CN105724047B - 一种高产优质富硒北虫草的栽培方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高产优质富硒北虫草的栽培方法。方法在常规固体栽培基础上，以***钠为硒源，于灭菌前对富硒栽培培养基进行常温浸泡处理24～36h，并采用光照增产培养方法对富硒北虫草进行栽培，可显著提升北虫草富硒和耐硒能力，降低气生菌丝过旺对转色和原基形成的影响，提高富硒北虫草产量、硒多糖产量、虫草素产量、虫草酸产量及富硒率。利用该方法生产栽培富硒北虫草，投入少，操作简单，效果稳定，且产品具有更高的食用价值、药用价值及经济附加值。

Description

一种高产优质富硒北虫草的栽培方法

技术领域

本发明涉及食用菌栽培技术，具体说就是一种高产优质富硒北虫草栽培方法。

技术背景

北虫草Cordyceps militaris(Vuill.)Fr.又名北冬虫夏草，北虫草。迄今人们已从北虫草中检测或分离出多种生物活性物质，其中除各种氨基酸、嘌呤、无机盐和甾醇等之外，还有核苷、多糖、生物碱、环状缩羧肽等。现代医学表明，北虫草提取物有多种药理作用，如抗肝纤维化，抑制人类肾小球系膜细胞增殖，抗血管生成，改善胰岛素抵抗和胰岛素分泌，抑制U937白血病细胞生长，抗炎等。

光照是影响北虫草生长发育重要环境条件之一，研究发现，光对北虫草子座的分化、形成与子囊壳成熟是十分重要，在无光照条件下，在培养基上北虫草只能形成白色的菌丝体，与此同时，在适宜条件下子座的色泽与光照强弱有关。此外，研究证实，光照强度对北虫草转色、产量、栽培周期、子座形态、基质利用效率均有显著影响，同时蓝光是北虫草正常转色的必需条件，且能促进虫草素的合成，绿光有利于子座的延伸，提高淀粉酶活性，红光和黄光有利于子座增粗。

硒是人体必需的微量元素，缺硒会导致人体多种疾病发生。大量研究证实，硒具有抗氧化、抗癌、免疫刺激及抑制HIV病毒复制等诸多生理功能。研究表明，无机硒是硒元素在自然界中主要存在的形式，然而有机硒却因具有易于动物消化道吸收，较高毒性阈值及生物利用率等优点，得到了人们广泛的接受和认可。此外，研究发现，有机硒化合物还是构成机体内源性抗氧化防御***的重要因子，从而降低体内自由基、活性氧及活性氮自由基对诸如细胞膜、脂类、脂蛋白、DNA等细胞组分氧化性损伤，而这又与炎症、癌症、心血管和神经变性疾病的发生密切相关。真菌对矿质元素具有良好的富集功能，能够吸收金属元素到子实体中，并将无机硒转化成有机硒。大量研究表明，相比普通食用菌，富硒食用菌均具有更高的生物活性。硒多糖作为富硒食用菌中有机硒的重要组成部分，兼有硒和多糖两者的双重功效，研究表明，相比普通多糖，硒多糖具有更高的抗氧化、抗肿瘤及免疫增强活性。因此，以富硒食用菌为原料开发硒多糖功能食品或加工成膳食补充剂已成为未来发展的必然趋势。

北虫草有很强的富硒和耐硒能力，利用富硒北虫草活性物质开发药物或保健品已引起业界的广泛关注，其开发潜力大，应用前景广阔。然而，目前北虫草富硒栽培生产仍然面临诸多限制。诸如，无机硒因价格相对低廉，长期以来始终作为富硒食用菌栽培的主要硒源，然而无机硒对北虫草亦具有较强的毒性，添加量过高必然会大幅影响产量。因此，在不影响北虫草产量和品质的同时，获得更高的有机硒含量和富硒率以提升富硒北虫草品质仍然摆在当前的实际问题。此外，氮源添加是北虫草的生长发育、抗逆性及次生代谢产物特别是虫草素的积累关键营养因素，尤其在北虫草富硒栽培中，适量的增加氮源是提升富硒虫草的产量、品质及富硒率重要手段之一，而这在常规的避光发菌见光转色出草栽培技术又必然会造成气生菌丝过旺而严重影响富硒北虫草产量。再有，迄今为止虽有富硒北虫草栽培技术的研究，且富硒北虫草产品已有少量出现，但以往多集中于以单一产量和富硒率为指标进行研究，有关其质量控制的研究和成型的技术却未有出现，其产品质量必然难以保证。故而，针对以上问题，在现有条件下，采用多种增产方法，不断优化富硒北虫草栽培条件，在提高富硒北虫草栽培产量的同时提升其品质，是目前丞需解决的问题。因此，本发明在原有栽培技术基础上，利用光照增产技术，对其栽培条件进行优化，并综合考量生产实际，提出一套高产优质北虫草的栽培方法，具有一定的现实意义和广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高产的优质富硒北虫草的栽培方法。

