全 文 :dib le fungi2011(5)
松 口 蘑 利 用 淀 粉 的 确 证
曾东方 陈 玢 杨 帆
(武汉工程大学真菌生理学实验室,湖北武汉 430074)
摘 要 以 2%可溶性淀粉为唯一碳源的改良查氏液体培养基
诱导发酵外生菌根食用菌松口蘑[Tricholoma matsutake(S. Ito et
Imai)Sing.];采用 3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法检测到松口
蘑产生淀粉酶,其活力为 0.226 U/mL,约为香菇(Lentinula edo-
des) 淀粉酶活力的 7%。 结果证明了松口蘑水解利用淀粉的能
力,展示了人工驯化松口蘑的潜力。
关键词 松口蘑 淀粉酶 酶活力测定
文章编号 1000-8357(2011)05-0011-01
收稿日期:2011-04-16 一稿;2011-04-19 修改稿。
松口蘑又称松茸 [Tricholoma matsutake (S.Ito et Imai)
Sing.],自然条件下与赤松等共生,是一种具有很高食、药用价
值的林副产品,分布在云南、四川、西藏和东北等地。由于松口
蘑的营养生长与生殖生理异常复杂, 迄今没有人工栽培成功
的报道。我国采集的野生松口蘑子实体主要供出口,仅云南就
每年出口占全国出口总量的 70%[1]。 但由于不合理的采摘和
过度开发,尤其是被采的松茸有 50%以上都为童茸,极大破
坏了生态环境,导致松茸产量每年以 5%以上的速度在减少,
有些地方的松茸濒临灭绝。为了保护利用这种野生珍稀资源,
人们试图研究松口蘑的营养代谢生理, 为松口蘑的人工驯化
栽培与工业开发奠定理论基础。
目前,许多食用真菌菌丝体可以仿效青霉菌发酵,大规模
生产食用菌多糖、抗生素、酶制剂等生物活性物质,但工业开发
的前提,是必须选育到能够利用廉价原料迅速生长并大量合成
目的产物的菌种,这很大程度上依赖于食用菌产生水解酶的活
力。 松口蘑是一种共生菌根真菌,其组织分离菌丝体可以在人
工培养基上生长,表明了松口蘑的人工驯化潜能。 笔者前期研
究工作表明,松口蘑菌丝体能够在以淀粉为唯一碳源的合成培
养基上生长[2],提示松口蘑可能具有利用淀粉进行代谢的生理
基础。 本文进一步研究了松茸在添加 2%可溶性淀粉的查氏液
体培养基中诱导发酵的可能性,对松口蘑产生淀粉酶的活力进
行了准确测定,证明了松口蘑水解利用淀粉的能力。
1 材料与方法
1 .1 菌种来源 试验所采用的松口蘑菌株[ Tricholoma
matsutake(S. Ito et Imai)Sing.]来自我国东北延边地区产的松
茸子实体的组织分离,经 DNA 亲菌鉴定试验确认为松茸菌丝
体。 另采用两个已知产淀粉酶的真菌种类作为淀粉酶活力平
行测定的标准菌株,其中香菇(Lentinula edodes)菌丝体菌种
来自市购新鲜子实体的组织分离,经出菇试验鉴定。酒曲根霉
(Rhizopus sp.)分离自市购酒曲。
1.2 发酵液制备 在以 2%可溶性淀粉为唯一碳源的改良查
氏(Czapek)液体培养基中分别接种松口蘑、香菇、酒曲根霉的
菌丝体,松口蘑 22℃恒温摇床培养 20 d,香菇、酒曲根霉 27℃
恒温摇床培养 6 d。 所用查氏液体培养基参考传统配方 [3]修改
为:KNO3 2 g,可溶性淀粉 20 g,KH2PO4 1 g,NaCl 0.5 g,MgSO4·
7H2O 0.5 g,FeSO4 0.01 g,蒸馏水 1 000 mL。该培养基不同于查
氏培养基之处是用可溶性淀粉代替蔗糖作为唯一可用碳源,
以诱导供试菌株产生淀粉酶实现发酵生长。
1.3 DNS 比色法 [4]测定淀粉酶活力 取 2 mL 供试食用菌和
酒曲根霉的发酵液, 加入 2 mL 3,5-二硝基水杨酸试剂,置
