珍稀药用菌樟芝、桑黄优良菌株引进、选育及其发酵培养技术研究
福建省科技厅国际及港澳台合作计划项目(编号2003I008)
研究开发内容摘要
通过引进珍稀药用菌樟芝、桑黄菌种,选育出生物转化率高、多糖等有效成分含量高的优良新菌株;研究掌握其发酵培养技术,对发酵产物进行浓缩、干燥、超细化加工,并分析检测其主要化学成分和卫生指标,使之达到出口质量要求,实现工业化生产发酵制品(菌粉)。
一、项目背景和意义
樟芝Antrodia camphorata又名樟生薄孔菌、牛樟菇,生长在台湾山区特有的牛樟Cinnamomum kanehirai树上,含有许多生理活性成分,如多糖、三萜类化合物,具有抗肿瘤、增加免疫能力、抗病毒、降血糖、降血脂、保肝解毒,促进肝细胞再生等生理活性功能。在东南亚国家,盛传樟芝能解毒抗癌,对一些危急病症如癌症、食物中毒等具有神奇的疗效。人工栽培樟芝难度大,迄今为止尚未成功;目前,樟芝的保健品主要成分含樟芝丝体萃取物及萃取后之菌丝体。
桑黄又名裂蹄针层孔菌,生长于桑树、杨杨柳等树干上的的珍稀药用菌,其子实体(菌肉)多呈棕黄色、黄褐色。据《原色日本菌类图鉴》记载:桑黄能治偏瘫一类中风病及腹痛、淋病。现代《中药大辞典》认定其可治血崩、血淋、脱肛泻血、带下、经闭,又治瘰疬溃烂。近年来研究发现桑黄具很强的抗癌活性,其热水提取物对小白鼠肉瘤180的抑制率为96.7%,对小白鼠艾氏癌的抑制率为87%。桑黄能增强人外周血单个核细胞产生γ-干扰素、具预防抗大鼠肝纤维化与抗脂质过氧化等药理作用。其制品供不应求,在日本、韩国等国际市场很抢手。目前桑黄短期内还未能实现规模化人工栽培,主要靠野生采集,数量很有限。
本项目的实施,将丰富我省药用菌品种,挖掘药用菌产业化的发展潜力,具有重要的现实意义。
二、国内外同类研究开发概况
国内,有关薄盖灵芝、姬松茸、灰树花、虫草菌等丝状真菌的发酵培养的研究报道较多,但有关樟芝(Antrodia camphorata)和桑黄(Phellinus ignirius)的引种和选育、发酵培养、和药理作用、(子实体)化学成分提取、分析或鉴定研究均未见报道(见附件)。近年来,一些国内研究机构曾从民间渠道获得(未经鉴定)樟芝或桑黄菌种,开展了樟芝生物学特性或发酵培养营养生理条件的基础研究,但由于菌性不理想,未能在发酵培养技术上取突破性进展。
台湾、韩国经过近十多年来的研究,包括学术界和一些企业在樟芝、桑黄生物学特性研究、化学成分及生理活性,及发酵培养技术工艺取得了许多进展。如近来,韩国一些在桑黄人工栽培上取得了初步的成功;台湾善笙生物科技公司(SIMPSON BIOTECH)通过发酵工程培养樟芝菌丝体,其菌粉经审查获准作为机能性食品原料。
国内在樟芝和桑黄的研究工作起步较晚、可供研究的种质资源较少,与国(境)外研究水平存在较大的差距。因此,很有必要通过适当方式从境外引进可靠的菌种,来充实完善我省现有药用菌优良种质资源。本项目将跟综国内外热门珍稀药用菌的研究开发状况,通过引进和吸收消化,研究其发酵培养技术,掌握工业化生产的关键技术。这样能够在短期(2~3年)内与国际先进水平接轨,并向国际市场提供我们的发酵制品,使得福建省药用菌品种及产品能跟上国际市场的变化要求。
三、研究开发内容及主要创新点
㈠、主要研究开发内容:
1、分别从台湾、韩国引进樟芝和桑黄菌种,进行种质鉴定,
2、液体培养基配方设计、选优,温度、pH值、时间等发酵培养条件研究
3、不同菌株的菌性(生物学特性)比较研究,以多糖等活性成分含量指标来筛选优良菌株
4、发酵培养技术研究:
(1)采用大型摇床大容量三角瓶进行液体浅层发酵,研究其工艺条件
(2)采用发酵罐进行液体深层培养,研究其工艺条件
(3)分析比较发酵培养产物的主要成分(含多糖), 确定最适合樟芝和桑黄的发酵培养工艺。
5、发酵产物加工成菌粉,探讨如何最大限度保持生物活性成分
(1)收获发酵菌体、匀浆预处理。
(2)发酵液浓缩后加入(预处理)菌体,燥、超微粉碎
(3)发酵制品(菌粉)主要化学成分及多糖等有效成分检测分析
6、参考国(境)外同类产品指标,制定樟芝、桑黄发酵制品(菌粉)质量标准。
㈡、主要创新点:
1、在正常液体深层培养(产生足够的菌丝体)的基础上,设计采用一种独特的浅层液体培养工艺,促使产生更多的(胞外多糖)等次生代谢产物。
2、将超微粉碎技术应用于发酵产物的加工,菌体细胞破壁处理后与发酵液一起浓缩、烘干、超细化,制成菌粉产品。
四、主要技术指标
1、引进选育得到的樟芝、桑黄菌株的发酵培养性能优于国内其他菌株,平均每升培养液获得30g以上的干菌体。
2、菌粉质量达到或某些成分超过国(境)外同类产品的要求。其中,多糖含量(菌体多糖与胞外多糖总和)>3%
3、发酵培养产物的加工技术达到国(境)外同行业水平;其中,细度达100目。
五、产业化前景及经济社会效益
在东南亚国家盛传樟芝能解毒抗癌,对一些危急病症如癌症、食物中毒等具有神奇的疗效,因其产量稀少,价格高昂(每公斤鲜品售价高达二十万新台币以上),供不应求。樟芝的子实体只能生长在珍稀树种牛樟树上,但台湾早已将樟芝及牛樟树列为珍稀物种,并划编保护区列管保护,禁止采取和公开贩卖。因此,目前台湾樟芝保健产品主要成分是樟芝菌体发酵产物,如“好康生活”极品纯樟芝胶囊每盒(80粒600mg)售价3600元新台币。天然樟芝子实体取之不易、价格高昂、人工栽培困难等因素的影响,一直无法为社会大众所熟悉。
通过引种,选育优良菌株及并研究够掌握发酵培养技术,大规模化生产樟芝菌丝体,具有巨大的市场前景和重要社会经济意义,可望在保健食品、医药领域内有广阔的应用前景及推广价值,,有巨大的出口创汇潜力。