红菇研究进展
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红菇( Russula)属真菌属担子菌亚门、层菌纲、红菇目、红菇科。
国际上已报道的红菇属真菌有300多种,我国有记载的90余种,其中多数可食用且具有药用功能。
长期以来被作为一种名贵的药食兼用真菌,具有补血壮体、延缓衰老、养血养颜、防癌抗癌、降低胆固醇等多种保健功效,是世界上不可多得的纯天然的保健食用菌,因此野生红菇一直都受到人们的青睐。
近年来,国内外有不少关于野生红菇的报道,主要集中在野生红菇的生态、资源、分类、分离纯化和应用研究等,国内外的一些科研机构也对红菇的化学成分以及子实体多糖提取等进行了研究,为进行人工栽培研究提供了科学依据。
但到目前为止,由于红菇生长所需的条件及生理的特殊性,红菇仍是野生采集,国内外至今也未见成功的规模栽培报道。
1 红菇的生态学
研究表明红菇的发生与植物群落有密切的对应关系,常散布于针叶林、阔叶林和混交林地上,但有些种类只限于某种树木的林分内。
例如,福建闽西常见的大红菇(R.alucea)受某些树种如栲树根系的影响,主要生长在以山毛榉科为主的常绿阔叶林地上。
叶绿红菇(R.heterophylla)与承青冈属、栎属、云杉属的一些树种形成外生菌根。
大白菇(R.delica)易发生在赤松、黑松、桴栎、蒙栎、米槠、落叶松等针叶或混交林中地上。
绿菇(R.tirescens)与栎桦、栲、粟形成菌根。
梨菇(R.cyanox- antha)常见于栲树米槠青冈栎、马尾松等阔叶林地上。
红色红菇(R.rasea)单生、散生至群生于阔叶林或混交林中。
大多数红菇可与2种或多种植物共生,如鳞盏红菇(R.lepida)可和松、落叶松、云杉、冷杉、黄杉、栗、桦、鹅耳枥等8种植物共生,形成外生菌根菌。
红菇如同其他许多外生菌根真菌一样,它的发生和分布反映了其宿主植物的类型、基质土壤的营养状况、pH值、温度等生态条件,显然这些因子对红菇的发生和分布起着决定性的作用。
一般认为温带冷灰壤,山地红棕壤及红壤等多种富含有机质,透气保水性好的土壤类型中都可有红菇的发生。
其对pH值要求一般偏酸性,为pH 4.2-4.5,红菇发生季节林间温度一般为25~27℃,空气湿度保持在80%~100%,土壤含水量40%以上。
2 人工培养
由于红菇生长所需的条件及生理的特殊性,红菇的人工培养多限于实验室的研究。
陈少珍以广西浦北县椎林下野生红菇的子实体作为分离材料,对子实体的不同部位进行组织分离和孢子分离,分别接入不同配方的培养基上进行菌丝萌发试验,获得了红菇组织分离纯培养菌丝体。
孙兰萍以正红菇(R.vinosa)为出发菌株,研究了液体发酵生产胞外多糖的培养基组成(碳源、氮源和无机盐)和培养条件(温度、pH值、发酵时间和装液量)对胞外多糖和菌丝体生物量的影响。
另外,有少量的人工驯化栽培的报道,但至今无人工栽培红菇的成功报道。
3 研究价值
3.1 营养价值大多数红菇属真菌是可食的,崔波151报道河南境内有红菇属真菌31种,其中可食用菌种占 77.4%,福建闽西北的林杰报道的红菇属真菌中,可食用菌种也占72%。
日本的岩出亥之助报道红汁乳菇是一类高蛋白,低脂肪的理想食品,与其他植物性食品相比,粗纤维的含量非常高,其纤维由果胶类物质构成,其中大半混以几丁质,具有特殊的生理活性,近年来逐渐为营养学家所重视。
