灵芝液体深层发酵技术研究进展

摘 要 灵芝是我国著名的药食兼用大型真菌。对近年来灵芝液体深层发酵技术在菌种选育、培养基优化以及发酵参数选择等方面的研究进展进行总结阐述。

关键词 灵芝 ；液体深层发酵技术 ；研究进展

分类号 Q939.97

Recent Advances in Liquid Submerged Fermentation Technology of

Ganoderma lucidum

QU Zhi XIE Qingyi MA Haixia

（Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology， CATAS， Hainan 571101， China）

Abstract Ganoderma lucidum is famous for the medicinal fungi and new food resources. The recent advances in research on the stain improvement， medium optimization and the fermentation parameters selection were briefly introduced， as well as the prospect for the development of liquid submerged fermentation technology of Ganoderma lucidum.

Keywords Ganoderma lucidum ； liquid submerged fermentation ； research progress

灵芝（Ganoderma lucidum），俗称赤芝、红芝、木灵芝，古称瑞草，是我国著名的药食兼用大型真菌，其孢子、菌丝和子实体均可利用，药用历史悠久，古典医书对灵芝的药用功效均有记载，认为灵芝是祛病延年、滋补强壮、扶正固本、有利于机体保持或恢复稳态的珍贵药品，可用于多种疾病的治疗[1]。现代药理研究表明，灵芝中已经分离到150 余种化合物，其中主要的生理活性物质为灵芝多糖和灵芝三萜，它们具有抗肿瘤、抗病毒、抗衰老、抗氧化、消炎抗菌、保肝护肝、调节免疫、促进新陈代谢等功效，且几乎无毒副作用，受到医药界的广泛重视。传统上，灵芝是通过野外采集或人工栽培获得。目前，灵芝野生资源稀缺，而人工栽培投入成本高，生长周期长（2～3个月以上），劳动强度大，易受季节、环境、区域、原料等因素制约，品质难以控制[2-3]；此外，传统上灵芝以子实体或孢子入药，子实体味苦，木质化、纤维化程度高，孢子细胞壁厚，机体较难吸收利用，不宜直接用作食、药原料[4]。1973年，林忠平等[5]以灵芝、紫芝为试验材料，进行了一系列液体深层发酵技术的相关研究，此后，国内外学者相继展开了对液体深层发酵技术的应用研究与探讨，其培养技术日趋成熟和完善。与传统方法相比，该技术具有周期短、成本低、产出多、利于工业化、培养物营养丰富且质量稳定，以及提取分离容易等优点，而且灵芝深层培养液苦味小，营养和药用价值不低于子实体甚至有些指标高于子实体。液体深层发酵生产灵芝已显示出明显的优势，具有广阔的应用前景。

1 菌种选育研究

优良菌种的选育是提高灵芝液体深层发酵水平的基础和关键。目前，常用的育种手段有自然选育、诱变育种和杂交育种。从野生灵芝经组织分离、纯化所获得的菌株，对自身固有的代谢调节系统较为依赖，趋于稳定生长和繁殖，长速慢，生产能力低，无法为液体深层发酵提供其所需的大量灵芝菌种[6]。从现有研究来看，采取孢子、原生质体等诱变育种仍是灵芝菌种选育主要途径。朱芬等[7]在对供试灵芝菌株进行原生质体紫外诱变的基础上，经过多重筛选试验，获得了菌丝干重和三萜含量稳定提高的诱变株UV-3。董玉玮等[8]采用氯化锂诱变赤灵芝原生质体，所得诱变株液体发酵目标产物产量有较大提高。董玉玮等[9]采用紫外线与甲基磺酸乙酯、紫外线与氯化锂复合诱变灵芝原生质体，所得诱变株胞外多糖产量较原发菌株分别提高49.75%和57.87%，遗传稳定性较好。王淑珍等[10]对灵芝孢子进行紫外线与60CO-γ射线交替积累诱变处理，所得诱变株菌丝生长速度快，菌丝积累量、遗传稳定性均较好。李颖颖等[11]、谢瑀婷等[12]通过低能N+离子注入方法诱变灵芝孢子，取得了较好的试验结果。随着遗传学、生物化学、微生物学等学科的快速发展，转化、转导、原生质体融合、代谢调控和基因工程等已应用到灵芝育种中。高明侠等[13]采用原生质体电融合技术选育高产多糖菌株，所得融合株的生物量和多糖含量均高于亲本菌株。李刚等[14]建立了通过PEG转化缓冲液将外源基因转入灵芝的方法，为通过基因工程手段定向、快速改良灵芝药用品质以及利用灵芝发酵方法生产一些具有重大经济价值的外源蛋白等应用奠定基础。

此外，灵芝深层发酵优质高产菌株的筛选研究已开展较多，通过综合比较分析菌丝生长速度、菌丝体生物量及目标产物含量等指标选育出适应性强、遗传性状稳定、目的产物得率高的优势菌株。王磊等[15]比较了8 个灵芝菌株的菌丝生长速度、菌丝体生物量及多糖含量等指标，筛选出优势菌株。宋频然等[16]运用反馈抑制理论构建了耐灵芝胞外多糖（EPS）反馈抑制的筛选模型，并用其筛选37株灵芝菌株，最终检出耐灵芝胞外多糖反馈抑制作用最强、产胞外多糖能力最强的菌株GL029。余素萍等[17]通过摇瓶培养试验，从22个灵芝菌株中筛选出三萜高产菌株GL31。王雁萍等[18]应用添加亚硒酸钠（Na2SeO3）的培养基筛选富硒能力较强、菌体生物量及菌体多糖产量均较高的菌株。

2 培养基优化

目前，已有较多学者对灵芝液体发酵培养基成份进行了优化研究，但是由于各研究的供试菌株及原材料有所不同，因此培养基优化的结果也不尽相同，无法进行相互比较。