免费文献传递   相关文献

金耳的液体发酵研究



全 文 :收稿日期:2003-08-15初稿;2003-10-18修改稿
基金项目:上海市高等学校科研基金资助项目(JG9507)
作者简介:汪 虹(1971-),女 , 1993年毕业于河北大学生物系 , 2002年毕业于华东师范大学生命科学学院 ,硕士, 研
究实习员 ,现从事食用菌育种研究 ,在学术性刊物上发表主笔论文 1篇。
 食用菌学报 2003.10(4):29 ~ 33
 Acta Edulis Fungi
文章编号:1005-9873(2003)04-0029-05
金 耳 的 液 体 发 酵 研 究
汪 虹1 , 瞿伟菁2 , 曹群华2
(1上海市农业遗传育种重点实验室 ,上海市农业科学院食用菌研究所 ,上海 201106;
2华东师范大学生命科学院 ,上海 200062)
摘 要:研究表明 , 金耳(Tremella aurantialba)液体发酵最适培养基组成为玉米粉 2%, 蔗糖
3%,酵母膏 0.1%, KH2PO 4 0.1%, MgSO 4 0.05%;培养基最佳初始 pH 、250mL 三角瓶装量 、接种
量 、种子菌龄分别是 3.5、80mL 、10%和 120h;用 10L 发酵罐发酵时 , 最佳培养条件是种子种龄
144h 、28℃、接种量 10%、通风量 2.5L min。
关键词:金耳;液体发酵;正交试验;菌丝产量
中图分类号:S567.340.35   文献标识码:A
金耳(Tremel la aurantialba)多糖具有调节免疫功能 、抗辐射伤害 、抗溃疡和抗炎作
用[ 1 , 2] ,以及降低血糖 、血脂等效应[ 3 , 4] ,其食药用价值日益受到人们的重视。金耳主产于我国
西南的云南 、贵州等地 ,虽然目前已经实现人工代料栽培[ 5] ,但是子实体形成的周期和生长必
需的生态环境 ,限制了金耳资源的开发利用。液体发酵法可以在短时间内大量生产金耳菌丝
体 ,可不受季节限制地进行工厂化生产 。笔者采用液体发酵的方法 ,研究了金耳液体发酵的适
宜培养基和发酵条件 ,并采用 10L 发酵罐进行扩大培养 ,通过正交试验来确定发酵的各项参
数 ,试图探明金耳工业化生产的可行性 。现将试验结果报道如下 。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 菌种
金耳(Tremel la aurantialba)菌株由中华全国供销总社昆明食用菌研究所提供 。
1.1.2 培养基
1.1.2.1 种子培养基 PDA 培养基;木屑培养基:79%木屑 , 20%麸皮 , 1%蔗糖;玉米粗粉培
养基:100%玉米粗粉 。
1.1.2.2 液体培养基:玉米粉 1.2%,蔗糖 2%,酵母膏 0.5%,KH2 PO40.1%,MgSO4 0.05%。
1.1.3 仪器
DOI :10.16488/j.cnki.1005-9873.2003.04.007
pH计(杭州亚美电子仪器厂), 10L 发酵罐(江苏镇江东方生物工程设备公司), 722型分
光光度计(上海第三分析仪器厂)。
1.2 方法
1.2.1 三角瓶培养
250mL 三角瓶装量 150mL ,接种后摇床振荡培养 144h 。
1.2.2 发酵罐培养
1.2.2.1 工艺流程 首先以斜面菌种接种木屑培养基制菌种 ,然后以木屑菌种接种三角瓶液
体培养基制备上罐用的种子 ,最后接种 10L 发酵罐 ,培养一段时间后放罐 。
1.2.2.2 培养条件 10L 发酵罐 ,装量 6L ,培养 66h ,放罐 。通过正交试验确定液体发酵各项
