桑枝栽培優(yōu)稀真菌技術(shù)的研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)*

何志強(qiáng)，肖更生，鄒宇曉，劉 軍，高云超，符金華

(1．廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510610;2．江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，江西 南昌 330045)

桑枝為桑科植物桑 (Morus alba L．)的枝條，它占桑園干物質(zhì)量的64%，是蠶桑資源中生物量占有比例最高的物質(zhì)。桑枝為我國(guó)傳統(tǒng)的中藥材，主要用于治療關(guān)節(jié)腫痛、手足麻木、風(fēng)濕痹痛、癱瘓等多種疾病［1］。

近年來，圍繞桑枝資源的高值化加工利用技術(shù)，研究人員陸續(xù)在食菌栽培、造紙、生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化等方面開展了研究，已取得不錯(cuò)進(jìn)展。其中尤以桑枝栽培優(yōu)稀真菌的技術(shù)研究最為廣范，產(chǎn)業(yè)化規(guī)模應(yīng)用也最大。通過微生物對(duì)桑枝纖維素和木質(zhì)素的高效轉(zhuǎn)化利用，在實(shí)現(xiàn)菌體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的同時(shí)，且能促進(jìn)桑枝中部分藥用活性成分由桑枝向菌體遷移和富集，所獲菌類產(chǎn)品與其它普通基料栽培的菌類產(chǎn)品相比，其營(yíng)養(yǎng)及藥用價(jià)值均得到提升，同時(shí)環(huán)境問題得到很好的改善。對(duì)近年來桑枝栽培優(yōu)稀真菌菌涉及的品種、生產(chǎn)技術(shù)及成分研究方面取得的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 桑枝是一種藥用價(jià)值較高的木質(zhì)纖維原料

桑枝含粗蛋白5.44%、灰分1.57%、冷水可溶性固形物5.12%、熱水可溶性固形物6.46%、纖維素51.88%、木質(zhì)素18.81%、半纖維23.02%，而礦物質(zhì)元素鉀、鈣、磷、鐵、鎂、硫等含量豐富，營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成合理，能滿足多種優(yōu)稀食(藥)用真菌的生長(zhǎng)需求［2］。

桑枝為中國(guó)藥典一部正式收錄的中藥材，富含黃酮類、生物堿、多糖和香豆精類化合物，還含有氨基酸、有機(jī)酸、揮發(fā)油、多種維生素和一些鞣質(zhì)、游離的蔗糖、葡萄糖、木糖、麥芽糖、水蘇糖、果糖、阿拉伯糖、琥珀酸、腺嘌呤等［3］。目前特征成分研究較多的主要是黃酮類和生物堿。

桑黃酮是指桑枝中富含的黃酮類活性成分。桑枝黃酮類小分子化合物具有強(qiáng)抗氧化性，不僅可清除體內(nèi)氧自由基，還能清除酶類所不能清除的羥自由基和脂類有機(jī)自由基。黃酮類化合物所含的酚羥基能與自由基反應(yīng)形成穩(wěn)定的半醌式自由基結(jié)構(gòu)，從而起到抗氧化的作用，其含量與抗氧化作用效果呈顯著正相關(guān)［4］。黃酮類化合物還具有抗菌、抗炎作用，體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)某些黃酮類化合物有抗微生物作用，對(duì)細(xì)菌、真菌等均有不同程度的抑制作用。另外，桑黃酮的降血糖［5］和降血脂［6］作用也通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。

1－脫氧野尻霉素 (1－Deoxynojirimycin，簡(jiǎn)稱DNJ)是?？浦参镏刑赜械囊环N生物堿活性物質(zhì)。Yoshiaki等［7］首次從桑枝和桑白皮中分離得到了DNJ，科研人員已經(jīng)對(duì)DNJ的生物學(xué)和藥理學(xué)特性進(jìn)行了深入研究，該化合物是一種葡萄糖的結(jié)構(gòu)類似物，是一種哌啶生物堿，其化學(xué)名稱為3，4，5－三羥基－2－羥甲基四氫吡啶，分子式為C6H13NO4。研究證明這種成分具有高效競(jìng)爭(zhēng)性抑制α－葡萄糖苷酶的藥理活性，可用于治療糖尿病、肥胖癥和病毒感染等疾?。?］。

