食药用菌保健金字塔模型对增进人类福祉的作用(一)

来源:《国际农产品》杂志   |   时间:2017-06-23 16:17:10   |   浏览:207

文:张树庭1 Solomon P. Wasser2

(1.国际蕈菌生物技术服务中心,香港中文大学生物系,香港;2. 国际生物多样性与真菌生物技术中心,海法大学自然科学院进化研究所进化与环境生物学系,以色列,海法;乌克兰国家科学院国家科学院霍洛德内植物研究所,乌克兰,基辅)

本文提出作为食品、膳食补充品(滋补品)和药品的蕈菌利用(产业)金字塔模型。讨论蕈菌产业发展的目的和美好前景。药用蕈菌(MM)和真菌被认为具有126种药用功能,包括抗肿瘤,调节免疫,抗氧化,清除自由基,保护心血管,抗高胆固醇血症,抗病毒,抗细菌,抗寄生虫,抗真菌,清热解毒,保肝和抗糖尿病等;特别值得注意的是蕈菌多糖,许多高等担子菌蕈菌的子实体、菌丝体及培养液中含有生物活性多糖。数据显示,有约700种异担子菌纲和同担子菌纲的蕈菌多糖具有抗肿瘤和提高免疫力的功效。蕈菌是不同类型的膳食补充品 (DSs) (补品)的优质来源,源于蕈菌的膳食补充品(相对于中药制剂)在安全方面具有以下优点:(1)用于生产膳食补充品的蕈菌绝大多数是商业栽培,非野外采集。(2)食用菌很容易进行无性繁殖,从而易保持性状的稳定。蕈菌的菌丝可以保存相当长的时间,便于对其遗传和生化一致性进行追溯检测。(3)其最大优点是:蕈菌的菌丝体可以进行深层培养。讨论不同国家包括美国、欧共体、澳大利亚、新西兰、日本、中国和世界卫生组织,对引进与控制源于药用菌的膳食补充品的法规和监管措施。提出21 世纪药用菌科学发展中应关注解决的数个重要问题。

当今人类的福祉面临着前所未有的挑战:地区性食物短缺,缺乏新的对健康饮食的深刻认识、人类健康质量下降,以及日趋恶化的环境。这些问题会随着世界人口的持续增长而愈加严重。世界人口已从20世纪初的16亿增加到20世纪末的60亿。根据联合国人口司的统计,2011年10月底,全球人口已达70亿。世界人口将以每年约8000万的数量继续增长,预计到2050年,世界总人口数可能达到105亿,其中大部分的增长来自欠发达国家。这实在让人震惊。随着人口的增长,每个人所能获得的食物数量和医疗服务水平会相应减少和下降,全球生态系统也将加剧恶化。据最近报道:全球人口增长对世界粮食生产、供水及健康质量的影响大于气候变化的影响。人们已经注意到食物的营养平衡及在和谐环境下的积极生活方式可以帮助实现生命最佳的健康状态。

我们生活在一个人类健康危机的时代,我们面临着艾滋病等许多致命疾病的严重威胁。如:斯威士兰是当今世界上艾滋病毒/艾滋病疫情最严重的国家,孕妇感染率为41%,人的预期寿命只有43岁,31%的儿童是孤儿;黑死病(鼠疫,由巴氏杆菌鼠疫菌引起的)是14世纪的灾难,在欧洲和亚洲有50万人因此病丧生;当今世界各地高血压、糖尿病和心血管疾病高发,美国超过三分之二的成年人和超过三分之一的儿童超重或肥胖。癌症的发生也不断升级,如乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、肝癌以及其他各种肿瘤等,据估计,2011年美国新增癌症病例1 596 670例、病死571 950例;疯牛病(一种障碍和影响神经系统的病毒)、口蹄疫(一种目前在欧洲肆虐,对牛、猪、绵羊、山羊传染性很强的病毒),以及其他疾病(其中许多与我们的饮食有关)大量发生,正迫使全世界人民彻底改变对食物的选择。人类是世界上唯一懂得如何控制食物供应的物种,现在的挑战是确保人类不受食物控制。

药用蕈菌(MM)和食用蕈菌产品已然面市。他们正日益成为世界各地人们饮食的重要组成部分。蕈菌的形态特征和生理功能可以用一首迷人的诗来简要介绍:“无叶,无芽,无花,自身结果;可食,可补,可药,周身是宝。”第一句介绍了蕈菌的形态特征,而第二句则概括了蕈菌的生理功能(图1)。

