温州科信针对食用菌深层发酵技术研究
作者：admin 来源：本站原创 添加时间：2015-12-18 阅读量：
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食用菌作为一种兼备食用和药用双重功效的高等真菌，是具潜力的微生物种类之一。食用菌子实体栽培历史悠久，但人工栽培时间长、技术复杂、受季节和原料的限制，因此，食用菌液体发酵技术应运而生。
温州科信针对食用菌深层发酵技术研究
食用菌作为一种兼备食用和药用双重功效的高等真菌，是具潜力的微生物种类之一。食用菌子实体栽培历史悠久，但人工栽培时间长、技术复杂、受季节和原料的限制，因此，食用菌液体发酵技术应运而生。
1 ·食用菌深层发酵技术
食用菌深层发酵又称液体培养或液体发酵，主要原理是在特定的生化反应发生器中加入培养基并通入无菌空气，加以搅拌或振荡并控制相宜的外界前提等，使菌体在液体深处繁殖发育，获得大量菌丝体和代谢产物。在发酵过程中，培养基的选择、接种量、温度、pH 值、通气量等因素是食用菌液体深层发酵技术成功与否的枢纽。整个发酵工艺采用逐级扩大的模式，一般为试管斜面菌种→一级摇瓶培养菌种→二级培养小型发酵堆→大型发酵罐。
食用菌深层发酵的目标产物有2 个，一是液体菌种，代替固体菌种投入出产获得子实体；二是菌丝体及其代谢产物，获得子实体无法产生或含量高于子实体的生理活性物质。目前，国外食用菌深层发酵主要是为了获取风味物质和特殊代谢产物，海内研究则集中在液体菌种出产和代谢产物2 个方面。
2 ·食用菌深层发酵的特点
2.1 生长周期短，产量高
在食用菌液体深层培养中，通过人工控制发酵前提，使菌丝细胞处于相宜的生长环境，一般仅需3～10 d，即可累积大量菌丝体和具有生理活性的代谢产物。另外，它不受季节限制，出产工艺规范，营养成分利用率高，利于实现连续自动化出产。2.2 液体深层发酵培养产生的活性物质多有研究表明，深层发酵获得的菌丝体在营养成分和生理功能上与野生子实体相近，甚至高于子实体的营养价值。荷叶离褶伞菌丝体中蛋白质、粗多糖、氨基酸种类（分别为28.3%，3.55%，18 种）均高于该菌子实体（分别为21.4%，1.77%，17 种）[3]；松乳菇发酵得到的菌丝体与野生子实体比拟，营养成分相近，但蛋白质和多糖（分别为26.16%，17.54%）含量也高于其子实体（分别为21.27%，14.89%）[4]。对灵芝、冬虫夏草和灰树花等的研究均表明，深层发酵获得的菌丝体营养价值均高于其子实体，而且灰树花发酵的菌丝体中重金属As，Pb 含量显著低于子实体，说明深层发酵获得的菌丝体使用起来更安全[5]。对冬虫夏草等名贵食用菌来说，自然虫草产量极低，资源紧缺，尚无法人工栽培获得野生子实体，故可使用液体发酵来出产虫草菌丝体代替子实体[6]。因此，采用液体深层发酵技术获得的菌丝体含有的活性物质品种多，产量高，可以替换子实体进行产品的深度开发。
2.3 深层发酵能有效地减少菌体污染
深层发酵周期短，环境前提控制严密，有效降低了菌体受污染的几率。另外，液体菌种接入固体培养料时，具有活动快、易分散、发菌点多、萌发快等特点，能有效地降低袋栽食用菌在接种以及菌丝萌发过程中的污染。
3 ·食用菌深层发酵的应用
食用菌深层发酵不仅菌丝体生长速度快、营养利用率高，获得的菌丝体具有多种营养成分和生物活性物质，甚至在发酵液中也含有相称丰硕的低级代谢产物（如多糖类、类脂、有机酸类、氨基酸、蛋白质、核苷酸、核酸等）和次级代谢产物（如色素、抗菌素、植物生长因子、生物碱等）。跟着发酵技术、分离提取技术和结构测定技术的不断发展，这些具有重要价值的代谢产物的结构和功能得以研究开发，这为人类开发新型的医药、农药、保健食物、新型饲料、拓展产业应用领域等提供了重要的新资源。
3.1 深层发酵应用于液体菌种的出产
目前，食用菌菌种主要采用固体培养的方式，即利用传统木质、草质原材料（如木屑、玉米芯、棉籽壳和麸皮等）进行固体发酵产生固体菌种用于栽培。固体菌种出产周期较长、栽培袋灭菌效率低成为食用菌出产发展的瓶颈，而液体菌种具有出产周期短、菌龄一致、纯度高、接种简便等长处，克服了固体培养的劳动量大、耗时多、产量低等缺点，还可以有效进步生物转化率[7]。
3.2 深层发酵应用于保健药品和医药行业
一些药食兼用的大型食用菌，如香菇、松口菇、巴西蘑菇等深层发酵后得到的发酵提取物具有很好的抗癌、进步人体免疫功能的作用。冬虫夏草水提物和醇提物分别对不同的肿瘤细胞具有显著的毒性[8]；灵芝、姬松茸均对S180/U14 腹水型荷瘤、k562、白细胞介素- 60（HL- 60）细胞系和肝癌细胞Be127402 有显著的按捺作用[9- 10]；巴西蘑菇菌丝体85％乙醇提取物具有较强的抑瘤活性[11]。
食用菌经由人体长期食用证实，其无毒性或毒性很小，深层发酵获得的活性物质作为辅助药物被广泛应用。如金耳深层发酵获得的菌丝体含有丰硕的赖氨酸和亮氨酸等营养物质，对高脂血症、冠心病、糖尿病等有显著的疗效[12]。目前，市场上的食用菌保健药品蜜环片、灵芝菌片、宁心宝胶囊、安终痛等均采用液体发酵的菌丝体系体例成。
