北虫草工厂化高产栽培技术研究

北虫草［Cordyceps militaris (L. : Fr. ) Link］，又名北冬虫夏草、蛹虫草、蛹草，属真菌门，子囊菌亚门，核菌纲，麦角菌目，麦角菌科，虫草属，与冬虫夏草（Cordyeeps sinensis）同属异种。虫草属［Cordyceps (Fr.) Link］是一大类重要的昆虫病原真菌。北虫草是虫草属的模式种，除我国外，还广泛分布于亚洲、欧洲和北美洲的许多地区。

北虫草是一种药食兼用的大型真菌，研究表明，北虫草中含有虫草素、虫草多糖、虫草酸、SOD（超氧化物歧化酶），富含人体所必需的氨基酸、微量元素等多种生物活性物质，在功能食品和医药等方面有很好的应用价值。其药用功效与冬虫夏草相似，具有滋肺益气、止血化痰、抑制肿瘤、延缓衰老和提高机体免疫力等作用。近年来，天然冬虫夏草资源濒临枯竭，而其人工栽培技术至今仍未见有突破性进展。因而对北虫草栽培技术的研究日益受到重视。由于北虫草的野生资源极少，天然药材来源有限，因此人工栽培北虫草具有特殊的意义。目前北虫草人工栽培技术已经基本成熟，在人工控制的室内可实现周年化生产。2012 年，陕西杨凌天和生物科技有限责任公司建成了西北地区第一个北虫草工厂化生产基地，实现了北虫草的周年化生产。

 

1 北虫草的生物学特性
1.1 寄主与分布

北虫草的寄主范围比较广泛，多寄生在鳞翅目、鞘翅目等昆虫的蛹、幼虫或成虫体内，尤以鳞翅目昆虫为主。北虫草在国外主要分布于加拿大、意大利、德国、北美等地，在我国主要分布于云南、辽宁、内蒙古、吉林、广西等地，常见于针、阔叶林或混交林地表土层中的鳞翅目昆虫蛹体上。

1.2 形态特征

北虫草菌丝体白色，见光转色后呈橘黄色。菌丝体为绒毛状，致密程度和爬壁能力均较强，有隔膜和分生孢子，无锁状联合［7］。子座单个或数个从寄主头部或节部长出，色橘黄，长2～8厘米，头部棒状，浅黄色。

1.3 生长发育条件

（1）营养。①碳源。研究发现，北虫草可以利用单糖、双糖、多糖和醇糖等。以蔗糖为碳源时，菌丝生长快，其次为葡萄糖。人工栽培北虫草，可利用的碳源有葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉等，以蔗糖、葡萄糖等小分子糖类的利用效果为佳。②氮源。在北虫草的栽培过程中，有机氮、硝酸盐、铵盐皆能被利用，包括牛肉膏、蛋白胨、NaNO3、NH4Cl、酒石酸铵等。③无机盐。矿质元素对细胞生长及代谢活动起着重要的作用，在人工栽培过程中，可适当添加无机盐以满足北虫草对矿质元素的需求。④维生素。维生素是促进真菌生长发育和代谢的关键因子，在物质和能量代谢中作为辅酶参加循环，适量的维生素B1、叶酸、维生素B2 等均能促进北虫草的生长。

（2）温度。北虫草属于中低温型菌类，温度过高不利于北虫草的生长发育。研究表明，北虫草菌丝生长、转色、子座分化的最佳温度分别为22.7 ℃、20.2 ℃、18.1 ℃。人工栽培北虫草，适宜的发菌温度为15～18 ℃，子座生长的适宜温度为14～17 ℃。

（3）湿度和水分。在北虫草的菌丝生长阶段，要求培养基中的水分含量为60%～70%，空气相对湿度为70%，子座分化和生长阶段，要求空气相对湿度为85%～90%。空气相对湿度过低，培养基中的水分易散失，从而影响菌丝的生长、转色、子座分化、生长；湿度过高，气生菌丝生长过旺，子座分化延迟，且容易导致杂菌污染。

