一、微生物菌體的應用

(一)、食用菌及其生產

1 、食用菌的營養和醫藥價值

食品中應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（主要是擔子菌），一般直接作為人類食品，現也有通過各種精細加工，制成更精美的飲料、滋補保健品和醫療藥品。

新鮮食用菌除去約 90% 左右的水分外，在其干物質中，有 90%~97% 是有機物。曾有報道在 112 種食用菌的干物質中，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含量是評價其食用價值的重要指標之一。其蛋白質和氨基酸含量較一般水果和蔬菜高，在鮮蘑菇中蛋白質含量為 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。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結合成脂蛋白質。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 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 12% 的食物纖維素和含有非蛋白氮的幾丁質。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，鉀可高達灰分的 58% ，磷達 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 206.27mg/100g ，遠高于蘋果中的含量，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高的營養價值，是美味佳肴，且具有保健價值，有許多有效的醫療價值。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、驅蟲類、祛風濕類、平肝息風類、降血壓類、調節機體代謝類，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，并可緩解消化系統癌癥。靈芝菌具有治療神經衰弱和延緩衰老的作用。因此食用菌具有很高的經濟和醫療保健價值。

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。據卯曉嵐 1988 年統計，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% ，擔子菌 620 種，占 94.9% 。但目前進行人工栽培的有 40 余種，作為商品生產的僅 20 多種，見表 12-3 。

表 12-3 目前進行商品生產的食用菌

3 、食用菌的營養生理

食用菌的營養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

食用菌的生產分為液體深層發酵培養和固體基質栽培兩種方式。前種方式可在較短時間內獲得大量菌絲體和代謝產物。工藝過程為：

這是一個液體培養逐級擴大的過程。后一種方式可以獲得子實體。工藝過程為：

這是固體培養基上逐級擴大的過程。液體發酵法主要是通過發酵獲得食用菌的菌絲體和代謝產物，可用于保健食品和藥品生產。固體發酵主要是獲得可食用的子實體。食用菌固體發酵栽培方法簡易，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。兩周后可見菌株在培養料上生長蔓延，上再蓋一層相對含水量在 60%~70% 的細土層；并降溫至 15~18 ℃， 2 周后可見菌絲體纏結成團并形成子實體。

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（即調節空氣組分）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，提高經濟效益。

（二）、單細胞蛋白的生產與應用

單細胞蛋白（ single cell protein, SCP ）的生產即是利用某些含有豐富營養源的廢水廢液或其他低氮或無氮原料培養某些細菌或酵母菌（有時為絲狀霉菌）生產獲得蛋白質的方式。微生物菌體細胞含有極為豐富而全面的營養成分，高量的蛋白質和較多種類的氨基酸，維生素等，如表 12-4 所示的產朊圓酵母（ Torulopsis utilis ）菌體的成分。另外微生物菌體生產可以

工業化生產而不受環境條件影響，且微生物生長遠較動、植物生長快得多，微生物合成同等數量

的蛋白質比植物快 500 倍，比動物快 2 000 倍。又可以利用廉價原料進行工廠化規模化生產。

表 12-4 產朊圓酵母菌體的成分（以細胞干重計）

可用于單細胞蛋白生產的原料可分為碳水化合物類，碳氫化合物類，石油產品類，無機氣類，有機工業廢水類，城市廢棄物類，農畜牧業廢棄物類，海產廢棄物類、泥炭類等等，來源十分廣泛，尤其是利用城市、工農業生產有機廢水廢棄物如檸檬酸生產廢水、味精廢水、酒精廢水、豆制品廢水、淀粉廠生產廢水、精密廢水等進行單細胞蛋白生產，不僅可獲得有價值的蛋白質，且可以清除有機污染物，變廢物為資源，保護環境。國內都已有成功的規模化生產。利用各種原料進行單細胞蛋白生產及其涉及的微生物列于表 12-5 。

表 12-5 各類生產單細胞蛋白的原料及涉及的微生物

單細胞蛋白的生產流程大致為：原材料前處理 水解 調節 pH 澄清 配液發酵 分離壓榨 干燥 成型 包裝。在培養后應盡快將菌體細胞分離，尤其是酵母菌體。如發酵后不及時分離，則可使酵母菌發生自溶，不僅影響產量，也影響產品質量。

單細胞蛋白，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酵劑，可用作各種飼料的蛋白質添加劑，也可用作醫療藥品，如直接食用可幫助消化，提取物凝血質用于止血，麥角固醇用作生產 VD 2 原料，輔酶 A 治療動脈硬化，血小板減少癥，肝炎等，細胞色素 C 用作細胞呼吸劑。也可用作生物化學、微生物學研究的生物試劑。

（三）、微生態調節劑的生產

微生態調節劑（ microecological modulator ）就是以微生態學理論為基礎、用于調整微生態平衡，防止微生態失調，以達到提高動物、植物和人的健康水平或增進健康佳態的有益微生物及其代謝產物的微生物制品。

微生態調節劑包括益生菌（ 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平衡，發揮有益作用而幫助寄主提高健康水平或改善健康狀態的微生物及其代謝產物。目前對于人類應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益生菌生長繁殖的物質，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，調整菌群失調，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。微生態調節劑可從不同角度進行分類，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），代謝產物和生長促進物質三類；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。

微生態調節劑制品近年來得到了很大的發展，很多已成為商品。其生產過程如同其他發酵物一樣。固體劑型是在液體發酵后干燥、再加人填充料灌裝成膠囊。質量是保證微生態調節劑有效的關鍵。活菌體制劑應使含菌量在（ 10 7 ~10 8 ）個 /ml 或 g 。

微生態調節劑的作用主要是：① 調整失調的微生態系統，使之保持平衡。② 對非自然的微生物產生拮抗，抑制有害微生物。③ 利用其代謝產物改善環境，有利于保持生態平衡。④ 促進動植物生長。⑤ 預防和治療某些動植物和人類的疾病，有利于健康。人類利用微生態調節劑預防和治療或輔助治療許多疾病已有眾多報導，如對胃腸道疾病、肝臟疾病、高血脂癥、某些醫源性疾病、嬰幼兒保健、癌癥、某些婦科疾病等等都有較好的預防和治療或輔助治療作用。