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松口蘑及其活性物质研究进展



全 文 :收稿日期:2001-04-18初稿;2001-08-30修改稿
 食用菌学报 2001.8(4):54~ 58
 Acta Edulis Fungi
文章编号:1005-9873(2001)04-54-58
松口蘑及其活性物质研究进展
刘 萍 陶文沂 尹光耀 孙志浩 敖宗华 许正宏
(江南大学生物工程学院生物制药研究室 ,无锡 214036)
摘 要 详细论述了松口蘑的生物学特性 、菌丝生长的营养需求 、分离鉴定方法 、栽培技术及
深层发酵技术 ,同时综述了松口蘑的生物学特性及活性物质的研究进展 , 并讨论了松口蘑的研究
方向和发展前景。
关键词 松口蘑;营养需求;深层发酵培养;食用价值;药用价值
中图分类号:S646.15;R151.3   文献标识码:A
松口蘑(Tricholoma matsutake Sing.)是赤松 、台湾松等树木的活体共生菌 ,又称松茸 、松
蕈 、松蘑。松口蘑菇体肥厚 、香气宜人 、肉质鲜美 ,有很高的营养价值与药用价值 ,抑癌率高达
90%左右 。松口蘑是一种名贵的食用菌 ,日本人称之为“菇中之王”〔1〕 。
近年来 ,国际市场对松口蘑的需求不断增加 ,而国内外松口蘑产量却连年下降。野生松口
蘑因无节制的大量采集而濒临绝迹 ,人工驯化栽培松口蘑成为人们保护利用这种珍稀真菌的
迫切愿望 。为此 ,国内外的科学家都进行了广泛而深入的研究 ,并将注意力集中于松口蘑菌丝
生长 、深层培养及其活性物质研究 。通过研究 ,人们可以找出松口蘑菌种的最佳培养条件 。
1 松口蘑的生物学特性
松口蘑属于担子菌亚门 ,担子菌纲 ,无隔担子菌亚纲 ,伞菌目 ,口蘑科 ,口蘑属〔2〕 。松口蘑
是亚洲地区的特有种 ,主要分布在日本 、朝鲜半岛以及我国东北 、西南和台湾省〔3〕。松口蘑生
长于海拔 1600 ~ 2600m 的温带和寒温带松树与栎树混交林带的林地上 ,与松属 、栎属的须根
发生共生关系 ,形成菌根 。菌根所在地形成直径 2 ~ 10m 的蘑菇圈 ,长出子实体 。蘑菇圈逐年
增大 ,每年向外扩展 10 ~ 20cm 。自菌根形成到子实体发生 ,一般需要 5年时间。松口蘑蘑菇
圈的大小主要取决于土壤中的营养条件 。
松口蘑菌丝包裹在赤松根系表面形成菌套(哈氏网),不侵入根系细胞内 ,仅在细胞的间隙
中蔓延 ,吸收细胞中的物质作为自身的营养。菌丝的另一端在土壤中扩展 ,作为寄主的须根为
寄主吸收营养〔2〕 。由于松口蘑是活体共生菌 ,离开了正在生长的菌根植物 ,菌种的分离和培
养十分困难。
2 不同营养对松口蘑菌丝生长的影响
由于松口蘑是一种可与多种树木根系共生的菌根真菌 ,它的菌丝分离及生长对营养条件
的要求比较严格 。干啤酒酵母和玉米浆是其菌丝的适宜氮源 , L-精氨酸 、L-谷氨酰胺 、L-瓜氨
酸 、L-丝氨酸 、L-天冬氨酸 、L-谷氨酸均可促进松口蘑菌丝生长 ,混合氨基酸比单一氨基酸效果
更好。酪蛋白水解物和聚蛋白胨仅能有限地支持松口蘑菌丝的生长〔4〕 。松口蘑能够利用葡
萄糖 、果糖 、甘露糖和麦芽糖等碳源 ,葡萄糖和果糖混合碳源比单一碳源的效果更佳〔5〕 。陈羽
等(2000)发现玉米粉为松口蘑的最适碳源 ,糊精 、淀粉等多糖也能够被利用〔6〕 。维生素对松
口蘑的生长有促进作用 ,烟酸 、叶酸 、维生素 B1 、维生素 B2 促进松口蘑菌丝生长的效果较突
出。维生素 B1和烟酸具有协同作用 ,核苷或核苷酸亦可促进松口蘑菌丝生长。鸟苷酸单磷酸
