中草藥與保健食品：新興菇類的栽培與發展
99/02/06
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陳美杏｜
行政院農業委員會農業試驗所植物病理組
呂昀陞｜
行政院農業委員會農業試驗所植物病理組
石信德｜
行政院農業委員會農業試驗所植物病理組
植物肉或蔬菜牛排
菇類屬於真菌界，真菌主要特徵是細胞具有細胞核和各種不同功能的胞器。真菌的營養狀態多以菌絲形態存在，在顯微鏡下，菌絲呈長長的管狀，並有許多分支，有些菌絲中間有一節一節的構造，稱為隔膜。真菌的細胞壁是由幾丁質所構成，這和植物細胞壁的主成分是纖維素有很大的不同，倒是和昆蟲外骨骼的組成較相似。近年來，經由核醣體基因序列的分析發現，真菌在演化上與動物比較接近，這和過去人們把真菌歸在植物界的認知有很大的不同。
在營養模式方面，真菌沒有葉綠素，不能像植物行光合作用。真菌又不像動物一樣，可直接吞食食物消化。它們是藉由胞外酵素的分泌，把有機物質分解成可吸收形式的小分子如糖類、胺基酸等，再經由擴散或主動運輸的方式把養分輸送至細胞中。
根據統計，超過兩千種以上的菇類具有不同程度的食用性，其中約有 35 種以上已經商業化栽培，在臺灣的市場上，常見的菇類至少有 20 種以上。一般食用的菇體，實際上是菌絲體特化的有性世代構造，它能產生數以千萬計的孢子，如此大量的孢子是真菌繁殖後代的最佳工具。
一般而言，新鮮菇類含有約 90％ 的水分和 10％ 的乾物質，在乾物質中含有 27 ~ 48％ 的蛋白質、少於 60％ 的碳水化合物及 2% ~ 8％ 的脂肪。菇類營養豐富味道鮮美，蛋白質含量高於一般的蔬菜，因此有植物肉或蔬菜牛排之稱。由於其熱量低，又含有人類不可或缺的必需胺基酸、維生素、重要礦物質等，是素食者或節食者非常理想的食物。
近年來的研究發現，菇類含有許多生理活性物質，如多醣體、三類、麥角固醇、核苷酸、蛋白多醣、核酸、有機鍺、食用纖維等，具有抗腫瘤、免疫調節、降血壓、降血糖、降膽固醇、抗細菌及病毒、延緩骨質疏鬆等保健功效，非常有發展潛力。
菇類的栽培步驟
菇類的栽培過程主要分成菌種製備、栽培基質製作、接種、走菌、刺激出菇等步驟。第1個步驟是使單一菇類菌株的菌絲在滅過菌的培養基上生長，做為初始的菌種。在大量栽培時，需要有一定數量的接種源，因此必須把它從培養基先行放大，這時會選用煮熟的麥粒、裸麥、高粱等穀類種子做為培養基質，等菌絲長滿後，就可以做為接種的菌種。有些菇類可直接以木屑混合米糠做為菌種栽培的基質，所做成的菌種稱為木屑菌種。
有了菌種之後，接下來就得選擇栽培菇類的材料。一般而言，菇類可分解木質素和纖維素做為養分的來源，因此任何富含木質素或纖維素的材料都可栽培菇類。早期用木頭種香菇及木耳，不僅耗費的時間長，且砍伐的樹種來源堪慮。之後發展出用耐熱的塑膠袋填裝木屑等材料，這種種菇的方式稱為太空包栽培。後來更發展出可以重複使用的塑膠瓶，且利用機械自動填裝，因而可以大規模商業化生產。
由於保健風氣的盛行，近年菇類廣受重視，新興菇類如雨後春筍般地相繼推出。新產品除了好吃外，還要有其他特有的生理活性才能廣受歡迎。本文僅以杏鮑菇、舞菇、紫丁香蘑和北冬蟲夏草為例，說明其特性與栽培方法。
杏鮑菇
學名是 Pleurotus eryngii，因具有杏仁味、口感有如鮑魚而得名。它的菇傘滑嫩、菇柄Q，縱切時，酷似鮑魚片的細緻，橫切則像極了干貝，適合煎煮炒炸等各種烹調方式，深受消費者的喜愛。食用時，最簡單的做法是把鮮菇以開水燙過，然後冰鎮，沾芥茉醬就可當素生魚片食用。而三杯的煮法簡單且深受好評，至於椒鹽的酥炸吃法，則在夜市或餐廳中廣受歡迎。
杏鮑菇的栽培是以闊葉木的木屑和米糠為主要栽培材料，先用高溫高壓的蒸氣把材料內所含的微生物殺死，再接上杏鮑菇的菌種。待菌絲長滿整個栽培基質後，送入空調的出菇室，經過適當的溫度、溼度及二氧化碳濃度控制便可出菇，待成熟後就能採收包裝。整個栽培過程中僅需注重環境的清潔與衛生，不需使用農藥，也沒有重金屬殘留的問題。
