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中草藥與保健食品:新興菇類的栽培與發展

你喜歡金針菇還是香菇?對於菜市場或超市裡琳瑯滿目的菇類,你認識了幾種?我國菇類的研發與培育現況又如何?
 
 
 
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。
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