外生菌根食用菌研究概况
2018-02-16于文海左园园刘平稳
◎ 于文海,左园园,刘平稳
(1.中粮米业(虎林)有限公司,黑龙江 鸡西 158400;2.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004;3.无锡中粮工程科技有限公司,江苏 无锡 214000)
食用菌是一类营养很丰富、可供食用的大型真菌的总称。食用菌种类中70%左右是诸如正红菇、松茸、牛肝菌等菌根食用菌[1]。举世公认的五大野生食用菌中3种即块菌(Tuber sp.)、松茸(Tricholoma matsutakeSing.)、美味牛肝菌(Boletus edulis Bull.)均为外生菌根[2]。根据戴玉成等[3]的报道,中国境内已发现的食用菌共966种,其中677种是菌根食用菌。仅从种类上看,菌根食用菌应该在食用菌产业中占据重要地位。
外生菌根菌中具有食用价值的大型真菌统称菌根食用菌[4]。我国野生食用菌资源极其丰富,云南、四川、贵州等地是国内野生食用菌的主产地和贸易区[5-6]。国际市场上松茸价格昂贵,畅销不衰[7]。
1 营养成分研究进展
菌根食用菌含有蛋白质、脂肪、氨基酸、脂肪酸、矿质元素和维生素等多种营养物质,且不同的菌种,这些营养物质的含量也各不相同[8]。外生菌根菌食用菌的优点是低脂肪、 高蛋白、 高纤维,含丰富的矿物质和维生素,具有很高的食疗保健营养价值和部分药理作用。著名营养学家斯坦顿于1984年对食用菌的营养价值作了全面评价,他认为食用菌集中了食品的一切良好特性,认为食用菌“是未来最为理想的食品之一”[9]。食用菌中的蛋白质非常丰富,约占可食部分鲜重的4%,占干物质总量20%~30%。
食用菌蛋白质中的氨基酸组成较全面,由20多种氨基酸组成,而且具备人体必需的8种氨基酸,并且其所含的必需氨基酸的比例与人体需要接近,极易被人体吸收利用[10]。食用菌中谷氨酸、天冬氨酸等呈鲜味的氨基酸含量也较丰富,因此食用菌口味也比较鲜美[11]。食用菌中的脂类为多醇、磷脂和脂肪等。食用菌中脂肪的质量分数较低,仅为干重的1%~4%,且大部分是不饱和脂肪酸[11]。研究报道显示[12],美味牛肝菌中以亚油酸为主,占到总量的54.7%,高于一般食用菌。研究还表明,外生菌根菌如牛肝菌[11,13],松乳菇[8]和翘鳞肉齿菌[14]等含有磷、钾、铁、钙、镁、锌等多种人体必需的矿质元素,能较好地满足人体对矿质元素的要求。食用菌富含多种维生素,是人体维生素的重要来源。食用菌中的许多维生素的含量比其他植物性要高,如维生素B1、叶酸、麦角甾醇(维生素D源)等。另外,还含有植物体中罕见的维生素B12,含量高于肉类食品。菌菇中碳水化合物是主要成分,其中多糖(如葡聚糖、淀粉、糖原、几丁质、甘露聚糖等)含量最多。菌菇的菌丝体、子实体和发酵液中多糖丰富,具有降低血浆胆固醇、降血糖、提高高等动物机体的特异性和非特异性免疫功能,并具有延缓衰老、抑制肿瘤等作用。
2 生物活性物质研究进展
高等真菌含有大量结构多样的次生代谢产物,各种生物来源结构多样的小分子天然产物是寻找药物和农药先导化合物的重要源泉[15-16]。高等真菌含有非常多结构多变的代谢产物并表现出许多活性,引发大量关注,其中对多糖、萜类、生物碱、醌类等的研究非常活跃。
