珍稀野生食用菌羊肚菌的开发利用
（浙江科技学院，浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室，杭州310012）
食用菌作为２１世纪十大健康食品之一，已引起各国的广泛重视，在各国的国民经济中发挥重要的作用。目前我国食用菌已发展为农民增收致富的农村经济支柱产业，食用菌研究表明这样一种趋势：常规品种大众化、栽培技术普及化、野生菌栽培模拟化和新品种驯化的新技术，新品种的开发生产，一是保护资源，一是满足市场需要。食用菌作为一种健康食品，有待进一步开发保鲜技术、深加工技术、有益代谢产物的提取分离技术和菌株遗传改良技术。羊肚菌作为一种稀有的野生食用菌，有着广泛的应用前景。虽然羊肚菌的研究取得了重大成绩，但是目前还有许多问题有待解决，本文对羊肚菌研究进展进行综述，
一、羊肚菌应用价值高，资源丰富
羊肚菌隶属于子囊菌亚门(Ascomycotina)、盘菌纲（Discomycetes），盘菌目(Pezizales)、羊肚菌科(Morchellaceae)。羊肚菌以其菌盖表面生有许多小凹坑，外观极似羊肚而得名。它是一种野生名贵食药用菌，最早收录于李时珍《本草纲目》。中医以羊肚菌子实体入药。其性平，味甘寒，无毒，具有益肠胃、消化助食、化痰理气、补肾、壮阳、补脑、提神之功能[1]。研究发现羊肚菌有降血脂、调节免疫、抗疲劳、 抗放射、抗肿瘤作用，并能减轻癌症患者放化疗引起的毒副作用。由于它的功能齐全、香味独特、食效显著、价值昂贵，目前我国野生羊肚菌售价一直稳定在1000—1200元/公斤，国外更加昂贵，需大量货源，在国际市场上供不应求。因此人工栽培羊肚菌一直是食用菌界最感兴趣的课题之一，但困难重重，很少又成功的报道，即便有这方面相关报道，但重复性很差，因此羊肚菌子实体至今仍不能进行大规模的商品化生产。羊肚菌是世界上很名贵的食用菌，属高级营养滋补品，其风味独特、味道鲜美、脆嫩可口，营养丰富，颇受欢迎。
羊肚菌子实体的营养成分分析测定结果表明，粗脂肪的含量3.82%，由4种脂肪酸组成，其中亚油酸占56.0%，油酸28.41%，硬脂酸2.02%，软脂酸13.54%。不饱和脂肪酸含量占优势，是羊肚菌具有药用价值的重要原因之一。蛋白质含量22.06%，含19种氨基酸，其中含有8种人体必需氨基酸，并且含量丰富，占氨基酸总量的47.47%，高于一般食用菌25%-40%的水平。此外，羊肚菌中还含有几种稀有氨基酸，如 C-3-氨基-L-脯氨酸、α-氨基异丁酸、2,4-二氨基异丁酸，这是羊肚菌风味独特奇鲜的主要原因。对羊肚菌的菌盖、菌柄及液体培养菌丝中的可溶性蛋白质组分及氨基酸含量进行了测定和分析后发现，菌丝的可溶性蛋白含量最高，菌盖次之，菌柄居第三位，而蛋白质种类则正好相反；菌丝中必需氨基酸含量最高，鲜味氨基酸以菌盖中最高，尤其是谷氨酸含量明显高出菌柄和菌丝，而甜味氨基酸则三者相差不大[2.3]。
羊肚菌除含有丰富的多糖、蛋白质和脂肪酸外，还含有钙锌等多种矿物质和微量元素以及VB1、VB2等多种维生素。Bouillant从羊肚菌中分离到几种抗菌、抗病毒的活性成分，Tomita从子实体里提纯分离到血小板集落抑制因子（其效价比阿斯匹林高2－3倍）。
从羊肚菌发酵液中分离到羊肚菌多糖MEP-SP1、MEP-SP2、MEP-SP3。MEP-SP1的分子量约为11500，是一种由木糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖残基为重复单位组成的杂多糖，其主链包括β-吡喃糖苷键；MEP-SP2的分子量为23000，由甘露糖、葡萄糖、阿拉伯糖和半乳糖残基为重复单位组成，其主链包括α-吡喃糖苷键；MEP-SP3的分子量为44000，由木糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、阿拉伯糖和半乳糖残基为重复单位组成。王小雄从尖顶羊肚菌菌丝体中分离出一种新化合物，命名为羊肚菌三醇, 此化合物存在一个异戊烯基侧链，与C4相连且为β构型。