图1中关于蕈菌产业的金字塔模型完全符合中国的一句古话:“药食同源”。蕈菌的营养价值、膳食补充品(DSs)与药用属性早已得到了认可。利用食物维持、改善健康状况或治疗疾病的饮食疗法,已得到了普通民众的广泛运用,早在2 000年前,中国的宫廷中即有使用。人类健康可分为三种状态:健康、亚健康和患病。蕈菌主要作为起保健作用的食品、治疗疾病的药品和调理亚健康人群,以及健康与患病人群的膳食补充品。

从全球的角度,对蕈菌进行重新定义是有益的。我们都清楚,“mushroom”对于不同国家的不同的人可能意味着不同的东西,这类似于传说中的“三个瞎子摸象”。 他们根据触摸大象时的感觉,对大象的模样发挥了各自的想象,摸到蜿蜒扭动着的鼻子的,认为大象像一条蛇;摸到结实的尾巴的,认为大象像一根绳子;摸到粗糙而巨大的腿的,则认为大象很像一棵树。广义上的mushroom包括所有大型真菌,或者说所有具菌柄和菌盖的真菌,或所有的大型肉质真菌;狭义的mushroom只包括那些较大的具有食用或药用价值的真菌。最狭义的mushroom则仅指可食用的蘑菇属品种。例如,英国和其他西方国家的蕈菌产业几乎100%以双孢蘑菇为主导,这可能会导致错误的概念,认为“mushroom”仅指双孢蘑菇,一些地区的产业人士甚至把棕色蘑菇视为珍稀菇种。其实,“mushroom”涵盖了成千上万不同种蕈菌。据我们所知,“mushroom”一般被认为是一类具有较大子实体的大型真菌。据Chang和Miles所下的定义,蕈菌是一种生长在地上或地下,具有肉眼明显可见、用手可采摘的子实体的大型真菌。因此,“mushroom”不一定都是担子菌,不一定都是长在地上的,不一定都是肉质的,也不一定都是可食用的。蕈菌有些是子囊菌。蕈菌大致可分为六大类:食用,不宜食用,致幻,药用,有毒和其他仍未明确界定的种类。这个定义虽不够完善,也还比较主观、不够严谨,但到目前为止,还没有提出可供替代的定义。因此,该定义可以在世界蕈菌生物学和蕈菌产业中运用。相信这个简单的定义优于一些国家用“食用菌”和“毒菌 (toadstool)”来区分。这是因为蕈菌是大型真菌(不包括微真菌),而“食用菌”则可包含大型真菌和微真菌;“毒菌”一词是没有意义的,为防止混乱,应避免使用。

3亿年历史的木化石上发现有蕈菌的存在。大体可以肯定,史前人类就在野外采食蕈菌。有充分证据表明,具有伟大的早期文明的埃及人、希腊人、罗马人、中国人和墨西哥人均视蕈菌为美味佳肴,传说具有治疗疾病价值,并且在某些情况下,被作为宗教仪式的珍品。纵观历史文献,关于蕈菌的食用和药用价值有反复记载,这完全基于非常早就开始了蕈菌的人工栽培。中国可以引以为豪,因为中国是许多受大众欢迎的蕈菌的人工栽培发源地,如黑木耳(大约公元600年),金针菇(公元800—900年),香菇(公元1000—1100年),草菇(公元1700年)和银耳(公元1800年)。在20世纪以前,双孢蘑菇(公元1650年,在法国)是唯一一种首次人工栽培不是在中国的商业化栽培的蕈菌。

随着时间的推移,对为数众多的蕈菌新种类的认识不断增加。 据Hawksworth估计,150多万种真菌中,约有14万种能产生足够大的子实体,并具有被认为与大型真菌相称的结构。根据上述定义,这些可以被称为“mushroom”。应当指出,如果没有一个全球公认“mushroom”的术语,就不可能估计出地球上称为 “mushroom”的数量。已报道认识的蕈菌数量为14,000种,仅占14万种蕈菌中的10%。因此,目前仍有许多未知种类有待发现(约126,000种)。在已知的蕈菌种类中,约有7 000种(50%) 被认为具有不同程度的可食性,其中隶属于231个属超过 3 000种的蕈菌被视为优质食用蕈菌。但只有约200种优质食用蕈菌进行了实验性栽培,100种进行了经济栽培,约60种实行了商业化栽培,有10种以上在许多国家进行工厂化规模生产。此外,在已知的14 000种蕈菌中约有700种被认为具有药用价值并对人体安全,接近500种为有毒蕈菌。中国估计拥有约2 000种蕈菌,其中981种已知可以食用。到2002年时,已有92种被驯化,而其中50种已实现商业化栽培。