2 桑枝在優(yōu)稀真菌栽培中的應(yīng)用

我國(guó)桑園面積廣，每年積累的桑枝資源十分豐富，利用其栽培食用菌有諸多優(yōu)勢(shì)。首先桑枝營(yíng)養(yǎng)成分高，完全能滿足各種食用菌的種植栽培需求，其次桑枝條很少噴灑農(nóng)藥，利用其栽培食用菌綠色環(huán)保，而且桑枝栽培食用菌后的菌糠仍可作為有機(jī)肥進(jìn)一步循環(huán)利用。近年來，我國(guó)養(yǎng)蠶地區(qū)利用桑枝栽培已在多種優(yōu)稀真菌上取得良好進(jìn)展。

2.1 桑枝栽培香菇

江蘇省睢寧縣通過研究桑枝栽培香菇的配方及栽培模式，總結(jié)出栽培適宜配方為桑枝屑78%、麥麩20%、石灰1%、蔗糖1%，另加營(yíng)養(yǎng)素2袋、克氯素1袋，材料水之比是1∶1，pH值在滅菌前為6～6.5。成林桑園通過剪梢、夏伐，每畝產(chǎn)桑枝條600 kg，可制菌袋300個(gè)，生產(chǎn)食用菌600 kg。而每千克鮮菇可賣4元～5元，每畝桑園產(chǎn)值達(dá)2 500多元［9］。

2.2 桑枝栽培黑木耳

黑木耳素有山珍、素中之葷的美稱。桑枝韌皮部發(fā)達(dá)，富含纖維素，營(yíng)養(yǎng)豐富，符合黑木耳生長(zhǎng)發(fā)育中對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求。浙江省嘉興市秀洲區(qū)通過實(shí)踐證明，用桑枝屑栽培黑木耳，吃料快、污染低，子實(shí)體提前發(fā)生且厚實(shí)，具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的特點(diǎn)，是生產(chǎn)黑木耳的上等原料。配方組成包括桑枝屑70%～80%、麥麩13%～18%、棉籽殼5%～10%、木耳專用料2%。利用桑枝屑袋料栽培黑木耳，袋料55 cm×15 cm的總成本為2.5元/袋～2.6元/袋，平均采干木耳55 g/袋，每公頃收益近15萬元。采收后的菌棒可作蔬菜等生產(chǎn)肥料，形成了以“桑枝條 (廢棄物)—黑木耳 (廢菌棒)—晚稻、廢菌棒—蔬菜”循環(huán)式生態(tài)高效的生產(chǎn)模式［10］。

利用桑枝栽培香菇和木耳的生產(chǎn)技術(shù)日益成熟，得到產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都比較穩(wěn)定。據(jù)有關(guān)專家測(cè)定，桑枝不含有對(duì)食用菌生長(zhǎng)發(fā)育有害的油脂、松脂、精油、苦味、臭味及其它異味，而富含生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)成分，因此產(chǎn)出的香菇和木耳口感好，質(zhì)量上乘，且出菇快、產(chǎn)量高，有其它培養(yǎng)料不可比擬的優(yōu)越性［11］。

2.3 桑枝栽培杏鮑菇

杏鮑菇，又名刺芹側(cè)耳，是近年來栽培成功的集食用、藥用、食療于一體的珍稀食用菌新品種。方國(guó)平［12］從生物學(xué)特性、栽培季節(jié)、菌袋制作、發(fā)菌管理、出菇管理、采收加工、采后管理、病蟲害防治及鮮菇的保藏方面闡述了桑枝屑栽培杏鮑菇技術(shù)，他采用的配方是棉籽殼40%、桑枝屑38%、麥麩20%、碳酸鈣1.15%、石灰粉0.15%，得到產(chǎn)品的生物轉(zhuǎn)化率為50%～80%，可采2潮～3潮菇。

