中草药与保健食品:新兴菇类的栽培与发展

植物肉或蔬菜牛排

菇类属于真菌界,真菌主要特徵是细胞具有细胞核和各种不同功能的胞器。真菌的营养状态多以菌丝形态存在,在显微镜下,菌丝呈长长的管状,并有许多分支,有些菌丝中间有一节一节的构造,称为隔膜。真菌的细胞壁是由几丁质所构成,这和植物细胞壁的主成分是纤维素有很大的不同,倒是和昆虫外骨骼的组成较相似。近年来,经由核醣体基因序列的分析发现,真菌在演化上与动物比较接近,这和过去人们把真菌归在植物界的认知有很大的不同。

在营养模式方面,真菌没有叶绿素,不能像植物行光合作用。真菌又不像动物一样,可直接吞食食物消化。它们是藉由胞外酵素的分泌,把有机物质分解成可吸收形式的小分子如糖类、胺基酸等,再经由扩散或主动运输的方式把养分输送至细胞中。

根据统计,超过两千种以上的菇类具有不同程度的食用性,其中约有 35 种以上已经商业化栽培,在中国台湾的市场上,常见的菇类至少有 20 种以上。一般食用的菇体,实际上是菌丝体特化的有性世代构造,它能产生数以千万计的孢子,如此大量的孢子是真菌繁殖后代的最佳工具。

一般而言,新鲜菇类含有约 90% 的水分和 10% 的乾物质,在乾物质中含有 27 ~ 48% 的蛋白质、少于 60% 的碳水化合物及 2% ~ 8% 的脂肪。菇类营养丰富味道鲜美,蛋白质含量高于一般的蔬菜,因此有植物肉或蔬菜牛排之称。由于其热量低,又含有人类不可或缺的必需胺基酸、维生素、重要矿物质等,是素食者或节食者非常理想的食物。

近年来的研究发现,菇类含有许多生理活性物质,如多醣体、三类、麦角固醇、核苷酸、蛋白多醣、核酸、有机锗、食用纤维等,具有抗肿瘤、免疫调节、降血压、降血糖、降胆固醇、抗细菌及病毒、延缓骨质疏鬆等保健功效,非常有发展潜力。

菇类的栽培步骤

菇类的栽培过程主要分成菌种製备、栽培基质製作、接种、走菌、刺激出菇等步骤。第1个步骤是使单一菇类菌株的菌丝在灭过菌的培养基上生长,做为初始的菌种。在大量栽培时,需要有一定数量的接种源,因此必须把它从培养基先行放大,这时会选用煮熟的麦粒、裸麦、高粱等穀类种子做为培养基质,等菌丝长满后,就可以做为接种的菌种。有些菇类可直接以木屑混合米糠做为菌种栽培的基质,所做成的菌种称为木屑菌种。

有了菌种之后,接下来就得选择栽培菇类的材料。一般而言,菇类可分解木质素和纤维素做为养分的来源,因此任何富含木质素或纤维素的材料都可栽培菇类。早期用木头种香菇及木耳,不仅耗费的时间长,且砍伐的树种来源堪虑。之后发展出用耐热的塑胶袋填装木屑等材料,这种种菇的方式称为太空包栽培。后来更发展出可以重複使用的塑胶瓶,且利用机械自动填装,因而可以大规模商业化生产。

由于保健风气的盛行,近年菇类广受重视,新兴菇类如雨后春笋般地相继推出。新产品除了好吃外,还要有其他特有的生理活性才能广受欢迎。本文仅以杏鲍菇、舞菇、紫丁香蘑和北冬虫夏草为例,说明其特性与栽培方法。

杏鲍菇

学名是 Pleurotus eryngii,因具有杏仁味、口感有如鲍鱼而得名。它的菇伞滑嫩、菇柄Q,纵切时,酷似鲍鱼片的细緻,横切则像极了干贝,适合煎煮炒炸等各种烹调方式,深受消费者的喜爱。食用时,最简单的做法是把鲜菇以开水烫过,然后冰镇,沾芥茉酱就可当素生鱼片食用。而三杯的煮法简单且深受好评,至于椒盐的酥炸吃法,则在夜市或餐厅中广受欢迎。

杏鲍菇的栽培是以阔叶木的木屑和米糠为主要栽培材料,先用高温高压的蒸气把材料内所含的微生物杀死,再接上杏鲍菇的菌种。待菌丝长满整个栽培基质后,送入空调的出菇室,经过适当的温度、溼度及二氧化碳浓度控制便可出菇,待成熟后就能採收包装。整个栽培过程中仅需注重环境的清洁与卫生,不需使用农药,也没有重金属残留的问题。

