药用真菌的栽培历史和研究现状如何?
药用真菌是指可以作为药物用于治疗疾病并具有滋补作用的一类真菌。中国使用真菌入药的历史悠久。早在2550年前就有记载,用《神曲》治疗饮食停滞、胸闷膈肌、消化不良,用长在豆腐上的霉菌治疗疮痈。中国最早的药书《神农本草经》(公元100-200年)等历代本草书籍记载了茯苓、猪苓、万磊、马勃、灵芝、香菇、蝉、冬虫夏草、黑木耳等真菌药。这些药用真菌经过了数千年的医学和临床实践的检验,仍然被广泛使用。据初步统计,世界上约有25万种真菌,已知有功效的约有300种。但其中只有少数是作为药物人工培育的。
近30年来,特别是1980首届全国药用真菌学术会议以来,我国药用真菌事业不断发展。利用现代科学技术研究真菌类中草药,从真菌中挖掘开发出约30种真菌类药物制剂供临床应用。真菌类药物安全有效。受到患者的欢迎。
一、药用真菌栽培概况
中国是世界上最早培育药用真菌的国家。例如,早在800多年前,(袁)在其农书中就记载了一种简单的香菇栽培方法。主要是人工在树干上割开花口,借助野生蘑菇孢子的自然脱落,长出蘑菇。这种方法传到日本,大约300年前在日本得到进一步发展。这种方法一直使用到大约60年前,被孢子水接种所取代。现在已经发展到采用纯菌种,人工培养的方式。浙江省的龙泉、景宁、清远是中国蘑菇栽培技术的发源地。
1957年,陈美鹏等人为了节约木材,克服产地限制,满足国内外市场需要,开始研究用木屑栽培蘑菇,并在1960年取得初步成功。
近年来,全国各地因地制宜,以各种农副产品为原料,栽培香菇等药用真菌。比如场外有隧道、荫棚、沟壑等木材栽培方式,室内有瓶栽、袋栽、菇砖栽培、盆栽等栽培方式,不仅产量大大提高,品质也远好于老方法。目前,江苏建成了全国最大的蘑菇种植基地,福建古田建成了半自动蘑菇生产车间。栽培产量比较大,中国蘑菇产量占世界产量的40%,已经进入世界蘑菇生产大国行列。
茯苓在中国已有数百年的栽培历史。如《桂心杂志》记载“红松根上生茯苓”。到了现代,村民们选择最小的一个,用红松的根扎起来,扎紧,让脂肪液渗透进去。那么选地的人就尴尬了,拿了三年就伟大了。“这种挖根后引入猪苓的方法,今天在一些山区仍经常使用。苏颂(宋代)在他的《图说本草》(公元1062年)中记载了茯苓的采收方法:“若有茯苓,则球果坚,故掘土取之”。这与目前采制茯苓的“钻田法”一致。
自1970以来,湖北、福建等地改革了栽培茯苓作种子(肉引)的旧方法,采用接种纯菌丝体(菌引)的新方法,取得了良好的效果。目前,人工接种(菌引)培养法正在大力推广。
现在我国许多省区都有人工栽培茯苓,其中安徽、河南、湖北、云南、四川、福建等省产量较大。
中国栽培银耳也是世界上最早的国家。据记载,银耳的栽培始于1894年的四川通江县,后传至贵州、湖北、陕西、福建等省。后来日本也跟着做了。过去也是用自然接种的老方法栽培,产量低。目前,不仅分离出优良的银耳纯系,而且掌握了栽培银耳的新技术。比如银耳纯菌种接种后,需要接种适当比例的银耳伴生菌——香惠菌丝体,一般比例为1000: 1。其栽培方式不仅是短木栽培,还有瓶栽、菌床栽培、塑料袋栽培等多种方式,产量有了很大提高。现在银耳在全国各地都有种植。既满足了临床需要,又为药理和化学研究创造了条件。
灵芝的栽培最早记载于清代《花镜》(公元1688年)。目前,我国许多地区都在从事灵芝的瓶栽和木栽,并已发展到固体和液体发酵培养。
