chǎn)出了一系列藥物制品，還通過現(xiàn)代化手段完成了生產(chǎn)線改造，使經(jīng)濟(jì)效益穩(wěn)步擴(kuò)大。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯 李媛媛）

收稿日期：2020-10-20

基金項(xiàng)目：山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目“利用藥渣栽培道地藥材靈芝技術(shù)研究與示范”（項(xiàng)目編號(hào)：2018CXGC1303）

作者簡(jiǎn)介：左洪波（1981-），男，本科，總經(jīng)理。研究方向：中醫(yī)藥資源的綜合利用及循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理;夏伯陽（1967-），男，本科，高級(jí)技師。研究方向：食藥用菌種選育及生物活性。