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阿魏对阿魏侧耳菌丝胞外酶活力变化规律的研究



全 文 :吸 阁 蜀 2 0 14 ( 3 )
阿魏对阿魏侧耳菌丝胞外酶活 力变化规律的研究
谢现英
(新疆农业大学食品科学与药学学院 ,新疆乌鲁木齐 8 3 0 05 2 )
摘 要 以棉子壳 、鼓皮 、 玉米粉为培养料 , 在培养料中加人
1%

5%

9%

13 % 的准噶尔阿魏进行培养 , 测定阿魏侧耳不同生
长时期 (半瓶期 、 满瓶期 、原基期 、幼菇期 、开伞期 、转潮期 )菌丝
体纤维素酶 、半纤维素酶 、淀粉酶 、漆酶 、 中性蛋白酶活力 。 结
果显示 : 与对照组 (C K )相比 ,添加阿魏后不同时期各种酶活性
均大于 CK , 当阿魏添加量为 9% 时 , 五种酶活性达到最高。 在整
个生长过程中 , 阿魏添加量的不同只影响酶活性的相对大小 ,
却不影响酶活性变化的规律 ,淀粉酶和漆酶活性逐渐下降 , 纤
维素酶 ( CM C酶 ) 、半纤维素酶 ( H C 酶 )和中性蛋白酶先升高后
降低 ,在开伞期酶活性达到最大值 。
关键词 准噶尔阿魏 阿魏菇 生长时期 胞外酶活力
文章编号 10 0 0 一 8 35 7 ( 2 0 14 ) 0 3一 0 0 1 0一 0 4
阿魏为伞形科植物 ,主要含树胶 、树脂及挥发油等成分 ,
挥发油的成分有赌烯及多种二硫化物等 ,树脂类成分含有阿
魏树脂蹂酸 、 阿魏酸 、 阿魏内醋等1[] 。 阿魏在我国约有 26 种 ,
分布在我国新疆 、 山西 、 西藏 、 云南等地 ,其中产于新疆的有
20 种 , 主要分布在准噶尔盆地边缘 、 阜康 、 托里 、 塔城 、 乌恰等
地 2[] 。 阿魏菇 ( lP eu or ust fe ur zae )又称阿魏侧耳 3[] , 因其长在伞
形花科植物阿魏的根茎上而得名 , 近年来有关阿魏对阿魏菇
的菌丝生长 4[] 一 6[] 、 子实体营养品质等 7[] 〔8〕方面的影响已有较多
的研究报道 , 而研究有关阿魏对阿魏侧耳栽培过程中不同生
长期胞外酶活性的变化的影响鲜有报道 。 林辰壹等9[] 研究发
现在阿魏菇母种培养基加人阿魏酸 ( Z xl o 一 3 m ol 几 )可以加速
菌丝的生长 。 白羽嘉等1[ 0] 研究指出在阿魏菇液体发酵液中
添加阿魏的三氯甲烷萃取物能显著提高了漆酶和 P P O酶活
力 。 黄文书等1[ 1〕研究也显示 : 阿魏菇菌丝体 CA T活力与阿魏
添加量呈现很强的剂量效应 ;而阿魏菇菌丝体 SO D 活力产生
了双重的作用 ,低剂量 ( 20 0 m g / 10 0 m L )的能明显提高阿魏
菇菌丝体 OS D 活力 ,但高剂量 ( 10 住o m g / 10 o m L )对菌丝体
OS D 活力表现出抑制作用 。 王玉江等 12[] 和初洋等 1[ 3]研究发
现 ,黑木耳 、 姬菇 (尸le u or ut 、 co o uc oP ia 。 )和鲍鱼菇 (尸le u or ut sa -
ba lo
n u 、
)的纤维素酶 、 半纤维素酶活性变化与培养料的降解
速率和子实体产量呈正相关 。 李娟等 14[] 研究发现金顶侧耳
在培养初期 ,纤维素酶和半纤维素酶活性都较低 ;持续到初
蕾期酶活力变化较小 , 当菌盖长至 1 C m 时 ,酶活性迅速升
高 ,到子实体成熟期活性达到最高 ,然后又开始下降 。 周长
青等15[] 研究表明 ,在菌丝生长阶段 , 酸性蛋 白酶和 中性蛋 白
酶活力呈上升趋势 ,在现蕾阶段二者活性降到最低 ,现蕾后
活性迅速升高 。 申进文等16[ 〕研究表明 ,漆酶活性从菌丝长至
收稿日期 : 2 0 14一 0 2 一 2 5
基金项目 : 国家 自然科学基金项 目( 3 1 16 0 2 1 1 /CZ OO I O I ) 。
作者简介 :谢现英 , 硕 士 , 研究方 向食品科学 。 联系电话 :
13 6 0 9 9 3 6 9 7 1