3.3 提取深层发酵液中的真菌多糖开发保健食物
食用菌深层发酵液中具开发价值的是真菌多糖，其具有免疫调节、抗肿瘤、降血糖、抗辐射和增强骨髓造血功能等作用，制成的保健食物深受人们欢迎。如虫草多糖能增强血管弹性，调节心律变态[13]；竹荪多糖具有健脾益胃、降低血压、抗肿瘤、刺激免疫系统等作用[14]；姬松茸多糖能降低血脂、进步耐缺氧能力[15]；猴头菇多糖可促使胃液分泌、稀释胃酸，防止胃溃疡患者胃部溃疡面的扩大[16]；茯苓多糖具有护肝解毒、抗肿瘤、抗朽迈等作用[17]。另外，利用液体发酵技术，即通过菌丝体对微量元素如锗、硒、锌、碘等进行富集，可开发功能性食物。例如，在液体培养基中添加KI 溶液，可使液体培养的金针菇、平菇、黑木耳菌丝体含碘量明显增加[18]。在液体培养基中加入无机锌，液体培养的金针菇有明显的锌吸附作用，并可形成有机锌[19]。
3.4 深层发酵技术应用于新型饲料出产
传统饲料原料如秸秆、米糠等纤维素含量高，粗蛋白含量很低，不利于动物消化吸收，严峻制约了秸秆在饲料出产中的应用。有研究表明，农作物秸秆经食用菌（尤其是侧耳属白腐真菌如香菇、平菇）发酵液处理后，其木质素降解率达59%～89%，粗蛋白含量增加24.6%～72.4%，有效进步了秸秆的营养价值[20]。
食用菌生长过程中分泌的一系列活性物质如有机酸、醇、酯、维生素、抗生素、微量元素等，既丰硕了饲料的营养成分，又进步了饲料口感，还增强了动物的抗病能力。使用深层发酵技术出产的新型饲料在营养价值和动物吸收利用等方面均优于普通饲料，经济效益显著。
3.5 深层发酵应用于植物线虫的生物防治
植物根结线虫的寄主有3 000 多种，具有寄主范围广、为害巨大、防治难度大的特点。研究发现，食用菌发酵液对植物根结线虫具有防治作用，平菇对根结线虫有显著的防治作用已有较多报道，而杏鲍菇对根结线虫致死率可达95.5%，防治效果显著优于平菇[21]。几乎每一种食用菌发酵液都对根结线虫有一定的防治作用，如粗皮侧耳能够按捺侵染和消除花生线虫[22]；茶树菇菌渣对番茄根结线虫也有一定的防治作用[23]。
3.6 利用深层发酵技术获得具有抑菌活性的食用菌发酵液
目前，跟着深层发酵技术的不断成熟，食用菌发酵液抑菌活性的研究逐渐被报道，较早报道的是灵芝[24]、榆耳[25]、红菇[26]、鸡腿蘑[27- 28]等液体发酵液的抑菌作用。张秋胜等[29]对10 种真菌抑菌效果研究表明，金针菇、紫芝、雷丸等真菌发酵液对大肠杆菌等革兰氏阴性菌有较强的抑菌效果；赤芝的抑菌效果较低；紫芝和茶树菇真菌发酵液对金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌有较强的抑菌效果；北虫草的抑菌效果不显著。另外，绒白乳菇发酵液正丁醇提取物对杨树叶枯病菌具有较强的按捺活性，并且对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌具有较强的按捺作用[30]；香茹C91- 3 菌发酵液对大肠埃希菌、伤寒沙门菌、痢疾志贺菌等革兰阴性菌有较强的按捺作用[31]；虎奶菇发酵产物对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌等革兰氏阳性菌有较强的按捺作用[32]；凤尾菇发酵液乙酸乙酯萃取物对金黄色葡萄球菌的按捺作用较强，优于部门食物防腐剂[33]。
利用液体深层发酵培养技术，获得具有一定抗菌、抗病毒等功能的食用菌发酵液，有望将其开发成为植物抑菌剂或者食物防腐剂。考虑到不同食用菌的抑菌作器具有选择性，在实际应用时，可把开发复合食用菌发酵液作为以后的研究方向。
3.7 深层发酵技术应用于化工
利用食用菌生长过程中能够分泌一系列酶的特性，采用食用菌（金针菇、红平菇、真姬菇等）发酵转化一些废水、废渣（如酱渣、淀粉产业废水、中药废渣以及海带废渣等）中的有机质、纤维素以及木质素等，不仅可解决废水、废渣的处理题目，减少环境污染，而且还能得到具有较高营养价值和免疫增强功能的菌体蛋白和真菌多糖，从而进步废水、废渣的轮回利用价值[34]。
4 ·小结
目前，食用菌深层发酵技术相对比较成熟，在子实体栽培、菌丝体培养、深层发酵以及真菌多糖提取等方面已经实现规模化出产，具有可观的经济效益和广阔的应用远景。但在利用食用菌发酵液来促进植物生长及病虫害防治、研发抑菌性生防产品和食物防腐产品、轮回利用各种废水废渣等方面，仅处于实验室研究水平上，还需要通过大量的试验和进一步的探索才能使该技术得到推广和应用。我国拥有丰硕的高等真菌资源，深入开展此方面的研究，将为进一步开发利用奠定扎实的理论和实践基础。现代科学技术的发展，尤其是蕈菌学、微生物学、发酵工艺学和工程学各学科的相互交叉和渗透渗出，特别是发酵产物分离技术的发展，食用菌液体发酵技术应用将更广泛、远景更广阔。
