一、微生物菌體的應(yīng)用

(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(yīng)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(dān)子菌），一般直接作為人類食品，現(xiàn)也有通過各種精細(xì)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 。

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(biāo)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(dāng)。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(dá) 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(dá) 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(dá)灰分的 58% ，磷達(dá) 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(dá) 206.27mg/100g ，遠(yuǎn)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 ）

*100g 干樣品中的含量 …表示此項未測定

食用菌不僅具有相當(dāng)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(dǎo)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(fēng)濕類、平肝息風(fēng)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(dān)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(dān)子菌 620 種，占 94.9% 。但目前進(jìn)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(jìn)行商品生產(chǎn)的食用菌

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(xì)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(xué)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(jìn)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(fù)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(xì)胞蛋白的生產(chǎn)與應(yīng)用

單細(xì)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(xì)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(xì)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(yuǎn)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(jìn)行工廠化規(guī)�；�生產(chǎn)。

表 12-4 產(chǎn)朊圓酵母菌體的成分（以細(xì)胞干重計）

可用于單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的原料可分為碳水化合物類，碳?xì)浠�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(jìn)行單細(xì)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(hù)環(huán)境。國內(nèi)都已有成功的規(guī)模化生產(chǎn)。利用各種原料進(jìn)行單細(xì)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(xì)胞蛋白的原料及涉及的微生物

單細(xì)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(yīng)盡快將菌體細(xì)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。

單細(xì)胞蛋白，尤其是酵母菌體，可直接食用，可用作制作各式面包和饅頭的發(fā)酵劑，可用作各種飼料的蛋白質(zhì)添加劑，也可用作醫(yī)療藥品，如直接食用可幫助消化，提取物凝血質(zhì)用于止血，麥角固醇用作生產(chǎn) VD 2 原料，輔酶 A 治療動脈硬化，血小板減少癥，肝炎等，細(xì)胞色素 C 用作細(xì)胞呼吸劑。也可用作生物化學(xué)、微生物學(xué)研究的生物試劑。

（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(xué)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(dá)到提高動物、植物和人的健康水平或增進(jìn)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(yīng)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(jìn)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(xì)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(jìn)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(jìn)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�；罹�體制劑應(yīng)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(jìn)動植物生長。⑤ 預(yù)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(yù)防和治療或輔助治療許多疾病已有眾多報導(dǎo)，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(yù)防和治療或輔助治療作用。