料袋的二分之一到满袋期短时间内迅速上升 ,直至达到最高
峰 ,随后开始下降 ,幼菇期酶活性出现低谷 ,到菇潮间期酶活
性又有所上升 ,到达另一个高峰 ,之后又开始下降 。 叶云霞
等17[ 〕研究表明元蘑 的淀粉酶在菌丝生长阶段酶活性升高 ,满
瓶时达到峰值 ,子实体成熟时酶活性降低。
笔者研究以棉子壳 、 教皮 、 玉米粉为培养料 ,加人 1% 、
5%

9%

13 %的准噶尔阿魏培养阿魏侧耳 ,测定阿魏侧耳不
同生长时期 (半瓶期 、 满瓶期 、原基期 、 幼菇期 、 开伞期 、 转潮
期 ) 5种胞外酶活力 , 了解不同阿魏添加量对阿魏侧耳不同生
长时期酶活力的变化规律 ,为提高阿魏菇栽培过程中基质降
解能力 、缩短栽培周期 、提高阿魏菇产量提供理论依据 。
1 材料与方法
1
.
1 供试材料 ①阿魏侧耳 (尸 le u or ut 、 fe ur la 。 ) 5 007 74 , 购 自
中国普通微生物保藏管理中心 。 ②栽培原料 :准噶尔阿魏
( eF ur la so ng ior ca aP l
.
)购 自自治 区中医院药房 ,棉子壳 、 教
皮 、 玉米粉购自新疆农科院食用菌技术服务中心 。 ③化学试
剂 :竣甲基纤维素钠 、 淀粉 、 碳酸钠 、三氯乙酸 、醋酸 、无水乙酸
钠 、柠檬酸 、柠檬酸钠 :分析纯 ; 水杨昔 、 2 , 2 ’ 一连氮 一二 ( 3一乙
基苯并曝哇一 6一磺酸 ) (A B T S ) 、 酪蛋白 、 3 , 5一二硝基水杨酸 、
葡萄糖 、木糖 、 麦芽糖 、 L 一酪氨酸 、福林酚试剂 :生工生物工程
(上海 )股份有限公司 ;木聚糖 : iS g m a 公司 。 ④仪器与设备 :
LDZ X

50 K BS 立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂 ;
S W

CJ
一 Z D净化工作台上海鸿都电子科技有限公司 ; M H P -
25 0 智能霉菌培养箱 上海鸿都电子科技有限公司 ; T G L一 16
g R高速冷冻离心机上海安亭科技仪器厂 ; DZ Kw 一 S一 6 电热
恒温水浴锅 北京市永光明医疗仪器厂 ; Tu 一 1 8 10 紫外可见分
光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司 。
1
.
2 试验方法
1 2
.
1 培养料配方 每 1个处理投料 6 k g干料 (棉子壳 80 % ,
教皮 14 % , 玉米粉 5% ,生石灰 1% ) ,均匀拌料 。 准噶尔阿魏
(eF ur la so ng or ic
a Pal
.
)根茎干燥后粉碎 ,按配料干重的 。% ,
1 0%
,
3刀% , 9 0% , .13 0%添加于培养基中 ,按配方混合后 ,加
水调节含水量至 65 % 。 反复拌料 3次 ,拌匀为止 ,炯捂 4 一 6 h
后装瓶 1[ 8 ,。 在阿魏菇培养料中 ,按单因子试验设计 , 添加不
同比例的阿魏粉 (表 1 ) ,制备阿魏菇栽培料 。
表 1 试验设计与处理
处理号
阿魏添加量 z ( g · 1 0 0 9一1 )
试验重复数 (瓶 )
CK P F一 1
0
.
0 1
.
0%
1 0 0 10 0
P F一 1 3
1 3
.
0%
1 2 2 栽培方法 用 5 0 m L 玻璃培养瓶 ,每瓶装培养料
201 4 ( 3 ) 夜 闭 蜀
5 20 9

