灵芝菌丝的深层发酵技术---灵芝菌粉生产

春雨菌业

蕈菌的液体发酵，即深层发酵培养，是在抗生素发酵技术的基础上发展起来的。Humfeld（1947）首先提出用发酵法来培养菌丝体，接着Block（1953）用废柑汁深层培养生产蘑菇（Agaricus Szuecs），Szueces（1958）应用发酵罐生产羊肚菌（Morchella esculenta）菌丝球等。我国在20世纪50～60年代以来大规模采用深层发酵生产灵芝的菌丝体。

     灵芝的深层发酵，就是将菌丝培养在液体培养基中，在纯种条件下，强制通入无菌空气到密封发酵罐中生产（搅拌）培养的方式，使灵芝菌丝生长、繁殖。发酵稀罕物包括菌丝体和发酵液，可通过提取或浓缩喷雾工艺，提供作为原料药或保健品用。灵芝的活性成分有两个来源，一是从栽培灵芝子实体和灵芝孢子（粉）中获得；二是从灵芝菌丝体发酵获得。由于深层液体菌丝生长条件、活性成分提取与分离容易控制，因此，深层发酵是获得灵芝活性成分的一条可靠途径。灵芝的深层发酵工艺具有生产周期短、产量大、产品质量稳定、成本低等优点，是目前国内外所采用的一种工业化生产灵芝的方法。

      一、深层发酵的灵芝菌丝形态

      灵芝的菌丝体在深层培养基上生长速度很快，首先出现的是在深层培养中的丝状物，即菌丝。

      而无数细的菌丝组成的集合物则成为菌丝体

      在显微镜下，可以看到的单根的灵芝菌丝，菌丝细长，纵横交错。在液体培养基中，菌丝体称为二级菌丝（双核菌丝），它比灵芝孢子萌发形成的一级菌丝（单核菌丝）粗壮，生长速度快。

      灵芝菌丝体  外观上呈白色绒毛状，表面有一层白色结晶物。组成灵芝菌丝体的菌丝依其来源和形态可以分为三种：

      1.初级菌丝：或称一次菌丝。由担孢子萌发后直接发育的菌丝，在每一个细胞内只有一个细胞核，菌丝较细，在整团菌丝中没有锁状联合。锁状联合是担子菌菌丝特有的结构，是菌丝线形细胞分裂的一种方式。初级菌丝依靠孢子内贮存的营养来维持生长，故寿命很短。

      2.次级菌丝：或称作二次菌丝。它是由不同性别的担孢子萌发的一次菌丝相互融合而成。其中一条菌丝中的一个细胞核移到另一条菌丝的一个细胞中，形成一个有不同性别的两个细胞核的双核菌丝。二次菌丝对基质的侵染能力较强，并能在基质中形成菌丝体。由二次菌丝形成的菌丝体中可见锁状联合。只要基质中营养充分，二次菌丝形成的菌丝体的寿命可以达到几年、几十年。

      3.三级菌丝：或称作三次菌丝。次级菌丝形成的菌丝体生长到一定阶段达到生理上成熟后，就会有些菌丝在基质的表面上扭结形成原基，由原基再发育成子实体。这些构成子实体的菌丝就是三次菌丝。三次菌丝的菌丝体结构与二次菌丝体有很大差别，这种菌丝间隙较小，并出现组织和器官的分化如菌柄、菌伞等。

      灵芝菌丝发育旺盛期锁状联合多，形状清楚；抗衰老期锁状联合较少，或无明显锁状联合。

      二、灵芝菌丝锁状联合

      锁状联合（clamp connection）是担子菌菌丝特有的结构。锁状联合是双核菌丝细胞分裂的一种特殊形式，它往往发生在菌丝顶部双核细胞的两核之间。在显微镜下，可以看到灵芝菌丝细胞壁的一侧向外突起产生一钩管，像锁环似的结构，称为锁状联合。

      在灵芝菌丝发酵的全过程中，菌丝锁状联合形态变化是判断发酵质量与发酵周期的一个重要依据。

      深层发酵培养的灵芝菌丝体

      灵芝的深层发酵培养就是利用发酵工程方法获得菌丝体及其所产生的代谢物，即将灵芝菌丝培养在密闭发酵罐的液体培养基中，强制通入无菌空气进行搅拌，使能够制菌丝生长、繁殖。最终的发酵产物为菌丝体和含有其代谢产物的发酵液，经过加工后，可制成产品使用。灵芝的深层发酵工艺具有生产周期短、产量大、产品质量稳定、成本低等优点，是目前国内外采用的一种工业化生产灵芝产品的方法。另外还有虫草发酵菌丝体粉及香菇发酵菌丝体粉等系列真菌发酵菌丝体。

      三、灵芝菌丝球

      在外观上观察灵芝深层培养菌丝有两种形态，一种是普通丝状体，另一种是球状体。由于菌丝的生长是辐射状的向四周扩展，在液体培养基中通气或搅拌作用下，菌丝都能够在原有的培养基中生长，或长出分枝并纵横交错，相互缠绕而成近球形，成为菌丝球。

      灵芝的菌丝球一般呈放射状，带有“毛刺”，直径多在4～8mm左右。有的菌球表面光滑，有的表面粗糙，有的似刺毛球。不同菌种其菌球形态也不一样，如紫灵芝菌球表面具短“刺”，树舌灵芝表面光滑中空。灵芝菌丝球形态也常变化，它受到培养基成分和PH及培养条件的影响。培养基含有淀粉成分，粘度越大，菌球越小，刺毛越短。在不同PH置下，菌丝体可以是丝状，也可以是球状。如在培养基中磷酸盐浓度为0.1%，生长较慢，菌丝球大；如果浓度降低，菌丝球就小。

      在培养过程中接种量大小、搅拌速度快慢对菌体形态变化有一定的影响。

      四、菌落—灵芝菌丝发酵中的重要参数

      菌落通常指深层发酵灵芝菌丝体接种在固体培养基上，经过培养其菌丝向四周蔓延繁殖所产生的群体，这种群体在微生物学中成为菌落。简单的说是在固体培养基上（内）以母细胞为中心的一团肉眼可见的、有一定形态、构造等特征的子细胞的集团。菌落的形态通常指在固定的条件下，如温度、培养基成分等，培养一段时间后，所呈现的形状、大小、颜色、有无产生灵芝孢子等特征，可作为鉴定灵芝菌种的重要依据，也是发酵过程中观察的一个重要项目。

      目前深层发酵出的蕈菌产品如：灵芝菌丝体、香菇菌丝体、虫草菌丝体及羊肚菌体等及其相关代谢产物提取物等，为药品及保健品的原料来源。