（4）CO2 浓度。北虫草的菌丝生长和子座生长发育阶段均需要良好的通气条件，所以在北虫草的人工栽培过程中，应及时通风换气，保持室内空气新鲜。

（5）光照。北虫草的菌丝生长阶段不需要光照，在发菌期应避光培养，过早光照容易产生气生菌丝，并导致提早产生菌被，阻碍子座分化，而在原基分化及子座生长阶段则需要一定强度的光照。光照强度为32.3 勒克斯时，蛹虫草菌丝开始分化形成原基，光照达到968.8～1 614.61 勒克斯时子座才能成熟。

（6）pH。北虫草为偏酸性真菌，菌丝生长阶段适宜的pH 为5.4～6.8。但培养基在灭菌及北虫草生长过程中，pH 会有所下降，因此在配制培养基时需将pH 调至7.0 左右。
 

2 栽培模式

在北虫草的人工栽培过程中，需配备控温控湿等设备，通过人工设定，自动控制温度、湿度、CO2 浓度、光照，以满足北虫草在不同生长发育阶段对环境条件的要求。在此模式下，可不间断地进行分批投料、发菌、出草，循环往复实现一年四季连续培养。子座采收过程中，只采收第一批，可相对缩短生产周期，提高车间利用率，提高产业整体的经济效益。
 

3 栽培设施

栽培房要求清洁卫生、空气流畅、水电充足，远离居民区、医院、垃圾场、禽畜棚舍等。房高需在3.8 米以上，长度与宽度可视需要而定，要求建筑结构牢固、布局合理、隔热性能良好，每间房屋都需配备控温控湿设备。
 

4 菌种选择

菌种与北虫草的生长周期、产量及品质的关系密切。生产所用菌种，要求侵染力强、易分化产生子座、产量高、生长周期短。菌种要底部呈鲜艳橘黄色，平贴，厚度适中，无任何杂菌污染，无明显的白色绒毛状气生菌丝。选种引种要在食用菌科研单位或有信誉的菌种生产单位进行；也可选择生长正常、健壮、早熟、无病虫杂菌污染的子实体进行分离选种。由于北虫草转管退化现象十分明显，因此不可用3 代以上的母种进行扩制。

5 室内栽培技术

5.1 母种的培养基配方与菌种制备

母种培养基配方：马铃薯200 克，葡萄糖10克，蔗糖10 克，蛋白胨3 克，硫酸镁0.5 克，磷酸二氢钾1.0 克，维生素B1 0.5 克，琼脂18～20克，水1 000 毫升。采用上述培养基配方制备试管斜面，选取优良北虫草菌种接种。接种后，应每天对光检查试管生长情况，及时弃去污染试管，待北虫草菌丝长满斜面后，进行见光转色，转色良好方可进行下一步生产程序。

5.2 液体菌种的培养基配方与菌种制备

液体菌种培养基配方：马铃薯200 克，葡萄糖10 克，蔗糖10 克，蛋白胨3 克，硫酸镁0.5克，磷酸二氢钾1.0 克，维生素B1 0.5 克，水1 000毫升。

液体培养基制备好之后，装入500 毫升的锥形瓶中，分装量为200～250 毫升，用封口膜封住瓶口，并用绳子扎紧瓶口，在0.15 兆帕高压下灭菌30 分钟。待温度降至30 ℃以下时接种。在无菌条件下，每瓶接入2～3 块麦粒大小的母种块，在21～23 ℃下静置24 小时，观察有无杂菌污染。挑选无污染的放入摇床振荡器，转速设置为90～120 转/分钟，21～23 ℃恒温培养。培养过程中每天进行检查，及时弃去污染的液体菌种，一般6～7 天，可看到锥形瓶中有大量均匀致密的菌丝球，此时便可停止培养。培养好的液体菌种应及时用于生产。制备好的液体菌种需经过稀释再进行接种，因此在接种前需提前制备好无菌水用于稀释液体菌种。