参数 。
1.2.3 菌丝湿重测定
取发酵液 100mL ,用 100目铜网过滤后称重。
1.2.4 pH 值测定
取发酵液或其离心的上清液 ,用 pH计测定 。
1.2.5 残糖测定
采用蒽酮-硫酸法[ 6] 。
2 结果与分析
2.1 种子培养基
比较了 PDA培养基 、木屑培养基和玉米粗粉培养基制备的种子接种液体培养基后菌丝的
生长状况 。结果表明 ,用木屑培养基制备的种子 ,接种后菌丝生长最快 ,能获得最大的菌丝产
量 ,且菌球较小 ,分散度好 ,适于用作再次发酵的种子。
2.2 发酵培养基
进一步进行了发酵培养基碳源和氮源的单因子试验 ,发现金耳菌丝的适应性很强 ,能很好
地利用葡萄糖 、蔗糖 、马铃薯浸汁 、玉米粉和可溶性淀粉等碳源 ,以及酵母膏 、蛋白胨 、棉籽蛋白
和麸皮浸汁等氮源 ,还能利用无机氮源硝酸铵 ,这在真菌中是比较少见的。
碳氮源合理配比是影响菌丝生长的重要因素 ,由于发酵培养规模大 ,培养基需要量大 ,因
此所选择的培养基既要适合菌丝的生长 ,又要尽量使用廉价易得的原料。根据此原则 ,选用玉
米粉 、蔗糖和酵母膏作为碳源和氮源进行了三因素三水平正交试验 ,同时各组培养基中还添加
了 0.1%KH2PO 4和 0.05%MgSO4 ,pH 自然 ,250mL 三角瓶装量 150mL ,培养 144h 。试验设
计见表 1 ,以金耳菌丝产量为指标选出最佳工艺条件 。从表 2极差分析可以看出 ,各因素对金
耳菌丝生长影响程度从大到小依次为:B>C>A ,处理的最佳组合为 B3C1A 2 ,即培养基最佳组
成是玉米粉 2%,蔗糖 3%,酵母膏 0.1%, KH2PO 4 0.1%,MgSO 4 0.05%。
2.3 液体发酵的工艺条件
确定了培养基的最佳配比后 ,继续对金耳液体发酵时的酸碱度 、粘度 、摇瓶装量 、接种量
和种子种龄等单因子对菌丝生长的影响进行了试验。
2.3.1 pH
30 食 用 菌 学 报                10 卷
  培养基的 pH 是影响液体发酵的重要
因素 ,以 1M 盐酸溶液调节培养基 pH 至
3.5 、4.0 、4.5 和 5.0 , 灭菌后接种 ,培养
144h ,测定菌丝湿重(表 3)。结果表明 ,金
耳菌丝在 pH3.5条件下培养时 ,菌丝产量
最高 ,较之一般真菌的 pH 要求要低 。因
而金耳进行液体发酵时 ,选择初始 pH 为
3.5 ,不仅有利于菌丝生长 ,还可减少杂菌
污染 。
2.3.2 粘度
通常培养基粘度增加 ,可使菌球生长
均匀 ,不至于长得过大 , 便于用作种子接
种 ,也有利于用发酵罐生产时放罐 。为了
确定金耳液体发酵时粘度的影响 ,本试验
通过添加羧甲基纤维素(CMC)来增加培
养基粘度。由表 3可见 ,添加 CMC 后 ,菌
丝产量趋降 ,因为粘度增大后 ,培养基中的
溶解氧降低 , 抑制了菌丝生长。未添加
CMC 的培养基 ,菌球生长也比较均匀 ,说
明筛选出的培养基粘度适中 ,不必再增加
粘度 。
表 1 L9(34)正交试验因素与水平
Table 1 The factors and levels of the orthogonal test
因素
Factors(%)
水平 Levels
1 2 3
A.玉米粉 Corn pow der 1 2 3
B.蔗 糖 Sucrose 1 2 3
C.酵母膏 Yeast ext ract  0.1  0.3  0.5
表 2 正交试验结果
Table 2 The results of the orthogonal test
试验编号
Test nos.