40℃水浴中 5 min,定容至 25 mL 于 520 nm 波长下测吸光度,
在以系列梯度浓度的麦芽糖比色反应制备的标准曲线上查出
对应的还原糖含量。 定义以 1 mL 的发酵液中的淀粉酶,在
40℃,1 min 生成 0.1 mg 的还原糖为 1 个酶活力单位(U)。 根
据以下公式计算酶活力:淀粉酶活力=C×7/2×0.1×5,式中 C 代
表测定的还原糖产生量。 每处理重复 10 次,计算平均值。
2 结果与讨论
研究 测 得 酒 曲 根 霉 (Rhizopus sp . )淀 粉 酶 活 力 为
20.331 U/mL,香菇(Lentinula edodes)淀粉酶活力为 3.417 U/mL,
松口蘑 [Tricholoma matsutake(S. Ito et Imai)Sing.]淀粉酶活力
为 0.226 U/mL。供试酒曲根霉(Rhizopus sp.)分离自商品酒曲,
而酒曲的主要功能是将淀粉糖化, 产生的葡萄糖供酿酒酵母
乙醇发酵所需, 其淀粉酶活力是工业生产多年选育的商业形
状,这里测得它的淀粉酶活力最强,符合生产实际情况。 因此
为评价 3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法测定食用菌松口蘑及
香菇的淀粉酶活力提供了参考标准。相比较而言,松口蘑产淀
粉酶活力仅有香菇的 7%, 与供试食用菌的营养方式密切相
关。自然界松口蘑为菌根共生真菌,依赖宿主植物提供可利用
的糖类,而香菇则为腐生菌,具有较强的降解木质纤维素和淀
粉的酶活力。松口蘑产淀粉酶活力相对较弱,可以解释松口蘑
在以淀粉为唯一碳源的合成培养基上生长速度低于在以葡萄
糖为碳源的天然培养基上的生长速度 [2]。
淀粉酶活性测定方法较多 [4],但大致分为四类:一是测定
底物淀粉的消耗量,有粘度法、浊度法和碘-淀粉比色法等;
二为生糖法, 测定产物葡萄糖的生成量; 三为色原底物分解
法,四是酶偶联法。 笔者曾用碘-淀粉比色法测定松口蘑在淀
粉培养基平板上的水解圈,因松口蘑生长缓慢,培养两个月的
菌落直径才 1 cm,结果淀粉水解圈不明显,定性定量判断松
口蘑是否产淀粉酶都比较困难。 而利用 3,5-二硝基水杨酸
(DNS)比色法测定还原糖含量来反映淀粉酶活力是目前较常
生 理 生 化
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采用的方法, 原理是用比色法测定淀粉酶作用于淀粉后生成
的还原糖的量, 以单位重量样品在一定时间内生成的麦芽糖
的量表示酶活力。 该方法测试所用试剂易得,溶液有效期长,
且测试精确度高,结果比较可靠。故研究采用此法来测定松口
蘑产生淀粉酶的活力。
松口蘑发酵有赖于适宜的工艺条件与生物反应器, 但更
取决于具工业开发价值的生产菌种的生理性状, 包括生产菌
种对环境的适应性及其代谢能力。 研究利用 3,5-二硝基水杨
酸(DNS)比色法测定还原糖含量来反映松口蘑产淀粉酶的活
力,结果证明了松口蘑水解利用淀粉的能力 [2],这对了解松口
蘑的营养生理习性, 研究松口蘑的人工驯化栽培或发酵都具
有指导意义。
参考文献
[1] Sha T,Zhang HB,Ding HS. Genetic Diversity of Tricholoma matsu-
take in Yunnan Province[J]. Chinese Science Bulletin,2007,52(9):
1 212-1 216.
[2] 曾东方,陈 玢,邓王平.松茸利用淀粉的初步研究[J]. 生物技术,
2010,20(3):71-73.
[3] 沈 萍,范秀容,李广武.微生物学实验[M].北京:高等教育出版
社,2004.
[4] 郭 勇.酶工程(第三版)[M]. 北京:科学出版社,2005.