1 21℃高压灭菌 l h,冷却后至室温 卜 接种阿魏侧耳菌
种 , 于恒温 25 ℃ ,湿度 75 % 一 80 %培养 ,待菌丝生长满瓶后诱
导原基形成 19[] 。 分别于半瓶期 、 满瓶期 、原基期 、 幼菇期 、 开
伞期和转潮期对菌丝 (菌丝培养料混合物 )取样 , 每个处理取
样巧瓶 ,混合均匀 . 液氮中研磨成粉 , 一40 ℃保存。
1 .2 3 测定指标及方法
1 2 3
.
1 淀粉酶活力测定 20[] 取 2 0 9样品 , 加人 8刀 m L 蒸馏
水 , 置于 30 ℃水浴 l h , 4 ℃ 、 s 000 x g 离心 30 m in ,收集上清
液 。 取 20 m L刻度试管中加人 1 0 m L I%淀粉溶液 (40 ℃预保
温 1 0 m in )和 1 . 0 1二 L 酶液 , 4 0℃水浴保温 5 1: 1 111 , 取出后加人
.2 0 m L D N S试剂 . 沸水浴 5 , n in ,迅速冷却至室温 , 用蒸馏水
定容至 20 ,二 L , 测定 54 0 n m 处测定吸光度 。 对照管 D N S试剂
和酶液的添加顺序相反 ,其余操作同试验管 : 重复三次。
淀粉酶活力单位定义 : 每克基菌混合物每分钟内催化底
物释放 1 m g麦芽糖的酶量为一个酶活力单位 ( U ) 。
.1 2 3 2 漆 酶活 力 测定 口1] 取 .2 0 9 样品 , 加人 8刀 m L
.0 05 m ol 几 、 p H 5 . 5 的醋酸缓冲液 , 30 ℃水浴 1 h . 4℃ 、 80 0x g
离心 30 m il , , 收集上清液 。 向试管中加人 .2 s m L O刀s m ol 几
醋酸缓冲液 (p H S万 )和 0 4 m L 0 5 , 11 ,: 1 0 1/L 的 A B T S , 混合均
匀 ,加人 0 . 1 n 1L 酶液 (对照加人 0 . 1 m L 蒸馏水 ) , 测定 4 2 0 n m
处吸光度 ,每 30 5记录一次 ,连续测定 10 nr in 。 重复三次。
漆酶活力单位定义 : 以每克基菌混合物每分钟吸光值增
加 .0 01 为一个酶活力单位 ( U ) 。
1 2
.
3 3 竣 甲基纤维素酶 ( e a hl 啊 1l l e t ll y l e e l l : , la s e . e M c )活
力测定网 称取 2 . 0 9样品 ,加人 8 . 0 m L O, 05 , 1 01儿的柠檬酸
缓冲液 (p H 5 0 ) , 30℃水浴 l h , 4 ℃ 、 8 o o o x g离心 30 m i n ,收集
上清液 。 取 25 m L刻度试管 ,加人 1 5 m L .0 5%竣甲基纤维素
钠溶液 ( 0 0 5 m o一几 、 p H 5 0柠檬酸缓冲液配制 ) , 加人 0 5 m L
酶液 (对照煮沸 5 m i , 1 ) , 50℃水浴 3 0 ,1: i n 。 加入 1 . 5 m L D N S试
剂 ,沸水浴 5 ,1 1 , 迅速冷却至室温 , 用蒸馏水定容至 25 m L .
测定 54 0 n m 处测定吸光度。 重复三次 `
C M C酶活力单位定义 : 每克基菌混合物 30 ,汕 1内催化底
物释放 1 m g葡萄糖的酶量为一个酶活力单位 ( U ) 。
1 2
.
3 4 半纤维素酶 ( H e m i e e ll u l a s e , H C )活力测定〔2 3 , 称取
2 00 9样品 , 加人 8 . 0 ,二 L 0 05 m o l /L 的醋酸缓冲液 (p H 5 5 ) ,
30℃水浴 l }1 , 4 ℃ 、 8 0 00 X g离心 30 m i , 1 . 收集上清液。 取 1 5 m L