杏鲍菇对于环境非常敏感,出菇的条件要求较高,因此在管理上需要随时监控。在出菇刺激的初期,溼度不可太高,才不至于产生太多的小菇蕾。一旦长出太多的小菇,还得花费人力做疏蕾的动作,这和果树的疏果有一样的效果。

菇体的数目决定之后,就得密切注意通风问题。在菇体成长的过程中,因为呼吸和代谢作用,会不断产生二氧化碳和其他气体。当这些气体累积至一定量时,会对菇体造成伤害,轻则表面褐化,严重时生长停滞,因此定时补充新鲜空气非常重要。但是在夏天外面气温超过摄氏 30 度的情况下,这些自外引进的气体如果不经过降温,也会对菇体造成「灼伤」,反而使菇体失去商品价值。

舞菇

学名是 Grifola frondosa 或称为舞茸,是由日文 maitake 而来。有一说法是,在可以商业化栽培舞菇之前,由于野生的量非常稀少,而它又非常美味,因此发现它的人不禁会快乐地手舞足蹈。舞菇的菇体形状如花椰菜分枝,重叠成丛,末端呈扇形,菇伞灰色至淡褐色,具有特殊的香味。中国大陆称为灰树花或贝叶多孔菌。它的肉质脆嫩,除了蛋白质含量高之外,还富含胺基酸、维他命B2和D2,以及多种矿物质。

舞菇和灵芝都被归在多孔菌,因为它们不像杏鲍菇或香菇有明显的菌伞和菌摺,产生孢子的地方是在背面无数个孔状构造里。和灵芝相似,舞菇含有丰富的多醣体,这些多醣体是由葡萄糖串连而成,除了主链结构外,还有许多的分枝结构,这样构成的多醣体称为葡聚醣。由舞菇可萃取出两种不同结构的葡聚醣,在日本已发展成治疗恶性肿瘤的药物,美国则在进行临床试验中。它的医疗保健作用包括抗爱滋病毒、抗癌作用及防治糖尿病。

栽培舞菇的方式和杏鲍菇差不多,但菌丝长满后不需经过表面处理,就可以移入出菇室,鬆开瓶盖进行催菇。等到菇的原基体渐渐形成,并长至瓶口外缘时,再把整个盖子去除,等到发育成熟时就可以採收。舞菇栽培的难处是容易产生褐色的菇水及青霉菌的感染,如果能克服这两点,就很容易成功。

紫丁香蘑

学名是 Clitocybe nuda,顾名思义,它有亮紫色的外表及浓郁的香气。在法国、荷兰等欧洲国家,有少量商业化栽培。北美地区则以野外採集为主,笔者曾在美国超市看到贩售,1 磅的价格是 39.99 美元,以 1 美金 33 元新台币换算,1 公斤的价格大约新台币 2,900 元。它在法国是 10 大受喜爱的食用菌之一。

栽培的主要材料是发酵过的堆肥,这种堆肥也可以用来栽培洋菇。所谓的发酵,其实是透过微生物的作用,让堆肥中简单的醣类被微生物分解,并产生热和改变酸硷值,加速材料软化,最后熟成至只剩含氮的木质素腐植质複合物,只有菇类菌丝可以利用来生长繁殖,其他真菌无法利用。国外用麦秆,国内则以稻草做为主要原料。稻草经过洒水充分吸水后,再添加鸡粪、黄豆粉和其他微量元素,利用隧道式室内发酵槽经过两阶段发酵,然后混合紫丁香蘑的麦粒菌种,经走菌后覆上一层泥炭土,降温至摄氏 13 度刺激出菇。

从堆肥製作完成算起到紫丁香蘑出菇採收,至少要 35 天。如以菇床方式栽培,每平方公尺可生产 8 ~ 11 公斤的新鲜菇体,不到洋菇产量的一半。这就是为什么它的价格居高不下的原因。农业试验所由法国引进原始品种,经过多年的试验,成功育成一高产且出菇快速的品种,命名为台农一号,已经技术转移给农民,并已商业化生产。目前可在市面上购买到这一菇种,惟价格不斐,每公斤售价在新台币 600 元以上。

北冬虫夏草

简称北虫草或蛹虫草,学名是 Cordyceps militaris,和冬虫夏草(Cordyceps sinensis)同属于虫草属(Cordyceps)的真菌。冬虫夏草的主要产区是在海拔 3,000 ~ 5,000 公尺的青康藏高原,必须寄生在蝙蝠蛾的幼虫上。由于人们的大量採收,造成虫草数目急遽下降,目前大陆已经禁止出口。相较于冬虫夏草,蛹虫草的寄主範围较广泛,目前已知至少 19 种昆虫幼虫都可被其感染,其中有 16 种是鳞翅目昆虫。

