(一)、食用菌及其生產(chǎn)
1 、食用菌的營養(yǎng)和醫(yī)藥價值
食品中應用微生物菌體最廣泛和直接的是食用菌。食用菌是可以食用的一類大型真菌(主要是擔子菌),一般直接作為人類食品,現(xiàn)也有通過各種精細加工,制成更精美的飲料、滋補保健品和醫(yī)療藥品。
新鮮食用菌除去約 90% 左右的水分外,在其干物質(zhì)中,有 90%~97% 是有機物。曾有報道在 112 種食用菌的干物質(zhì)中,平均粗蛋白含量為 25% ,脂肪 8% ,碳水化合物 60% (其中糖 52% ,纖維素 8% ),灰分 7% 。各種成分的含量也依栽培條件不同而稍有差異,見表 12-1 。
種類 |
樣品 |
粗蛋白 ( n × 4.38) |
脂肪 |
碳水化合物 |
灰分 | ||
總含量 |
無氮 |
纖維 | |||||
雙孢蘑菇 |
鮮 |
26.3 |
1.8 |
59.9 |
49.5 |
10.4 |
12.0 |
香 菇 |
鮮 |
17.5 |
8.0 |
67.5 |
59.5 |
8.0 |
7.0 |
草 菇 |
鮮 |
30.1 |
6.4 |
50.9 |
39.0 |
11.9 |
12.9 |
金 針 菇 |
鮮 |
17.1 |
1.9 |
73.1 |
69.4 |
3.7 |
7.4 |
滑 菇 |
鮮 |
20.8 |
4.2 |
66.7 |
60.4 |
6.3 |
8.3 |
平 菇 |
鮮 |
30.4 |
2.2 |
57.6 |
48.98 |
8.7 |
9.8 |
口 蘑 |
鮮 |
16.7 |
3.1 |
71.9 |
59.4 |
12.5 |
8.3 |
雞 油 菌 |
鮮 |
21.5 |
5.0 |
64.9 |
53.7 |
11.2 |
8.6 |
雞 擬 |
鮮 |
20.6 |
4.0 |
67.5 |
59.4 |
8.1 |
7.0 |
毛頭鬼傘 |
鮮 |
25.4 |
3.0 |
58.8 |
51.5 |
7.3 |
12.5 |
松 乳 菇 |
鮮 |
18.8 |
7.1 |
67.8 |
未測 |
未測 |
6.3 |
美味牛肝菌 |
鮮 |
29.7 |
3.1 |
59.7 |
51.7 |
8.0 |
7.5 |
黑 木 耳 |
干 |
8.1 |
1.5 |
81.0 |
74.1 |
6.9 |
9.4 |
毛 木 耳 |
干 |
7.9 |
1.2 |
84.2 |
75.1 |
9.1 |
6.7 |
銀 耳 |
干 |
4.6 |
0.2 |
94.8 |
93.4 |
1.4 |
0.4 |
羊 肚 菌 |
鮮(幼) |
23.4 |
7.5 |
55.5 |
46.0 |
9.5 |
13.6 |
表 12-1 常見食用菌的主要成分 * (單位: g/100g )(引自吳淑珍、沈國華資料)
食用菌菇類的蛋白質(zhì)含量是評價其食用價值的重要指標之一。其蛋白質(zhì)和氨基酸含量較一般水果和蔬菜高,在鮮蘑菇中蛋白質(zhì)含量為 3.5% ,而白蘿卜僅 0.6% ,大白菜 1.1% 。食用菌中氨基酸種類較全,有 17~18 種之多,即含有人體所必需的 8 種必需氨基酸。許多種類的氨基酸含量可以與牛乳、肉和魚粉相當。食用菌中的脂類主要是脂肪、磷脂、蠟和固醇等脂溶性化合物,這些脂類可與蛋白質(zhì)結(jié)合成脂蛋白質(zhì)。食用菌脂類似于植物脂肪,含有較高的不飽和脂肪酸如油酸、亞油酸,其中亞油酸可占中性脂肪部分脂肪食量的 70% ,占極性類脂部分脂肪酸量的 90% 。因此具有降低血脂的作用。食用菌碳水化合物中海藻糖和糖醇含量可達 3% 左右,或糖膠在 3% 以下,有豐富的肝糖,并含有平均干重含量達 12% 的食物纖維素和含有非蛋白氮的幾丁質(zhì)。食用菌的灰分中含有人體必需的多種礦物元素,尤以鉀和磷的含量最高,鉀可高達灰分的 58% ,磷達 20% ,鈉 2% 左右,再是鈣和鐵。而且許多食用菌含有豐富的維生素。如雙孢蘑菇中含有 VB 12 、 VB 2 、 VC 、 VK 、泛酸、煙酸、葉酸等。雞油菌中含有較多的維生素 C 和胡蘿卜素。在鮮草菇中含有的維生素 C 高達 206.27mg/100g ,遠高于蘋果中的含量,見表 12-2 。