我国羊肚菌资源丰富，目前在20多个省、市、自治区都有发现羊肚菌的报道，且羊肚菌分布新区不断发现，但由于羊肚菌较高的经济价值，乱采乱挖、破坏资源现象严重，所以应该合理保护、利用、开发这些资源。开发人工栽培是解决羊肚菌紧俏的出路，实现羊肚菌商业化大规模生产无疑是真菌学家急需攻克的难题。
羊肚菌菌丝是一种易获得的可利用资源，所以应加强菌丝的应用开发。一般可从2个途径进行这方面的研究，一是改进发酵过程中的条件，促进发酵过程朝提高目的产物的方向进行，提高产物品质，降低发酵成本，是液体发酵研究的方向。另一是改良菌株的遗传特性，用现代生物技术手段，改造羊肚菌的遗传特性，使产生更多的代谢产物，以便于后期的开发利用，作为珍稀食药用菌，提取、开发、利用其有效成分特别是抑癌物质应有很好的前景。
通过多年实验，我们已经掌握了羊肚菌液体发酵的控制条件和提高生物产率的重要方法，而且通过现代生物技术成功改良了尖顶羊肚菌的遗传特性，从而为利用羊肚菌这一宝贵资源开辟一条可行途径。
二、菌核阶段是生活史中重要的环节
在PDA培养基上，尖顶羊肚菌（M.conica）菌丝长满直径7厘米的平板，继续培养3-4天即出现乳白色的菌核，以后颜色逐渐加深，变为褐色。单孢子实验表明，不同的单孢子所形成的菌核在大小、颜色上差异很大，说明其存在较大的遗传差异性。
菌核的形成先前被认为是在没有营养的情况下，菌丝积累营养以渡过不良环境的结果，但是，Singh等指出，营养缺乏并不是形成菌核所必须的，在营养丰富的培养基上也能形成菌核。在菌核形成实验的6种培养基中（MEA：malt extract agar； PDA：potato dextrose agar； CYM：complete medium yeast extract；A medium； B medium； CDA：czapexs dox agar）,MEA 培养基是唯一能形成大量菌核的培养基。我们发现，综合PDA（PDA加入酵母提取物）上形成的菌核数量最多[4]。
菌核形成不仅与种的特性有关，还与培养基组成有关。5种羊肚菌的8个菌株用4种培养基进行羊肚菌培养特性的观察，结果表明，形成菌核的能力差异显著，二个羊肚菌菌种中只有一个在麦芽琼脂培养基上产生菌核，在其它培养基上不产生菌核，说明羊肚菌的发育需要一些天然的生长因子。Philippoussis等的羊肚菌菌核形成实验结果也说明了这一点[5]。Sharma等指出，森林土（40-50%湿度）或者麦粒是菌核形成最合适的物质，在完全黑暗和低于
菌核的形成还与许多因素有关。对M.esculenta菌核形成中的培养基组成和菌丝内的膨胀势的研究表明，至少有二个因素影响菌核的形成：一是培养基中合适的水势能，能引起菌丝的膨胀势从而产生菌丝的形态特征，二是在缺糖培养基中增加不同的糖类物质。Amir设计了一种非常巧妙的方法来研究羊肚菌的菌核形成的影响因素[7]。
