灵芝液体深层发酵技术及产品开发

灵芝菌体液态深层发酵条件的优化毛健1,2，马海乐1,*【摘要】研究摇瓶灵芝菌体液态深层发酵温度和初始pH值，在此基础上进行5L发酵罐批次培养，研究发酵过程pH值控制、溶氧控制对灵芝菌体生长和灵芝胞外多糖的影响。

结果表明：发酵温度30℃，初始pH值为6.0；过程pH 值控制策略：菌体生长前期(0～40h)控制pH值为5.5，40～48h控制pH 5.0，48h后至发酵结束控制pH4.5；溶氧控制策略为：搅拌转速160r/min，通风量0.75vvm。

优化后的验证实验结果：灵芝菌体生物量最高达到19.7g/L，胞外多糖最高达到3.23g/L，较优化前灵芝菌体生物量12.8g/L和灵芝胞外多糖2.39g/L分别提高了53.9%和35.1%。

【期刊名称】食品科学【年(卷),期】2009(030)023【总页数】6【关键词】灵芝胞外多糖；液态深层发酵；pH值；溶氧；条件优化灵芝(Ganoderma lucidum)为担子菌纲、多孔菌科属高等真菌，是一种珍贵的药用真菌，具有调节免疫[1-2]，抗肿瘤活性[3-4]，延缓衰老[5]等作用。

灵芝多糖一般是从灵芝菌的子实体、菌丝体、发酵液中分离出的、由10个以上单糖单元构成的高分子聚合物[6]，胞外多糖和胞内多糖主要利用深层培养技术大规模生产灵芝菌丝体并从中获取灵芝胞外多糖等有效成分，较传统子实体培养，具有周期短、成本低、产量大、操作方便的特点，已成为当前真菌多糖开发的热点之一。

影响灵芝液态深层培养的因素很多，如发酵培养基组成[7-8]、接种量[9]、发酵培养温度[10]、pH值[11]和溶氧[12]。

其中，pH值对灵芝生长和胞外多糖合成影响很大，pH值可影响代谢途径中各种酶系的活性，发酵过程中pH值的优化控制能够较大幅度提高菌丝体和胞外多糖的产量，而这类研究目前不多，且其中大部分研究停留在初始pH值的控制上，发酵过程未加以控制。

溶氧也是重要的影响因素之一，深层培养供养状况对菌体生长和胞外多糖积累有重要意义。

灵芝液体发酵培养及其药理作用研究进展[摘要] 灵芝(ganoderma lucidum), 俗称灵芝草, 古称瑞草, 分类学上属于担子菌亚门、层菌纲、非褶菌目、灵芝科、灵芝属植物。

灵芝是我国著名的药用真菌和新资源食品，在我国有2000多年的历史，有“益心气，人心生血，助心充脉，安神，益肺气，益脾气，补气，坚筋骨，利关节，治耳聋”等功效，在营养、保健和医疗方面均有极高的营养价值。

根据我国第一部药物专著《神农本草经》记载：灵芝分为青芝、赤芝、黄芝、白芝、黑芝和紫芝六种，其药用价值受到了历代医者的推崇。

随着现代科学技术的不断进步，对灵芝的研究也进一步深入。

目前的研究认为灵芝的主要生物活性成分包括灵芝多糖和三萜等。

近年来，采用液体深层发酵技术生产获取灵芝多糖和三萜等成分的研究取得了不少进展。

与此同时，现代医学研究也证明灵芝对于慢性支气管炎、冠心病、肝炎、高血脂症、神经衰弱等多种疾病均有不同程度的疗效[1]。

本文就灵芝液体的发酵培养及其药理作用的研究现状和发展做一综述。

[关键词]灵芝；液体发酵；药理作用[中图分类号] r932[文献标识码] b[文章编号] 1005-0515（2011）-02-053-021 灵芝的液体发酵培养1.1 菌种的筛选灵芝属种质资源十分丰富，仅我国就有98种，但是目前对灵芝的研究主要集中在赤芝(ganoderma lucidum) 和松杉灵芝(ganoderma tsugae)两个种，还有大量的物种资源尚待开发[2]。