许多已知的食用蕈菌发展前景光明。目前食用蕈菌的年产量已达2 400万吨,三类主要产品(食用蕈菌、 蕈菌产品和野生蕈菌) 的全球市场总值超过 600亿美元。全球蕈菌的生产一直稳步增长,主要贡献来自发展中国家,如中国、印度、波兰、匈牙利、越南等。蕈菌产业技术的发展已使生产能力得到提高,最终产品得到改善,并利用蕈菌自身特性改善环境。然而,我们总是需要在保持目前趋势的同时继续寻求新的发展机遇。应该意识到,世界人口的增加将使市场容量日益扩大。要抓住机遇,通过积极宣传蕈菌特性,利用现代营销技术积极推广,促进蕈菌消费量的增加。当然,质量控制对稳固和争取消费者对蕈菌产业的信心至关重要。我们希望并相信,本文能像催化剂一样促进人们在饮食中增加蕈菌的食用,促进对全球蕈菌生物群的研究和开发,并视蕈菌为解决当今人类健康问题的可能途径之一。

文本框: 表1 世界蕈菌产量
年份	总产量/万吨	增幅/%	平均年增幅/%
1960	17.0	…	…
1965	30.1	100.6	20.1
1970	48.4	60.0	12.0
1975	92.2	67.8	13.6
1981	125.7	37.3	6.2
1986	218.2	73.6	14.7
1990	376.3	74.4	18.6
1991	427.3	12.6	12.6
1994	490.9	14.9	5.0
1997	615.8	25.4	8.5
2002	1 225.0	98.9	19.8
2009	2 400.0*	95.9	13.7
注:年平均增幅为13.2%。数据来源于参考文献[16~18]
*假设中国产量为2 020万吨[19]。

2 国际蕈菌产量

自第二次世界大战结束后,基于农业的蕈菌产业得到了稳步增长。过去数年全球栽培的食用蕈菌产量如表1。数据显示,1981年世界食用蕈菌总产量为125.7万吨,而到了1986年,便达到了218.2万吨。在这五年的时间里食用蕈菌的产量增长了73.6%,平均年增长14.7%。1987到1990年的短短四年时间里,世界食用蕈菌总产量又增长了72.5%达到376.3万吨,年均增长18.1%。到1994年时总产量达490.9万吨,四年增幅达30.5%,年均增长7.6%;到1997年,总产量达到615.8万吨,三年的时间增长了25.4%,年均增长8.5%。纵观这些数据,从1981年到1997年的16年里,世界蕈菌总产量的年增长率超过12%。期间,双孢蘑菇的产量占总产量的比例有所下降,这主要是由于其他食用蕈菌的需求量不断增大所致,如香菇的产量和占总产量的百分比分别从1981年的18万吨、14.3%提高到了1997年的156.44万吨、25.2%;16年中侧耳类蕈菌的总产量从3.5万吨提高到87.56万吨,增加了25倍,占世界蕈菌总产量的百分比从2.8%提高到14.2%;木耳产量从1981年的1万吨增长到了1997年的48.56万吨,增长了48.5倍,占世界蕈菌总产量的百分比从1981年的0.8%上升至1997年的7.9%。总体而言,世界蕈菌生产稳步增长,主要是来自发展中国家的贡献,包括中国、印度、波兰和匈牙利。相比之下,在西欧国家、美国和日本的蕈菌产量则一直停滞不前甚至下降。值得注意的是,中国见证了蕈菌栽培量的大幅增长,现已成为全球蕈菌产量的最大贡献者,占世界总产量的80%以上(表2)。此外,近些年中国已开始栽培和销售一些新的蕈菌种类(表3)。印度2001年的蕈菌产量为5 000吨,至2004年增加到10,000吨,在短短的3年里翻了一番,可望在可预见的未来将以年均增幅约25%的速度继续增长。

文本框: 表2 1978年以来中国对世界蕈菌发展的贡献
 年份	世界总产量/万吨	中国的产量/万吨	中国占有的比例/%
1978	 1 06.00	  6.00	5.7
1983	 1 45.30	 17.45	12.0
1990	 3 76.30	1 08.30	28.8
1994	 4 90.93	2 64.00	53.8
1997	 6 15.84	3 91.80	63.6
2002	12 25.00	8 65.00	70.6
2006	  …	140 00.00	…
2009	2400.00	2020.00	>80.0
注:数据来源于参考文献[20~23].