王辉宪报道的红汁乳菇中含有较丰富的Ca,Mg,Fe,Zn,也含有一定量的微量元素,常食可保持人体内这些元素的平衡。
3.2 药用价值部分红菇还具有抗氧化性、延缓衰老、滋补养颜等药用功效。
娄小华用红菇子实体提取液喂饮小鼠,初步探讨红菇的抗氧化性能及其作用机制,证明红菇提取液中存在某些功能性的成分,这些成分参与了细胞内的抗氧化作用,减轻了自由基对抗氧化系统的攻击,极大地修复了吸入甲醛所致的氧化损伤。
部分种类含有抗癌物质,例如大白菇(R.delica)和鳞盏红菇(R.lepida)对小白鼠肉瘤和艾氏癌抑制率均达80%以上。
美味红菇 (R.delica)和黑紫红菇(R.areop- urpureu)可以产生抗生素,正红菇的多糖提取液对细菌、酵母菌、霉菌均有一定抑制作用。
3.3 林木育苗和植物化生长调节剂价值红菇作为外生菌根菌,已成为某些林木生长不可缺少的因子,当红菇和林幼苗共生后可提高某些林木移植于林区的成活率。
红菇这方面的应用主要是采用接种菌根土或接种菌根苗的方法进行,通常在萌发后的林木幼苗中,人工让其感染形成外生根菌,然后移植于林区。
同时,部分红菇具有很好的植物生长调节剂的功能,它对多种植物的种子发芽和幼苗生长有很好的抑制作用,例如有报道称红汁乳菇的水提物和醇提物对萝卜、油菜有很好的化感作用。
4 存在问题及研究方向
4.1 严格的生态环境研究红菇属真菌为外生菌根菌,对地理位置(海拔,季风),植物的类型(高层,中层,底层),基质土壤的营养状况,气压,季节,温度,pH,空气湿度,阳光,以及一些共生植物提供的特定营养等野外生长环境都有严格的要求,人工不易控制这些环境因素,造成人工:栽培技术的困难。
一般来说,红菇通常每年发生2茬,第1茬在6月25日至7月25日,出菇时间约为10d;第2茬在8月15日至8月30日,出菇时间约为 15d。
其它时候无子实体发生。
红菇子实体一般雨过后需要天晴后发生。
降雨量的多少与雨后是否天晴直接影响红菇产量。
日本下野羲人认为红菇子实体的形成可能是由于降雨和天晴的交替环境影响下,有关的某种代谢机制得到启动的结果。
因此,在实验室如何更加贴切的模拟红菇的野生环境以及探索这些外界环境对孢子萌发的代谢影响将是红菇未来研究的热点。
4.2 分离培养技术研究红菇的孢子在人工培养条件下难以萌发,目前都是采用组织培养的方法。
而菌丝体进行人工培养,都是进行实验室或者小试培养研究,尚未有报道扩大培养的成功案例。
因此,寻求孢子人工萌发的方法以及加快红菇菌丝体深层发酵产物的工业化生产进程是红菇分离培养技术的关键。
4.3 共生关系研究红菇和众多的植物能够形成共生关系
目前红菇对共生植物的重要性研究较多,主要有:红菇只发生在土壤,绝大部分红菇种类属于共生的外生菌菌根菌,已知的红菇种类与植物群落有对应关系。
陈文新的研究表明,红菇与宿主植物形成外生菌根的过程最早发生在植物幼苗生长时期。
红菇一旦与植物形成菌根后,即形成了一种互惠互利的关系。
红菇的主要作用是扩大宿主植物根系的吸收表面积;增强其对磷、铜、锌、锰、铁、镁和钙等微量元素的吸收能力;促进植物体内的水分运输、增强抗旱性、产生植物激素和抗生素,促进植物生长,提高抗逆性等。
但关于共生植物对红菇的生长提供哪些方面的益处,目前所见报道较少。
陈文新认为菌根形成后,菌根菌可以从植物中获得其所需的碳水化合物和其它物质,如生长因子等。
在野生状态下,由于植物根系所产生的分泌物对红菇孢子萌发有刺激作用,同时红菇能与植物根系形成大量菌根,菌根外延成菌丝后集结成菌索,菌索扭结形成原基,在外界条件适宜时,即可发育成子实体,完成红菇自己的生活周期。