近年来研究证实，沂山灵芝、紫灵芝、赤芝g22生长速度快，液体培养获得的生物量、菌丝多糖含量也比较高；而日本红芝、京大、树舌灵芝3个品种则是多糖和三萜含量均相对较高，故均可作为优势菌种[3-6]。

灵芝无论是多糖还是三萜含量在不同菌株间都存在着显著的差异，且多糖和三萜二者的含量之间并不存在着必然联系，多糖含量与菌丝体生物量之间也没有相关性，确定优势菌种要对灵芝菌种的各项生理生化指标进行综合权衡[6]。

灵芝的液体发酵与菌种制作1、生产流程摇瓶培养基制备→灭菌→培养基→灭菌→斜面菌种→接种→摇瓶培养→种子槽发酵→发酵槽发酵→放缸→菌丝和发酵液分离→分别烘乾→培养基配制→灭菌→磨粉直接应用或提取→成品2、斜面菌种制备液体发酵用的斜面菌种，必须生命力强，菌龄期要短，接种后能迅速生长，否则就会感染杂菌，斜面菌种以菌龄10～14天，刚长满试管的为宜。

斜面菌种培养基斜面菌种培养基配方种类很多不一定局限哪一种。

常用的培养基有：a.PDA斜面培养基马铃薯200～250g、葡萄糖20～25g、琼脂20～25g、水1000ml、自然pH。

制法：马铃薯去皮、切成薄片，称取200g，加水1000ml，煮沸15～20分钟左右，到薯片酥而不烂止，取滤汁，加琼脂，继续煮，待琼脂全部溶解，再加葡萄糖20g，搅拌，使之全部溶解，再补充水至1000ml，装入试管，装量为试管高度的1/5～1/4，塞上棉塞，1.05kg蒸气压保持20～25分钟，灭菌，摆成斜面即可。

b.PDA综合培养基马铃薯200～250g、葡萄糖20～50g、硫酸镁0.2g、磷酸二氢钾0.5g、琼脂20～50g、水1000ml、自然pH。

制法与PDA培养基同。

c.玉米粉葡萄糖培养基玉米粉20～25g、葡萄糖15～20g、琼脂20～25g、水1000ml、自然pH。

制法：玉米粉40克，加水1000ml，煮沸，保持30～35分钟，不断搅拌，然后用密及纱布过滤，取滤液，以下与PDA培养基制法同。

然后灭菌制成斜面。

3、摇瓶菌培养培养基玉米粉1%、葡萄糖3%、酵母粉0.5%、磷酸二氢钾0.2%、硫酸镁0.1%、自然PH。

制法：玉米粉加些许的水，均匀的搅拌，加热至微沸，保持1hr，取过滤液，再加入其他成分并补充水至1000ml，搅拌，分装於500ml 约三角瓶中，每瓶装200ml，用密及的纱布包口，包上不透气纸，灭菌锅1.05kg蒸气压（121℃）30～35分钟灭菌。

4、接种方法在无菌箱或接种室中，用接种针挑取试管表面菌种，并将其割碎，接入灭菌的三角瓶培养基中，每管接1瓶，24～28℃摇瓶培养，摇瓶速度每180次/分，培养5～7天，当培养液呈清澈透明状，培养液中充满菌球时，即可终止摇瓶，作菌种发酵灌接种用。

液体深层发酵技术在食用菌方面的应用及进展摘要：食用菌中含有的营养物质十分丰富，具有极高的食用价值和药用价值。

食用菌越来越受到人们的青睐，这就使食用菌的市场需求量逐年增加。

传统的固体培养生产食用菌不能满足人们的需求。

随着发酵技术的日趋成熟，菌丝体发酵技术也越来越成熟，发酵罐发酵生产为菌丝体提供丰富的营养物质和适宜的环境，优点较多包括培养周期短，不受季节限制，有利于规模化，接种方便，菌丝体生长一致等。

液体深层发酵法能较有效提高产量和效益，广泛应用于工业生产。

茵丝体开发出来的产品也已进入市场，有良好的市场前景。

关键词：食用菌、液体深层发酵技术近年来，我国食用菌生产迅猛发展，传统的食用菌制种方式已远远不能适应食用菌日益发展的需要。

食用菌液体深层发酵技术比传统的食用菌生产方式有明显的优越性，在液体深层培养中，菌丝细胞能在反应器内处于最适温度、酸碱度、氧气和碳氮比等条件下生长，呼吸作用所产生的代谢废气又能及时排放，因此新陈代谢旺盛，菌丝生长分裂迅速，能在短时间内产生大量的菌丝体(菌种)。