腺苷可轻微促进松口蘑菌丝生长。矿物质元素中 Fe3+和 Mg2+是松口蘑菌丝生长所必需
的〔7〕 。由松口蘑产地的土壤 、赤松根 、赤松叶浸提液组成的培养基均适宜松口蘑菌丝生长〔8〕 。
3 松口蘑菌丝的分离培养
自从滨田稔确立了松口蘑菌丝的纯培养方法以来 ,国内外学者积极研究适宜松口蘑菌丝
生长的培养基。唐利民(1993)按滨田氏培养基进行组织分离 ,除了得到松口蘑菌丝外 ,还得到
葡酒色被孢霉(Mort ierel la vinacea)菌丝 ,试验结果与富永保人一致〔9 ~ 10〕 。傅伟杰(1985)等
人将日本滨田氏培养基用三角瓶平板代替试管斜面接种松口蘑组织块 ,母种转接成活率由
40%提高到 90%以上 ,菌丝培养周期由 70d缩短为 30d ,菌丝在培养基上扩展的长度由 20mm
增长为40mm 以上 ,菌丝传代后长满管的时间由原来的 20d缩短为 7d左右 。在菌种分离过程
中 ,除松口蘑菌丝和 M .v inacea 菌丝外 ,还发现一种芽孢杆菌 ,此菌对松口蘑菌丝的生长有
促进作用 ,但未作菌种鉴定〔9〕 。
松口蘑是一种外生菌根菌 ,目前 ,还难于在全人工条件下完成其整个生活史。因此 ,还难
以借助于 Kochi法则来确证分离物是否为松口蘑菌丝 。曾东方等(2001)应用 DNA 指纹图谱
分析发现 ,不同来源的供试松口蘑之间的相似性在 72%以上 ,菌褶分离的慢生型菌丝与其分
离来源对应的子实体存在亲菌关系 。该法为目前尚不能进行人工出菇试验的共生食用菌分离
菌株的真伪鉴定提供了一种新的方法〔11 ~ 12〕 。
4 松口蘑的栽培
近年来 ,国内外学者为寻求松口蘑的高产稳产方法 ,曾试用孢子液人工接种 、天然菌丝体
移植 、人工培养菌丝体接种等方法 ,以求增加林地内菌根及菌丝体数量 ,扩大蘑菇圈的范围 ,但
收效均不理想。松口蘑是营养共生外生菌根菌 ,在这种外生菌根共生关系中 ,寄主多为正在生
长着的树木。目前尚未见用纯培养技术进行大规模人工栽培的报道 。
健全松口蘑菌丝体以每年 10 ~ 15cm 的速度向外扩展 ,如果预先将松树苗木栽植在松口
蘑菌丝前沿 ,随着菌丝的生长 ,松苗的根上就能形成松口蘑的菌根 ,再把这种感染松口蘑菌丝
的松苗移植到不长松口蘑的山上 ,就能使新的松树根上感染松口蘑菌丝 ,这种方法称为二次感
染法〔11 ~ 13〕 。1983年 ,日本广岛县林业试验场证实了松口蘑的二次感染及菌丝体的形成 ,首次
靠人工接种法栽培出松口蘑。一般 3年后确认松口蘑的二次感染 , 6年后形成子实体〔14 ~ 15〕 。
目前 ,市场上销售的仍以采集的野生松口蘑为主 ,虽然应用半人工模拟栽培和移土法栽培已获
成功 ,但其产量甚微〔2〕 。
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5 松口蘑菌丝液体深层发酵培养
由于松口蘑目前尚不能进行人工栽培 ,而它的美味及药效又引起人们的广泛关注 ,因此 ,
在 70年代人们便开始进行松口蘑液体培养的研究。池川哲郎利用含葡萄糖和酵母提取物的
培养基进行松口蘑的液体培养研究 ,〗在 24℃好氧状态下培养 5周 ,获得生长良好的菌丝体。经
过对菌丝体热水浸提 ,乙醇沉淀和层析 ,获得具有抗肿瘤活性的 4个组分〔16〕 。山崎璋(1998)认
为 ,松口蘑液体培养基在培养过程中表面产生大量泡沫 ,致使培养效率低下 。他用马铃薯淀
粉 、市售液体尿素及脱脂乳粉制成糊状培养基 ,在 10 ~ 18℃振荡培养 3周 ,松口蘑菌丝显著增
殖〔17〕。芝崎幸也(1989)将含酵母浸膏和葡萄糖的培养基静置 1d后 ,振荡培养 3周 ,获得了生
