蛹蟲草人工栽培技術研究進展

劉佳慧 劉毓婷 崔明輝 楊炎梅 胡曉簽 陳欣鈺

摘 要 蛹蟲草是藥食兩用真菌，蛋白質含量高，具備人體所需的氨基酸、礦物質、維生素等，且具有豐富的活性成分，市場空間大。因此，簡要綜述蛹蟲草人工栽培的方法及蛹蟲草人工栽培的影響因素，為蛹蟲草栽培技術的升級及工廠化普及梳理脈絡并提供一定的參考。

關鍵詞 蛹蟲草;人工栽培;影響因素

中圖分類號：S567.35 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.27.008

蛹蟲草[Cordyceps militaris （L. ex Fr.） Link]，別名北冬蟲夏草，具有豐富的生物活性成分和功效。1987年，首次人工培育出蛹蟲草子實體[1]，目前蛹蟲草人工栽培技術已日趨成熟，以天然動物培養基栽培、人工固體培養基栽培、人工液體發酵栽培為主。隨著大眾對蛹蟲草藥用價值的深入了解，蛹蟲草的市場需求量逐漸增大，蛹蟲草的人工栽培面積也逐年增加。其中，蛹蟲草栽培中出現的低產、減產甚至絕產等問題困擾著蛹蟲草產業的發展，優化人工栽培技術成為蛹蟲草行業健康發展的關鍵和重點。

1 蛹蟲草的人工栽培技術

1.1 天然動物培養基栽培技術

天然動物培養基栽培主要采用蠶蛹作為培養基質。經過嚴格的菌種選育和蠶蛹選取，將蟲草菌種注入寄主蠶蛹體內，為蛹蟲草子實體提供適宜的生長條件，最終得到成熟蛹蟲草。此方法培育出來的蟲草可連同蠶蛹一起采收，有較高的營養價值。但該方法成本較高且原材料有限，效率低，所得產物量不易控制。且用蠶蛹作為栽培基質，若蛹體消毒不充分極易在栽培期間造成污染，增大了栽培的難度。因此，此方式不適合大規模培育蛹蟲草。

1.2 人工固體培養基栽培技術

蛹蟲草的人工固體栽培技術大多選用大米、小麥作為培養基質。選取野生或人工培育的蟲草菌種，通過分離、選育、復壯等流程培育出母種，擴繁后轉接到制備好的滅活固體培養基上，并添加各種必需的營養成分，最后培育出成熟的蛹蟲草。李春斌等研究發現，最優的固體培養基是將高粱和小米混合，添加的最佳碳源和氮源為蛋白胨和可溶性淀粉，最適pH值范圍為5～6[2]。還有一些物質對子實體生長也有著正向促進作用，如植物生長素類似物、維生素B1及無機元素K+、Mg2+、Ca2+等。人工固體培養基栽培材料簡便易得、成本低廉，且培養出的蛹蟲草品質好、蟲草素含量高，受到種植戶和市場的追捧。

1.3 人工液體發酵栽培技術

液體發酵栽培現多采用液體發酵罐進行培養。將培養基裝入試管內，高溫滅菌后擺成斜坡式，把斜面試管菌種接種到培養液中，置于搖床上振蕩培養，然后進行種子罐擴大培養，再將高濃度的菌液進行液體發酵罐深層發酵，最后離心分離獲得成熟蛹蟲草。可按照不同的生產指標要求，選擇適合蛹蟲草生長的液體培養基組分。以蟲草素含量為研究指標，已篩選出以下3種液體培養基配方：1）23 g·L-1葡萄糖、0.4 g·L-1的MgSO4·7H2O、0.6 g·L-1的KH2PO4和0.01 g·L-1的維生素B1[3];2）50 g·L-1的蔗糖、30 g·L-1的玉米漿、0.5 g·L-1 的MgSO4·7H2O和0.5 g·L-1的KH2PO4[4];3）53.36 g·L-1葡萄糖、2.19 g·L-1的MgSO4·7H2O、26.72 g·L-1蛋白胨和0.50 g·L-1的KH2PO4[5]。液體發酵培養菌絲生長速度快、產量高，生產條件安全、容易控制，更適合實現工業化和機械化生產，是蛹蟲草人工培養領域內擁有廣闊前景的培養方式。

