以提升品質為目標的中藥材靈芝袋料栽培技術初探

魏巍　余夢瑤　許曉燕　江南等

摘要[目的]研究中藥材靈芝袋料栽培技術，以提升靈芝藥材品質。[方法]以靈芝生物轉化率、多糖含量和三萜含量為指標，采用混料設計優化袋料栽培靈芝主料配方，采用單因素試驗優化石灰添加量和基質顆粒度。[結果]當純棉籽殼為主料、石灰添加量為4%、基質顆粒度大于1 cm時，袋料栽培靈芝生物轉化率最高；當雜木屑用量25%、棉籽殼用量25%、玉米芯用量50%、石灰添加量為1%、基質顆粒度大于1 cm時，多糖含量最高；當雜木屑用量50%、棉籽殼用量50%、石灰添加量為2%、基質顆粒度小于0.5 cm時，三萜含量最高。[結論]栽培基質對袋料栽培靈芝品質影響較大，可通過主料配方、石灰添加量及基質顆粒度控制袋料靈芝產量和品質。

關鍵詞靈芝（GANODERMA）；袋料栽培；主料配方；石灰添加量；基質顆粒度

中圖分類號S567.3+1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）04-00981-02

基金項目菌類藥材研究與開發四川省科技創新團隊（2011JTD0021）；四川省十二五育種攻關項目“菌類藥材優質種質資源的收集及新材料的選育”（2011NZ0098—12—04）；國家農業產業技術體系藥用菌栽培崗位建設項目（農科教發[2007]12號）；四川省公益性科研院所基本科研項目“袋料靈芝營養代謝-藥效成分時空關聯模式的研究”；四川省十二五育種攻關項目“菌類藥材優質種質資源的收集及新材料的選育”（2011NZ0098—12—04）；四川省重大科技計劃項目“食藥用菌現代產業鏈關鍵技術研究集成與產業化示范（2012 NZ0003）； 四川省農業微生物平臺項目。

作者簡介魏巍（1982-），男，四川成都人，助理研究員，博士，從事藥用真菌研究。*通訊作者，副研究員，博士，從事藥用真菌研究。

靈芝袋料栽培具有產量高、周期短、原料來源廣泛等優點[1]，已逐步取代椴木栽培成為靈芝人工栽培技術的研究熱點。但是目前關于靈芝袋料栽培技術的研究主要集中在產量和農藝性狀上面[2-3]，針對靈芝內在品質的栽培技術研究鮮有報道。作為傳統的名貴中藥材，靈芝（GANODERMA）在我國有著悠久的藥用歷史，收錄于《中華人民共和國藥典》（2010版），主要的藥效成分為靈芝多糖和三萜，這些成分是評價靈芝品質的主要標準。筆者以提升靈芝品質為目標，從靈芝栽培基質的主料配方、石灰添加量及基質顆粒度入手，研究靈芝袋料栽培技術，旨在為靈芝建立“中藥材生產質量管理規范”（GAP）提供試驗基礎。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1 研究對象。靈芝（Ganoderma lucidum （Leyss.ex Fr.） Karst），由四川省中醫藥科學院細胞與分子生物學實驗室分離保存。

1.1.2 主要試劑。雜木屑、棉籽殼、玉米芯、石膏和石灰粉等，均購自當地農貿市場；葡萄糖、蒽酮、濃硫酸、香草醛、齊墩果酸、無水乙醇、NaHCO3、冰醋酸和氯仿，均為分析純，市售。

1.2方法

1.2.1 主料配方的優化。主料配方優化采用混料設計法，主料由雜木屑、棉籽殼和玉米芯組成，設定各主料占所有主料的質量百分比為X1，X2和X3，均滿足基本約束條件：0≤X1≤1；0≤X2≤1；0≤X3≤1；X1+X2+ X3=1，主料占配方的90%，則在實際生產過程中主料的添加量為X1=0.9×X1；X2=0.9×X2；X3=0.9×X3。輔料占10%，由8%麩皮、1%石膏和1%石灰組成。考慮到各主料培養基對觀測指標存在協同交互作用，試驗采用單純形重心設計，并通過軸點增強設計選取試驗點進行混料設計，共選取10個觀察試驗點，具體設計見表1。

1.2.2 石灰添加量的優化。基質配方采用15%雜木屑、60%棉籽殼、15%玉米芯、8%麩皮、1%石膏，裝袋前按比例分別添加1%、2%、3%和4%生石灰，以不加石灰栽培為對照（CK）。

1.2.3 基質顆粒度的優化。基質配方采用15%雜木屑、60%棉籽殼、15%玉米芯、9%麥麩、石膏1%和1%石灰，以玉米芯和木屑顆粒直徑為研究對象，設定處理1為顆粒直徑≤0.5 cm，處理2為0.5 cm≤顆粒直徑≤1 cm，處理3為顆粒直徑≥1 cm。