表 12-2 18 種食用菌的維生素含量( mg/100g )
維生素 菌類 |
硫胺素 ( B 1 ) |
核黃素 (B 2 ) |
煙酸 (B 3 ) |
抗壞血酸 (C) |
麥角固醇 (D 原 ) |
雙孢蘑菇 |
0.16 |
0.07 |
4.8 |
13.19 |
124 |
香 菇 |
0.07 |
0.12 |
2.4 |
10.97 |
246 |
草 菇 |
1.20 |
3.30 |
91.9 |
20.6 |
… * |
金 針 菇 |
0.31 |
0.05 |
8.1 |
10.93 |
204 |
滑 菇 |
0.08 |
0.05 |
3.3 |
8.83 |
223 |
平 菇 |
0.40 |
0.14 |
10.7 |
9.30 |
120 |
黑 木 耳 |
0.19 |
1.20 |
4.1 |
25.40 |
35 |
銀 耳 |
0.12 |
0.01 |
2.2 |
4.57 |
41 |
灰 樹 花 |
0.25 |
0.08 |
9.1 |
14.84 |
225 |
元蘑(亞側(cè)耳) |
… |
0.03 |
… |
15.07 |
58 |
松 口 蘑 |
… |
0.15 |
… |
15.62 |
221 |
蜜 環(huán) 菌 |
… |
0.06 |
… |
10.96 |
130 |
橙 蓋 傘 |
… |
0.35 |
… |
11.88 |
158 |
叢生離褶傘 |
0.08 |
0.06 |
9.0 |
10.97 |
202 |
金 號 角 |
… |
0.11 |
… |
67.02 |
51 |
日本美味松乳菇 |
… |
0.44 |
… |
7.37 |
126 |
乳牛肝菌 |
… |
0.07 |
… |
9.07 |
104 |
竹 蓀 |
… |
0.05 |
… |
4.01 |
37 |
*100g 干樣品中的含量 …表示此項未測定
食用菌不僅具有相當高的營養(yǎng)價值,是美味佳肴,且具有保健價值,有許多有效的醫(yī)療價值。劉波( 1978 )在《中國藥用真菌》一書中收錄了 117 種具有各種藥用或食療作用的真菌,其功效分類包括:解表類、利尿滲濕類、消導類、止血活血類、祛痛類、止咳化痰類、健胃類、清熱類、通便類、安神類、補益類、驅(qū)蟲類、祛風濕類、平肝息風類、降血壓類、調(diào)節(jié)機體代謝類,抗腫瘤類,外用消炎等 17 類。如白木耳有提神生津、滋補強身的功用,是珍貴的滋補品。黑木耳具有潤肺和消化纖維素的功用。香菇含有的香菇素能降低血液膽固醇。猴頭菌制片對胃及十二指腸潰瘍具有良好療效,并可緩解消化系統(tǒng)癌癥。靈芝菌具有治療神經(jīng)衰弱和延緩衰老的作用。因此食用菌具有很高的經(jīng)濟和醫(yī)療保健價值。
2 、食用菌的分類地位
食用菌是屬于真菌門( Eumycota )中的子囊菌亞門( Ascomycotina )和擔子菌亞門( Basidiomycotina )的大型真菌。目前世界上已有記載的食用菌已超過 2 000 多種。據(jù)卯曉嵐 1988 年統(tǒng)計,我國已知的食用菌有 657 種,分屬于 41 個科, 132 個屬,其中子囊菌 37 種,占 5.6% ,擔子菌 620 種,占 94.9% 。但目前進行人工栽培的有 40 余種,作為商品生產(chǎn)的僅 20 多種,見表 12-3 。