刻度试管 ,加人 1 . s n 飞L I肠木聚糖溶液 ( o 一05 ,: : 0 1L/ 、 p H S 一 5醋
酸缓冲液配置 ) .加入 住 5 m L酶液 (对照煮沸 5 n iln ) , 50 ℃水
浴 30 m i n 。 加人 2 0 , n L DN S试剂 ,沸水浴 10 m i n ,迅速冷却
至室温 , 用蒸馏水定容至巧 m L , 测定 54 0 n m 处吸光度 。 重
复三次 。
H C酶活力单位定义 : 每克基菌混合物 30 ,1 1内催化底
物释放 1 m g木糖的酶量为一个酶活力单位 ( )LJ
1
.
.2 3万 蛋 白酶活力测定四 取 2 . 0 9 样品 , 加人 8刀 m L
0 0 5 m
o
l几磷酸缓冲液 ( p H 7 5 ) , 30℃水浴 l h , 4 ℃ 、 8 o o o x g离
心 30 m in ,收集上清液 。 向试管中加人 1 0 IT[ L酶液和 1 0 m L
酪蛋白溶液 (4 0℃预保温 2 m in ) , 4 0℃反应 10 ,二 i n , 加人 2 0 m L
三氯乙酸 , 12 0 00 X g离心 5 m in ,收集上清液 C卜 取 .0 5 m L上清
液 , 加 2 5 m L碳 酸钠溶液和 住5 m L 福林酚试剂 , 4 0℃显色
20 m in
, 测定 680 ln l处吸光度值。 对照管酪蛋 白溶液和三氯
乙酸溶液的添加顺序相反 ,其余操作同试验管。 重复三次。
蛋 白酶活力单位定义 :每克干基菌混合物 10 m il l 内催化
底物释放 1林 g酪氨酸的酶量为一个酶活力单位 ( )LT
1
.
3 数据处理 试验数据使用 S P S 17 一软件进行方差分
析 , 多重比较采用 L s R法 (尸< 住01 ) 。
2 结果与分析
2
.
, 不同阿魏添加量下阿魏侧耳菌丝淀粉酶活性的变化 由
图 1可知 , 在整个生长阶段 , 处理 P F一 9淀粉酶活力最高 , P F -
CK 活力最低 。 经 F 值检验 , 在不同生理时期的阿魏添加量的
各处理间 , 除转潮期无显著性差异外 ,淀粉酶活性在其它时
期达到了显著性差异 (P < 住 01 ) , 且在满瓶期淀粉酶活性差
异最大 , P F一 9 比 PF 一 CK 提高了 130 . 16 % ,菌丝淀粉酶活力随
生长阶段呈逐渐下降的趋势。
图 1 不同阿魏添加量下阿魏侧耳菌丝淀粉酶活性随生长阶段的变化
采用 LS R法进行多重比较 ,在半瓶期和满瓶期各组之间
均有显著性差异 ;在原基期 P F一 1和 P F一 5无显著差异 ; 在幼
菇期 . P F一 5 和 P F一 13 无显著差异 ; 在开伞期 , P F 一 1和 P F 一 13
无显著差异 ,而处理组与 CK 均有显著性差异 , 表明添加阿魏
对淀粉酶活性有显著影响 〔:
淀粉类是培养料中主要的非木质纤维素营养物质 ,淀粉
酶活力的升高有助于菌丝通过降解小分子的淀粉类物质供
应生长所需的碳源 。 添加阿魏能提高淀粉酶的活性 ,进而加
快了基质的降解速率 。
.2 2 不同阿魏添加量下阿魏侧耳菌丝漆酶的活性变化 由
图 2 可知 , 在整个生长发育阶段 ,处理 P F 一9 漆酶活力最高 ,
FP
一 CK 活力最低 。 经 F 值检验 , 在不同阿魏添加量的各处理
间 ,除转潮期无显著性差异外 ,漆酶活性都达到了显著性差
异 (尸0< 01 )且在半瓶期淀粉酶活性差异最大 , 与 P F一 C K相
比 , 阿魏添加量均提高了 50 % 以上 , P F一 9提高了 134 . 72 % ,菌
丝体漆酶活力在整个生长过程中呈逐渐下降的趋势 。 在半
瓶期和满瓶期各组之间均有显著性差异 ; 在原基期 P F一 1 、
P F