杏鮑菇對於環境非常敏感，出菇的條件要求較高，因此在管理上需要隨時監控。在出菇刺激的初期，溼度不可太高，才不至於產生太多的小菇蕾。一旦長出太多的小菇，還得花費人力做疏蕾的動作，這和果樹的疏果有一樣的效果。
菇體的數目決定之後，就得密切注意通風問題。在菇體成長的過程中，因為呼吸和代謝作用，會不斷產生二氧化碳和其他氣體。當這些氣體累積至一定量時，會對菇體造成傷害，輕則表面褐化，嚴重時生長停滯，因此定時補充新鮮空氣非常重要。但是在夏天外面氣溫超過攝氏 30 度的情況下，這些自外引進的氣體如果不經過降溫，也會對菇體造成「灼傷」，反而使菇體失去商品價值。
舞菇
學名是 Grifola frondosa 或稱為舞茸，是由日文 maitake 而來。有一說法是，在可以商業化栽培舞菇之前，由於野生的量非常稀少，而它又非常美味，因此發現它的人不禁會快樂地手舞足蹈。舞菇的菇體形狀如花椰菜分枝，重疊成叢，末端呈扇形，菇傘灰色至淡褐色，具有特殊的香味。中國大陸稱為灰樹花或貝葉多孔菌。它的肉質脆嫩，除了蛋白質含量高之外，還富含胺基酸、維他命Ｂ2和Ｄ2，以及多種礦物質。
舞菇和靈芝都被歸在多孔菌，因為它們不像杏鮑菇或香菇有明顯的菌傘和菌摺，產生孢子的地方是在背面無數個孔狀構造裡。和靈芝相似，舞菇含有豐富的多醣體，這些多醣體是由葡萄糖串連而成，除了主鏈結構外，還有許多的分枝結構，這樣構成的多醣體稱為葡聚醣。由舞菇可萃取出兩種不同結構的葡聚醣，在日本已發展成治療惡性腫瘤的藥物，美國則在進行臨床試驗中。它的醫療保健作用包括抗愛滋病毒、抗癌作用及防治糖尿病。
栽培舞菇的方式和杏鮑菇差不多，但菌絲長滿後不需經過表面處理，就可以移入出菇室，鬆開瓶蓋進行催菇。等到菇的原基體漸漸形成，並長至瓶口外緣時，再把整個蓋子去除，等到發育成熟時就可以採收。舞菇栽培的難處是容易產生褐色的菇水及青黴菌的感染，如果能克服這兩點，就很容易成功。
紫丁香蘑
學名是 Clitocybe nuda，顧名思義，它有亮紫色的外表及濃郁的香氣。在法國、荷蘭等歐洲國家，有少量商業化栽培。北美地區則以野外採集為主，筆者曾在美國超市看到販售，1 磅的價格是 39.99 美元，以 1 美金 33 元新臺幣換算，1 公斤的價格大約新臺幣 2,900 元。它在法國是 10 大受喜愛的食用菌之一。
栽培的主要材料是發酵過的堆肥，這種堆肥也可以用來栽培洋菇。所謂的發酵，其實是透過微生物的作用，讓堆肥中簡單的醣類被微生物分解，並產生熱和改變酸鹼值，加速材料軟化，最後熟成至只剩含氮的木質素腐植質複合物，只有菇類菌絲可以利用來生長繁殖，其他真菌無法利用。國外用麥稈，國內則以稻草做為主要原料。稻草經過灑水充分吸水後，再添加雞糞、黃豆粉和其他微量元素，利用隧道式室內發酵槽經過兩階段發酵，然後混合紫丁香蘑的麥粒菌種，經走菌後覆上一層泥炭土，降溫至攝氏 13 度刺激出菇。
從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，每平方公尺可生產 8 ~ 11 公斤的新鮮菇體，不到洋菇產量的一半。這就是為什麼它的價格居高不下的原因。農業試驗所由法國引進原始品種，經過多年的試驗，成功育成一高產且出菇快速的品種，命名為臺農一號，已經技術轉移給農民，並已商業化生產。目前可在市面上購買到這一菇種，惟價格不斐，每公斤售價在新臺幣 600 元以上。
北冬蟲夏草
簡稱北蟲草或蛹蟲草，學名是 Cordyceps militaris，和冬蟲夏草（Cordyceps sinensis）同屬於蟲草屬（Cordyceps）的真菌。冬蟲夏草的主要產區是在海拔 3,000 ~ 5,000 公尺的青康藏高原，必須寄生在蝙蝠蛾的幼蟲上。由於人們的大量採收，造成蟲草數目急遽下降，目前大陸已經禁止出口。相較於冬蟲夏草，蛹蟲草的寄主範圍較廣泛，目前已知至少 19 種昆蟲幼蟲都可被其感染，其中有 16 種是鱗翅目昆蟲。