表 12-3 目前進行商品生產(chǎn)的食用菌
中 名 |
學 名 |
別 名 |
雙孢蘑菇 |
Agaricus bisporus (Lange) Sing. |
蘑菇、洋蘑、白蘑 |
大 肥 菇 |
A. bitorquis (Quel.) Sace. |
雙環(huán)蘑菇 |
香 菇 |
Lentinus edodes (Berk.) Sing. |
香信、香菌、冬菇 |
銀 耳 |
Tremella fuciformis Berk. |
白木耳 |
金 耳 |
T. auranlia Schw. Ex Fr. |
黃金銀耳 |
黑 木 耳 |
Auricularia auricula (L. ex Hook.) Underw. |
木耳、房耳、云耳、川耳 |
毛 木 耳 |
A. polytricha (Mont.) Sace. |
構(gòu)耳、黃背木耳 |
草 菇 |
Volvariella volvascea (Bull. Ex Fr.) Sing. |
南華(花)菇、桿菇 |
金 針 菇 |
Flammulina velutipes (Fr.) Sing. |
毛柄金錢菌、樸菇、構(gòu)菌、冬菇 |
糙皮側(cè)耳 |
Pleurotus ostreatrs (Jacg ex Fr.) Quel. |
平菇、北風菌 |
鳳 尾 菇 |
P. sajorcaju (Fr.) Sing. |
環(huán)柄斗菇、環(huán)柄側(cè)耳 |
鮑 魚 菇 |
P. cystidiosus Han et al |
亞櫟平菇 |
裂皮側(cè)耳 |
P.corticatus (Fr.) Quel. |
櫟平菇 |
金頂側(cè)耳 |
Pholiota nameko (Ito) Ito et Imai. |
|
滑 菇 |
Pholiota nameko (Ito) (Bull ex. Fr.) Pers. |
猴頭 |
茯 苓 |
Poria cocos (Schw.) Wolf |
|
灰 樹 花 |
Polyporus frondosus Dicks ex Fr. |
具葉多孔菌 |
長裙竹蓀 |
Dictyophora indusiata (Vent. Ex Pers.) Fisch. |
竹蓀 |
短裙竹蓀 |
D. duplicata (Bosc.) Fisch. |
竹蓀 |
靈 芝 |
Ganoderma lucidum (Leyss ex Fr.) Karst. |
靈芝草、紅芝、萬年 、青芝 |
3 、食用菌的營養(yǎng)生理
食用菌的營養(yǎng)方式可分為腐生菌類、共生菌類,兼性寄生菌類和弱寄生菌類四大類型。食用菌能利用的碳原只能是纖維素,半纖維素、木質(zhì)素、淀粉、有機酸和醇類等有機物,不利用無機碳。不同生長期的食用菌對氮素要求不一樣,菌絲生長時氮素要求相對高一些, C/N 以 15 ~ 20 : 1 ,而子實體形成時則以 30 ~ 40 : 1 為好。氮源可以是氨基酸、尿素、氨和硝酸鉀等小分子氮化合物。食用菌生長發(fā)育需磷、鉀、鎂、鈣、鐵、鋅、錳多元素,尤以磷、鉀、鎂最為重要。同時需要生長因子參與新陳代謝活動。
4 、食用菌的栽培生產(chǎn)
食用菌的生產(chǎn)分為液體深層發(fā)酵培養(yǎng)和固體基質(zhì)栽培兩種方式。前種方式可在較短時間內(nèi)獲得大量菌絲體和代謝產(chǎn)物。工藝過程為:
這是一個液體培養(yǎng)逐級擴大的過程。后一種方式可以獲得子實體。工藝過程為:
這是固體培養(yǎng)基上逐級擴大的過程。液體發(fā)酵法主要是通過發(fā)酵獲得食用菌的菌絲體和代謝產(chǎn)物,可用于保健食品和藥品生產(chǎn)。固體發(fā)酵主要是獲得可食用的子實體。食用菌固體發(fā)酵栽培方法簡易,原料廣泛易得。固體栽培方法(以蘑菇為例)大致如下:先將腐熟成醬色的培養(yǎng)料去除各種磚石塊、昆蟲、明顯長有霉菌和未腐熟透的原料,施入少量磷肥,拌勻平整稍壓,然后每隔 20cm 左右挖一淺穴,播入菌種塊。保溫 22~26 ℃培養(yǎng)。兩周后可見菌株在培養(yǎng)料上生長蔓延,上再蓋一層相對含水量在 60%~70% 的細土層;并降溫至 15~18 ℃, 2 周后可見菌絲體纏結(jié)成團并形成子實體。
5 、食用菌的保鮮加工
新鮮的食用菌子實體收獲后,除馬上直接銷售和食用外,必須加以保鮮、保藏和加工。保鮮方法可用塑料食品袋(盒)簡易保鮮,或包裝后置于 0~8 ℃冷藏保鮮,低溫氣調(diào)(即調(diào)節(jié)空氣組分)保鮮以 100~60kraD 劑量輻射保鮮和利用 0.6% 食鹽水或 0.001%~0.07% 焦亞硫酸鈉溶液浸泡等化學藥物保鮮等等不同方法。干制加工可用日曬干制或烘烤等脫水方法。食用菌也可進行加工罐藏或食用菌罐頭,或鹽漬成鹽水蘑菇 , 鹽水平菇等,或糖漬成食用菌蜜。食用菌深加工可制成健肝片、蘑菇醬油、香菇松、復方銀耳糖漿、食用菌飲料或口服液等。不僅可方便服用,而且可以大幅度地增加加工附加值,提高經(jīng)濟效益。
(二)、單細胞蛋白的生產(chǎn)與應用
單細胞蛋白( single cell protein, SCP )的生產(chǎn)即是利用某些含有豐富營養(yǎng)源的廢水廢液或其他低氮或無氮原料培養(yǎng)某些細菌或酵母菌(有時為絲狀霉菌)生產(chǎn)獲得蛋白質(zhì)的方式。微生物菌體細胞含有極為豐富而全面的營養(yǎng)成分,高量的蛋白質(zhì)和較多種類的氨基酸,維生素等,如表 12-4 所示的產(chǎn)朊圓酵母( Torulopsis utilis )菌體的成分。另外微生物菌體生產(chǎn)可以
工業(yè)化生產(chǎn)而不受環(huán)境條件影響,且微生物生長遠較動、植物生長快得多,微生物合成同等數(shù)量
的蛋白質(zhì)比植物快 500 倍,比動物快 2 000 倍。又可以利用廉價原料進行工廠化規(guī);a(chǎn)。
表 12-4 產(chǎn)朊圓酵母菌體的成分(以細胞干重計)
一般成分( % ) |
維生素( μ g/g ) |
氨基酸( % ) |
水分 5.8 |
硫胺素 5.3 |
精氨酸 3.6 |
可用于單細胞蛋白生產(chǎn)的原料可分為碳水化合物類,碳氫化合物類,石油產(chǎn)品類,無機氣類,有機工業(yè)廢水類,城市廢棄物類,農(nóng)畜牧業(yè)廢棄物類,海產(chǎn)廢棄物類、泥炭類等等,來源十分廣泛,尤其是利用城市、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有機廢水廢棄物如檸檬酸生產(chǎn)廢水、味精廢水、酒精廢水、豆制品廢水、淀粉廠生產(chǎn)廢水、精密廢水等進行單細胞蛋白生產(chǎn),不僅可獲得有價值的蛋白質(zhì),且可以清除有機污染物,變廢物為資源,保護環(huán)境。國內(nèi)都已有成功的規(guī);a(chǎn)。利用各種原料進行單細胞蛋白生產(chǎn)及其涉及的微生物列于表 12-5 。
表 12-5 各類生產(chǎn)單細胞蛋白的原料及涉及的微生物
類 別 |
原 料 |
主要微生物 |
碳水化合物 |
淀粉、糖、纖維素水解物等 |
酵母菌( Saccharomyces ) |
碳氫類化合物 |
石油餾分物 |
假絲酵母( Candida ) |
石油產(chǎn)品物 |
甲醇、乙醇、乙酸 |
假絲酵母 |
無機氣體 |
CO 2 , CO , H 2 ,其他 |
水球藻( Chlorella ) |
