靈芝子實體多糖和三萜含量變化規律

游俊健，葉志偉，鄭倩望，劉英麗，林俊芳*，郭麗瓊*

1. 華南農業大學食品學院生物工程系（廣州 510642）；2. 北京工商大學中國-加拿大食品營養與健康聯合實驗室（北京）（北京 100048）；3. 廣東省微生態制劑工程技術研究中心（廣州 510640）

靈芝是擔子菌綱、多孔菌目、多孔菌科、靈芝屬[1]真菌，2019年國家衛生健康委員會認定靈芝為食藥同源物質（食品函[2019]31號）。靈芝作為中國傳統珍貴食藥同源物質，含有多種活性成分，靈芝多糖和三萜類化合物被認為是靈芝的關鍵藥效成分，現已有400多種化合物被鑒定，其中有300多種是三萜類化合物[2]。靈芝多糖具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、抗糖尿病、調節免疫功能[3]等多種生物活性[4-6]；靈芝三萜具有抗氧化[7]、抗腫瘤[8-9]、保護肝臟[10]、抗HIV蛋白[11-12]、降低膽固醇[13]等廣泛的藥理活性。

靈芝的多糖和三萜含量與品種及栽培方式關系密切，不同的靈芝品種其多糖與三萜含量不同。齊川等[14]研究發現了不同品種的靈芝其多糖含量和三萜含量差異很大；宋婷婷等[15]測定不同品種靈芝子實體中多糖和三萜含量，結果發現其差異顯著。栽培方式影響靈芝多糖和三萜含量。孫恬等[16]發現藍光利于靈芝子實體活性成分的提高；霍光明等[17]研究了不同栽培基質對靈芝多糖含量的影響。此次試驗以赤芝（Ganoderma lucidum）、鹿角靈芝（Ganoderma amboinense）、金大靈芝（Ganoderma lucidum）、硫因靈芝FQ16（Ganoderma sessile）為研究材料，探究栽培料質量對不同品種靈芝子實體產量及其多糖和三萜含量的影響，同時對靈芝不同成熟期的多糖和三萜含量變化規律進行研究。該結果旨在指導靈芝生產過程中以最低的栽培培養基成本獲得最高的產量和最高的活性成分含量以及最佳的采收時間。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試菌種赤芝（Ganoderma lucidum）、鹿角靈芝（Ganoderma amboinense）、金大靈芝（Ganoderma lucidum），購自北京吉蕈園科技有限公司；硫因靈芝FQ16（Ganoderma sessile），實驗室采集并鑒定。以上菌種均保存在華南農業大學食品學院食品組學與健康實驗室。

葡萄糖、瓊脂粉（廣州環凱生物公司產品）；苯酚、濃硫酸、冰乙酸、高氯酸、無水乙醇（廣州化學試劑廠產品）；七水合硫酸鎂、磷酸二氫鉀（廣州光華化學廠有限公司產品）；齊墩果酸（上海瑞芳德化工有限公司產品）；香草醛（上海達瑞精細化學品有限公司產品）。

1.2 儀器與設備

Ultra Bioscience超純水儀（英國Elga公司）；LRH-70生化培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）；Universal 16R高速冷凍離心機（德國Eppendorf公司）；SW-CJ-1F超凈工作臺（江蘇蘇州安泰空氣技術有限公司）；101A-3S電熱鼓風干燥箱（廣東廣州富民測控科技有限公司）；電熱恒溫水浴鍋（上海博迅實業有限公司）；752紫外可見光分光光度計（上海精密科學儀器有限公司）；自動滅菌鍋（山東新華醫療器械股份有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 菌株活化與栽培

靈芝子實體栽培配方為（100 g）：98 g棉籽殼、1 g過磷酸鈣、1 g石膏、150 mL水。使用PDA培養基活化上述4種靈芝菌株。將已活化的靈芝菌株轉接至PSB培養基中，于27 ℃搖瓶培養10 d，作為種子液。將種子液接種到栽培袋中，每袋接種10 mL，27 ℃避光培養至菌絲長滿栽培袋。打開栽培袋口，于25 ℃、濕度90%、光照環境下培養。

