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牛樟芝，又名樟芝 、牛樟菇 、樟生薄孔菌等。是一种珍稀药用真菌，牛樟芝早前就被台湾原住居民用以治疗长期饮酒造成的肝病 ．被誉为“药中之王”、“森林中的红宝石”。近二十年来，台湾及大陆的医疗界、相关机构进行的多项研究证实牛樟芝不仅对化学性引起的肝损伤具有保护作用，能够抑制癌细胞生长 ，并且具有抗氧化、抗过敏、增强免疫力、降血压、降血脂、预防心血管疾病的功效。这使得牛樟芝在医药行业 、食品行业 ．甚至化妆品行业都具有极高的研究及生产开发价值。然而，由于适宜牛樟芝生长的牛樟树数量稀少，牛樟芝生长速度十分缓慢，加之不法商人滥采，导致野生的牛樟芝资源稀缺，价格昂贵。 由于樟芝中含有丰富的药用成分 ．使樟芝的开发利用成为研究热点。然而由于资源有限．樟芝的培育技术就成为实现其开发利用的一个前提技术。 1、椴木栽培法 指利用樟芝原有宿主牛樟树的一截椴木直接作为樟芝的培养基质，用喷洒或浸泡的方法接种液体菌种后，将椴木放置于合适的温湿度环境中进行培养的一种方法。此法能够使樟芝长出子实体，活性成分与野生樟芝最接近，但由于牛樟树数量稀少，培养成本高，加上樟芝生长速度极慢，培养时间长达2～3 年。此期间还容易被杂菌污染，质量较难控制。 2、固体培养法 通常的做法是在太空包中填充人纤维物、谷物、杂粮等培养料，经灭菌后均匀地接入液体状或颗粒状菌种。待菌丝分散布满培养料时，开口通气培养，更利于菌丝深入基质且形成子实体。此法用于牛樟芝的栽培能够将培养时间缩短至3个月。获得产物为菌丝体或与野生牛樟芝外形相似的子实体。但实验表明无论菌丝体或子实体。其所含化学成分与野生牛樟芝均有较大差别，不能保证产品质量。这可能是由于发酵基质的成分与牛樟树成分存在差别。 3、深层液体发酵法 通常的步骤是将营养物质按一定配比制成液体状培养基，装入培养容器中灭菌 。而后接入菌种。振荡培养特定时间后获得菌体及代谢产物。 此法是多数药用真菌实现工业化生产的必然途径，具有周期短、成本低、质量可控的优点 ，也是目前大多科研单位对牛樟芝进行大量培育的主要方式，不足之处是发酵产生的牛樟芝菌丝体所含化学成分与子实体有较大区别。尤其药用成分三萜类化合物的种类和数量都较子实体大量减少，药用价值较低。 改善牛樟芝培养的新研究 综合以上培养方式的特点．如何建立适用于牛樟芝的一套培养方法。在较短时间内快速培养具有原始生理活性、药用价值较高的牛樟芝菌体成为广大科研人员研究的重点。近年来，有许多关于改善培养方式、加速菌体生长、促进菌体分泌有用物质的成果相继被报道： 1、加速菌体生长的研究 野生樟芝自然生长速度缓慢，而无论在实际生产还是科学研究时研究人员都希望能够快速获得大量菌丝体。基于此目的，学者研究了温度对平板培养下牛樟芝菌丝体生长速度、生长势等性状的影响，发现28~ 32℃是最适宜菌丝体生长的温度范围，日均生长量长达0.384 cm ；探究了固体培养基营养成分对樟芝菌丝体干重的影响。结果表明：以4 ：7 的比例将大米和水制成培养基，并且不添加其他营养物质时，菌丝体干重增长迅速，在55 d 时达到l2．89 g ； 以菌体量作为目标产物，通过单因素实验对摇瓶培养基及培养条件进行了优化，确定以葡萄糖为碳源、大豆水解液和玉米浆为氮源，添加硫酸镁和磷酸氢二钠为最佳培养基，以温度28℃、摇床转速120 r／min、pH 5.5为最佳培养条件。 2、促进子实体形成的研究 樟芝子实体所含化学成分与菌丝体有较大区别，且多为重要的药用成分。因此促进樟芝子实体快速、大量形成，能够有效获得极具价值的药用成分．对此许多研究人员展开了研究：发明了一种牛樟芝椴木栽培法，使用的寄主材料为生长于福建省的小叶红心樟，与传统方法不同之处在于菌体培养过程中，添加了由蒲公英提取物、虎杖提取物、黄连提取物、陈茵提取物、荷叶提取物及蛋白胨和水组成的添加剂，使得本方法能够获得与野生子实体外观、气味、成分相同的牛樟芝子实体。但培养期在150～180 d。台湾业者也通过反复试验，发明了一种能使牛樟芝长出子实体的固体培养基，其成分除常用的马铃薯葡萄糖抽出物、葡萄糖及琼脂外，还特别添加了由山药、陈皮、当归、柴胡和槟榔等多种成分组成的中药混合物，使用该培养基配合合适的培养方法，培养120～150 d．