在拉丁美洲,自1995年以来蕈菌的年产量稳步增长。 1995—2001年间,在这一地区商业化蕈菌生产量增长了32%(49,975至65,951吨),相当于年均增长5%。

由于蕈菌栽培是一项劳动力密集的农工业活动,可以产生很大的经济和社会影响,能为妇女和青年创造就业机会、增加收入,特别是可为发展中国家的农村地区提供就业和增收途径。以中国为例,1978年中国的蕈菌总产量仅60,000吨,不到世界总产量的6%。然而,到2009年,中国的蕈菌总产量达到2020万吨,超过世界总产量的80%。根据最近的统计数据,2009年中国蕈菌总产值为200亿美元,出口额为13亿美元。据估计,2010年的总产量为2200万吨,总产值约230亿美元,出口额为20亿美元,出口额占总产值的10%左右。2006年中国蕈菌产业从业人数超过3000万人,其中只有10%的从业人员是从事实际生产的菇农,其他人员分布在如食品、饮料制造业,贸易和管理,运输、销售和进出口等不同的行业中。蕈菌产业具有更大的正溢出效应,生成一些如住宿、餐饮服务等互补领域的就业机会。还值得注意的是,在中国的一些县市,总人口不过20万人,而从事蕈菌生产与经营的人口约占60%。蕈菌产业成为当地经济收入的主要来源。中国的蕈菌产业发展可以作为其他欠发达国家的一种榜样。

由于区域经济发展的不平衡,中国蕈菌发展模式/方法和市场的发展已呈现多元化。北京、上海、深圳等大城市涌现出众多大型、现代化的珍稀蕈菌农场/工厂,传统的家庭经营的菇场数量开始下降。城市居民更喜爱新鲜的珍稀蕈菌,如新鲜的金针菇(Flammulina velutipes)、蟹味菇(Hypsizygus marmoreus)和杏鲍菇(Pleurotus eryngii)。在一般情况下,采用瓶装系统的现代化菇场每天可以生产5~10吨鲜菇,一些现代化菇场日产鲜菇超过40吨。中国超过90%的产品在国内市场销售。大约十年前,中国才开始进口蕈菌,2009年中国进口蕈菌量创下新纪录,成交额超过600万美元,是2008年的3倍。其中,从韩国进口的鲜金针菇约占总额的70%,从越南进口的新鲜和罐装草菇数量也很可观。

文本框: 表3 近年来中国栽培和销售的蕈菌新品种  单位:吨
品种	年份
	1986	1998	2001	2003	2005	2007
金针菇	10	189	389	557	838517	1177962
银耳	50	100	114	183	184130	251414
滑菇	…	31	51	172	203746	259175
鸡腿菇	…	…	39	178	285100	441869
竹荪	…	…	10	32	37464	77710
真姬菇	…	21	120	243	346426	421406
白灵菇	…	…	7	52	172727	181671
杏鲍菇	…	…	21	114	135943	202302
茶树菇	…	…	…	93	191346	232868
姬松茸	…	…	…	42	43607	47030
草菇	38	32	116	174	274338	437256
猴头菇	…	28	10	31	45348	57231
姬菇	…	…	…	…	68038	102726
秀珍菇	…	…	…	…	95762	133596
灰树花	…	10	15	25	4875	7115
注:数据来源于中国食用菌协会[24]。

中国蕈菌产业在1990—2009年间发展迅猛,产量从1990年的100万吨增长到2009年的2 020万吨,其主要的原因在于:

(1) 强有力的领导推进产业发展,省、市、县地方政府积极地抓技术、促生产,主产县市通常设立专门的“食用菌生产办公室”,主要负责蕈菌的研究、生产和培训工作。他们经常组织菇农开展栽培技术培训。

(2) 强有力的科技支撑产业发展。众多蕈菌科学家和学者分布在全国各学术机构。据估计,有超过500个研究生在攻读食用菌生物学和应用食用菌生物学不同领域的硕士和博士学位[25]。

(3) 大量的食用和药用蕈菌新品种被驯化并进行商业化栽培。其中,作为食用的主要有:杏鲍菇(Pleurotus eryngii),阿魏蘑(P. ferulae),白灵菇(P. nebroden¬sis),鲍鱼菇(P. abalonus),肺形侧耳(P. pulmonarius),黄白侧耳(P. corucopiae),虎奶菇(P. tuber-regium),金针菇(Flammulina velutipes),鸡腿菇(Coprinus comatus),茶薪菇(Agrocybe chaxingu),短裙竹荪(Dictophora dupli¬cata),斑玉蕈(Hypsizygus marmoreus),洛巴伊大口蘑(Macrocybe lobay¬ensis),猴头菇(Hericium erinaceus),主要作为药用的有:裂蹄木层孔菌(Phellinus linteus),牛樟芝[Antrodia cinnaomea (=Taiwano¬fungus camphorates) ],蛹虫草(Cordyceps militaris),乌灵参(Xylaria nigripes),桑黄(Phellinus baumii)。

