金针菇的生物学特性及营养与开发应用

金针菇的生物学特性及营养与开发应用

蘑菇（cur.）又名蘑菇、木犀、结构菌、绿狗和金针菌，属于担子菌亚门、真菌、伞菌、蘑菇科和金针科。金针菇菌盖滑嫩、菌柄细长脆嫩,形美,味鲜,是世界上著名的食药两用菌和观赏菌,具有较高的营养价值和药用价值,有广阔的开发前景。长期以来,众多学者对其生物学特性、营养成分、保健功效以及开发应用进行了广泛的研究,并取得了一定的进展。现综述如下。1生物学特征1.1菌盖、菌肉和菌柄金针菇子实体一般比较小,多数成束生长,肉质柔软有弹性;菌盖呈球形或扁半球形,直径1.5~7cm,菌盖表面有胶质薄层,湿时有粘性,色白至黄褐;菌肉白色,中央厚,边缘薄,菌褶白色或象牙色,较稀疏,长短不一,与菌柄离生或弯生;菌柄中生,长3.5~15cm,直径0.3~1.5cm,白色或淡褐色,空心。担孢子生于菌褶子实层上,孢子椭圆形或梨核形(5.5~8×3.5~4.2μm),无色,光滑。1.2温度和湿度对金针菇子实体形成和发育的影响1.2.1碳氮源王德昌(2000)对金针菇固体培养所需碳、氮源进行了研究,结果表明,可溶性淀粉、葡萄糖、蔗糖、甘露糖作碳源时金针菇生长较好;黄豆粉、蛋白胨、牛肉浸膏、酵母粉是很好的氮源。1.2.2温度金针菇属低温型食用菌,适宜秋冬与早春栽培。金针菇发菌最适温度为20~25℃,金针菇子实体生长温度为8~12℃;温度高于12℃,则菌柄细长,盖小。昼夜温差大可刺激金针菇子实体原基发生。1.2.3湿度菌丝生长阶段,要求培养料含水量65%~70%;子实体原基形成阶段,要求环境中空气相对湿度在85%左右;子实体生长阶段,空气相对湿度保持在90%左右为宜。1.2.4空气金针菇为好气性真菌。菌丝生长阶段,微量通风即可满足菌丝生长需要,在子实体形成期则要消耗大量的氧气。CO2浓度对金针菇生长发育的影响远远超过对其他菌类的影响。CO2是控制金针菇子实体形成和发育的关键因素之一,且原基形成和子实体生长发育所要求的适宜CO2浓度差异很大,原基形成所需的CO2浓度为12.3~60μmoL/L;子实体生长所需的CO2浓度为210~600μmoL/L。1.2.5光照菌丝和子实体能在完全黑暗的条件下生长,但菌盖生长慢而小,多形成畸形菇,微弱的散射光可刺激菌盖生长,过强的光线会使菌柄生长受到抑制。1.2.6pH金针菇要求偏酸性环境,菌丝在pH3.0~8.4范围内均能生长,最适pH为4~7,子实体形成期的最适pH为5~6。2营地和保健功能2.1营养方面的氨基酸金针菇干品蛋白质含量高达30%。金针菇含有18种氨基酸,其中人体必需氨基酸8种,精氨酸和赖氨酸含量丰富(赖氨酸含量占氨基酸总量的6.3%)。现代医学证明,赖氨酸可以增强记忆、开发智力,对幼儿增加身高和体重十分有益,因此金针菇被誉为“增智菇”。此外,金针菇还富含VB1、VB2、尼克酸和VC等多种维生素,且富含钙、磷、铁等多种矿物质,可预防和治疗肝脏系统疾病和胃溃疡。2.2单次给药对肿瘤生长和免疫功能的影响2.2.1多糖金针菇多糖由于其独特的生理活性,目前正成为国内外众多学科领域的研究热点之一[13,14,15,16,17,18]。1968年,日本的KamasukaT等最先报道金针菇多糖对S-180有明显的抑制作用,之后又有多人对此作了深入的研究。