但其间的机理,至今尚无明确的研究进展。
陈宇航认为菌根真菌的群落与植物群落的关系密切,以至于菌根真菌群落的任何变动都会导致植物群落生态的改变,而这种改变又反过来影响着菌根真菌的生存、竞争和多样性;通过试验得出增加菌根多样性对红楮林细根生物量及红菇采收量都有明显的提高。
所以,菌根在红菇子实体形成中发挥的作用、红菇孢子形成子实体需要的时间、红菇和其伴生菌的关系等问题一旦取得突破,红菇子实体的人工栽培就有望获得成功。
周新萍芦琴王小平王进(江西中医药高等专科学校医学基础部,江西抚州344000)食用菌2010.3
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中国红菇的研究现状与展望
文章作者: 添加时间:11-10-01 浏览次数:132 红菇( Russula) 是一类大型菌根真菌, 属担子菌亚门、层菌纲、红菇目、红菇科、红菇属。
国际上已报道的红菇有300 多种, 我国有记载的90 余种, 其中多数可食用且具有药用功能。
近年来, 随着研究的深入, 红菇众多的药用价值不断被发现和证实, 已成为开发新一代营养保健品及生物制药的研究热点。
围绕保护和开发、利用红菇资源这一主题, 众多的研究者开展了大量的研究工作, 这些研究主要可以概括为红菇生态的研究、营养及功能性成分的研究和红菇的人工培养三个方面。
1 红菇生态研究
红菇生长需要依存一定的生态环境, 植被、土壤和气候条件等都会直接影响其生长和出菇。
红菇生态学方面的研究可以帮助我们了解红菇生长及出菇的机理, 从而为红菇的人工栽培提供理论依据,对于生态和资源保护也有重要意义。
1.1 红菇生长地的土壤及气候条件
对红菇生长地土壤条件的研究表明: 土壤有腐殖质层覆盖、有机质丰富、质地疏松, 透气性保湿性好, pH 弱酸性, 肥力中等偏低, 对菌根形成与发展以及红菇子实体的形成是有利的。
研究证明 , 红菇生长地的土壤中含有丰富多样的微生物, 这些微生物对红菇的生长有哪些作用目前还不明确, 可以肯定的一点是, 微生物分解枯枝落叶为红菇的生长提供了丰富的营养成分。
红菇在我国从北到南的许多省份都有分布, 总体来看其分布不受气候类型的影响。
出菇大多集中在夏秋两季, 特别是阵雨较多, 气温较高时出菇最多。
说明红菇的出菇受湿度、温度、光照等环境因素的调节。
1.2 红菇与树木的共生关系
红菇大多属外生菌根真菌, 需要与宿主植物的根共生形成菌根才能正常生长出菇。
红菇的共生树种范围较广, 能与多种树种形成外生菌根, 而能与同一种红菇共生的树种往往是一定的。
红菇一旦与树木的根系形成菌根后, 即形成了一种互惠互利的关系: 菌根的形成扩大了植物根系的吸收表面积, 促进其对微量元素的吸收, 增强抗旱、抗病能力, 促进植物生长; 菌根对红菇生长和子实体形成到底有什么作用, 这方面的研究目前还不透彻, 一般认为大多数红菇不产纤维素酶, 分解利用纤维素的能力差, 其生长依靠菌根提供碳水化合物, 含氮化合物和生长因子等。
另外, 植物根系所产生的分泌物对红菇孢子萌发有刺激作用, 萌发后的菌丝与植物根系形成大量菌根, 菌根外延菌丝集结成菌索, 菌索扭结形成原基,并在外界条件得到满足时发育成子实体。
研究表明 , 红菇依存森林的群落结构比较复杂, 物种多样性指数较高, 森林类型稳定, 森林群落结构与红菇的生长存在怎样的关系还有待于进一步的深入研究。