并且液体菌种接入固体培养料时，又具有流动快，易分散，萌发快，发菌点多等特点，较好地解决了袋栽食用菌在接种过程中易污染的问题。

因此，发展食用菌液体深层发酵技术前景广阔[1]。

液体探层发酵技术属于生物工程内容之一,这一概念是从20世纪40年代中期抗生素工业的兴起而开始的,并由当时的美国弗吉尼亚大学生化工程专家lEmerL.Gaden,rJ设计出培养各种抗菌素的微生物系统的机械搅拌和通气的生物反应器,成为该项技术的发言人和权威。

这一技术应用在食用菌方面的研究,据资料报道,最早的是1948年美国的H.Humfedl等对蘑菇进行的深层发酵研究。

国内较早的报道是上海植物生理研究所的陈美聿等人于1960年进行的香菇深层发酵研究。

1979年杨庆尧开始研究香菇等的深层发酵,并研究了液体培养基的粘度与菌球的关系。

80年代后,国内外纷纷开展了这一技术的研究与应用探讨[1]。

灵芝的深加工与保健食品开发随着人们健康意识的增强，保健食品市场逐渐兴起。

而在保健食品中，灵芝作为一种珍贵的中草药，具有广泛的应用和销售潜力。

灵芝的深加工与保健食品开发，不仅可以丰富市场产品种类，还能充分发掘灵芝的药用价值，满足人们对健康产品的需求。

一、灵芝的药用价值灵芝，又称“神草”，在中医药中被誉为“草中之王”。

它具有多种药用价值，包括免疫调节、抗肿瘤、抗衰老等功效。

灵芝中含有多种生物活性成分，如多糖、三萜类化合物等，这些成分对人体有益。

由于灵芝功效的广泛认可，开发灵芝保健食品具有巨大潜力。

二、灵芝的深加工产品1. 灵芝提取物：灵芝经过提取和浓缩，得到灵芝提取物。

灵芝提取物中富含有效成分，具有较强的药用价值。

可以将灵芝提取物添加到保健饮品、口服液等产品中，提高其保健功效。

2. 灵芝粉：将灵芝经过研磨和粉碎，得到细腻的灵芝粉。

灵芝粉可以作为保健品中的主要原料，也可以加入到食品中，如面包、饼干等，增加产品的营养价值。

3. 灵芝胶囊：将灵芝经过加工制成灵芝胶囊，方便人们食用。

灵芝胶囊不仅方便携带，还可以控制剂量，确保人们充分享受到灵芝的药用价值。

4. 灵芝饮品：利用灵芝提取物或灵芝粉添加到饮品中，生产出灵芝饮品。

灵芝饮品不仅具有清凉爽口的特点，还能为人体提供丰富的营养和药用成分。

三、灵芝保健食品的研发挑战在灵芝保健食品的研发过程中，也存在一些挑战。

1. 成分稳定性：灵芝中的有效成分在加工过程中易受温度、光线等因素的影响而降解。

因此，如何保证产品中有效成分的稳定性是一个亟待解决的问题。

2. 加工工艺：灵芝加工过程中，如何选择合适的加工工艺，既能确保产品的营养成分和药效，又能降低生产成本，是一个需要思考的问题。

3. 产品质量控制：灵芝保健食品的质量直接影响产品的功效和口感。

因此，建立科学的质量控制体系，确保产品的质量和安全性，是非常重要的。

四、市场前景与潜力随着人们对健康意识的提高，保健食品市场呈现出快速增长的趋势。

加工技术-我国食用菌深加工技术的六种创新工艺食用菌味道鲜美，不仅具有高蛋白、低脂肪、低热量的特点，素有“素中之荤”之称，且富含多糖、膳食纤维等多种功能性物质，在抗肿瘤、增强免疫力、降血压血脂、抗衰老等方面作用明显。