金针菇多糖的主链为β-(1,3)-D-葡聚糖,是一类免疫促进剂,能增强T细胞功能,激活淋巴细胞及吞噬细胞,促进抗体产生,并能诱导干扰素的产生,对肿瘤生长的抑制作用是通过恢复和提高整个机体的免疫功能而实现的。2.2.2粘多糖金针菇粘多糖EA6是蛋白多糖体,EA6可抑制肉瘤S-180生长。EA6可增加抗体IgM的产生量,也能增强T细胞的活性,并激活淋巴细胞的转化。2.2.3构菌素Watanabe等从金针菇子实体抽提分离得到一种碱性蛋白质,称为构菌素,其沉降系数为2.5S,分子量为23000。构菌素可有效地抑制肉瘤S-180和艾氏腹水癌,对Yoshioda肉瘤也有一定的抑制作用。2.2.4其他药用功效金针菇降低血浆胆固醇的作用强于蘑菇、香菇、木耳等食用菌。文镜等(1993)的研究结果表明,金针菇在增强机体对运动负荷的适应能力、抵抗疲劳的产生和加速消除疲劳等方面具有明显的作用。金针菇还能调节机体代谢水平,提高肝脏解毒能力,促进核酸和蛋白质生物合成,有助于损伤细胞的修复和更新,从而延缓细胞衰老,有益于延年益寿。3栽培技术3.1繁殖和繁殖3.1.1采用不同菌株的改性目前采用的金针菇育种手段有驯化育种、诱变育种、杂交育种和原生质体融合等。成亚利等(1995)采用紫外照射诱变处理金针菇原生质体,获得生长快、长势好的优良菌株。杨宗渠等(2002)用60Co-γ射线辐照F126的双核菌丝,经过筛选培育出具有菌丝生长快、抗杂能力较强、产量高等特点的辐金1号。张淑霞(2003)利用紫外线照射诱变金针菇,获得耐碱性稳定、长势好、产量高的3个菌株。白色金针菇的成功选育是金针菇育种工作的一大进步。彭卫红等(2001)应用原生质体不对称融合方法选育了金白1号,该菌株在品感、外观、菌丝生长势、转潮和抗杂菌能力等方面明显优于当前主栽品种雪白;江玉姬(2001)经实验证明,原生质体单核化技术可为白色金针菇的品种改良提供一条新途径。3.1.2用木屑培养基为了延长菌种的保藏期,避免其优良性状的退化,吴自强等(2003)用阔叶树木屑培养基作基质,固体蜡封口保藏金针菇菌种取得了良好效果,菌种寿命比未蜡封口PDA培养基的金针菇菌种延长2年。3.2生长环境条件对金针菇生产质量的影响金针菇的固体栽培方式主要有段木栽培、瓶栽、袋栽和床栽。常用培养料配方有以下3种:①玉米芯78%,麸皮10%,玉米粉8%,石灰1%,白糖1%,石膏粉1%,碳酸钙1%;②木屑50%,麸皮18%,玉米芯25%,玉米粉3%,石膏1%,生石灰2%,食盐0.5%和复合肥料0.5%;③豆秸40%,玉米芯40%,麸皮10%,豆饼5%,石膏2%,生石灰2%,食盐0.8%和复合肥料0.2%。采用工厂化生产,人工控制金针菇生长环境条件,不仅可大大提高金针菇产量、品质,且可实现周年生产。李晶(2000)对车间、设备及一整套生产环节进行了研究。程继红(2002)详细地探讨了金针菇工厂化栽培的基本流程和每个环节的注意事项。高学敏等(2004)为有效进行金针菇工厂化生产环境控制,建立了PID和Fuzzy法控制模型。模拟结果表明,改进的Fuzzy法控制效果更佳。3.3气候、环境因素、气候条件固体栽培存在着占地面积大、生产周期长、产量不稳定、易受气候、环境因素影响等诸多缺点。而采用液体深层发酵法可使金针菇实现工厂化生产,生产周期缩短,产量增加,质量更稳定。3.3.1不同玉米中玉米粉3%,kh2po,mnso40.液体菌种具有纯度高、菌龄整齐、发菌快、接种方便、产量高等优点,而且利于食用菌的规模化、工厂化生产。