2 红菇营养及功能性成分的研究
2.1 红菇菌丝体中的营养和功能性成分
由于野生红菇的数量非常有限, 而通过人工栽培的方法来获得红菇子实体目前仍是一个高科技攻关难题, 因此红菇市场需求紧缺, 红菇身价倍增。
相对子实体的栽培来讲, 红菇菌丝体的发酵生产具有技术简单、生产周期短、不受天气和季节条件的限制等优点, 开发利用红菇菌丝体发酵产物来代替红菇子实体已成为众多的研究者瞩目的研究热点。
研究表明,红菇菌丝体同样含有丰富的蛋白质和多糖, 齐全的氨基酸、不饱和脂肪酸、挥发性物质、麦角固醇及抑菌活性物质等多种有效成分, 具有极高的营养和药用价值。
2.2 红菇子实体中的营养及功能性成分
红菇子实体中含有丰富的氨基酸、菇多糖、多种人体必需的矿质元素, 还含有多种脂肪酸、甾醇等与人体健康息息相关的功能性成分。
革质红菇中含有17 种氨基酸, 氨基酸总含量为26.53 %。
而且含有Zn、Fe、Si 、Cu、Mn、Ni 、Cr 等7 种人体所必需的矿物质。
正红菇含有16种氨基酸, 必需氨基酸占总氨基酸的54.4 % , 多糖含量为2.74 % , 含有油酸和亚油酸等多种脂肪酸。
高锦明等从黄白红菇子实体中分离鉴定了多种重要化合物, 其中, 脑苷脂类物质(cerebrosides)具有抗肿瘤、抗病毒、抗肝毒、免疫促进等作用,麦角甾醇(ergosterol) 具有抗癌、抗炎和免疫抑制及促进血小板凝聚等作用, 尿嘧啶( uracil) 具有明显的强心、增强血管收缩等作用。
蓝黄红菇、苦红菇和正红菇中也发现了具有抗癌和增强免疫活性的麦角甾醇类化合物。
多数红菇因为含有特有的挥发性成分而具有特有的菇香味。
许旭萍等人的研究表明, 正红菇中发挥发性物质的化学成分主要为烃类、酯类、酸类和杂环衍生物, 其中一些成分是连翘、鱼腥草、木贼麻黄等中草药挥发油的主要成分, 具有平喘、祛痰、清热、解毒、抑菌之功效。
说明正红菇也有这些药理作用。
李惠珍等人还对正红菇色素和正红菇提取液的抑菌作用进行了研究, 结果表明, 正红菇
色素由红紫色素和黄色素两个组分组成, 其中的黄色素不受pH 和温度的影响, 可以广泛应用
于食品工业中: 而受温度和pH 影响较大的红紫色素也在非碱性、巴氏消毒的食品中使用。
正红菇子实体提取液抑菌谱较广, 尤其是对G- 有细菌很强的抑制能力, 对菌类的作用强度为G- 细菌> G+ 细菌> 酵母、霉菌。
红菇中的菇多糖具有降低血液胆固醇含量的作用 , 是高血脂病人的理想药物。
民间广为流传红菇具有治疗妇女产后贫血的功效, 研究证明红菇的热水浸提液对治疗小鼠失血性贫血确实有显著作用 , 红菇补血功能的机理目前还不清楚。
3 红菇人工培养
3.1 红菇子实体的人工栽培
红菇子实体的人工栽培可以分为完全人工栽培和半人工栽培两种, 前者指完全通过人工的手段来营造适合红菇生长环境条件, 然后通过人工接种来栽培红菇; 后者是把红菇菌种接种到现有的适合红菇生长的林地中, 实现红菇的仿生栽培。
由于红菇所依存的生态环境复杂, 其生长和出菇受多种因子的调节和限制; 再加上红菇孢子在人工条件下很难萌发, 红菇菌种只能通过组织分离的方法获得, 一般要经过多次分离才能获得纯的红菇菌种; 因此红菇的人工栽培难度极高。
戴维浩在实验室中进行红菇试种, 张振核等在林地中进行了组织分离、孢子接种、移土试验等多种人工模拟试验, 黄福常等将研制的红菇菌剂接种到宿主椎苗根周围土壤后进行栽培试验, 这些试验均未成功栽培出红菇子实体。