本发明所采用的技术如下：一种高产优质富硒北虫草的栽培方法，方法如下：制作基础栽培培养液，其配方含有：马铃薯200g/L，葡萄糖20g/L，蛋白胨15g/L，磷酸二氢钾2g/L，硫酸镁1g/L，柠檬酸三铵1g/L，维生素B₁50mg/L；

向基础栽培培养液中添加***钠，***钠最终浓度为0.16g/L，制成富硒栽培培养液；

将小麦加入富硒栽培培养液中，小麦与富硒栽培培养液固液比为3∶5g/mL，常温浸泡24～36小时，高压灭菌，制成固体小麦富硒栽培培养基，其中含有***钠100mg/kg，冷却后接液体菌种；

采用光照增产培养方式：

在发菌阶段进行弱光照培养，光照时间24小时/天，弱光照强度为501x，光质为白色，在培养温度为16℃，培养湿度为30％～50％，培养3～5天，至菌丝布满整个培养基；

菌丝转色阶段进行强光照培养，光照时间24小时/天，光照强度为3001x，光质为白色，在培养温度为18℃，培养湿度为30％～50％，培养2～3天，至培养基表面菌丝由淡黄色变为深橘黄色；

菌丝诱发原基阶段弱光照与强光照每12小时交替进行培养，光照时间24小时/天，弱光照强度为501x，强光光照强度为3001x，光质为白色，在培养温度为18℃，培养湿度为30％～50％，培养10～12天，至原基完全形成；

菌丝子座生长期采用黑暗与强光照每隔12小时交替进行培养，光照时间12小时/天，并于此时期强光照培养时添加红光，红光光照强度为1001x，白光光照强度为2001x，即总光照强度为3001x，在培养温度为22℃，培养湿度为85％～90％，培养30～35天，至子座顶端膨胀且不再生长；

进行采收，烘干，即得优质富硒北虫草干品。

本发明可获得高产优质富硒北虫草，区别于常规富硒栽培方法，在灭菌前对富硒栽培培养基进行常温浸泡处理，可使***钠充分进入小麦中，相对降低培养基小麦表层硒浓度，从而在较高硒添加量的条件下，降低无机硒对虫草的细胞毒性，提升富硒北虫草产量和品质；在发菌阶段、转色阶段及诱发原基阶段，均采用全光照培养，可大幅降低因氮源增加且进行避光培养而造成气生菌丝过旺对虫草转色及原基形成的影响，促进基内菌丝生长，进而提高富硒北虫草产量和富硒率；在子座生长阶段添加红光可进一步提高硒多糖产量和富硒率，从而达到进一步增产提质的目的。利用该方法生产栽培富硒北虫草，具有投入少，操作简单，效果稳定等优点，产品亦具有更高的食用价值、药用价值及经济附加值。

具体实施方式

实施例1

本发明瓶栽具体工艺流程如下：

步骤一：将马铃薯去皮切成块，称取马铃薯200g/L，置于适量自来水中煮沸20分钟，用三层纱布过滤，依次加入葡萄糖、蛋白胨、酵母粉、磷酸二氢钾、硫酸镁、柠檬酸三胺，维生素B₁，配方为马铃薯200g/L，葡萄糖20g/L，蛋白胨15g/L，磷酸二氢钾2g/L，硫酸镁1g/L，柠檬酸三铵1g/L，维生素B₁ 50mg/L，加热至溶化，制成基础栽培培养液；

步骤二：向步骤一的基础栽培培养液中添加***钠，***钠最终浓度为0.16g/L，制成富硒栽培培养液；

步骤三：选用500mL培养瓶，每瓶加入小麦30g，富硒栽培培养液50mL，即培养基料液比为3∶5，常温浸泡24小时后121℃高压灭菌1.5小时，制成固体小麦富硒栽培培养基，其中含有***钠100mg/kg；