在平板的中央放一塑料挡板，一边放营养丰富的培养基PDA，另一边放营养缺乏的培养基NA(Noble Agar)，在NA一边接种，菌丝向PDA那边生长，最终多数菌核都在NA这边形成。在NA这边添加盐类可抑制菌核的形成，添加糖类特别是己糖或己糖醇能增加菌核的形成。当水势下降到-2.1Mpa时，菌核的形成减少。进一步的实验指出，在菌核形成过程中，胞质流动起着关键的作用。菌核的形成，可以分为六个时期：①菌丝在NA一边生长，明显的特征是菌丝中含有一大液泡，其作用是使胞质保持一定的浓度。②菌丝到达PDA一边，液泡减小，胞质可见，菌丝中含糖量下降10-20％。③菌丝生长到边缘时，幼嫩菌核在NA这边形成。④幼嫩菌核继续生长，变成较大菌核，菌丝中的一些营养物质快速移到菌核中去，这一阶段的特征是NA一边的菌丝变成桶状，以适用回流的胞质和营养物质的积累，此时PDA边上的菌丝生物量下降。⑤菌核的颜色发生变化，细胞壁加厚，出现了海藻糖等物质。⑥一些菌核外围的细胞生长，菌核中出现了一些不溶化合物。
在观察菌核形成的上述6个阶段以后，Amir等又研究了M.esculenta菌核形成与营养物质积累的关系[8]。平板一边放GNA(Glucose Noble Agar)，另一边放DM（Defined Medium），中间是一小槽，槽中放入[
用黑麦粒培养菌核时，用不同的C源（糖类和淀粉）对菌核形成没有多大影响，而天冬氨酸等N源则有利于菌核的形成。
菌核形成过程在实验室中容易观察和培养。在倒好的PDA培养基上放上无菌玻璃纸，接种小块菌种于中心，培养一周后，可以看到菌核由里向外先后出现。从野外采集的子实体上分离的单孢子的萌发，可以单管（椭圆形孢子的一端）、两管（椭圆形孢子的两端）和三管（萌发位置不定）。
三、栽培试验仍是研究热点
由于菌核具有相对生长快、保存时间长、储存养料等优点，在Ower申请的栽培专利中，菌核是最有效的接种物[9]。栽培过程主要是①生产菌核。②接种培养。选择缺乏营养的培养基，以便增加或除掉外源营养。③除去营养源诱发，这是诱导有性阶段第一步，是关键的一步。④水合诱发。这是诱导有性阶段的第二步，也是重要的一环。⑤子实体形成。采用上述方法可以收获二批子实体，产量可以达到25-500个/平方米。朱斗锡在我国也申请了栽培羊肚菌专利。他认为成功栽培羊肚菌的关键一是选育好的品种，二是使用特殊的材料，三是栽培方式。栽培的管理也是非常重要的，特别要注意温度的控制、合适的湿度、光照、施肥，还要防治病虫害，只有这样，才能栽培成功，获得高产。与Ower不同，Paul Stamets对黑脉羊肚菌研究取得重大进展[10]。具体栽培要点是①生产菌核。菌种制作技术与Ower的专利技术是不同的:营养种子层同缺营养的泥炭层不分开。②播种。通常敝荫、有攫食动物活动的地方是适合羊肚菌生长的，播种后期管理交给自然界控制。③低温刺激。早春4
尽管羊肚菌的人工栽培已取得上述令人鼓舞的成就，但由于它们的栽培条件复杂，不少问题还待解决，规模化和商品化生产还难以实现。
瑞士 E.高又曼指出：“羊肚菌菌丝体是单元体的。因而栽培者不仅必须创造营养生理上的先决条件，从而使菌丝绞结成子实体原基，除此之外，还必须创造这样的条件，据此而在子实体的个体内，激发性过程即体胞接合，由于这种双重困难，羊肚菌栽培问题直到现在在商业上没有解决” 。因此，创造满足营养生长和生殖生长的条件，才是成功栽培羊肚菌的关键。Ower和Paul Stamels两个栽培专利的出台，给羊肚菌的栽培带来了希望，但由于栽培条件复杂，大面积的栽培生产仍具有一定的难度。
四、液体培养研究仍然是研究重点