这些特点引起了保健食品和生物制药领域的广泛兴趣。

食用菌的深加工品属于中药和保健品的范畴，因此中药和保健品的深加工技术同样适用于食用菌的深加工。

01液体深层发酵技术发酵属于生物工程技术范畴，是生物技术转化为生产力的重要途径。

它在食用菌功能食品开发中已经得到深入的研究和广泛的应用。

目前研究的热点多集中在食用菌液体发酵条件、液体深层发酵动力学研究及发酵所得菌丝的形态学和生理活性物质的研究等。

食用菌液体深层发酵技术不仅可以实现食用菌菌丝的批量生产，同时又可以从发酵液中提取多糖、生物碱、萜类、甾醇等多种对人体有利的生理活性物质，为食用菌功能性食品的生产和开发提供了有力保证。

02超细粉体技术目前国外对粒径小于３μｍ的粉体称为超细粉体。

超细粉体技术是近几十年来发展起来的一门新技术，物料经超微粉碎后可完整地保持其有效成分。

灵芝、茯苓等经超细粉后，增加了多糖、三萜类等有效成分的比表面积，便于人体吸收和利用。

金针菇、香菇中膳食纤维含量比较丰富，两者经超微粉碎后，大大提高了膳食纤维的可利用率，显著提高人体的消化吸收率。

03微胶囊技术微胶囊技术是一种采用特定设备和特殊方法，把分散的固体颗粒、液滴或气体完全包封在一层微小、半透性或封闭的膜内形成微小粒子的技术。

许多食用菌经微胶囊包覆后，更好的控制了其有效成分的缓释速度，增强了其利用率。

除此之外，灵芝经微胶囊技术加工后，能屏蔽掉三萜类等物质的不良口感。

目前，微胶囊技术广泛应用在食用、医药和生物化工领域。

04超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是近年来快速发展的高新技术，其原理是将超临界流体控制在超过临界温度和临界压力的条件下，从目标物中萃取成分，当恢复到常压和常温时，溶解在超临界流体中的成分即与超临界流体分开。

灵芝液体发酵研究进展摘要灵芝由于具有许多重要的生物活性，而受到人们的关注，与传统的固体发酵相比，灵芝液体发酵技术具有生产周期短，品质稳定，产量高，易于控制等优点[1，2]。

当然，为了进一步优化灵芝液体发酵，研究人员从发酵液，发酵条件和发酵菌种的选育方面入手，取得了很大的进展。

本文主要对这些方面的研究进行综述。

关键词灵芝；（深层）液体发酵；优化灵芝自古以来就是我国名贵药用真菌，研究发现灵芝菌丝体中含有大量生物活性物质，如三萜、生物碱、有机锗及腺苷类[3]等；近代医学研究也表明灵芝具有增强免疫，促进新陈代谢，抗肿瘤，延缓衰老等作用[2，4]。

鉴于灵芝的多种重要的生物活性，目前市面上已出现名目繁多的灵芝产品，然而无论从产品种类还是科技含量上来看，均迫切需要进一步深化灵芝产业的开发及应用研究[3]。

然而，目前栽培灵芝所用的菌种基本为固体菌种，这样就大大延长了灵芝的生产周期，降低了灵芝的生产效率[5]，难以充分满足灵芝产品开发的需要。

而利用现代生物技术通过液体发酵生产灵芝菌丝体，菌丝增殖速度快，生产周期短，不受季节的影响，生产效率高，可实现灵芝的工业化生产[1，2]。

本文对近5年来灵芝发酵条件的探索及发酵优化等方面的研究进展加以综述。

若要实现灵芝的发酵生产，首先就得对其发酵的工艺条件进行探索[6，7]，包括发酵培养基组成及其条件，菌种的选择，发酵液的量，接种量，发酵温度等等。

当然，有许多研究工作者对这方面进行了研究，也取得了不小的进展，首先从培养基的组成及发酵条件方面加以说明。

培养灵芝的发酵培养基及其发酵条件，研究进展如下[8]：1、发酵培养基组分碳源：一般认为单糖，如葡萄糖，对菌丝生长和多糖生成最为有利。

此外，使用复合碳源对提高发酵灵芝多糖和灵芝酸的产量有利，但其机制尚不十分明确，可能与复合碳源含有维生素或促生长因子有关。

氮源：因灵芝对有机氮源利用比无机氮源迅速，且有益于高产，灵芝发酵大都采用有机氮源。