长良好的菌丝培养液〔18〕。刘天青等(2000)发现 ,松口蘑菌丝在以葡萄糖为碳源 、(NH 4)2SO4
为氮源 、C/N为 16:1 、添加适量矿物元素和生长因子的培养基中于 24 ~ 25℃培养 4d ,菌丝干
重达 1.33g/100mL〔19〕。王淑珍等(2000)应用正交试验发现 ,淀粉和酒石酸铵是影响松口蘑深
层培养菌丝积累量的关键性因子 ,在培养基中加入少量的KH2PO4 、MgSO4 和FeSO4 ,于 30℃、
140r/min恒温振荡培养 60h ,菌丝干重达 2.18g/100mL〔20〕 。可见 ,应用液体深层发酵技术生
产菌丝 ,产量较高 ,能够为生产具有松口蘑香味的食品和松口蘑特异活性药品提供原料。
6 松口蘑的食(药)用价值
松口蘑菌肉肥厚 、香气浓郁 ,自古以来就被视为珍品 ,是日本人餐桌上的高级美味佳肴 。
松口蘑营养丰富 ,鲜子实体中含有丰富的蛋白质和可溶性无氮化合物 ,其子实体粗蛋白含量达
17%,另外还含有一定数量的维生素B1 、维生素 B2和维生素 C。松口蘑多糖主要由戊聚糖 、海
藻糖 、甘露糖醇组成。其游离氨基酸以丝氨酸 、丙氨酸为主。它还含有甲基桂皮酸 、甲基黑苔
酚和 5′-鸟苷酸 。据测定 ,松口蘑内 5′-鸟苷酸含量可达 64.6mg/100g〔21~ 22〕。
松口蘑具有很高的药用价值。据文献记载 ,松口蘑具有强身 、益肠胃 、止痛 、理气化痰和驱
虫等功效 。现代医学研究表明 ,松口蘑还可治疗糖尿病 ,并具有抗癌作用。日本学者木神田光治
等从液体培养的松口蘑菌丝体中分离提取抗癌物质发射菌素(Emitanin)-5〔23〕 。石川久雄研究
松口蘑子实体多糖的抗癌活性 ,发现其对小白鼠肉瘤 S-180的抑制率达 91.8%,肿瘤完全退
缩率达55.5%。在 27种抗癌担子菌中 ,松口蘑抗癌活性位于第 2位〔24〕。近年来 ,松口蘑被当
作抗癌药物筛选对象之一 。
蒋谷人(1985)将松口蘑子实体用热水抽提 ,乙醇分级沉淀 ,再以不同浓度醋酸分级抽提 ,
经Sevag 法脱蛋白 ,得到了松口蘑多糖 。腹腔注射已移植 S-180 肉瘤细胞的小鼠 ,注射松口蘑
多糖的 ,脾重是正常鼠的 5倍 ,具有促进细胞分化功能的 cAMP 比对照组高 33%,抑瘤率为
42%〔25〕 。裴以川等(1999)发现 ,松口蘑子实体提取物对小鼠宫颈癌 U14 、肉瘤S-180和艾氏腹水
癌ECA的抑癌率分别为 52.3%、36.61%和 27.47%,小白鼠游泳时间延长率达 60.5%〔26〕 ,说明
松口蘑子实体提取物具有较强的抗肿瘤活性和强壮作用。池川哲郎(1980)对松口蘑菌丝体进
行深层培养 ,3 ~ 5周后将菌丝体水提取液及发酵醪用乙醇沉淀 ,并将胞内胞外乙醇沉淀上清
液分别浓缩 ,获得四种抗癌物质 Emitanin A 、B 、C 、D ,分别对已接种 S-180肉瘤的小鼠进行腹
腔注射(10mg/kg·d),10d后抑癌率分别为 78%、69%,80%和 70%,且无任何毒性〔16〕 。这说
明松口蘑菌丝体及发酵液均含有抗癌成分 ,而菌丝体和发酵液乙醇沉淀物的抑癌活性较高。
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松口蘑多糖具有提高机体免疫力的作用 。此外 ,松口蘑中还含有能够直接杀伤皮肤癌 、子
宫癌等上皮癌细胞的蛋白质。Yukio(1994)将松口蘑子实体经水提取 、凝胶过滤 、阴离子交换
树脂和疏水色谱层析后获得 5个具有抗肿瘤活性的蛋白质组分 ,其中组分 V 活性最高 ,经凝