因素 Factors
A B C
菌丝产量(干重)
Mycelial yield(dry weight , g 100m L)
1 1 1 1 0.42
2 1 2 2 0.85
3 1 3 3 0.80
4 2 1 2 0.49
5 2 2 3 0.65
6 2 3 1 0.95
7 3 1 3 0.49
8 3 2 1 0.73
9 3 3 2 0.75
K1 2.07 1.40 2.10
K2 2.09 2.23 2.09
K3 1.97 2.50 1.94
k1 0.69 0.47 0.7
k2 0.70 0.74 0.7
k3 0.66 0.83 0.65
R 0.04 0.36 0.05
表 3 pH、粘度 、培养基装量 、接种量 、种子种龄对金耳菌丝生长的影响
Table 3 The effect of pH ,medium viscidi ty ,medium capaci ty ,
inoculation rate and spawn age on the mycelia1 growth of Tremella aurant ialba
pH
菌丝产量
Mycelial
yield1)(g 100mL)
羧甲基纤维素
CMC(%)
菌丝产量
Mycelial
yield1)(g 100mL)
培养基装量
Medium
capaci ty(mL)
菌丝产量
Mycelial
yield1)(g 100mL)
接种量
Inoculat ion
rate(%)
菌丝产量
Mycelial
yield1)(g 100m L)
种子种龄
Spaw n
age(h)
菌丝产量
Mycelial
yield1)(g 100mL)
3.5 21.1 0.0 21.1 80 31.4 5 12.9 72 22.4
4.0 20.9 0.1 21.5 100 23.0 8 12.4 96 27.0
4.5 18.2 0.3 20.1 120 24.0 10 18.5 120 31.8
5.0 16.3 0.5 18.7 150 15.3 12 20.9 144 30.0
1) 湿重 Fresh weigh t
2.3.3 培养基装量
为了确定最佳装量 ,采用 250mL 三角瓶 ,分别装入不同量的培养基 , pH 自然 ,接种 ,摇床
培养 144h ,测定菌丝湿重(表 3)。结果表明 ,装液量 80mL 时所得菌丝产量最高 ,随装液量增
加 ,菌丝产量减少 ,菌球直径增大。从三角瓶中培养基容积和气体容积比例看 ,装液量多 ,通气
量就少 ,培养基中溶解氧也相应减少 ,这不仅影响了菌丝的生长量 ,还影响了菌丝的形态 ,保持
适宜的通气量有利于金耳菌丝生长 。
2.3.4 接种量
由表 3可见 ,接种量增多 ,菌丝产量增加 ,但接种量为 10%和 12%时 ,菌丝产量差别不大 。
314 期             汪 虹等:金耳的液体发酵研究
扩大培养时 ,考虑到用发酵罐进
行生产时种子用量与菌丝产量的
关系 ,为尽量缩短接种时间 ,以减
少污染 ,接种量定为 10%。
2.3.5 种子种龄
不同种龄种子活力不同 ,直
接影响到菌丝生长。种龄适宜的
种子接种后萌发快 ,不易污染 ,菌
丝产量也高 。如表 3所示 ,金耳
菌丝用三角瓶培养时 ,最适种龄
为 120h 。
2.4 10L发酵罐培养金耳菌丝
正交试验
在研究了金耳液体发酵基本
条件的基础上 , 进一步进行了
10L 发酵罐扩大培养。试验按照
四因素三水平进行 ,正交试验设
计见表 4。由表 5 极差分析可
见 ,各因素对金耳菌丝生长的影
响程度从大到小依次为:D>B>
A >C , 处 理 的最 佳组 合 为
D 3B3A 3C3 ,即金耳在 10L 发酵罐
表 4 L9(34)正交试验因素与水平
Table 4 The factors and levels of the orthogonal test
因素
Factors
水平 Levels
1 2 3
A.接种量 Inoculat ion rate(%)   5   7.5   10
B.培养温度 C ul ture temperature(℃) 23 25 28
C.通风量 Vent ilation rate(L min) 1.5 2.0 2.5
D.种子种龄 Spawn age(h) 96 120 144
表 5 正交试验结果
Table 5 The result of the orthogonal test
试验编号
Test nos.
因素 Factors
A B C D
菌丝产量(干重)
Mycelial yield(dry w eight , g 100m L)
1 1 1 1 1 5.5
2 1 2 2 2 18.4
3 1 3 3 3 24.4
4 2 1 2 3 20.0
5 2 2 3 1 14.4
6 2 3 1 2 17.0
7 3 1 3 2 18.0
8 3 2 1 3 25.2
9 3 3 2 1 16.9
K1 48.3 43.5 47.7 36.8
K2 51.4 58.0 55.3 53.4
K3 60.1 58.3 56.8 69.6
k1 16.1 14.5 15.9 12.3
k2 17.1 19.3 18.4 17.8
k3 20.0 19.4 18.9 23.2
R 3.9 4.9 3.0 10.9
液体发酵的最佳条件是种子种龄 144h 、28℃、接种量 10%、通风量 2.5L min。
3 结论
本项研究表明 ,金耳液体发酵最适培养基组成为玉米粉 2%,蔗糖 3%,酵母膏 0.1%,
KH2PO 4 0.1%,MgSO 4 0.05%;培养基最佳初始 pH 值 、250mL 三角瓶装量 、接种量 、种子种龄
分别是 3.5 、80mL 、10%和 120h;用 10L 发酵罐发酵时 ,种子种龄是影响菌丝产量的关键因子 ,
其次是温度和接种量 ,通风量的影响最小 ,培养的最佳条件是种子种龄 144h 、28℃、接种量
10%、通风量 2.5L min。
参 考 文 献
[ 1] 刘春卉 , 荣福雄 ,陆桂莲.金耳多糖研究的初报[ J] .食用菌 , 1996 , 18(2):4 ~ 5.
[ 2] 瞿伟菁 , 张学锋 ,唐绍祥 , 等.金耳化痰止咳降血糖的药理研究[ J] .上海农业学报 , 1998 , 14(1):58 ~ 62.