這種菌主要分布在河北、黑龍江、吉林、安徽、福建、廣西、陜西、雲南等地，因其最早在大陸北方做為冬蟲夏草的替代品，因此又稱為北冬蟲夏草。冬蟲夏草及北冬蟲夏草與一般菇類不同，它們屬於子囊菌門，不同於一般菇類屬於擔子菌門，產生特化的生殖構造也與一般菇類不同。蟲草屬的生殖構造一般是長桿狀的子座，也就是冬蟲夏草中夏草的部分。
由於蛹蟲草可藉由人工培養，因此有很大潛力開發做為藥用資材。目前產區仍以中國大陸為主，栽培方式主要可分為米飯栽培法與寄主感染培養法兩種。
臺灣主要以糙米做為主原料，再添加不同的輔助材料，包含蠶蛹粉、蛋白、維生素Ｂ1、蔗糖等。把培養料均勻混合後裝入玻璃罐中，經高壓滅菌後，分別加入菌種進行培養。子實體在米飯上培養可分為 5 個階段，其一是菌絲團階段，菌絲接種後約經 20 天培養就可達到生理成熟，這時再給予適當的誘導，就可產生菌絲團。這些菌絲團產生後約經培養 3 ~ 4 天內部組織化後，會變成較堅硬的子座原基。
然後進入稱為原基階段的第二階段，這時原基的顏色仍與營養菌絲相同，但會逐漸膨大，並開始組織分化，2 ~ 3 天後長成頂端白色，下部呈橙黃色的尖錐形子座芽。之後就進入第三階段的子座芽階段，子座芽初期約 1 ~ 2 公分高，培養幾天後會變粗伸長，頂端白色會逐漸消失，並進入子座生長階段。
第四階段子座生長時，經 5 ~ 6 天生長後，子座一般不會再增粗伸長，但頭部會膨大成棒狀，頂端呈鈍圓形或尖形。隨後就進入第五階段子座成熟期，這時子座不再變化，但子囊殼會伸長並外露，使頂端出現乳頭狀小凸起。再過數日，子囊殼爆裂，子囊孢子釋放，會在頭部形成龜裂狀花紋，並沾黏黃色粉狀物。從菌絲體紐結到子座成熟釋放孢子，一般需 15 ~ 20 天。經過分析，裡面含有蟲草素、蟲草酸、腺苷、胺基酸、微量元素等，藥性類似冬蟲夏草。
科技化自動化的生產
隨著科技的進步，菇類的生產模式也朝向電腦自動控制生產流程發展，包括栽培基質裝瓶、高溫高壓殺菌、菌種培養及出菇不同時期的條件調整，只要設定程式，便會按時執行，每一批菇類的生產就像貨品一樣有一個標籤，可以隨時掌控生產過程，同時減少人力，就算人在海外度假，也可以透過網際網路以手機監控每一出菇室的狀況。進一步配合警告系統，一旦溫度、溼度及二氧化碳濃度超過設定值，可同步撥打手機聯絡工作人員，在 30 分鐘內抵達現場排除障礙。
在堆肥的製造過程中，為了減少發酵過程產生的臭氣，已經從以前的戶外堆積，發展成隧道式室內發酵，嚴格控制發酵的溫度、通氣量及發酵時間，讓堆肥的品質更一致也更穩定。為了減少堆肥製作時間及空間，非堆肥式的栽培方法也在不斷地嘗試與改進中。
在菇類品種選育方面，由於菇類會產生大量的孢子，對部分工作人員會造成過敏的現象，且大量的孢子會造成空調系統阻塞，影響進氣量及機械的運轉，因此有部分育種學家朝向選育無孢子的菇類品系，並已有商業化栽培品種。為了順應大家對健康的需求，菇類生理活性物質含量的多寡是另一個重要的育種目標。另外，因應全球暖化，選拔菇類的耐熱品種，除可減少冷氣的消耗，降低生產成本，還能減少碳的足跡。
兼顧環保與減廢
任何可以降低生產成本的技術，都是努力的目標。例如開發新的消毒滅菌方法，以減少栽培介質中有效營養成分的破壞，還有改善菌種的製備。近年來液體菌種的開發，以及膠體微粒菌種的運用，都朝縮短栽培時間著手。此外，尋找木屑的替代物也是很重要的課題，已經成功發展利用咖啡渣、香蕉葉、稻草或麥稈做為栽培的材料，既可解決這些農業廢棄物的汙染問題，還可創造高利潤。大陸則興起一股新的行業，是以禾本科的草類取代木屑做為栽培介質，稱為菌草。
臺灣目前菇類栽培仍以太空包為主，根據農糧署的官方統計，臺灣每年生產兩億包以上的太空包。這些菇類栽培後的廢料，尚含有很多可利用的養分，可以用來種植其他的菇類，或添加部分的新木屑做為栽培的基質，也可以開發做成生質酒精、從中提煉酵素，或製成有機肥。製作太空包所使用的塑膠袋，目前已有工廠回收製成填充顆粒再利用，並積極發展生物可分解塑膠，有效減少對環境的衝擊，也讓菇類這個明星產業可以永續發展。