5.3 配料装盒

在进行装盒之前，对栽培盒、栽培袋和配套棉塞进行检查，确保栽培盒完整无裂缝、无漏洞，棉塞松紧适度、大小合适。原料小麦应无霉变、无异味、无杂质。称取300 克小麦放入栽培盒中，按照小麦/水比为1/1.5～1.7 的比例加水。加水后混匀，保持栽培盒内小麦厚度一致。然后将栽培盒放入专用栽培袋中，将栽培袋的长出部分向内塞入栽培盒，并保持该孔洞通畅，以方便接种时接种枪伸入，然后塞上配套棉塞。

5.4 灭菌

装盒结束后，进行灭菌。常压灭菌，至100 ℃后保持8～10 小时；高压灭菌，0.137 兆帕125 ℃保持1 小时。灭菌过程中应注意水平放置栽培盒，以防盒内培养基出现一边厚一边薄，影响后期子座生长。灭菌结束后，自然冷却。冷却后移入接种室，至培养基温度降到30 ℃以下时接种。接种前，将接种工具及无菌水放入接种室，用优质气雾消毒剂或常规消毒方法密闭消毒30 分钟。消毒结束后，打开离子风机，让接种室内的空气循环30 分钟。

5.5 接种

进入接种室前，接种人员要穿戴经消毒的衣物，佩戴一次性口罩及帽子，菌种瓶外壁及接种人员双手用75%酒精进行表面消毒。进入接种室后，应迅速关好门，防止带有杂菌的空气进入。接种过程须在离子风机旁进行，首先稀释液体菌种，一般稀释8～10 倍，将接种枪连接稀释的液体菌种瓶进行接种。接种时，拔去棉塞，将接种枪伸入盒内，迅速拉动接种枪。接种完毕立刻塞好棉塞，整个接种过程应保持无菌、快速，一般每瓶无菌水可接种100 盒左右。接种结束的栽培盒移入培养室内培养。培养室需提前一天用高锰酸钾和甲醛溶液进行熏蒸消毒。

5.6 发菌培养

北虫草的菌丝生长阶段不需要光照，要进行避光培养。因此要密封培养室的门窗，保持室内黑暗状态。发菌培养阶段的室内温度应控制在15～18 ℃，经过7 天左右，菌丝即可覆满培养料表面，此时可以拔掉棉塞，进行光照转色。
5.7 转色
北虫草菌丝长满培养料时，应给予光照，促进其转色。光照强度保持在150～250 勒克斯，每天的光照时间不少于10 小时。白天可利用自然散射光，夜晚以日光灯作为光源。经过光照刺激，菌丝由白色逐渐转变为橘黄色，转色期一般在7 天左右。当培养基表面开始出现橘黄色色素，聚集有黄色水滴，并可见圆丘状的橘黄色菌丝隆起时，表示原基已经开始分化，子座即将形成。

5.8 子座培养

北虫草原基分化形成后，开始进入子座培养阶段，此阶段要求温度19～23 ℃，空气相对湿度85%～90%，空气新鲜。由于北虫草具有明显的趋光性，因此在子座培养阶段，应适当调整光源位置，保持受光均匀。当子座呈现橘黄色或橘红色棒状，长度为5～8 厘米，且子座头部开始膨大，出现黄色粉末状物质时，表明其已经成熟，可以采收了。

5.9 采收加工

北虫草采收、烘干以及包装过程中的环境要整洁干净，操作人员需佩戴帽子、手套和口罩。采收用镊子或剪刀剪断子座基部。采收结束后，将子座基部清理干净，及时烘干，随后回潮2 小时，整理平直后用塑料袋包装，置于通风干燥低温黑暗处保藏。

综上所述，北虫草的工厂化栽培过程中，温度、湿度、光照可控，省工省时，采用北虫草专用栽培盒，重量轻、清洗方便，产量及品质均较高，应积极进行推广。在工厂化栽培过程中，从制作菌种到全过程管理，都影响其产品品质。因此，提高菌种质量，对栽培过程进行科学高效管理显得非常重要。