1.2.4 栽培方法。選用22 cm×42 cm×0.002 5 cm的聚丙烯袋，每個配方20袋，于121 ℃高壓滅菌2.5 h，冷卻至室溫后接種，在25 ℃、空氣相對濕度70%、避光培養至菌絲長滿袋，菌絲滿袋后移入出菇棚出芝。出菇棚溫度為16～24 ℃，濕度為65%～80%。

1.2.5 指標的檢測。（1）靈芝生物轉化率。采摘第1潮靈芝子實體，記錄每袋收獲干芝重量，計算生物轉化率，生物轉化率（%）=干芝重量（g）/每袋干重（g）×100。（2）多糖含量測定[4]。以葡萄糖作為標準，采用硫酸-蒽酮法測定。（3）三萜含量測定[5]。以齊墩果酸作為標準，采用香草醛-高氯酸法測定。

1.2.6 數據分析。混料設計試驗根據結果建立回歸方程，求觀測指標Y與影響因子X的數學模型，計算線性回歸方程，應用Minitab 15軟件進行數據處理。

2結果與分析

2.1主料配方的優化 采用軟件對試驗數據進行回歸分析，并采用逐步法和后退法減少不顯著變量，對回歸方程進行顯著性檢驗（F檢驗）。當P<0.01時，回歸模型在統計學上才有意義。根據上述條件和結果，建立生物轉化率Y與主料各成分X之間關系的數學模型為：Y=3.69 X1+6.78 X2+4.39 X3，R2=0.799 9，說明試驗數據的變異性基本可以用此回歸模型來解釋。將多糖、三萜與各主料各成分X關系的數學模型經過顯著性檢驗可知，P>0.01，說明2個模型的擬合度差，不描述多糖含量和配方之間的關系，但是通過優化結果可知，配方7的多糖含量最高；配方2的三萜含量最高（表2）。

2.2石灰添加量的優化結果 圖1表明，隨著石灰添加量的增加，袋料栽培靈芝生物轉化率有增加的趨勢，在靈芝栽培基質中添加4%生石灰時生物轉化率最高，達到4.3%。當石灰添加量為2%的時候，靈芝三萜含量最高，為0.76 mg/g。當石灰添加量低于或高于2%的時候，三萜含量均略有降低。在添加量為1%～3%時，靈芝多糖含量隨石灰添加量增加而降低；當石灰添加量為1%的時候多糖含量最高，為3.24 mg/g。

3結論與討論

研究表明，不同靈芝栽培方式和基質對靈芝品質具有明顯影響[6-7]。試驗通過靈芝栽培基質的主料配方、石灰添加量及基質顆粒度的研究，以提升品質為目標對中藥材靈芝袋栽培技術進行初探。通過混料試驗設計，得到了靈芝代料栽培主料配方與生物轉化率之間回歸方程，在靈芝主料配方的通過回歸方程的系數可以看出，影響靈芝生化轉化率的因素作用大小為棉籽殼>玉米芯>雜木屑，該結果與蔣冬花的研究結果基本相同[8]。通過該方程計算出靈芝生物轉化率最高的主料配方為：90%棉籽殼，預測生物轉化率最高為6.78%。雖然試驗沒有得到主料配方與靈芝品質（多糖含量和三萜含量）的準確關系，但是發現主料配方對靈芝品質（多糖含量和三萜含量）具有明顯影響。

多數食藥用菌對鈣具有富集作用[9-11]。高明俠等報道鈣離子對靈芝的生長具有促進作用[12]，這與試驗結果相似：隨著石灰的添加量增加靈芝的生物轉化率提高。在靈芝袋料栽培種添加石灰，除為食用菌的生長補充鈣外，主要作用是調節基質pH值。研究發現，液體發酵靈芝在較低pH值時有利于多糖和三萜的形成[13-14]，這就解釋試驗中靈芝多糖和三萜在石灰添加量較少時反而更高的現象。

玉米芯和木屑在基質中除了起到營養物質的作用外，還具有支撐基質的作用，有利于氣體和熱量的交換，因此基質的顆粒度越大，越有利于菌絲生長。在杏鮑菇栽培基質的研究中也發現相似的結果[15]，隨著大顆粒玉米芯含量的增加，生物學效率增加。研究發現，液體培養靈芝在較高的搖床轉速時，有利于胞外多糖的形成[16]，推測多糖的合成需要充足的氧氣，而靜置培養更利于三萜的形成[17]，推測三萜合成需要低氧環境，這可以解釋為什么袋料栽培靈芝時，多糖含量隨基質顆粒度增加而增加，但三萜含量卻降低。

試驗結果發現，栽培環節對靈芝品質影響較大，可通過主料配方、石灰添加量及基質顆粒度可控制袋料靈芝產量和品質。雖然試驗結果不是很全面，還有很多參數尚待研究，但是對建立靈芝GAP袋料栽培技術具有重要的參考價值。

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