全 文 :棘托竹荪菌丝体抑菌作用研究 *
杨 威 1, 吴素蕊 2, 樊 建 1**, 高观世 2
(1.昆明理工大学化学工程学院, 云南 昆明 650224; 2.云南省供销合作社科学研究所, 云南 昆明 650223)
摘要: 以水为提取剂,微波、酶、超声波为辅助手段研究棘托竹荪菌丝体的抑菌作用,测定其对大肠杆菌等 6种常见
食品腐败菌的抑菌效力(抑菌圈直径)、最低抑菌浓度(MIC)、热稳定性及抑菌 pH范围。结果表明,4种方法得到的
提取液都有一定的抑菌作用,其中以酶解水提法效果最佳,所得到提取液的抑菌效力最强,最低抑菌浓度小,抑菌 pH
范围广且热稳定性强。
关键词: 棘托竹荪;菌丝体;抑菌作用
中图分类号: S646.8 文献标识码: A 文章编号: 1003-8310 (2008) 06-0034-04
竹荪 Dictyophora spp.属担子菌亚门 、 腹菌纲 、 鬼笔
目、 鬼笔科、 竹荪属, 是世界上名贵的大型食用菌之一,
共 l2 个种。 我国有长裙竹荪、 短裙竹荪、 黄裙竹荪、 朱
红竹荪、 红托竹荪、 皱盖竹荪和棘托竹荪 7 个种[1]。竹荪提
取物有效成分主要为多糖、 多种氨基酸及微量元素[2]。竹荪
除食用外, 还具有特殊的防腐效果 [3],但此类研究报道不
多。 为了进一步利用这一珍贵资源, 试验对棘托竹荪菌丝
体的抑菌作用做了初步研究, 旨在寻求天然抑菌防腐剂,
为竹荪的进一步开发利用提供初步的试验依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试材料
棘托竹荪 (Dictyophora echino-volvata) 菌种, 由云南
省供销合作社科学研究所提供。
1.1.2 供试菌种
大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌 (Staphylo-
coccus aureus)、 枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)、 酿酒酵
母 (Saccharomyces cerevisiae)、 青霉菌 (Penicillium sp.)、 黑
曲霉 (Aspergillus niger), 由昆明理工大学化学工程学院食
品微生物实验室提供。
1.1.3 培养基
肉膏蛋白胨培养基: 牛肉膏 0.5 g、 蛋白胨 1.0 g、 NaCl
0.5 g、 琼脂 1.5 g~2.0 g, 水 100 mL、 pH 7.2~7.4。
PDA 培养基: 马铃薯 20 g、 葡萄糖 2 g、 琼脂 2 g。 马
铃薯去皮切成块煮 30 min, 用纱布过滤取汁, 加葡萄糖和
琼脂溶化, 补水至 100 mL。
液体发酵培养基: 0.5%CMC-Na、 葡萄糖 20 g、 玉米
粉 10 g、 黄豆粉 10 g、 酵母膏 2 g、 MgSO4 1.5 g、 KH2PO4
3 g、 CaCl2 1 g、 VB1 1 g, 水 1 000 mL[4]。
实际操作时根据培养基的用量按上述比例配置即可。
1.2 试验方法
1.2.1 棘托竹荪菌丝体及提取液的制备
培养方法: 菌种培养用 250 mL三角瓶, 装液量 50 mL,
接种 1/4 斜面, 放置 36 h。 二级菌种发酵用 250 mL 三角
瓶, 装液量 100 mL, 接种量 6 %, 置 100 r·min-1、 23℃旋
转式摇床培养 4 d。 取菌丝体于 65℃烘箱中烘干后粉碎备
用。
直接水提法: 称取 5 g 菌丝体干粉, 装入 250 mL 三
角瓶中, 加入蒸馏水 200 mL, 放入 70℃恒温水浴中浸提 3