(4) 大量的蕈菌栽培技术被智慧的菇农不断创新。福建省古田县菇农彭兆旺发明了香菇合成料袋栽技术。这一发明使农民的生活水平得到了提高。

(5) 国内市场得到培育扩大。过去30年中国经济的迅速发展,是中国食药用菌生产发展的关键因素之一。最近进行的一项调查发现,世界蕈菌生产和产品行业已把关注转向了亚洲新兴经济体国家,特别是中国。

不同地理区域所采用的生产格局也不同,虽然双孢蘑菇是许多食用蕈菌中唯一一种全球化栽培的品种,在英国和其他大多数西欧国家,蕈菌产业绝大多数专注于双孢蘑菇。但欧盟的第三大蕈菌生产国——西班牙则略有不同,双孢蘑菇占西班牙蕈菌总产量的80%。西班牙1992年的总产量为26 512吨,而2004年上升至110 000吨,增长了315%。在美国,大约有98%的蕈菌产量仍然是双孢蘑菇。然而,2003年,双孢蘑菇占中国和韩国蕈菌总产量的百份比分别只有12.8%和11.6%,而在日本则是0%。

文本框: 表4  双孢蘑菇、香菇、侧耳类对
美国蕈菌产业的贡献
品种	产量/t
	2002-2003	2003-2004	2004-2005
双孢蘑菇	379 318.8	381 479.4	380 083.0
	(98.6%)	(98.4%)	(98.2%)
香菇	3 390.5  	3 506.1	4 118.4
	(0.9%)	(0.9%) 	(1.1%)
侧耳类	1 812.6	2 008.2	2 453.0
	(0.5%)	(0.5%)	(0.6%)
小计	384 521.9	386 993.7	386 654.4
	(99.9%)	(99.9%)	(99.9%)
其它	197.3	541.0	253.5
	(0.01%)	(0.01%)	(0.01%)
总计	384 719.2	387 534.7	386 907.9
	  (100%)	(100%)	(100%)
注:数据来源于文献[26];括号内数据为占美国食用菌总产量的百分比。.
文本框: 表5  双孢蘑菇、香菇、侧耳类对亚洲蕈菌产业的贡献
品种	产量/万吨
	中国	日本	  韩国	台湾
双孢蘑菇	133.04	…	1.98	0.43
	(12.8%)	…	    (11.6%)	(4.0%)
香菇	222.80	3.53	4.19	3.60
	(21.5%)	(10.7%) 	(24.6%)	(33.4%)
侧耳类	248.80	0.52	6.20	0.45
	(24.0%)	(1.6%)	(36.5%)	(4.2%)
小计	604.64	4.05	1.24	4.48
	(58.2%)	(12.3%)	(72.7%)	(41.6%)
其他	434.05	29.03	4.34	6.30
	(41.8%)	(87.8%)	(27.3%)	(58.4%)
总计	1038.69	33.08	17.00	10.78
注:数据来源于参考文献[27~28];括号内数据为占亚洲食用菌总产量的百分比。

相比之下,双孢蘑菇以外的蕈菌品种在东亚国家更受欢迎,根据最近的生产数字显示,香菇和侧耳类蕈菌已经成为世界上栽培最普遍的两个菇种。应当注意到,一直在亚洲受大众欢迎的蕈菌,如香菇、金针菇、侧耳类蕈菌等正在进军西方市场。在西班牙,侧耳类蕈菌和香菇分别占蕈菌总产量的15%和5%,而在美国则分别仅占0.5%和1%(表4)。美国和西班牙双孢蘑菇产量大,加上香菇和侧耳类蕈菌的产量,几乎占总产量的100%;而这三类蕈菌在韩国、中国和日本分别仅占总产量的72.7%、58.2%和12.3%(表5)。显然,有更多种类的食药用蕈菌在这三个亚洲国家栽培和销售,特别是日本。虽然近几年来很少有所谓的特色蕈菌被引入西方市场,但它们无疑将在世界蕈菌产业中占据越来越重要的地位。

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