5 和 P F一 9 无显著差异 ;在幼菇期 , PF 一 9 和 P F一 5无显著差
异 ;在开伞期 , PF 一 1和 P F一 13 无显著差异 。
木质素是培养料中木质纤维素的另一主要组成部分 ,漆
酶是木质素降解酶酶系的主要成分之一 , 因此它在木质素的
降解中有着重要的作用降代 添加阿魏能增加漆酶活性 ,对提
高对木质素的降解起促进作用 。 在半瓶期和满瓶期生长阶
1 1
吸 阁 蜀 2 0 1 4 ( 3 )
段酶活性较高 ,表明菌丝体对木质素的降解主要发生在这两
个阶段
半瓶期和原基期 , P F一 CK 和 P F一 13 以及 FP 一 5和 P F 一 9无显著
性差异 ; 在满瓶期 、 幼菇期和开伞期 FP 一5 和 FP 一 9 无显著差
异 ;在转潮期 , P F一 5 和 P F 一 9 以及 PF 一 1和 P F一 13 无显著差异 。
半纤维素也是培养料中木质纤维素的主要组成部分之
一 H C酶活性增加能提高菌丝对半纤维素分解能力 。 在整
个菌丝生长过程中 , 添加阿魏的 H C酶活性均高于 CK 组 ,这
表明阿魏的添加能提高 H C酶活性 。
图 2 不同阿魏添加量下阿魏侧耳菌丝漆酶活性随生长阶段的变化
2
.
3 不同阿魏添加量对阿魏侧耳菌丝纤维素酶 (C M )C 活性
的影响 经 F 值检验 ,在不同阿魏添加量的各处理间 ,各个
生理时期 CM C 酶活性都达到 了显著性差异护 < 住01 = 。
C M C酶活力在半瓶期一满瓶期一原基期一幼菇期 一开伞期呈逐
渐增高的趋势 ,转潮期半纤维素酶活力下降 (图 3 ) 。 在不同
生理时期 ,添加阿魏组与 CK组均达到了显著性差异 ,在开伞
期达 到最大差异 , 此 时 P F 一 9 比 P F一 C K 酶 活 力提高了
39 6 %
, 在半瓶期 , P F一 1和 P F一 13 无显著性差异 ;在满瓶期
各组之间有显著差异 ;在原基期 , FP 一 和 P F 一 13 无显著差异 ;
在幼菇期 , P F一 5 和 P F 一 13 无显著差异 ;在开伞期 , P F月和 P F -
13 无显著差异 ;在转潮期 , P F 一 1和 P F一丘 P F一 9无显著差异
纤维素是培养料中木质纤维素的主要组成部分之一 。
纤维素酶活性的大小与菌丝对纤维素分解能力呈正相关 。
在整个菌丝生长过程中 , 添加阿魏的 CM C酶活性均高于 C K
组 , 这表明阿魏的添加能提高 CM C酶活性
图 4 不同阿魏添加量下阿魏侧耳菌丝 日C 酶活性随生长阶段的变化
2
.
5 不同阿魏添加量下阿魏侧耳菌丝中性蛋白酶活性的变
化 由图 5可知 ,在不同阿魏添加量的各处理间 , 中性蛋白酶
活性达到了显著性差异 (P < 住0 1 ) 。 菌丝中性蛋白酶活力在
半瓶期到开伞期呈逐渐增高的趋势 ,转潮期中性蛋白酶活力
下降 与 P F一 C K 相 比 , 满瓶期阿魏添加量为 P F 一 1 、 P F一 5 、
P F