羊肚菌的深层培养，一直是一个重要研究方向[11－13]。在上世纪六、七十年代，欧美各国就通过发酵生产羊肚菌菌丝体，作为调味品投放了市场。在J.Szuees以2500加仑的规模培养羊肚菌菌丝体生产调味品后，羊肚菌深层发酵得到了大规模发展，许多研究者相继在各方面作了大量工作，发酵条件、指标特征等都有较为详细的报道。由于羊肚菌具有丰富的纤维素酶和木质素酶，它对原料的利用可以扩大到农副产品的下脚料，包括一些废水、废渣等再生资源，故其液体发酵的原料充足，应用前景广阔。羊肚菌菌丝体，含有丰富的氨基酸及其它营养元素，特别是人体必需氨基酸含量，其中决定鲜味的谷氨酸、赖氨酸、天冬氨酸含量尤为突出，菌丝中各种营养素含量均比子实体高。羊肚菌发酵制品具有提高免疫活性、抗肿瘤效果。因此，菌丝体具有极大的应用价值。研究表明，液体培养主要从事下面三项工作，其一是提取细胞外代谢产物，其二是收集发酵液，其三则是生产菌丝体。
提取细胞外代谢产物研究表明：羊肚菌培养液中含有谷氨酸酶和一种称为"p-295"的化合物，这些代谢产物的出现及其浓度与不同时期菌丝结构具有一定关系。胞外代谢产物，还包括胞外纤维素酶、类脂化合物（中性脂、糖脂、磷脂）、脂肪酸、胡萝卜素等。粗腿羊肚菌（M.crassipes）能够产生芳香物质，在氨基葡萄糖、氨基葡萄糖麦芽提取物培养基中深层培养，色谱分析表明，菌丝体含有与子实体相似的芳香物质，并且其含量高于子实体。菌株M.nov.ES1能产生蓝色色素，发酵培养186小时,靛蓝产品产量可以达到24mg／L。
发酵制品保健机理研究表明，发酵液中菌多糖、硒、有机锗含量较高，具有提高免疫，抗肿瘤作用，其中含有八种必需氨基酸和九种非必需氨基酸，VB6 、VB12 含量也较高。
菌丝体产量研究表明，产量受许多因素影响，一般为10－
五、羊肚菌应用前景展望
从以上食用菌生产的趋势看，羊肚菌作为一种稀有的野生食用菌，有着广泛的应用前景。虽然羊肚菌的研究取得了重大成绩[14-18]，但是目前还有许多问题有待解决：
首先，提高液体培养生物量。目前，羊肚菌液体培养存在的一个问题是生物量太低。培养中菌丝体容易集结成块，这是影响生物量一个重要原因。羊肚菌液体培养较低的生物量，不能保证开发应用所需要的菌丝体量的要求，因此，探索菌丝体产量提高方法，目前已成为液体培养研究的一个重要内容。可以采取不同途径达到提高菌丝体产量的目的，其一是通过外因，创造合适的液体培养条件，从而提高菌丝体的产量，其中创造菌丝球形成的条件，是提高生物量非常有效的途径；其二则是通过内因，改变菌株特性，筛选高生物量的菌株。菌种选育方法，常用的是诱变处理。对羊肚菌来说，诱变育种途径可能包括以下几种：①以菌丝作为诱变材料。菌丝多细胞、多核，诱变后代会出现不纯菌落，而且诱变材料要求处于均匀分散状态，羊肚菌菌丝密集成团，难以分开。②以无性孢子作为诱变材料。很少人能够观察到分生孢子，分生孢子难以获得。③以子囊孢子作为诱变材料。子囊孢子的获得具有季节性，且子囊孢子的壁也较厚。上述几种材料作为诱变材料，存在一定的不足。羊肚菌的菌株选育，前人没有开展这方面的工作。
其次，加速子实体的商品化生产。羊肚菌栽培专利虽然已经出台，到目前为止，还没有哪一个研究者能够大面积地栽培出来。可能的方法一是模拟生态进行栽培，这方面已经取得了明显的成绩，另一可能方法是降低栽培条件而又不改变其品质，即菌种改良，这将是今后研究的一个重点方向。细胞遗传研究的加强，将使栽培技术不断得到提高。
第三，羊肚菌的医疗保健加工。羊肚菌菌丝体及它的代谢产物进行生产和利用，可从许多方面进行：⑴羊肚菌营养液的研制利用羊肚菌菌丝体含有丰富的营养物质和矿质元素，配制营养液。⑵羊肚菌鲜味添加剂的研制利用羊肚菌含有较高的鲜味氨基酸，可以作为鲜味添加剂使用。⑶羊肚菌保健片的研制利用羊肚菌具有提高免疫和抗肿瘤能力，制备羊肚菌保健片，也可以是胶囊，达到治病、健身的目的。第四，胞外代谢产物利用,羊肚菌的胞外代谢产物纤维素酶、类脂化合物以及色素等在工农业生产中具有广泛的应用前景。
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