这种菌主要分布在河北、黑龙江、吉林、安徽、福建、广西、陜西、云南等地,因其最早在大陆北方做为冬虫夏草的替代品,因此又称为北冬虫夏草。冬虫夏草及北冬虫夏草与一般菇类不同,它们属于子囊菌门,不同于一般菇类属于担子菌门,产生特化的生殖构造也与一般菇类不同。虫草属的生殖构造一般是长桿状的子座,也就是冬虫夏草中夏草的部分。

由于蛹虫草可藉由人工培养,因此有很大潜力开发做为药用资材。目前产区仍以中国大陆为主,栽培方式主要可分为米饭栽培法与寄主感染培养法两种。

中国台湾主要以糙米做为主原料,再添加不同的辅助材料,包含蚕蛹粉、蛋白、维生素B1、蔗糖等。把培养料均匀混合后装入玻璃罐中,经高压灭菌后,分别加入菌种进行培养。子实体在米饭上培养可分为 5 个阶段,其一是菌丝团阶段,菌丝接种后约经 20 天培养就可达到生理成熟,这时再给予适当的诱导,就可产生菌丝团。这些菌丝团产生后约经培养 3 ~ 4 天内部组织化后,会变成较坚硬的子座原基。

然后进入称为原基阶段的第二阶段,这时原基的颜色仍与营养菌丝相同,但会逐渐膨大,并开始组织分化,2 ~ 3 天后长成顶端白色,下部呈橙黄色的尖锥形子座芽。之后就进入第三阶段的子座芽阶段,子座芽初期约 1 ~ 2 公分高,培养几天后会变粗伸长,顶端白色会逐渐消失,并进入子座生长阶段。

第四阶段子座生长时,经 5 ~ 6 天生长后,子座一般不会再增粗伸长,但头部会膨大成棒状,顶端呈钝圆形或尖形。随后就进入第五阶段子座成熟期,这时子座不再变化,但子囊壳会伸长并外露,使顶端出现乳头状小凸起。再过数日,子囊壳爆裂,子囊孢子释放,会在头部形成龟裂状花纹,并沾黏黄色粉状物。从菌丝体纽结到子座成熟释放孢子,一般需 15 ~ 20 天。经过分析,里面含有虫草素、虫草酸、腺苷、胺基酸、微量元素等,药性类似冬虫夏草。

科技化自动化的生产

随着科技的进步,菇类的生产模式也朝向电脑自动控制生产流程发展,包括栽培基质装瓶、高温高压杀菌、菌种培养及出菇不同时期的条件调整,只要设定程式,便会按时执行,每一批菇类的生产就像货品一样有一个标籤,可以随时掌控生产过程,同时减少人力,就算人在海外度假,也可以透过网际网路以手机监控每一出菇室的状况。进一步配合警告系统,一旦温度、溼度及二氧化碳浓度超过设定值,可同步拨打手机联络工作人员,在 30 分钟内抵达现场排除障碍。

在堆肥的製造过程中,为了减少发酵过程产生的臭气,已经从以前的户外堆积,发展成隧道式室内发酵,严格控制发酵的温度、通气量及发酵时间,让堆肥的品质更一致也更稳定。为了减少堆肥製作时间及空间,非堆肥式的栽培方法也在不断地尝试与改进中。

在菇类品种选育方面,由于菇类会产生大量的孢子,对部分工作人员会造成过敏的现象,且大量的孢子会造成空调系统阻塞,影响进气量及机械的运转,因此有部分育种学家朝向选育无孢子的菇类品系,并已有商业化栽培品种。为了顺应大家对健康的需求,菇类生理活性物质含量的多寡是另一个重要的育种目标。另外,因应全球暖化,选拔菇类的耐热品种,除可减少冷气的消耗,降低生产成本,还能减少碳的足迹。

兼顾环保与减废

任何可以降低生产成本的技术,都是努力的目标。例如开发新的消毒灭菌方法,以减少栽培介质中有效营养成分的破坏,还有改善菌种的製备。近年来液体菌种的开发,以及胶体微粒菌种的运用,都朝缩短栽培时间着手。此外,寻找木屑的替代物也是很重要的课题,已经成功发展利用咖啡渣、香蕉叶、稻草或麦秆做为栽培的材料,既可解决这些农业废弃物的汙染问题,还可创造高利润。大陆则兴起一股新的行业,是以禾本科的草类取代木屑做为栽培介质,称为菌草。

中国台湾目前菇类栽培仍以太空包为主,根据农粮署的官方统计,中国台湾每年生产两亿包以上的太空包。这些菇类栽培后的废料,尚含有很多可利用的养分,可以用来种植其他的菇类,或添加部分的新木屑做为栽培的基质,也可以开发做成生质酒精、从中提炼酵素,或製成有机肥。製作太空包所使用的塑胶袋,目前已有工厂回收製成填充颗粒再利用,并积极发展生物可分解塑胶,有效减少对环境的冲击,也让菇类这个明星产业可以永续发展。

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