培育出的子实体与野生子实体具有相同的药用成分。为缩短培养周期，对马铃薯培养基进行改良．添加用红曲霉发酵大米后的营养物，混合发酵小麦、麸皮浸出液等，制成新的马铃薯培养基。用此培养基对牛樟芝进行培养，能在 50~ 70 d 后收获黄白色菌膜和红色的子实体。 3、促进有用成分合成的研究 野生牛樟芝之所以对人体具有多样的生理活性作用，是由于其本身含有多种有药用价值的化学成分。开发樟芝主要目的还是应用其中的有效成分。因此这些成分也被作为评价其培育方式科学与否的一个指标。而直接调控菌体代谢，使其在发酵过程中产生大量有用成分，也成为生产应用牛樟芝的一个有效途径： 三萜类化合物 三萜类物质是牛樟芝主要的一种化学成分．是指由数个除去羟基的异戊二烯首尾相连而成的物质，多含30个碳原子。牛樟芝中的三萜类化合物主要以麦角甾烷和羊毛甾烷为骨架，药理学研究表明，这类物质具有很好的保肝护肝功效，并且能抑制癌细胞的生长，起到降血压、抗炎症的作用，而三萜类化合物的种类越多越有医疗价值。从目前的研究结果得知，每种灵芝内的三萜类化合物种类约有 20~ 50 种 ．各种灵芝总计已发现三萜类化合200 多种 ．而仅仅一种牛樟芝中就含有 200 多种的三萜类化合物，不仅在三萜类化合物的种类上樟芝比灵芝丰富，在含量上樟芝中三萜类成分也是灵芝的10～15 倍之多。用两种方法 (响应面分析和人工神经网络)．以三萜类化合物为目标产物，对牛樟芝液体深层发酵培养基成分进行了优化，发现培养基的碳源为葡萄糖、氮源为蛋白胨和黄豆粉时，获得的三萜类物质的量最多，种类也最丰富。 多糖 樟芝多糖 （D一葡聚糖类)是一类杂多糖，其组成单体主要是葡萄糖、甘露糖、木糖 、半乳糖等。樟芝多糖对人体主要起到活化细胞、抑制病毒、提高免疫力的作用，对保护肝脏 ．促进肝细胞再生也有一定效果，研究人员对樟芝液体发酵生成多糖的培养条件及营养成分进行了研究。结果发现，多糖生成的最佳培养条件为温度 28℃ ，pH 5．5，时间 14 d 。额外添加葡萄糖 、硝酸钙、硫酸亚铁和烟酸 (添加量分别为5％．o．5％．0．1％和o．1％时)能够产生最大量的多糖，含量高达 0．49 g／L。此外，一些其他研究还明确了樟芝发酵产多糖的最佳溶氧浓度为 15％～20％．装液量为 120 mL ，摇瓶转速为 150 r／min ，接种量为 15％。 Antroquinonol中文名称为安卓奎诺尔， 是一类萃取自牛樟芝的泛醌类单一小分子物质，已被证实是全球目前唯一无毒副作用的抗癌分子．主要通过抑制 RAS这一控制基因转录激酶 ，进而调节细胞的增生与分化，这类物质与肿瘤细胞的生存、增值 、迁移、扩散均有关系。探究了樟芝固态发酵过程中谷物种类、装料量、含水量、外加碳氮源等对产生 Antroquin0nol的影响。结果表明：选择大米作为发酵物，1 L 三角瓶装料 110 g ，初始含水量为50％，外加2．0g 葡萄糖为碳源、0、3g大豆粉为氮源是最佳营养条件，发酵后 Antroquinonol 产量最高，为 696．83 mg／kg。 其他物质 牛樟芝中还有丰富的抗氧化物质 ．以高活性的超氧化物歧化酶 (SOD)为主。这是一种能够催化超氧阴离子自由基发生歧化反应．变成对生物体无害的分子氧与过氧化氢。利用这种高抗氧化机能来清除人体内自由基．可有效抑制活性氧群对人体造成的病变，延缓衰老。另外樟芝中含有的多酚类 、d一生育醇、抗坏血酸、D 一胡萝卜素等也是良好的天然抗氧化物质，均具有很强的抗氧化能力。除了上述物质，牛樟芝发酵的菌丝体中还发现 Hepasim 这一类环酰亚胺化合物．对肝炎和肝硬化有很强的改善作用：腺苷、核酸类物质有助于改善人体血液循环系统；其他的氨基酸、维生素、矿物质、微量元素等物质还能够为人体成长提供必要的营养。 新颖方法的发明研究 目前，较为广泛应用的培养牛樟芝的方法与传统的食药用真菌培养的方法相似。而针对牛樟芝生长缓慢等特点对培养装置或过程等进行改造。能够更有效地获得目的产物。人们设计了一种新的培养牛樟芝方法，将营养物溶于水加琼脂制成柱状培养基，取代传统的平板培养法该培养基制成的柱形体深达2～20min ，内部还设置多个预定接种位，这些接种位距离培养基外表面0．