2.4 桑枝栽培猴頭菇

猴頭菇屬于木腐菌，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，特別是藥用價(jià)值，對(duì)消化系統(tǒng)疾病，如胃炎、胃潰瘍、十二指潰瘍等癥有較好療效。盧玉文等［13］做了利用桑枝栽培猴頭菇技術(shù)研究試驗(yàn)，探索利用桑枝栽培猴頭菇的關(guān)鍵技術(shù)，分別做了在桑枝培養(yǎng)基上栽培的猴頭菇品種篩選和猴頭菇的桑枝培養(yǎng)基優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，找到了1種猴頭菇H－4，其適合在桑枝培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，且菌絲生長(zhǎng)快，出菇快，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高，子實(shí)體經(jīng)濟(jì)性狀好，用它在優(yōu)化后的35%桑枝培養(yǎng)基上，猴頭菇菌絲粗壯、濃密、潔白，生長(zhǎng)速度達(dá)到4.26 mm·d－1，污染率低至3.8%，現(xiàn)蕾出菇快，生物轉(zhuǎn)化率為108.4%，后期失水少，出菇后勁足。

2.5 桑枝栽培金針菇

金針菇隸屬于傘菌目、白蘑科、小火焰菌屬，其味道鮮美，營(yíng)養(yǎng)豐富，是我國(guó)最早栽培的食用菌之一［14］。2005年我國(guó)金針菇的鮮菇產(chǎn)量已達(dá)到100萬t以上［15］。傳統(tǒng)上用于栽培金針菇的主要原料是棉籽皮，但隨著食用菌生產(chǎn)的迅速發(fā)展，棉籽皮的資源量已很難滿足食用菌生產(chǎn)的需要，其價(jià)格也日益上漲，導(dǎo)致金針菇的生產(chǎn)成本不斷增加。開發(fā)利用桑枝為主料的栽培基質(zhì)，是解決金針菇成本日益增加及桑枝污染環(huán)境的重要手段之一。陳今朝等［16］開展了桑枝屑栽培金針菇的研究，確定了以桑枝屑34%、棉籽皮40%、麥麩20%、玉米粉5%和石膏1%的最優(yōu)栽培方案，生物學(xué)效率可達(dá)108.92%，不僅菌絲生長(zhǎng)速度快，而且金針菇的生產(chǎn)成本更低，大幅度提高了金針菇的經(jīng)濟(jì)效益，投入產(chǎn)出比達(dá)1∶5.6。

2.6 桑枝栽培桑黃

桑黃屬擔(dān)子菌亞門、多孔菌科、木層孔菌屬，又稱桑臣、桑耳、胡孫眼、鮑氏層孔菌、針裂蹄 (裂蹄)，是一種珍貴的藥用真菌，有“森林黃金”之美稱。據(jù)藥性論記載，桑黃味微苦，性寒，在我國(guó)傳統(tǒng)中藥中用于治療痢疾、盜汗、血崩、血淋、臍腹?jié)?、脫肛瀉血、帶下、閉經(jīng)［17］。呂美坤等［18］報(bào)道了一種利用桑枝條栽培桑黃的技術(shù)，通過使用配方桑樹鋸末32%、棉籽殼50%、麥麩15%、硫酸鎂1%、石膏2%，每100千克栽培料加JTD802生長(zhǎng)素50 mg，得到較快的發(fā)菌速率，通過計(jì)算每袋桑黃可以創(chuàng)收3.6元，以畝產(chǎn)桑枝380 kg計(jì)，可以栽培出304袋，每畝桑園增收1 840元，還減少污染，間接經(jīng)濟(jì)價(jià)值還遠(yuǎn)不如此。