3.2 红菇菌丝体的深层培养
由于红菇尚未实现人工栽培, 而通过深层培养获得红菇菌丝体, 具有成本低、周期短等优势, 且红菇菌丝体与子实体中各营养成分相当。
因此, 以深层培养菌丝体代替资源匮乏的野生子实体, 用来加工成各种营养保
健食品及开发生物药物是切实可行的。
许旭萍, 黄福常等对红菇菌丝体深层培养条件的结果表明: 红菇菌丝体深层培养的适宜碳源为葡萄糖、蔗糖等单糖和二糖, 适宜氮源为酵母膏、牛肉膏等营养丰富的小分子有机氮, 矿质元素磷、钾、镁等对菌丝体生长影响较大, VE 和植物生长调节剂可以促进红菇菌丝体的生长; 菌丝生长
好氧, 在pH 中性偏酸、温度30 ℃左右、具有弱光照射的条件下生长最好。
4 结论与展望
做为一种珍贵的药食两用菌, 红菇不但具有良好的色泽和风味, 并且具有增强机体免疫力、补血、降低血液胆固醇等药用功能。
近年来, 随着生活水平的提高, 人们的饮食要求已经由原来的满足温饱转变为追求健康和崇尚天然。
这无疑为开发利用红菇资源提供了广阔的市场前景。
笔者认为, 红菇资源的开发利用主要有以下几个方面。
4.1 红菇子实体的仿生栽培研究与生态资源保护并重
红菇子实体的人工栽培难度很高, 虽然目前研究已经取得了一定进展, 但仍需要进一步探讨菌根在红菇子实体形成中发挥的作用、红菇孢子弹射落到共生树须根上建立共生关系至子实体形成需要的时间、红菇和其伴生菌的关系等问题, 一旦这些问题的研究取得突破, 红菇的栽培就指日可待。
另外, 在开展红菇仿生栽培研究的同时, 应注重现有红菇林地的生态环境保护工作, 即落实承包责任, 加强管理, 合理采摘, 同时营造红菇林, 扩大适宜红菇生长的林地面积。
4.2 工业化生产红菇菌丝体的深层发酵产物
红菇菌丝体深层发酵产物含有子实体中的多种活性成分, 是开发新一代保健品的热点。
相对于冬虫夏草
和灵芝的深层发酵来讲, 红菇菌丝体深层发酵工艺目前还不完善, 存在生产周期较长, 成本较高、产量较低等问题。
另外, 虽然红菇菌丝体与红菇子实体的营养成分类似, 红菇菌丝体是否具有红菇子实体的全部或部分药用功能呢, 这也需要进一步的研究来证实, 只有进一步明确了红菇菌丝体的保健功能并完善了其深层发酵工艺, 红菇菌丝体发酵产物就将成为红菇子实体的部分替代产品走向市场, 这将会缓解红菇市场的紧缺并带来巨大的经济价值。
4.3 红菇保健品工业发展前景广阔
红菇中含有红菇多糖, 麦角甾醇和一些珍稀脂类、酸类等功能性成分, 具有降胆固醇、提高机体免疫力、抗癌、抗肿瘤等功能。
可以通过不同溶剂萃取这些高级有机化合物来生产具有相应保健功能的红菇保健品。
与合成抗肿瘤药物相比, 红菇保健品药用效果良好且不会产生毒副作用。
另外, 由于红菇具有治疗失血性贫血的功能, 有望开发出新一代的补血产品。
红菇菌丝体发酵产物具有与红菇类似的宜人菇香,这种香味保留到加工后的食用菌保健产品中, 将更加容易被消费者接受。
菌丝体发酵产物中各营养成分受不同培养基配方、不同培养条件及培养时间的调控, 因此可以通过在培养基中添加某种成分或者改变培养条件来获得含某种活性成分较高的菌丝体发酵产物, 从而生产出不同保健功能的食用菌保健品。
具体如何通过人工调控来提高红菇菌丝体中某活性成分的含量,这也是一个值得深入研究的问题。
总之, 红菇保健品潜在的市场价值是非常巨大的, 生产出高质量和信得过的红菇保健品, 将会为我国乃至世界的保健品市场注入新的活力。