过去,猪苓在药用上完全依赖野生资源。经过几年的努力,山西省古县和陕西省秦岭山区的有关单位已经获得了由野生改为家养的初步经验。近年来,云南省开展了室内人工分离培养菌核的研究,发展了猪苓的水培栽培方法,并于1980获得初步成功。
在1956-1959期间,中国医学科学院药物研究所开展了人工接种培养麦角菌的研究工作,并取得了成功。在此基础上,成功研究了麦角菌的固体和液体培养方法,同时进行了茯苓发酵培养的探索性研究,并在瓶培养中形成菌核。
到目前为止,国内外对虫草的人工培养技术和工艺做了大量的研究。1980年,日本秋雅伸夫报道了80种虫草的人工培养,含虫草素的蛹虫草人工培养已获成功。而日本对中国冬虫夏草(包括虫草酸)的研究很少。近年来,我国在虫草蝠蛾幼虫的饲养和冬虫夏草的分离培养方面取得了一些进展。1983年,沈南鹰报道1981年,在固体培养基上培养出1冬虫夏草孢子,然后青海省畜牧兽医研究所利用野生子囊孢子在试管中培养出已长出未成熟孢子的菌株。中国医学科学院药理研究所、中国医学科学院微生物研究所、福建清流县医院、海军医学研究所等单位先后从野生冬虫夏草中分离出不同菌株,进行发酵药理、化学和临床疗效研究,已通过成果鉴定并投入生产。1987中国医学科学院药理研究所、江西民族制药厂率先获得卫生部新药审评委员会准产证。但目前还不能在人工培养条件下完成其全部生活史。
除了栽培上述药用真菌外,近30年来,灵芝、灵芝、万磊、猴头菇、结缕草、云芝、枝孢菌、蜜环菌等各种药用真菌的子实体或菌核已成功培养,并通过发酵工程技术培养出大量上述真菌,蜜环菌、黑木耳、平菇、白僵菌(或球孢白僵菌)。
二、培养药用真菌的意义
中国自古以来就有多种真菌入药,历代医书都有记载。它们是传统中医的重要组成部分。经历了一千多年医学实践的考验。同时,中国也是世界上第一个培育药用真菌并生产更多真菌药物制剂的国家。特别是近30年来,应用现代科学技术研究药用真菌,使得药用真菌事业发展迅速。现代医学研究证明,一些药用真菌功能多样,疗效安全可靠。
我国真菌资源极其丰富,只有少数被开发利用为药用真菌。由于野生资源不能满足临床用药的需要,培育药用真菌的意义不仅在于解决药源,还在于发掘和开发中药宝库,寻求新药,以获得更大的社会效益和经济效益。
三、药用真菌栽培的研究现状
近30年来,我国药用真菌栽培取得了巨大成就。对一些传统栽培的真菌,如麦角菌、香菇、银耳、茯苓等进行了改革,用人工接种纯菌种的新方法代替了过去自然接种半人工培养的老方法,取得了很大的成功。目前所有的药用真菌都是纯菌种培养,得到了迅速的推广和发展。在江苏省江阴县夏港乡,中国最大的蘑菇种植基地——长江蘑菇场建成投产,1985。1986在福建省古田县建成了一个生产蘑菇的半自动车间。目前,药用真菌的栽培研究正在努力实现产业化和自动化。然而,更多的研究是利用现代生物技术深层发酵法培养药用真菌。这种方法不仅可以大大缩短生产周期(4-15天),而且可以有计划地在工厂大规模培养生产,或者用这种方法合成具有药用价值的药物,如麦角新碱、银耳、香菇多糖、云芝多糖等。质量易于控制,成本低廉,具有较大的社会效益和经济效益。
据不完全统计,目前我国真菌类药物发酵生产的工厂或作坊有30多家,从事药用真菌研究的单位更多,生产真菌类药物制剂约30种。
四、药用真菌的培养方法
利用发酵培养药用真菌可以大大缩短生长周期,适合工业化生产,培养条件容易控制,生产潜力大,为药用真菌的广泛研究、开发和利用开辟了一条新途径。