1.3.2 靈芝不同生長期的確定

觀察靈芝子實體菌蓋生長程度，參考文獻[18]將靈芝子實體發育分為3個不同階段，即芝蓋形成期、芝蓋生長期和成熟期。

表1 不同生長發育期靈芝子實體形態特征

1.3.3 子實體栽培與預處理

試驗按栽培料干重設置4組處理分別為：545 g（T1），621 g（T2），697 g（T3）和773 g（T4），按常規栽培靈芝方式進行栽培，每組處理每種菌株分別栽培30袋。待靈芝子實體生長至成熟期后進行采摘，采摘后子實體進行稱重和記錄，所得質量為靈芝產量。

新鮮子實體稱重后需進行預處理。先將新鮮子實體表面清洗干凈，后置于110 ℃烘箱2 h烘干，接著轉入60 ℃烘箱中烘干至恒重，最后使用粉碎機將干燥至恒重的子實體粉碎至絮狀，用研缽粉碎絮狀物后過40目篩，保存在干燥箱中備用。經預處理后靈芝子實體可用于測定多糖和三萜含量試驗。

通過上述測定多糖和三萜含量試驗的數據分析，選擇4種靈芝中多糖和三萜含量均較高的品種作為后續研究不同生長階段靈芝子實體多糖和三萜含量的變化規律的菌株。

1.4 靈芝產量與生物轉化率測定

對新鮮采摘的靈芝子實體進行稱重，新鮮子實體質量為靈芝產量。生物轉化率按式（1）計算。

式中：α為生物轉化率，%；m0為新鮮靈芝子實體質量，g；m1為栽培料質量，g。

1.5 靈芝子實體多糖與三萜含量測定

1.5.1 靈芝子實體多糖含量測定

根據文獻報道[19]采用苯酚-硫酸法對靈芝子實體多糖含量進行測定。以葡萄糖為標準品繪制標準曲線，得到多糖直線回歸方程：

式中：y為吸光度；x為多糖質量，μg；R2=0.998 9。

1.5.2 靈芝子實體三萜含量測定

根據文獻[19]報道，采用香草醛-高氯酸顯色反應對靈芝子實體三萜含量進行測定。以齊墩果酸為標準品繪制標準曲線，得到回歸方程：

式中：y為吸光度；x為三萜質量，mg；R2=0.992 9。

1.5.3 數據處理

靈芝子實體多糖與三萜含量測定試驗均重復3次，每次制作10個平行。采用SPSS 21.0和Excel 2016數據處理軟件對試驗數據進行分析。

2結果與分析

2.1 栽培料質量對靈芝產量、多糖和三萜含量影響

2.1.1 栽培料質量對靈芝子實體產量的影響

栽培料質量對靈芝產量的影響結果見表2。相同靈芝品種不同栽培料質量處理，金大靈芝與靈芝FQ16產量在T4處理組顯著高于T1處理組；但赤芝與鹿角靈芝產量在處理組間均無顯著差異，可見栽培料質量對不同靈芝菌種產量的影響不同，因此要獲得靈芝最大收益需要合適質量的培養基質。綜上，若使用本栽培配方和菌株進行栽培，從成本等條件綜合考慮，選擇栽培料質量545 g為最佳，經濟成本最低。

表2 栽培料質量對靈芝產量的影響 單位：g

2.1.2 培養料質量對靈芝活性成分含量的影響

栽培料質量對靈芝多糖和三萜含量的影響結果見3與表4。隨栽培料質量增加，金大靈芝和鹿角靈芝子實體多糖含量在處理組間無顯著差異，而赤芝T3與T4處理組多糖含量有顯著差異，硫因靈芝FQ16的T1與T3處理組多糖含量有顯著差異。不同品種靈芝多糖含量變化無相似規律。

表4 栽培料質量對靈芝三萜含量的影響 單位：mg/g

隨栽培料質量增加，赤芝和鹿角靈芝三萜含量在T1和T4處理組間有顯著差異，T4高于T1處理組；金大靈芝T3與T4處理組有顯著差異，T3高于T4處理組；硫因靈芝FQ16處理組T1與T3有顯著性差異，T1高于T3處理組。可見靈芝中三萜含量隨栽培料質量增加呈無規律變化。