次, 每次 4 h。 4 000 r·min-1离心 10 min 过滤, 减压浓缩
为 20 mL (以原料质量计, 含量相当于 0.25 g·mL-1), 即
得棘托竹荪菌丝体直接水提取原液 [3]。
微波水提法: 称取菌丝体干粉 5 g, 以适量水浸润后,
放入家用微波炉, 解冻状态微波处理 3 min 后取出, 先在
室温下放置 30 min, 再以 1∶30 的料液比加水浸提 30 min,
4 000 r·min-1 离心 10 min, 取上清液 70℃水浴 1 h, 减压
浓缩到 20 mL, 得到棘托竹荪菌丝体微波水提取原液。
酶解水提法: 将 5g 菌丝体干粉用适量水浸泡, 加热
升温至 45℃, 调 pH 值至 4.5, 加入 1%纤维素酶, 酶促反
应 60 min, 再加入 1%木瓜蛋白酶, 酶促反应 60 min 后,
再补水至 1∶60, 升温至 70℃灭酶并保温浸提 1 h, 降至
50℃, 4 000 r·min-1离心 10 min, 取上清液在水浴上浓缩
至 20 mL, 经抽滤得到棘托竹荪菌丝体酶解水提取原液。
超声水提法: 称取菌丝体干粉 5 g, 装入 250 mL 三角
瓶, 控制料液比为 1∶15, 超声波处理时间 15 min, 温度
60℃, 功率 420W。 4 000 r·min-1 离心 10 min 过滤, 减压
浓缩至 20 mL, 即得棘托竹荪菌丝体超声水提取原液 [5,6]。
1.2.2 菌株菌液的制备
* 项目来源: 基金项目, 云南省科研院所技术开发研究专项 (项目编号: 2006KFZX-08)。
作者简介: 杨威 (1983-), 男, 湖北随州人, 食品科学硕士研究生。
** 通讯作者: 樊建, 男, 副教授, 硕士生导师, 从事食品科学与工程研究。
收稿日期: 2008-10-08
中国食用菌 2008, 27 (6): 34~37
EDIBLE FUNGI OF CHINA
CN53-1054 / Q ISSN 1003-8310
杨 威等: 棘托竹荪菌丝体抑菌作用研究
(1) 供试菌株的准备
在无菌室中将供试菌种接入相对应的试管斜面培养
基上, 细菌置 35℃~37℃恒温培养箱内培养 18 h~24 h; 霉
菌、 酵母菌置 28℃~30℃恒温培养箱内培养 44 h~48 h, 之
后将其置 4℃冰箱冷藏备用。
(2) 菌悬液的制备
用接种环挑取少许菌体于装有 9 mL 无菌水的试管中,
制成菌悬浮液。 细菌、 霉菌、 酵母菌用血球计数板计数。
调整菌悬浮液浓度至含孢子或菌体 106个·mL-1~107个·mL-1。
1.2.3 抑菌试验
(1) 提取原液抑菌效力的测定-滤纸片法
取直径为 6 mm 的灭菌滤纸片放入提取液中浸泡过
夜, 将各种待试菌悬液各取 0.5 mL 于相应固体培养基制
成含菌平板, 用无菌镊子把含提取液的滤纸片贴在含菌平
板上, 每皿 3 片, 3 次平行试验。 细菌置 37℃恒温培养箱
内培养 24 h, 霉菌、 酵母菌置 29℃恒温培养箱培养 48 h,
测量滤纸片的抑菌圈直径, 比较各提取原液的抑菌效力。
(2) 最低抑菌浓度 (MIC) 的测定
根据连续稀释法, 将上述 4 种提取原液分别稀释后,
加入培养基中混合均匀, 用平板划线法接种, 在 (1) 所述
条件下培养。 完全没有菌丝生长的最低提取物浓度为棘托
竹荪菌丝体的最低抑菌浓度 (MIC)。 试验中用无菌水、 水
提取空白、 微波提取空白、 酶提取空白、 超声波提取空白
作对照, 记作 CK1、 CK2、 CK3、 CK4、 CK5[7]。
(3) 活性 pH 范围的测定
用 50%柠檬酸和 2%NaOH 溶液分别调节培养基的 pH
为 4、 5、 6、 7、 8 五个梯度, 然后用比提取物 MIC 低一个