人工栽培是一种传统的生产方式。中国自古以来就有宝贵的经验。虽然有一定的缺点和局限性,但对于一些野生药用真菌,还是应该尝试人工栽培。
(1)人工栽培
1.端木栽培
是一种模仿野生药用真菌生长的方法。即利用人工栽培,子实体或菌核长在木材的断面上。这种方法适用于山林栽培。根据药用真菌的生长特点,因地制宜地选择立地和树种,采用适宜的栽培程序。其过程如下:准备木段、选择栽培地、接种、管理、收获和加工。比如在选地方面,木耳要选在半山腰,有合适的树遮阴,背风,湿度大。茯苓喜温暖,选择通风干燥的地方。对于树种的要求,木耳以硬木为主,茯苓为松柏。黑木耳和银耳的生长环境和栽培工艺相似,但也各有特色。银耳的制作需要砍下“髓树”,即拔出新枝,在树液流动时砍下,而木耳则需要砍下“髓树”,即在叶片发黄、树干养分堆积时砍下。除了黑木耳、银耳、茯苓的广泛应用,端木栽培在香菇、灵芝中也在大力推广。
2.木屑瓶栽
主要原料为锯末、麦麸或麸皮。由于锯末是木材加工厂的副产品,发展药用真菌的瓶栽是综合利用木材副产品的一条途径。木材有很多种,不同的纹理和成分。如果不了解树种,盲目使用,会直接影响药用真菌的栽培效果。一般阔叶树尤其是壳斗科树木的木屑最适合药用真菌的生长。不仅坚硬、抗腐,而且配制的培养基营养丰富,接种后菌丝生长过程中营养消耗缓慢。含有杀菌物质的香樟和含油的松柏种不适合作为瓶栽原料(茯苓栽培除外)。一般木屑种在瓶子里,多用于平原地区室内。而壳斗科树木在平原地区来源困难,要因地制宜。有必要通过实验选择其他来源方便的硬木锯末进行栽培。如果不知道锯材的种类,应该先烘干,待油脂和挥发性物质分解损失后再使用。在培养基中添加一些麦麸或麸皮,增加氮源成分,更有利于菌丝生长。目前在河南南阳用棉籽壳代替木屑作培养基,试验效果也不错。
(2)发酵培养
经化学分析和临床实践证明,子实体入药的真菌,其菌丝体中也含有与子实体相同的有效成分,具有相同的疗效。所有这些药用真菌都可以通过发酵培养。发酵培养可分为固体发酵培养和液体深层发酵培养。
1.固体发酵培养
是以固体物质为培养料培养菌丝体,然后提取加工制成药物的方法。不需要复杂的设备和高超的操作技术,投资少,更适合基层部队。所有适合培养的培养料都可以用于固体发酵。固体发酵生产是将长满菌丝体的培养料连同菌丝体一起入药,因此要求培养料中不得含有对人有毒有害的成分。适合固体发酵的原料有玉米粉、米糠、大豆粉、麦麸等。用于生产的容器有浅(弯)扁瓶(科里奥利瓶或茄子瓶)和蘑菇瓶。目前猴头菇、蜜环菌、云芝、麦角菌、球孢白僵菌都是用这种方法生产的。
2.深层液体培养
其特征是在培养基中接种菌丝体,并给予适当的通气和搅拌,使细菌大量繁殖的同时产生和积累有效物质。培养过程通常在发酵罐中进行。因此,需要发酵罐和压缩空气设备以及过滤、浓缩和提取设备。首先,种子在摇瓶中培养,然后在广口瓶中培养。具体生产工艺为:斜面菌种→小摇瓶种子(一级)培养→大摇瓶种子(二级)培养→种子罐(种子罐)(三级)培养→发酵罐培养。培养基成分一般比较简单,可以用豆饼粉、芝麻饼粉、蚕蛹粉、鱼粉等动植物原料作为有机氮源,也可以加入一些糖类补充碳源,并给予少量无机盐。深层培养的优点是培养容量大,易于人工控制,培养周期短,不受气候和季节的限制,可常年生产。比如灵芝在培养条件下培养子实体需要一个半月,菌丝体深层培养下5-7天即可完成发酵生产周期。适合工业化生产,具有广阔的发展前景。