常用金针菇菌种液体培养基配方主要有以下2种:玉米粉4%,米粉1.5%,K2HPO40.02%,KH2PO40.08%,MnSO40.05%,ZnSO40.01%,MnCl20.01%;玉米粉4%,酵母粉0.1%,KH2PO40.15%,MnSO40.05%。闫长伟等(2003)对适宜生产金针菇液体菌种的菌株及其培养基作了筛选研究,结果表明,金21是5个菌株中最适宜生产液体菌种的菌株,其适宜的液体培养基组成为:玉米粉3%,马铃薯(煮汁)15%,葡萄糖0.5%,K2HPO40.02%,KH2PO40.08%,MgSO40.05%。3.3.2摇瓶培养条件朱坚等(2000)对10种原材料和37个配方进行了试验,筛选出一个适合金21深层发酵的培养基配方:麸皮50g,黄豆粉50g,蔗糖10g,MgSO40.5g,KH2PO41.0g,水1000mL,pH自然;适宜的摇瓶培养条件为:温度24~25℃,恒温振荡器转速180~220r/min,培养7~8d。江玉姬等(2000)应用日本岛津模式研究发酵罐进行发酵条件模拟研究,结果表明,最佳发酵条件为:摇瓶种子菌龄4~7d,种子罐菌龄48h,接种量15%,通气量前48h为1∶1V/V/min,后48h为1∶1.5V/V/min,发酵时间为96h。4露、金针菇奶粉、低糖金针菇脯、金针菇菌油目前,以金针菇为原料加工的食品有金针露、金针菇奶粉、低糖金针菇脯、金针菇蜜饯、金针菇菌油。金针菇在食品添加剂、医药和化工等领域也有广阔的应用前景。4.1营养与功效互补型金针菇饮料金针菇菌丝体加入糖果(巧克力)、饼干、酱油、辣酱、果冻中,可生产出营养与功效互补的金针菇系列食品。温鲁(1998)将固体培养金针菇的培养物用挤压膨化技术加工成金针菇冲调粉,所产冲调粉色香味俱佳,是集保健食品和方便食品于一身的食用菌深加工产品。4.2针、口服液、试剂可利用发酵菌丝体生产胶囊、片剂、针剂、口服液、冲剂。金针菇多糖具有增强机体免疫功能的生理特性,以金针菇发酵液为原料,可制成保健营养液。4.3金针菇菌糠资源开发利用的资源量随着金针菇工厂化栽培的发展,金针菇菌糠越来越多,如何合理开发利用金针菇菌糠已成为重要课题。许多学者相继在利用金针菇废料培养平菇菌种及栽培鸡腿蘑、草菇和金针菇的实验和实践中获得成功。4.4生物碘的提取锌是生物体微量元素的主要成分之一。食品中的游离锌不易被人体吸收,故有机结合型的锌是一种理想的锌源。金针菇在生长过程中能富集硫酸锌并转化为有机结合型锌,是一种新型锌源。雷泓志等(2001)对金针菇富锌深层培养进行了研究,实现了金针菇药用保健作用与有机锌免疫功能的双重科学组合。利用生物补碘可以提高碘的生理活性和吸收率,具有含碘量稳定,食用安全等优点。以无机碘作添加剂,以金针菇为载体可将无机碘转化成类似天然存在的生物碘。硒是人体必需的微量元素之一,是多种酶的激活剂,具有保护胸腺、维持淋巴细胞活性和促进抗体产生的作用,可提高人体免疫机能,对重金属汞和砷还具有解毒作用。富硒金针菇具有清除自由基、消炎、抗肿瘤、抗衰老和抗脂质过氧化的作用。5营养方面的食品开发5.1利用金针菇发酵液和菌丝体中含有的多种人体必需氨基酸、蛋白质、多糖、维生素、微量元素等营养成分配置营养型饮料、口服液或营养食品添加剂,使产品的营养成分更加全面合理,且风味和口感独特。金针菇系列食品的开发不仅能满足不同层次消费者