2.7 桑枝栽培靈芝

靈芝為藥、食兩用真菌，又稱木靈芝、菌靈芝、靈芝草，素有“仙草”、“瑞草”、“還魂草”之美譽(yù)，是我國(guó)傳統(tǒng)名貴中藥，具有抗腫瘤、降低血液中膽固醇含量、抗炎等多種藥理活性，其中多糖和三萜類化合物為主要藥效成分，自然野生的靈芝非常稀少，開展人工栽培是獲取靈芝子實(shí)體的主要手段。而桑枝作為主要培養(yǎng)基料栽培靈芝是近幾年研究靈芝和蠶桑技術(shù)的熱點(diǎn)。高云超等［19］利用桑枝生產(chǎn)靈芝技術(shù)獲得巨大成功，所用培養(yǎng)基配方是桑枝粉77%、細(xì)米糠或麥麩20%、過磷酸鈣1%、白糖1%、石膏1%，栽培出靈芝，菌絲長(zhǎng)勢(shì)旺，出菇性能好，生物轉(zhuǎn)化率高。李娜等［20］研究結(jié)果表明，桑枝栽培靈芝的靈芝多糖比雜木或椴木栽培靈芝高30%以上，而且面市后，價(jià)格要比一般靈芝高50%以上。利用桑枝栽培靈芝，不但可變廢為寶、增加蠶桑產(chǎn)業(yè)的附加值，而且還可以取得良好的社會(huì)效益和生態(tài)效益。因此，利用桑枝栽培靈芝技術(shù)有望在我國(guó)蠶桑發(fā)達(dá)地區(qū)普及并推廣應(yīng)用。

3 桑枝栽培優(yōu)稀食 (藥)用真菌產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀

我國(guó)是世界蠶絲業(yè)的發(fā)源地，在長(zhǎng)期的發(fā)展過程中，我國(guó)蠶桑業(yè)已形成完善了栽桑、養(yǎng)蠶、繅絲和絲綢四大蠶桑支柱產(chǎn)業(yè)。目前，全國(guó)桑園面積已超過8×103km2，桑樹除采葉養(yǎng)蠶外，其枝、根、果實(shí)和桑葉均具有很高的經(jīng)濟(jì)和藥用價(jià)值，特別是桑枝，平均每公頃成林桑園年產(chǎn)桑枝18.0 t～22.5 t，全國(guó)年產(chǎn)桑枝可達(dá)1 440萬t～1 800萬t，為蠶桑生產(chǎn)過程中最為豐富的副產(chǎn)物資源，換而言之為藥 (食)用菌提供了豐富的原料來源。開發(fā)桑枝栽培藥 (食)用菌技術(shù)，一是為藥 (食)用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新的材料來源;二是解決了蠶區(qū)廢棄物轉(zhuǎn)化問題;三是充分利用在冬季和夏季農(nóng)閑時(shí)節(jié)的勞動(dòng)力、蠶房及養(yǎng)蠶廢棄物進(jìn)行再生產(chǎn)［21］。用廢棄的桑枝來栽培藥 (食)用菌無疑是一種兼顧保護(hù)環(huán)境和創(chuàng)收的重要手段，各地都在大力推廣桑枝栽培技術(shù)。比如種桑大省廣西近年來就重在攻關(guān)研究及在一些企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐，創(chuàng)新探索出一套利用桑枝為主要原料栽培特色名優(yōu)食用菌的新技術(shù)，同時(shí)研究制造新型粉碎切屑機(jī)，突破了桑枝條粉碎困難的問題，研制出了桑枝屑栽培食用菌的新配方，并成功試種出云耳、榆黃蘑、香菇等品種。

雖然利用桑枝栽培優(yōu)稀食用菌技術(shù)已經(jīng)日臻成熟，但是該技術(shù)在生產(chǎn)推廣的過程中仍存在諸多問題，主要表現(xiàn)在桑枝栽培菌還比較單一化，適合桑枝栽培的真菌品種偏少，除少數(shù)幾個(gè)品種外均表現(xiàn)出產(chǎn)量和質(zhì)量不太穩(wěn)定的問題。此外，與棉籽殼、雜木屑等基質(zhì)相比，桑枝藥 (食)用菌的種植面積偏小，技術(shù)還不夠成熟。