有機工業(yè)廢水 |
淀粉廢水,糖蜜廢水、酒精廢水、豆制品廢水、味精廢水等 |
以上各類微生物 |
農(nóng)畜有機廢棄物 |
各種牲畜糞尿,果汁加工廢液,各種秸桿、木屑、蔗渣等等發(fā)酵水解液 |
以上各類微生物 |
單細胞蛋白的生產(chǎn)流程大致為:原材料前處理 水解 調(diào)節(jié) pH 澄清 配液發(fā)酵 分離壓榨 干燥 成型 包裝。在培養(yǎng)后應盡快將菌體細胞分離,尤其是酵母菌體。如發(fā)酵后不及時分離,則可使酵母菌發(fā)生自溶,不僅影響產(chǎn)量,也影響產(chǎn)品質(zhì)量。
(三)、微生態(tài)調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)
微生態(tài)調(diào)節(jié)劑( microecological modulator )就是以微生態(tài)學理論為基礎(chǔ)、用于調(diào)整微生態(tài)平衡,防止微生態(tài)失調(diào),以達到提高動物、植物和人的健康水平或增進健康佳態(tài)的有益微生物及其代謝產(chǎn)物的微生物制品。
微生態(tài)調(diào)節(jié)劑包括益生菌( Probiotics )、益生元( prebiotics )和合生元( synbiotics )三類。益生菌是指能通過改善微生態(tài)平衡,發(fā)揮有益作用而幫助寄主提高健康水平或改善健康狀態(tài)的微生物及其代謝產(chǎn)物。目前對于人類應用較多的有雙歧桿菌( Bifidobacterium )、乳桿菌 ( Lactobacterium ) 、腸球菌( Enterococcus )、大腸桿菌( Escherichia coli )、枯草芽孢桿菌( Bacillus subtilis )、蠟樣芽孢桿菌( B.cereus )、地衣芽孢桿菌 ( B. licheniformis ) 和酵母菌等。益生元是指能夠促進益生菌生長繁殖的物質(zhì),如雙歧因子( bifidus factor ),各種只能為有益菌利用,卻不能為大部分腸細菌分解和利用的寡聚糖以及某些中草藥等等,能夠扶植正常菌群生長,調(diào)整菌群失調(diào),提高有益菌的定殖能力。合生元是指益生菌和益生元同時并存的制劑。微生態(tài)調(diào)節(jié)劑可從不同角度進行分類,如按劑型,可分為液體劑型、固體劑型、半固體劑型和氣體制劑型四類;按成分,即菌體(包括活菌體、死菌體),代謝產(chǎn)物和生長促進物質(zhì)三類;按用途分,即以保健和疾病防治兩類;按宿主分,即為人類、動物、植物和微生物四類。
微生態(tài)調(diào)節(jié)劑制品近年來得到了很大的發(fā)展,很多已成為商品。其生產(chǎn)過程如同其他發(fā)酵物一樣。固體劑型是在液體發(fā)酵后干燥、再加人填充料灌裝成膠囊。質(zhì)量是保證微生態(tài)調(diào)節(jié)劑有效的關(guān)鍵。活菌體制劑應使含菌量在( 10 7 ~10 8 )個 /ml 或 g 。
微生態(tài)調(diào)節(jié)劑的作用主要是:① 調(diào)整失調(diào)的微生態(tài)系統(tǒng),使之保持平衡。② 對非自然的微生物產(chǎn)生拮抗,抑制有害微生物。③ 利用其代謝產(chǎn)物改善環(huán)境,有利于保持生態(tài)平衡。④ 促進動植物生長。⑤ 預防和治療某些動植物和人類的疾病,有利于健康。人類利用微生態(tài)調(diào)節(jié)劑預防和治療或輔助治療許多疾病已有眾多報導,如對胃腸道疾病、肝臟疾病、高血脂癥、某些醫(yī)源性疾病、嬰幼兒保健、癌癥、某些婦科疾病等等都有較好的預防和治療或輔助治療作用。