5～10 min 深 ，将菌种接种在这些位点，使菌丝受到培养基全面的包裹，多个接种位均匀分布，有利于提高柱体培养基营养成分及空间的利用率，这项设计不仅能够提高单位培养基牛樟芝的生长量，而且还能有效降低杂菌的污染。研究人员还设计了一种表面培养反应器，该反应器为空心管状，将谷物制成的培养基牢固吸附在反应器内壁，以模拟樟芝天然的生长环境，在培养基表面上接种牛樟芝进行培养，在培养过程中定时通过流加培养基的方式，补充菌体生长所需营养。该方法提高了樟芝培养物的生产率，并能够获得与野生樟芝形状更为相似的培养樟芝。另外，学者发明了一种新型食药用菌固体发酵菌粉的制作方法．即将桑黄或灵芝的子实体磨成粉状 ．加水制成培养基，直接接以牛樟芝菌种进行发酵，得到新型的牛樟芝固体发酵菌粉 。该菌粉直接可制成胶囊、口服液等产品．与其他复合配方的食药用菌相比，省去了培养基培养及后期萃取等流程，具有操作工艺简单。产品成分天然、安全等优点，且具有多种食药用真菌的全部有效成分。 展 望 牛樟芝因其野生寄主资源稀缺、培养环境难以模拟以及自身生长缓慢、不易形成子实体等特性，导致难以对其进行大规模的开发利用。近年来，关于樟芝培养方式及培养技术研究大体可归纳为两类：第一，对传统的培养基组成进行改造，主要指碳源、氮源和微量元素的优化。其中前二者为微生物生长提供营养物质。微量元素在菌体培养时虽然用量很少，却在参与细胞和酶的构成，调节渗透压、维持细胞膜稳定性等方面起到重要而不可忽视的作用；第二，优化培养条件如温度、湿度、光照、溶氧量和 pH 值等，设计经济有效仿原生境的培养装置和培养技术，如表面培养反应器等。这些研究进展探明了微生物发酵过程中的许多重要的影响因素．具有很大的指导意义。然而，牛樟芝培养的研究还只处于起步阶段。真正要将牛樟芝应用于大规模生产还存在许多问题。例如现阶段的研究多以单一物质为评价指标 ．而综合开发其多种药用价值才是真正的目的。微生物培养过程中，培养基的营养成分通过参与酶的构成，作为酶的活化剂来调节细胞物质代谢过程。而培养条件中的许多因素也通过影响菌体胞内或胞外酶的活性，进而影响细胞的生理生化过程。因此不同的培养底物和培养条件，菌株发酵产生的次级代谢物不同目前仍缺乏一种理想的培养基或培养条件促使其大量产生多种有用成分，而这对于开发牛樟芝的药用价值是非常重要的。另外，目前报道的成果都是在实验室条件下进行，而真正要实现牛樟芝的产业化开发应用，必须将其投入到工厂化生产中。工厂发酵微生物与实验室相比，存在培养规模大、培养条件不易控制、易污染杂菌等特点。而这些都可能导致发酵结果与实验室内发酵的结果存在一定差异。因此，实现牛樟芝的大规模培养还有许多问题等待解决基于樟芝培养研究的现状，今后的研究还有以下几个方向值得进行尝试：第一，添加合适的诱导剂可能是一个有效的策略 一些脂肪酸类和植物激素类是培养食药用菌常用的诱导剂。其中脂肪酸类物质被报道有促进细胞的防御应答，起信号传递的作用，能够诱导抗逆性，诱导次级代谢产物的合成 。植物激素类物质能够激活菌体胞外酶活性。增加其对培养基中的营养物质的吸收利用，还可通过加速细胞成熟来促进菌丝体的生长发育：第二，许多新兴技术的诞生也为牛樟芝的培养提供了许多可能。例如紫外线诱变技术，能够引起生物体内遗传物质发生突变，进而改变生物的生长与代谢活动。这项技术已被用于金针菇、羊肚菌等食用菌的栽培中，证实的确能够促进菌丝体的生长。磁处理技术用于其他食药用菌的栽培．证实提高了菌体中漆酶、多酚氧化物酶等酶的活性，甚至产生新的酶。加速菌体对纤维素、淀粉、木质素等养分的分解，加速了菌体生长，进而达到增产目的。此外。利用不同光质处理，能够引起菌体内多个基因的上调和下调 ．调节内源激素的水平和分布，进而引起生长发育和形态的建成，使食用菌达到增产的效果。由于牛樟芝的研究还处于起步阶段，以上诱导剂及新兴技术的运用还未见报道。此外，培养过程中的一些其他因素如菌种、接种量和有害副产物对菌种的生产发酵也可能起到很大影响，而对这些方面的研究也还很少。总之，科研工作者在牛樟芝的培养方面还有很大的研究空间 ，真正实现其开发应用还需要我们不懈的努力。 （为推广牛樟芝产业，从公开刊物上引用技术资料，并做适当修改，敬请谅解） |
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