表面活性剂对蒙古口蘑深层培养菌丝体胞外多糖的影响
李 敏 1 田亚宾 1 闫 伟 2*
(1 内蒙古师范大学生命科学与技术学院,内蒙古呼和浩特 010022; 2 内蒙古农业大学林学院,内蒙古呼和浩特 010019)
摘 要 研究了非离子表面活性剂 Tween 80、离子表面活性剂
十二烷基二甲基苄基溴化铵(BG)对蒙古口蘑的深层培养菌丝
体生长及胞外多糖的影响。结果表明:添加 0.05%的非离子表面
活性剂 Tween 80 对菌体的生长有促进作用 , 比对照提高了
25.4%; 而不同浓度的 BG 均对菌丝体生长表现出抑制作用 。
Tween 80 和 BG 都能提高胞外多糖的产量, 但 BG 促进作用更
强,添加浓度为 0.05%时,比对照提高了 94.7%。
关键词 表面活性剂 蒙古口蘑 胞外多糖 深层培养
文章编号 1000-8357(2011)05-0012-02
蒙古口蘑 (Tricholoma mongolicum Imai.), 又称口蘑、白
蘑 、蒙古白蘑 、草原白蘑等 ,属伞菌目 (Agaricales)、口蘑科
(Tricholomataceae)、口蘑属(Tricholoma)。 蒙古口蘑子实体大
中型,菌肉肥厚,质地细致,郁香醇正,味道鲜美,是著名的优
质野生食用菌,也是草原上典型的蘑菇圈产生菌,自然生长在
茫茫大草原上,丛生于蓼科、禾本科或莎草科植物间,是我国
珍贵的食用菌和药用菌资源。
现代医学研究表明,蒙古口蘑多糖是药用有效成分之一,
它具有增强免疫、抗肿瘤、抗氧化、抗病毒、降低血糖、抗溃疡、
抗衰老、抗辐射等多方面的生物活性和生理功能 [1]-[3],对临床
上一些疑难病症显示了很好的疗效及诱人的开发前景。 我国
食药用真菌资源丰富,这些资源是寻找新药物的宝贵资源库。
由于蒙古口蘑至今尚不能实现人工驯化栽培, 自然生长季节
性强,加之生态环境恶化、资源锐减,所以蒙古口蘑的产量和
质量每况愈下,难以满足商品化、市场化的需求 [4]。 而在蒙古
口蘑菌丝体液体培养过程中, 有关表面活性剂对菌丝体干重
和胞外多糖的影响鲜有报道,为了开发利用这一宝贵资源,笔
者对此进行了研究。 现将试验结果报告如下。
1 材料与方法
1.1 供试材料 蒙古口蘑菌种由内蒙古农业大学菌根研究
室提供。
1.2 培养基的配置 PDA 液体培养基中分别加入 0.05%、
0.10%和 0.15%的非离子表面活性剂 Tween80和离子表面活性剂
十二烷基二甲基苄基溴化铵(BG),对照实验中以去离子水代替。
1.3 菌丝体的培养 将蒙古口蘑菌丝体接种到 PDA 固体培
养基上进行活化,25℃恒温培养 7 d。待菌丝生长旺盛时,挑取
菌落边缘的菌丝接入含有不同种类和浓度的表面活性剂的液体
培养基中培养,每个摇瓶中接入等量菌丝,实验采用 250 mL
摇瓶,装液量 50 mL,在 150 r/min、25 ℃ 条件下培养 10 d。 每
个处理三个重复。
1.4 测定方法 菌丝生物量的测定参考文献[5]进行,蒙古口
蘑胞外多糖的测定参考文献[6]进行。
2 结果与分析
2.1 非离子表面活性剂 Tween 80 对蒙古口蘑菌体及多糖
的影响 非离子表面活性剂 Tween 80对蒙古口蘑菌丝体干重
及胞外多糖的影响如图 1所示。 当添加浓度为 0.05%时,蒙古口
蘑的菌丝体干重为 8.63 mg/mL,比对照提高了 25.4%;随着添加
浓度的增加,蒙古口蘑菌丝体干重在逐渐下降。当添加浓度大于
0.1%时,Tween 80对蒙古口蘑的菌丝体生长表现出抑制作用。
在发酵培养液中加入不同浓度的 Tween 80 能促进胞
外多糖的分泌。 当加入浓度为 0.15%吐温时, 多糖产量为
2.873 mg/mL,比对照提高了 36%。说明 Tween 80对蒙古口蘑多
糖的分泌有一定的促进作用, 这可能是因为 Tween 80 改变了
蒙古口蘑的细胞膜的通透性,从而增加了胞外多糖的分泌[9]。
2.2 离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基溴化铵(BG)对蒙
深 层 发 酵
收稿日期:2011-03-01 一稿;2011-07-13 修改稿。
基金项目:教育部高等学校科技创新工程重大项目培养资金项
目 (707014); 内蒙古师范大学引进高层次人才科研启动经费项目
(GCRC09017)
* 通讯作者。
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