随着科研手段和技术的不断提高,目前已在高等真菌中发现了许多活性物质,如酶、抗生素、多糖体、维生素类、生物碱、有机酸、醌类、类萜类、嘌呤类和类固醇类等。这为新型的药化产品的开发提供了广阔的思路和许多新资源。食用菌药物的性能是化学合成药物无法代替的,医药学研究证实:大型药用真菌具有增强免疫功能、抗肿瘤、预防和治疗心血管系统疾病、抗流感病毒、解毒、保肝、调节中枢神经、健胃、抗辐射、降低血糖、抗衰老及清除自由基等很广泛的药用价值,一直受到食品和医药界学者与企业的普遍关注[17-18]。以往的研究表明,外生菌根菌表现出抗病毒、抗真菌和抗细菌的活性。从传统中药、植物和真菌资源中寻找新的抗HIV药物、植物源农药或其先导化合物是国内外新药研制中非常重要的领域[15-16]。同时,越来越多的研究者把目光投向了高等真菌[19-20]。目前,对乳菇属真菌的研究表明,乳菇真菌中主要的抗氧化成分为酚酸类、番茄红素、花青素、β-胡萝卜素、抗坏血酸和生育酚等[21-23],但不同菌种的乳菇属真菌所含抗氧化成分种类及含量不同,作用也不同。真菌抗氧化活性的作用方式和机制各不相同,只有通过开展构效关系研究,修饰有效活性部位,并且加强体内及临床效果评价,才能创造出更多的高效低毒的抗衰老营养保健品和天然药物。多年来,在高等真菌中也不断发现有植物生长调节物质的存在[24]。
3 产业发展现状
菌根菌的开发主要在以下几个方面:①林业中生防制剂的开发、菌根化育苗和逆境造林。②食品工业液态发酵和食品添加剂的开发。③医药方面作为生理活性物质的来源。目前,我国在外生菌根方面的应用发展成果较少,菌剂的开发成品只有中国林科院生产的Pt菌剂,而美国生产的数种外生菌根菌剂在林业上的应用效果已经比较理想[25]。还有许多研究表明,对苗木进行菌根化能够产生显著的苗木增产作用,并且也能够明显提高苗木所含的营养成分,而相对地,菌根化苗同时也是对真菌的库存保护。
近年来,环境生态保护也是热门研究方向,但是很多地区因为受环境污染、土壤侵蚀等的危害,导致土壤结构较差,浅表水土流失严重,不适宜植物生长。而以往的研究发现,苗木菌根化具备抗逆性,Cromer发现菌根化的辐射松(Pinusradiata)营养根在干早条件下未发生萎蔫。而Goss也已证实干旱条件下,西黄松(P.ponderosa)菌根化苗萎蔫程度较非菌根苗更轻,并且菌根化苗浇水后很快就能够恢复生长。许多研究结果都证明,在干旱地区,种植菌根化苗木能够提高树木的抗旱性。
西方许多国家早已将菌根食用菌规定为健康食品,但价格昂贵。全球市场对菌菇类健康食品的巨大需求,为菌根食用菌的人工栽培产业和精深加工产品发展提供了良好机遇。现在市面上绝大多数菌根食用菌都是以鲜品形式销售,只有一少部分会经过初步加工制成干品、速冻产品、盐渍品、罐头等出口或内销。目前,市场上菌根食用菌类产品品种单一、技术含量低、附加值低,只能作为产业链最初级的原料菇,缺乏能够提高其附加值的深加工产业和技术。
4 存在问题
研究表明,某些菌类对重金属有富集作用,所以需要对各种菌类的重金属含量和形态等进行深入研究,从而科学评估这些菌类的安全性。朱萍曾对华美牛肝菌和美柄牛肝菌进行测定[26],结果表明两种菌的总汞含量均远超出国家卫生标准的规定。
菌根食用菌营养丰富,可是目前的离体培养技术还不能成功培养大部分菌种,甚至还有许多菌种不能获得纯菌种,所以必须要加强培养基改良、菌种分离等基础工作。
菌根性食用菌与植物共生营养的作用机理目前尚不明确,需要进一步研究。另外,菌根中含有多种生理活性物质,但是如多糖等很多物质的分子结构还不明确,生理活性机制的研究成果也较少。这方面研究前景广阔,有必要进行进一步的研究探讨。