9 和 P F一 13 中性蛋 白酶活力分别提高 2 0 05 % , 65 28 % ,
79
.
94 % 和 5 3 53 % 。 不同生理时期 ,添加阿魏组与 C K组均达
到了显著性差异 在半瓶期 、 满瓶期 、原基期和开伞期 ,各组
之间均有显著性差异 ;在幼菇期 , P F一和 P F一 13 无显著差异 ;
在转潮期 . PF 一 5 、 P F 一 9 和 P F一 13 无显著差异 。
蛋白酶能催化蛋白质水解为氨基酸 , 子实体生长发育阶
段 , 要从培养基中吸取大量氮素营养来满足子实体内的氮素
的合成和分解代谢。 而添加阿魏能提高中性蛋白酶活性 , 能
加快子实体内氮素的生理代谢 ,提高子实体影响品质 。
图 3 不同阿魏添加量下阿魏侧耳菌丝 C M C 酶活性随生长阶段的变化
2
.
4 不同添加量阿魏对阿魏侧耳菌丝半纤维素酶 (日C )活
力的影响 经 F 值检验 ,不同阿魏添加量各处理间 , H C酶活
力达到了显著性差异 (尸 < .0 01 ) 。 在不同生理时期 . 阿魏添
加组与 CK 组均达到了显著性差异 ,在开伞期达到最大差异 ,
此时添加阿魏组比 CK 均提高 20 % 以上 , P F 一 9 比 P F 一C K酶活
力提高 57 75 % ,菌丝 H C酶活力在半瓶期到开伞期呈逐渐提
高的趋势 ,到转潮期半纤维素酶活力下降 。 不同生理时期 ,
阿魏添加组与 CK 组均达到了显著性差异 , 由图 4 可知 ,在
j 2
图5 不同阿魏添加量下阿剩贝饵菌丝中胜蛋白酶舌.胜随生长阶段的变化
.2 6 不同阿魏添加量下阿魏侧耳菌丝生长量变化 经 F 值
检验 ,各处理之间达到了显著性差异 (F = 7 91 >4 0F 0 1 4 , 、 10 ) =
2 0 1 4 ( 3 ) 吸 阁 萄
[8]9
3 4 8
,尸 <住01 ) ,采用 L SR 法进行多重比较 ,结果如图 6 。 表明
阿.魏添加量低时 (5% )促进阿魏侧耳菌丝生长 , 过高时 ( 13 % )
抑制菌丝生长 。
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l415I]
l67[]
3 结 论
ls[]四
1
1 .es
n,2
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飞 .1`es
,臼八、,和2
r.l F
245
在阿魏钡吐耳不同的生长时期 ,不同的阿魏添加量的大小
只影响菌丝体酶活性的相对大小 ,却不影响酶活性的变化规
律 。 在阿魏侧耳整个生长过程中 ,淀粉酶和漆酶在菌丝体酶
活性逐渐降低 ,纤维素酶 、 半纤维素和中性蛋白酶先升高后
降低 ,在开伞期达到最高 。 当阿魏添加量为 9%时 . 酶活性和
菌丝生长速度均高于其它添加量 ,缩短了菌丝长满袋时间 ,
提高了基质的利用率。
在不同阿魏菇添加量下 ,添加阿魏组菌丝体酶活性均高
于 CK组 ,但并不是阿魏添加量越高酶活性越高 , 当阿魏添加
量为 1%时 , 促进菌丝体酶活力的提高 ,但当添加量为 13 %
时 , 菌丝体酶活力反而降低 , 当阿魏添加量为 9%时 ,酶活力
最高 ,这说明阿魏对阿魏侧耳的生长起到了调节作用 ,并且
类似于激素 ,低浓度促进 , 高浓度抑制 , 这与不同阿魏添加量
下菌丝的生长速度一致的 ,低浓度阿魏添加量 , 菌丝生长速
度加快 ,高浓度阿魏添加量 ,菌丝生长速度减慢 6[] 。 O
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