步骤四：在超净工作台中，每瓶均匀接入液体菌种5mL，在发菌阶段进行弱光照培养，光照时间24小时/天，弱光照强度为501x，光质为白色，在培养温度为16℃，培养湿度为30％，培养5天，至菌丝布满整个培养基；

菌丝转色阶段进行强光照培养，光照时间24小时/天，光照强度为3001x，光质为白色，在培养温度为18℃，培养湿度为30％，培养3天，至培养基表面菌丝由淡黄色变为深橘黄色；

菌丝诱发原基阶段弱光照与强光照每12小时交替进行培养，光照时间24小时/天，弱光照强度为501x，强光光照强度为3001x，光质为白色，在培养温度为18℃，培养湿度为30％，培养12天，至原基完全形成；

菌丝子座生长期采用黑暗与强光照每隔12小时交替进行培养，光照时间12小时/天，并于此时期强光照培养时添加红光，红光光照强度为1001x，白光光照强度为2001x，即总光照强度为3001x，在培养温度为22℃，培养湿度为85％，培养35天，至子座顶端膨胀且不再生长；

进行采收，45℃烘干，即得优质富硒北虫草干品。

实施例2

本发明盆栽具体工艺流程如下：

步骤一：将马铃薯去皮切成块，称取马铃薯200g/L，置于适量自来水中煮沸20min，用三层纱布过滤，依次加入葡萄糖、蛋白胨、酵母粉、磷酸二氢钾、硫酸镁、柠檬酸三胺，维生素B₁，配方为马铃薯200g/L，葡萄糖20g/L，蛋白胨15g/L，磷酸二氢钾2g/L，硫酸镁1g/L，柠檬酸三铵1g/L，维生素B₁ 50mg/L，加热至溶化，制成基础培养液；

步骤二：向步骤一的基础栽培培养液中添加***钠，***钠最终浓度为0.16g/L，制成富硒栽培培养液；

步骤三：选用培养盆，每盆加入小麦500g，富硒栽培培养液850mL，常温浸泡36小时后121℃高压灭菌1小时，制成固体小麦富硒栽培培养基，其中含有***钠100mg/kg；

步骤五：在超净工作台中，每盆均匀接入液体菌种，在发菌阶段进行弱光照培养，光照时间24小时/天，弱光照强度为501x，光质为白色，在培养温度为16℃，培养湿度为50％，培养3天，至菌丝布满整个培养基；

菌丝转色阶段进行强光照培养，光照时间24小时/天，光照强度为3001x，光质为白色，在培养温度为18℃，培养湿度为50％，培养2天，至培养基表面菌丝由淡黄色变为深橘黄色；

菌丝诱发原基阶段弱光照与强光照每12小时交替进行培养，光照时间24小时/天，弱光照强度为501x，强光光照强度为3001x，光质为白色，在培养温度为18℃，培养湿度为50％，培养10天，至原基完全形成；

菌丝子座生长期采用黑暗与强光照每隔12小时交替进行培养，光照时间12小时/天，并于此时期强光照培养时添加红光，红光光照强度为1001x，白光光照强度为2001x，即总光照强度为3001x，在培养温度为22℃，培养湿度为90％，培养30天，至子座顶端膨胀且不再生长；