胶电泳测得其分子量为 200000 ~ 210000 ,经 SDS-PAGE测得亚基分子量为 100000 ~ 110000 ,
在离子交换色谱上表现为酸性蛋白质。此外 ,经苯酚硫酸法测定 ,此活性蛋白质含有糖类 ,对
鼠纤维芽细胞癌化细胞的 LD50约为 7ng/mL ,对正常细胞的 LD50为 30ng/mL ,对人子宫癌细
胞(HeLa)的 LD50为 14ng/mL ,对人胎儿肺细胞 SV40癌化细胞W138VA13 的 LD50约为 4ng/
mL。此蛋白质能在 48h内将癌化的纤维芽细胞全部杀死 ,而正常细胞死亡率相对较小〔27〕 。
这可能是松口蘑中的特殊蛋白质同癌抗原结合的结果〔28〕。刘萍等(2001)从菌丝体中分离出
能够直接杀伤 HeLa细胞的糖蛋白 ,该物质在体外亦能促进淋巴细胞转化。小鼠体内试验表
明 ,此种糖蛋白对移植 S-180肉瘤的抑瘤率为 51.8%~ 65.06%〔29〕 。
综上所述 ,松口蘑是一种药效确切的菌根菌 ,它所含有的抗肿瘤蛋白质的抗癌活性是天然
产物中活性较强的一种。由于松口蘑特殊的生活习性 ,目前还不能进行人工栽培 ,且对半人工
栽培的林地树龄也有一定的要求 ,这更给它的栽培带来了困难。此外 ,由于离开共生植物的松
口蘑菌丝体生长速度缓慢 ,容易污染杂菌 ,这也限制了对松口蘑的深入研究 。如能研究出适于
松口蘑菌丝生长的培养方法 ,不仅能为其栽培研究提供充足的菌种 ,而且能培养出具有优良风
味的松口蘑菌丝体以制备保健产品和抗癌药物。
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Progress in the Study of Tricholoma matsutake
and Its Active Materials
Liu Ping Tao Wenyi Yin Guangyao Sun Zhihao Ao Zonghua Xu Zhenghong
(Biopharmaceutical Laboratory , Bioeng ineer College , Southern Yang tze University , Wuxi 214036)
Abstract The biological characteristics , nutrient requirement of mycelial grow th , separation and identification
methods , cultivation technique and submerged fermentation technolog y of Tricholoma matsutake were expounded in
detail , and the biological activity and the prog ress in the study of activ e materials in T.matsutake w ere summa-
rized.While the research direction and development prospect of T.matsutake w ere discussed in this paper too.
Key words Tricholoma matsutake;Nutrient requirement;Submerged fermentation;Edible value;Medicinal
v alue
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