2 蛹蟲草人工栽培的影響因素

2.1 營養條件

人工固體培養中以大米為主要栽培基質，蠶蛹粉為唯一氮源的蟲草活性成分含量最高，以蛋白胨為唯一氮源的蟲草多糖含量最高[6];氮源為蠶蛹粉與檸檬酸銨組合，可顯著提高蛹蟲草主要成分含量[7]。方華舟等以葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖及淀粉等常見碳源為實驗組，比較觀察后發現，這幾種常見碳源對菌絲體生長均有促進作用，固體培養基中添加適量蔗糖或葡萄糖為佳，液體培養基中添加適量葡萄糖為佳[8]。蛹蟲草以蔗糖為碳源時，生長最好，最佳濃度為7.2 g·L-1，此時的蛹菌絲生長速度快，菌絲量中等，狀態最好;以可溶性淀粉為碳源時，可獲得最大菌絲量[9]。無機鹽對蟲草生長的影響較小，其中簡利茹等對無機鹽的影響效果作了較為全面的實驗，以小麥為主要栽培基質，測定了FeSO4等5種無機鹽對蛹蟲草生長的影響，結果表明，1.0 mg·L-1的FeSO4培養基中蛹蟲草干重、蟲草素和腺苷的生成量最高，同時KH2PO4和MgSO4添加量對蛹蟲草品質影響最不明顯[10]。

2.2 溫度

菌類的生長過程中，溫度是極其重要的一個影響因素。菌絲生長速率與生長環境溫度有關，且對溫度變化較為敏感，最適溫度在15～18 ℃，這個溫度范圍的蟲草長勢最好，最有利于發菌[11]。事實上，在適宜的光照和適度條件下，不同的生長階段所需要的最適溫度不同：當環境溫度達到22.7 ℃時菌絲體生長速率達到最高值，18.1 ℃為子座分化的最佳溫度，14～17 ℃更適合子座的生長。因此，對于蛹蟲草的栽培，采用變溫管理極其重要。

2.3 光照

光照是蛹蟲草重要的生長條件之一。普遍認為，蛹蟲草在發菌初期需要無光或弱光條件，在隨后的各階段生長過程中均需要一定的散射光，且所需光照強度不同。1995年，姜明蘭等發現，蛹蟲草暗培養后轉散射光繼續培養，可獲得品質優良、膨大的棒狀子實體[12]。隨著蛹蟲草生長的持續，其所需的光照強度呈上升趨勢，只有達到了各階段的最適光照強度，蛹蟲草的活性成分含量才能達到最高值[7]。光照強度205 lx，光照時間9.2 h·d-1的培養條件更有利于提高蛹蟲草子座生長期的生物學效率[13]。此外，光質對蛹蟲草菌絲體形態也會產生明顯的影響：藍光更有利于蛹蟲草的轉色，綠光可以促進子座的延伸和增產，增加紅光和黃光會使子座長得更為粗壯。

光質也是影響蟲草生長的又一重要因素。藍光不會降低子實體產量，且與自然光照的結果無差別;光質對過氧化氫酶（Catalase，CAT）活性影響不大，而超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）活性在藍光光照下會降低;光質不是影響子實體腺苷含量的主要因素[14]。雖然藍光對蟲草素的產生及胞內多糖的積累有一定抑制作用，但是可提高類胡蘿卜素含量，達到改善子實體顏色的目的。因此，根據蛹蟲草的生長階段選擇最適的光照強度、光照時間和光質組合，是確保和提升蛹蟲草品質的重要措施之一。

2.4 CO2濃度

近年來，為探究蛹蟲草的最適栽培環境，優化人工栽培過程，科研人員對CO2這一因素展開了深入的探究，發現密閉條件不利于蟲草的生長，空氣中的CO2濃度是影響蛹蟲草生長的重要因素之一。在菌絲生長階段和子座生長階段，CO2最適濃度分別為3.85%和2.03%，超過這個濃度抑制其生長;在子座生長階段，CO2濃度為1.08%和2.03%時子座中多糖含量較高;CO2濃度為2.03%時，子座中蟲草酸、游離氨基酸含量最高;有利于子座中蟲草素合成的CO2濃度為2.03%和3.34%[15]。因此，控制不同生長階段的CO2濃度，是優化蛹蟲草人工栽培技術的重要環節。

3 結語

作為重要的食藥兼用真菌資源，蛹蟲草的生物學功能已經得到了較為廣泛的開發和利用，中國是蛹蟲草商業化生產的主要國家，蛹蟲草工廠化和標準化生產技術的研發備受矚目。目前，液體發酵栽培公認為是蛹蟲草工廠化栽培的最佳方法，最佳的碳源和氮源分別為葡萄糖、蔗糖和蛋白胨、蠶蛹粉。但是，蛹蟲草的大規模栽培工藝仍需要進一步優化和改進，以應對不同市場對蟲草干重、蟲草色澤、蟲草素等生物活性成分的個性化需求。

參考文獻：

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[15] 李濟之.CO2濃度對蛹蟲草生長發育及品質的影響[D].沈陽：沈陽農業大學，2018.

（責任編輯：劉寧寧）

收稿日期：2021-08-15

作者簡介：劉佳慧（2000—），女，黑龍江哈爾濱人，本科在讀，研究方向為生物技術。E-mail：1541602564@qq.com。