进行采收，45℃烘干，即得优质富硒北虫草干品。

实施例3

本发明培养高产优质富硒北虫草工艺得出及积极效果检验试验结果如下：

1.灭菌前培养基浸泡时间的筛选

表1 不同浸泡时间对生物学效率和富硒率的影响

注：CK表示未富硒且未浸泡处理组；同列具相同字母表示组间在P＜0.05水平下差异不显著。

由表1可知，灭菌前对培养基进行浸泡处理可显著提升北虫草富硒和耐硒能力，在硒添加量为100mg/kg条件下，当浸泡时间为0h时，其生物学效率仅为76.23％，略低于对照组(未富硒)，说明在此条件下，无机硒对北虫草生长产生了一定的抑制作用；而随着浸泡时间的增加其生物学效率和富硒率逐渐提高，当浸泡时间为24h时，其生物学效率和富硒率分别高于0h处理组17.17％和19.97％，至24h后趋于平稳，方差分析结果表明，24h处理组和36h处理组差异不显著(P＜0.05)；这可能是由于在总添加量一定的条件下，灭菌前对培养基进行浸泡处理，随着小麦吸水膨胀，***钠逐步进入小麦中，相对降低了培养基表面硒浓度，降低了培养初期无机硒对北虫草生长的影响，进而提高了富硒北虫草产量和富硒率，而未浸泡处理组由于灭菌时温度的快速增加，小麦表层淀粉糊化过程快速进入不可逆吸水阶段，影响了***钠进一步小麦中，造成小麦表层***钠浓度高于内部，影响了北虫草生长。因此，综合考虑实际生产，灭菌前培养基浸泡时间以24～36h为宜。

2.最适硒添加量的确定

表2 不同硒添加量对生物学效率及品质的影响

注：CK表示未富硒组；所有处理组培养基均浸泡24h；同列具相同字母表示组间在P＜0.05水平差异不显著。

由表2可知，硒添加量为100mg/kg可显著提高北虫草生物学效率、多糖产量及虫草素产量，相比非富硒组分别提高了11.77％、47.51％及371.77％，且具有较高的富硒率，而以硒添加量50mg/kg常规栽培富硒北虫草，可获得更高的虫草酸产量。因此，本工艺基础富硒栽培培养基选取硒添加量100mg/kg，并进行下一步富硒栽培光照条件优化。

3.栽培工艺最佳光照条件的优化

(1)最佳光照处理的确定

表3 栽培最佳光照处理筛选试验设计

注：“/”前表示每天光照时间；“D”表示黑暗培养；“S”表示强光照培养，光照强度为3001x，光质为白光；“W”表示弱光照培养，光照强度为501x，光质为白光；“-”表示交替培养。

表4 不同光照处理对富硒北虫草生物学效率及生长状况的影响

注：同列具相同字母表示组间在P＜0.05水平下差异不显著。

由表3和表4可知，不同光照处理组富硒北虫草生物学效率均高于常规组，其中处理1生物学效率最高，为95.65％，比常规组提高了8.19％，处与处理组4外，但与其他各组间差异显著(P＜0.05)，同时，处理组1、处理组2及处理组4均具有较少的气生菌丝和较高的子座密度，由此可见，在发菌阶段给予一定强度的弱光照处理能显著降低气生菌丝量，提高富硒北虫草产量。再有，相比处理组2，处理组1生物学效率提高了4.32％，差异显著(P＜0.05)且具有气生菌丝量较少，由此可知，在诱发原基阶段添加弱光照亦具有必要性。此外，方差分析结果表明，处理组1与处理组4，生物学效率和子座密度均不存在显著差异，且均具有较少的气生菌丝，且综合比较处理组3与处理组5，处理组5与常规组各指标数据可知于子座生长阶段添加弱光照对富硒北虫草产量影响均不显著，因此考虑生产成本因素，在富硒北虫草栽培中子座生长阶段以光照与暗培养交替进行为最佳光照条件。综合以上分析，在富硒北虫草栽培过程中，最佳光照处理为：发菌阶段(弱光照/24h)、转色阶段(强光照/24h)、诱发原基阶段(弱光照-强光照/24h)、子座生长阶段(黑暗-强光照/12h)。

(2)弱光照强度的筛选

表5 不同弱光照强度对富硒北虫草生长状况的影响

注：同列具相同字母表示组间在P＜0.05水平下差异不显著。

由表5可知，不同发菌阶段光照强度对富硒北虫草生长的影响差异显著，在弱光照培养阶段，光照强度为501x时，其生物学效率最高，为94.26％，比常规组提高了6.72％，且其他各处理组间生物学效率差异显著；随着光照强度的增加，子座颜色逐渐加深，701x处理组颜色最深；各处理组中，701x处理组子座密度最大，为0.091根/cm2，比常规组提高了178.13％，但与501x处理组无显著差异。各处理组中，处理组子座长度要低于比常规组，701x处理组子座长度最低，比常规组子座长度下降了7.4％。综合考量，当发菌阶段光照强度为501x时，子座长度较其他处理组稍低，但其生物学效率最高，且子座密度与701x处理组相比无显著差异，且此时富硒率最大，为25.58％，因此，发菌阶段光照强度选用501x。