[ 3] 毛述永 ,吕庆茂 , 瞿伟菁.金耳降血糖效应的研究[ J] .华东师范大学学报(自然科学版 , 生物学专辑),
1997 , 74 ~ 77.
[ 4] 汪 虹 ,瞿伟菁 , 褚书地 ,等.金耳菌丝体多糖对小鼠高脂血症的防治作用[ J] .营养学报 , 2002 , 24(4):
431~ 432.
[ 5] 瞿伟菁 , 黄福麟 ,吴制生.无腺体棉籽壳代料栽培金耳研究[ J] .上海农业学报 , 1997 , 13(4):56~ 60.
[ 6] 张惟杰.复合多糖生化技术[ M] .上海:上海科学技术出版社 , 1987.1 ~ 2 , 7.
32 食 用 菌 学 报                10 卷
A Study on the Submerged Culture Conditions
of Tremella aurantialba
WANG Hong
1 , QU Wei-jing2 , CAO Qun-hua2
(1Key Laboratory of Ag riculture Genetics and Breeding of Shanghai;
Edible Fungi Institute , Shanghai Academy of Ag ricultural Sciences , Shanghai 201106 , China;
2 Life Science College , East China Normal University , Shanghai 200062 , China)
Abstract:The results of orthogonal test showed that the optimum medium for the mycelial g rowth of Tremella
aurantiabla was composed w ith 2% corn powder , 3% sucrose , 0.1% yeast extract , 0.1% KH2PO4 and 0.05%
MgSO 4 , and that the optimum initial pH , medium capacity of 250mL Erlenmeyer flask , inoculation rate and spawn
age were 3.5 , 80mL , 10% and 120h resp..When the mycelia of Tremella aurantiabla were cultured in 10L fer-
mento r , the optimum spaw n age , culture temperature , inoculation rate and ventilation rate for the mycelial g rowth
of Tremella aurantiabla w ere 144h , 28℃, 10% and 2.5L min resp..
Key words:Trmella aurantialba;Submerged culture;Orthogonal test;Mycelial yield
《食用菌学报》征稿启事
  《食用菌学报》系国家科委批准 ,国内外公开发行的学术性刊物。主要刊登国内外食用菌遗传育种 、驯化
栽培 、菇房管理 、栽培材料 、病虫防治 、生理生化及产后加工等方面的研究报告 、学术论文 、文献综述 、研究简报
(或快报)和成果摘要。欢迎广大食用菌专业的科研人员 、教学人员和科技管理人员积极投稿。
来稿应论点明确 、数据可靠 、图表清楚 、文字精练。研究报告(包括图 、表 、参考文献及中 、外文摘要)一般
以 5000 ~ 6000 字为宜 ,专题综述 6000 ~ 7000 字 ,研究简报 3000 字以内。外文摘要内容应与中文摘要相同 ,
出现我国人名 、地名时, 一律用汉语拼音。关键词应能准确表达文章主要内容 ,以 3~ 7 个为宜 ,中 、外文须一致。
稿中计量单位一律以国家正式公布的法定计量单位为准。中文外文字母 、符号必须分清大 、小写 , 正 、斜
体和文种;上 、下角标的字母 、数码和符号等位置高低应区别明显。
稿中图 、表 、照片应尽量简省 ,仅附最必要的。图 、表设计应科学简洁 , 具很好的自明性。图应输入软盘 ,
图中文字 、数字和符号应与正文一致;照片必须图象清晰 、层次分明。图 、表 、照片所有内容(除数字外)均需标
注中 、英文。
参考文献只选最主要的列入 ,并需在正文出现的右上角注明序号(用方括号括起), 文献号以文献在正文
中出现的先后为序。文献著录形式 ,期刊为:序号 作者姓名(3 人以下全部列出 , 3 人以上只列前 3 名 ,后加
“等”或“ et al.”).文题名.期刊名(外文期刊可用标准缩写 , 不加缩写点), 年 ,卷(期):起迄页.书籍为:序号 
作者姓名.书名(版次)(第 1 版可不标出).出版地:出版单位(国外出版单位可用标准缩写 ,不加缩写点), 出版
年.起迄页。
每篇来稿不论录用与否均请支付审稿费 50元。作者(单位)应按有关规定向本编辑部缴付发表费。
编辑部地址:上海市北翟路 2901 号 上海市农业科学院信息所  邮政编码:201106
开户银行:农行北新泾营业所  帐号:033283-00873000886
电话:(021)62208660-3179   E-mail:xx8@saas.sh.cn
334 期             汪 虹等:金耳的液体发酵研究