相同處理組中不同靈芝品種，在4種靈芝多糖含量有顯著差異，但在三萜含量里除T1處理組外，其他處理組中赤芝、金大靈芝與硫因靈芝FQ16無顯著差異。4種靈芝中金大靈芝平均多糖含量最低，達21.85±1.31 mg/g，但三萜平均含量較高；鹿角靈芝平均多糖含量最高，達63.94±3.00 mg/g，但三萜平均含量最低；其中硫因靈芝FQ16多糖平均含量中等，為41.76±2.36 mg/g，三萜平均含量最高，為6.47±0.30 mg/g。由此可見靈芝中多糖與三萜含量與菌株種類有關，隨栽培料質量增加呈無規律變化。

從以上結果得出，研究考究子實體在不同成熟期多糖與三萜含量所選用的栽培料配方與上面研究相同，因此選擇子實體多糖和三萜含量在所選菌株中均較高的硫因靈芝FQ16作為后續研究的試驗材料。

表3 栽培料質量對靈芝多糖含量的影響 單位：mg/g

2.2 靈芝子實體不同成熟度活性成分含量分析

從表5可以看出，芝蓋形成期、芝蓋生長期和成熟期的靈芝子實體多糖含量隨成熟度的增加呈下降，且不同成熟度之間差異顯著。其中多糖含量最高為芝蓋形成期的子實體，含量達到61.31±2.92 mg/g。同時三萜含量隨子實體成熟度增加呈上升，且不同成熟度之間差異顯著。三萜含量最高為成熟期，含量達到8.92±0.78 mg/g。結果表明需要獲得多糖含量較高的產品應在靈芝的芝蓋形成期進行采摘，需要三萜含量較高的產品應在靈芝的成熟期采摘，如果需要兩者含量均較高的靈芝子實體，可在芝蓋生長期進行采摘。

表5 不同發育期硫因靈芝FQ16子實體多糖與三萜含量差異 單位：mg/g

3 討論與結論

研究根據不同栽培料質量分為4個處理組栽培4種不同靈芝，結果表明了靈芝產量不一定會隨著栽培料質量增加而發生變化，因此，生產上要獲得最佳的經濟效益要有合適的培養基質質量。影響靈芝產量與轉化率較為關鍵的因素應是栽培配方的選擇，研究中鹿角靈芝產量與生物轉化率均明顯低于其他3種靈芝菌株，對比其他栽培鹿角靈芝的報道[20-22]，研究采用的栽培料可能不適合用于栽培鹿角靈芝。在實際生產過程中為了獲得較高靈芝產量，不應盲目增加栽培料質量避免浪費和增加生產成本，應按實際生產所用菌株進行試驗設計和選擇合適栽培料，從而得到靈芝產量和生物轉化率較高、成本較低的栽培條件。

不同栽培料質量栽培4種不同靈芝，靈芝中多糖與三萜含量與菌株有關，多糖和三萜含量隨栽培料質量增加均呈無規律變化。在生產過程中，根據實際生產需求選擇合適的菌株是關鍵。已有較多利用現代生物工程技術培育高產多糖與三萜靈芝菌株的報道[23-25]。那么多糖與三萜含量是否有互相影響的因素存在，Ye等[26]用Ca2+和水楊酸對靈芝進行栽培，考察靈芝多糖和三萜產量變化，結果水楊酸處理顯著提高三萜產量但對多糖產量無顯著影響，水楊酸和Ca2+聯合誘導同時提高了三萜和多糖產量。由此得出靈芝中多糖和三萜含量或無互相影響因素存在。

靈芝子實體多糖與三萜含量在4種靈芝不同生長期間均有顯著差異，且隨靈芝成熟度提高，多糖含量呈下降趨勢，三萜含量呈上升趨勢。關于靈芝在不同生長期間多糖和三萜含量的研究已有較多報道[27-29]，以上文獻產生多種結果，推測是因為選擇栽培的菌株不同導致。

在靈芝栽培生產過程中，根據所用靈芝菌株與產品要求，應先對選用菌株進行合適栽培料種類與栽培料質量研究，得到適合培養且成本低廉的栽培條件。同時研究該靈芝菌株子實體擁有最高多糖或三萜含量的生長期，在相應生長期進行采收，從而獲得優質產品。