4 展望

目前優(yōu)稀真菌的栽培方式越來越多，種類也越來越多元化。但是桑枝屬于特殊的栽培基料，本身含有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用成分，栽培出來的藥用真菌自然有其優(yōu)勢(shì)。在優(yōu)化藥用真菌的培養(yǎng)基時(shí)不應(yīng)該一味地去追求高產(chǎn)，應(yīng)該以藥物活性成分來做選取標(biāo)準(zhǔn)。

4.1 栽培方式上可以更加靈活多樣

食 (藥)用菌固態(tài)發(fā)酵存在著一些缺陷，比如代謝熱難以移除，菌體易生長(zhǎng)不良;各項(xiàng)參數(shù)檢測(cè)不方便，難以控制條件，實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)性差;固態(tài)培養(yǎng)基混合難以保證營(yíng)養(yǎng)物的分布均勻等，而最主要的是自動(dòng)化生產(chǎn)不夠，限制了固態(tài)發(fā)酵的發(fā)展。所以改進(jìn)原有的發(fā)酵方式，或建立更加科學(xué)的發(fā)酵模型，發(fā)明適合固態(tài)發(fā)酵的大型生物反應(yīng)器，改善各項(xiàng)參數(shù)的檢測(cè)方法能極大地推動(dòng)桑枝真菌的良性發(fā)展。

4.2 栽培原料上可以搭配、復(fù)合其他營(yíng)養(yǎng)成分

大部分食 (藥)用菌在純木屑上生長(zhǎng)不良，需要在栽培的時(shí)候適當(dāng)添加碳源、氮源來幫助它合成一些利用木質(zhì)素、纖維素等原料的酶和一些中間代謝產(chǎn)物。比如向木屑中添加適量玉米粉就能夠顯著提高靈芝產(chǎn)量［22］，這可能是由于玉米粉含氮量較高和營(yíng)養(yǎng)豐富的原因。因此，桑枝配料中可搭配、復(fù)合一定比例的其他營(yíng)養(yǎng)成分，很可能極大提高真菌的生長(zhǎng)速率，獲得意想不到的效果。

4.3 生態(tài)學(xué)效應(yīng)上更注重循環(huán)利用

藥用菌如靈芝作為木腐菌，可以篩選一些高效生物轉(zhuǎn)化率的真菌來幫助分解纖維素，或者可以利用真菌和細(xì)菌一起產(chǎn)生的共生效應(yīng)來加速降解桑枝中的纖維素、木質(zhì)素等，還可以追蹤桑枝的降解過程，發(fā)現(xiàn)一些可以利用的中間代謝產(chǎn)物，既取得了效益，還幫助了自然界的物質(zhì)循環(huán)。另外，桑枝栽培后剩下的菌糠下腳料營(yíng)養(yǎng)依然十分豐富，丟棄污染環(huán)境，可作為有機(jī)肥料或花卉栽培基質(zhì)循環(huán)利用。

4.4 活性成分形成機(jī)制上加強(qiáng)機(jī)理性研究

部分真菌能富集一些培養(yǎng)基里面的活性成分 (比如靈芝能富集DNJ［23］)，可以通過篩選一些優(yōu)勢(shì)真菌來富集桑黃酮等其他的活性成分，使獲得藥用菌的藥用價(jià)值更高。但是如剛才所說的DNJ是如何出現(xiàn)在靈芝中的，到底是靈芝通過其自身機(jī)制，利用桑枝里面的一些成分合成的，還是直接從桑枝中富集過來的，有待研究者去進(jìn)一步探究其形成機(jī)理。

4.5 新型未知營(yíng)養(yǎng)成分的研究更加全面

藥用菌的活性成分極其復(fù)雜，要運(yùn)用新的提取手段和檢測(cè)手段，開發(fā)新的具有可利用價(jià)值的活性成分。加強(qiáng)活性成分的研究還可以從各種活性成分的組合搭配入手，提取、純化后很可能藥用價(jià)值會(huì)極大地提高。既然DNJ的富集已在桑枝栽培靈芝中得到證實(shí)，那其他特征活性成分也會(huì)被揭示。因此，如何在增加藥用菌產(chǎn)量的基礎(chǔ)上提高其特征活性成分含量是今后蠶桑和食用菌工作者努力的方向。

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