菌草鹿角灵芝新菌株栽培特性及活性成分分析

林兴生， 林占熺， 林 辉， 林冬梅， 罗海凌， 胡应平

(福建农林大学 国家菌草工程技术研究中心， 福州 350002)

1 引 言

《神农本草经》把灵芝(Ganodermalucidum)列为上品药[1].现代医学研究表明灵芝含多糖肽、三萜、灵芝酸、甾醇等有效成分，具多种生理活性[2-5]，有清除自由基、抗氧化、提高免疫功能、抗肿瘤等功效[6-12].我国灵芝已形成了产业和文化[13].鹿角灵芝在公元四百年就有将其作为极品灵芝上贡给皇帝的记载，但未记载其在灵芝中的分类及药效[14].我国权威灵芝分类不包括鹿角灵芝[15-16]，一般认为鹿角灵芝是因外界条件变化使灵芝异型生长形成的，其菌柄长，常有多个分枝，无菌盖或有小菌盖，形似鹿角，故得其名.自然条件下鹿角灵芝极其罕见.日本在栽培中发现有鹿角灵芝产生，出现率极低，但引发了对“极品鹿角灵芝”人工栽培的极大热情[17].鹿角灵芝中β-高分子蛋白多糖的含量比普通灵芝高，还含有LPS(Lipopolysaccharide，脂多糖)，能激活巨噬细胞活性增强免疫力.鹿角灵芝LPS+β-高分子蛋白多糖的含量高达43%[18].前人对灵芝分类[19-20]、鉴定[21]、栽培[22]、活性成分分离鉴定[23]及药理作用等进行了大量研究，对鹿角灵芝的研究相对较少.2004年福建农林大学将菌草技术专利转让给南非，在南非建立了菌草技术示范基地.2006年从南非引进野生灵芝菌株，以菌草为原料开展多年多地的驯化和适应性鹿角灵芝栽培，并参考刘靖宇等的方法对南GL11进行DNA指纹图谱鉴定[24-26]，与福建省已认定的2个品种(芝120和芝102)在DNA水平上存在差异，2012年通过福建省农作物品种审定委员会审定，命名为南GL11.2017年菌草技术被联合国列为中国-联合国和平与发展基金重点项目，向全球推广，该菌株已在卢旺达、斐济、南非、巴新、莱索托等国应用.本文通过鹿角灵芝栽培特性研究、有效活性成分和营养分析，旨在为其推广应用提供科学依据.

2 材料与方法

2.1 供试菌株

菌草鹿角灵芝南GL11和韩芝1号，其中韩芝1号为福建农林大学菌草研究所保藏菌株，系福建主栽灵芝品种之一.

2.2 方 法

2.2.1 培养基配方 芒萁25%、类芦25%、象草27%、麸皮20%、石膏3%，含水量60%.

2.2.2 菌筒制作 采用17 cm×60 cm×5.5丝的聚丙烯塑料筒，每袋干料1 850 g，常压灭菌后在菌筒同一侧接种，等距离接3穴.

2.2.3 菌丝培养 接种后一周内温度控制在18～20 ℃，1 w后温度升到25±1 ℃，菌丝长透培养料前遮光培养.

2.2.4 出芝管理 菌丝长满培养基后5～7 d，移至栽培场所出菇.揭去菌筒接种口的胶布，紧挨着将菌筒横排在菌畦上，接种口朝上.畦面上用竹篾做成宽100 cm、高80 cm的拱形，上盖薄膜以保湿，棚膜用土袋压实以免空气进入.

2.2.5 蛋白质含量测定 参照《GB5009.5-2010食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》.

2.2.6 氨基酸含量的测定 参照《GB/T5009.124-2003食品中氨基酸的测定》.

2.2.7 多糖含量测定 参照《食用菌中粗多糖含量的测定》.

2.2.8 总三萜含量测定 以苹果酸为对照品，采用正交实验方法，用硅胶柱进行总三萜分离，通过紫外可见分光光度法测定总三萜含量.

3 结果与分析

3.1 栽培特性

菌草栽培南GL11鹿角灵芝子实体生长适宜温度17～22 ℃，最低温度14 ℃，最高不超过30 ℃，在适宜温度下鹿角灵芝长得粗壮，产量提高.温度高时最重要的是降温，使温度适宜灵芝子实体生长.CO2浓度尽可能高，菇棚应遮盖严密，遮盖的薄膜无破洞不漏气，一般情况下在采收前不掀开薄膜，高CO2浓度可抑制菌盖分化，从而形成无菌盖的鹿角灵芝，CO2浓度应高于0.1%.适宜的空气相对湿度为75%～85%，长期超过90%易长绿霉等杂菌.光照强度控制在300～600 lx.适宜pH范围为5.3～6.7.

从表1可看出，在福州、连城、顺昌、松溪、将乐等5个地方栽培，灵芝南GL11与韩芝1号进行鹿角灵芝栽培时，灵芝南GL11呈鹿角状，韩芝1号则为念珠状，前者形状比后者好(图1).菌草鹿角灵芝南GL11菌柄显著长于韩芝1号，比其长7.4%，菌草鹿角灵芝南GL11菌柄直径略比韩芝1号粗，但无显著差异.菌草鹿角灵芝南GL11鲜芝、干芝产量均显著高于韩芝1号，分别比韩芝1号高40.9%、 21.4%，其鲜干比分别为2.55、 2.18.不同地点菌草栽培南GL11鹿角灵芝，与当地主栽品种韩芝1号比较，形状好、产量高，表明不同栽培地点只要选择其适宜生长的季节(温度)，通过控制CO2等栽培技术，南GL11鹿角灵芝栽培能获得良好效益，可在各地推广种植.