(3)子座生长阶段添加光质筛选

表6 子座生长阶段不同添加光质对生物学效率及品质的影响

注：CK₁处理组栽培条件按以上得全光照富硒栽培技术试验；上述试验均在总光强3001x条件下，即补充光强为1001x，白光强2001x；同列具相同字母表示组间在P＜0.05水平下差异不显著。

由表6可知，在子座生长阶段添加不同光质对富硒北虫草生物学效率及虫草酸产量影响较小，组间在P＞0.05水平均不存在显著差异，但不同添加光质对富硒北虫草硒多糖产量及虫草素产量影响显著，其中，红光和黄光可显著提升硒多糖产量，相比对照组分别提高了6.11％和3.62％，方差分析结果表明，红光与黄光处理组，P＞0.05，差异不显著，二者与蓝光和对照组差异显著(P＜0.05)。蓝光可显著提升虫草素产量，该处理组虫草素产量达0.39g·kg^-1，相比红光、黄光及对照组分别提高了8.57％、15.15％及18.75％，方差分析结果表明，蓝光处理组与其他各组间差异显著(P＜0.05)，但红光、黄光及对照组间差异不显著(P＞0.05)。再者，红光对富硒率存在显著影响，达28.74％，相比对照组提高了8.29％。由此可见，不同添加光质对富硒北虫草不同活性物质产量的影响存在特异性。综合以上分析，在子座生长阶段添加红光可显著提升富硒北虫草虫草多糖和富硒率是添加光照最佳光质。

4.积极效果检验

(1)工艺参数的验证

表7 富硒北虫草全光照高产栽培生产工艺参数的验证

注：同列具相同字母表示组间在P＜0.05水平下差异不显著。

经验证，利用该方法富硒栽培北虫草，可显著提升其产量和品质，相比常规富硒栽培，其生物学效率、硒多糖产量、虫草素产量、虫草酸产量及富硒率分别提高了17.65％、20.59％、20.63％、17.54％及42.44％，积极效果显著，稳定可靠可进行下一步的中试试验。

(2)中试栽培

表8 富硒北虫草全光照高产栽培生产工艺中试栽培试验

表8可知，在3个栽培基地中，利用该发明生产栽培富硒北虫草，其生物学效率、单位质量培养料干重产量及富硒率标准差分别为1.52％、10.42g·kg^-1及1.52％，相对较小，由此可见，该工艺积极效果稳定，可靠、可作为富硒北虫草高产栽培技术进行生产推广和应用。

Claims (1)

1.一种高产优质富硒北虫草的栽培方法，方法如下：制作基础栽培培养液，其配方含有：马铃薯200g/L，葡萄糖20g/L，蛋白胨15g/L，磷酸二氢钾2g/L，硫酸镁1g/L，柠檬酸三铵1g/L，维生素B₁50mg/L；

其特征在于，向基础栽培培养液中添加***钠，***钠最终浓度为0.16g/L，制成富硒栽培培养液；

将小麦加入富硒栽培培养液中，小麦与富硒栽培培养液固液比为3∶5g/mL，常温浸泡24～36小时，高压灭菌，制成固体小麦富硒栽培培养基，其中含有***钠100mg/kg，冷却后接液体菌种；

采用光照增产培养方式：

在发菌阶段进行弱光照培养，光照时间24小时/天，弱光照强度为50lx，光质为白色，培养温度为16℃，培养湿度为30％～50％，培养3～5天，至菌丝布满整个培养基；

菌丝转色阶段进行强光照培养，光照时间24小时/天，光照强度为300lx，光质为白色，培养温度为18℃，培养湿度为30％～50％，培养2～3天，至培养基表面菌丝由淡黄色变为深橘黄色；

菌丝诱发原基阶段弱光照与强光照每12小时交替进行培养，光照时间24小时/天，弱光照强度为50lx，强光光照强度为300lx，光质为白色，培养温度为18℃，培养湿度为30％～50％，培养10～12天，至原基完全形成；

菌丝子座生长期采用黑暗与强光照每隔12小时交替进行培养，光照时间12小时/天，并于此时期强光照培养时添加红光，红光光照强度为100lx，白光光照强度为200lx，即总光照强度为300lx，培养温度为22℃，培养湿度为85％～90％，培养30～35天，至子座顶端膨胀且不再生长；

进行采收，烘干，即得优质富硒北虫草干品。