表1南GL11鹿角灵芝、韩芝1号多年多点栽培特性

Tab.1ThecultivationcharacteristicsofNan-GL11(antler-shape)andHanzhi-1withJuncaoinmulti-plotdemonstrationforseveralyears

**表示差异达到P<0.01极显著水平，下同.

3.2 营养成分及有效活性成分

3.2.1 营养成分分析 从表2、表3可知，韩芝1号的粗蛋白含量与氨基酸略高于菌草鹿角灵芝南GL11，但差异不显著，二者氨基酸组分相同，均检出十七种氨基酸，色氨酸则可能因酸分解未能检出.

表2菌草栽培的南GL11鹿角灵芝、韩芝1号子实体营养及有效活性成分

Tab.2NutritionandactiveeffectcomponentsofNan-GL11(antler-shape)andHanzhi-1cultivatedwithJuncao

样 品 粗蛋白/(g/100g)氨基酸/(g/100g)多糖/(g/100g)总三萜/(g/100g)南GL1112.4±0.37.52±0.80.9±0.02∗∗1.08±0.03∗∗韩芝1号12.8±0.48.33±0.60.7±0.010.98±0.02

表3菌草栽培南GL11鹿角灵芝和韩芝1号氨基酸含量

Tab.3ThecontentofaminoacidofNan-GL11(antler-shape)andHanzhi-1cultivatedwithJuncao

氨基酸南GL11鹿角灵芝/%韩芝1号/%氨基酸南GL11鹿角灵芝/%韩芝1号/%天门氡氨酸 Asp.0.560.70异亮氨酸 Ile0.320.36苏氨酸 Thr.0.350.44亮氨酸 Leu0.450.51丝氨酸 Ser.0.350.40硌氨酸 Tyr0.140.16谷氨酸 Glu.0.480.65苯丙氨酸 Phe0.240.31甘氨酸 Gly.0.340.39赖氨酸 Lys0.290.33丙氨酸 Ala.0.370.44组氨酸 His.0.130.18胱氨酸 Cys.0.040.05精氨酸 Arg.0.220.27缬氨酸 Gua.0.350.42脯氨酸 Pro.0.280.28甲硫氨酸 Aug.2.612.44色氨酸 Try.--总含量7.528.33

3.2.2 有效活性成分分析 菌草南GL11鹿角灵芝的多糖比韩芝1号高28.57%，其总三萜含量比韩芝1号高10.2%，均差异显著(表2).

4 讨 论

我国是世界上最大的食、药用菌生产国，每年栽培食、药用菌需要消耗大量宝贵的林业生态资源，我国也是灵芝的主产国，是三大段木灵芝产区之一，传统的灵芝段木栽培，每年要消耗十几万立方米木材，灵芝生产与林业生态平衡之间的矛盾日益突出，灵芝的持续发展受到了严重影响，福建农林大学菌草研究所发明的“以草代木”栽培食、药用菌技术(菌草技术)从根本上解决了灵芝生产与资源紧缺、环境保护之间的“菌林矛盾”[27].

鹿角灵芝只有菌柄、没有菌盖也不产生孢子，所以菌草的配方和菌柄生长状况决定了鹿角灵芝的质量.在利用菌草栽培鹿角灵芝时，加入一定比例的芒萁，可延长鹿角灵芝的生长期，使其菌柄充分伸长，还能提高灵芝的硬度，这是因为，与其他菌草相比，芒萁木质素含量高.鹿角灵芝的栽培是通过控制其生长条件实现定向培育的，一般来说，主要是通过调节二氧化碳和光照强度，其中二氧化碳浓度是关键因素，高浓度的二氧化碳能抑制菌盖分化，促进菌柄生长[27].

多糖和三萜类化合物是灵芝的主要活性成分，其含量的高低可作为评价灵芝药用价值和品质的重要依据[28-31].不同培养基配方、不同生长阶段，灵芝不同部位，均会影响其活性成分.张平等[32]认为添加不同比例枇杷枝屑替代杂木屑栽培能提高灵芝的品质；刘明香等[33]认为灵芝菌盖、菌柄、孢子中的活性成分含量存在一定的差异；李文涛等[34]将认为灵芝生长期8 个阶段，基质4 部位，活性成分均有差异；郭金英等[35]认为人工栽培灵芝和野生灵芝根据品种不同，其活性成分之间有较大的差异.

林树钱等[36-37]对草栽灵芝和段木灵芝中的多糖成分的提取、纯化与特性及草栽灵芝多糖与活性的关系进行了比较研究，并利用沸水提取工艺把菌草灵芝多糖肽和灵芝酸分离[27]，结果表明，菌草灵芝的高分子部位多糖提取率高于段木灵芝分，草栽灵芝和段木灵芝的多糖肽具有相同的相对分子质量分布及光谱，草栽灵芝与段木灵芝多糖肽的主要理化特性相似，其提取率比段木灵芝高，草栽灵芝的综合开发及产业化前景广阔.本研究也表明，南GL11进行鹿角灵芝生产时，形状、产量、有效活性成分均优于当前主栽品种韩芝1号，适宜推广栽培.