浓度梯度的提取液稀释液进行测定 (方法同 MIC 测定)。
试验中用无菌水作对照, 记为 CK1。 比较不同 pH 条件下
各试验菌的生长情况, 以找出棘托竹荪菌丝体提取液抑菌
的活性 pH 范围[5]。
(4) 热稳定性的测定
将棘托竹荪菌丝体的各提取原液分别置于 80℃、 100℃
水浴、 121℃湿热条件下, 热处理 15 min后加入培养基中混
合均匀, 提取物浓度同 MIC, 再用划线法接种、 培养, 观
察各试验菌的生长情况, 比较其抑菌作用的热稳定性[4]。
2 结果与讨论
2.1 4 种提取原液的抑菌效力比较
4 种提取原液的抑菌效力比较情况见表 1。
由表 1 结果可见, 棘托竹荪菌丝体 4 种提取原液对 6
种试验菌都有较强的抑制作用, 其中对细菌、 酵母和青霉
菌的抑菌效力更为显著, 对黑曲霉的抑制作用相对较弱;
4 种提取原液中, 酶提取原液抑菌效力最为显著。
2.2 最低抑菌浓度 (MIC) 的测定
4 种提取液对 6 种供试菌菌株的最低抑菌浓度测定情
况见表 2。
由表 2看出, 棘托竹荪菌丝体直接水提液对大肠杆菌、
金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的 MIC 为 6.25 mg·mL-1,
对酿酒酵母、 青霉菌和黑曲霉菌的 MIC 为 12.5 mg·mL-1;
棘托竹荪菌丝体微波水提液对大肠杆菌、 枯草芽孢杆菌和
表 1 4 种提取原液的抑菌效力比较
注: Ec-大肠杆菌; Sa-金黄色葡萄球菌; Bs-枯草芽孢杆菌; Sc-酿
酒酵母; Pe-青霉菌; An-黑曲霉菌。 表 2~表 4 同此。
表 2 4 种提取液对 6 种试验菌的 MIC
注: -表示无菌生长; +表示菌生长少; ++表示菌生长较多; +++表示
菌生长很多; CK1: 无菌水对照; CK2: 直接水提空白对照; CK3: 微波
水提空白对照; CK4: 酶解水提空白对照; CK5: 超声水提空白对照。
表 3、 表 4 相同。
第 27 卷 第 6 期 35
酿酒酵母的 MIC 为 3.125 mg·mL-1, 对金黄色葡萄球菌和
青霉菌的 MIC为 6.25 mg·mL-1, 对黑曲霉菌的 MIC 为 12.5
mg·mL-1; 棘托竹荪菌丝体酶解水提液对大肠杆菌、 金黄
色葡萄球菌、 枯草芽孢杆菌、 酿酒酵母和青霉菌的 MIC
都为 3.125 mg·mL-1,只对黑曲霉菌的 MIC 为 6.25 mg·mL-1;
棘托竹荪菌丝体超声水提液对枯草芽孢杆菌、 酿酒酵母和
青霉菌的 MIC 为 3.125 mg·mL-1, 对大肠杆菌和金黄色葡
萄球菌的 MIC为 6.25 mg·mL-1, 对黑曲霉菌的 MIC 为 12.5
mg·mL-1; 从表 2 还可以看到, 对照 CK1、 CK2、 CK3、 CK4
及 CK5的结果均为菌体生长较多或菌体生长很多, 说明棘
托竹荪菌丝体提取液的抗菌效力来自于本身的活性成分。
另外, 对大多数试验菌, 棘托竹荪菌丝体酶解水提液的
MIC低于其它 3种提取液。
2.3 pH 对提取液抑菌活性的影响
pH 对提取液抑菌活性的影响见表 3。
由表 3可以看出, 棘托竹荪菌丝体直接水提取液的抑
菌活性 pH 值为 4~6 (黑曲霉菌为 4~5), 其微波水提取
液、 酶解水提取液及超声水提取液的抑菌活性 pH 值都为
4~7, 其中酶解水提取液的抑菌效果更好; 空白对照组几
乎没有抑菌作用, 只在酸性较强的情况下有一些抑菌作
用。 这可能是因为供试菌种的最适生长环境为中性, 不适
合在酸性条件下生长的缘故。
2.4 热处理对提取原液抗菌效力的影响
热处理对提取原液抗菌效力的影响, 其中热处理时间
为 15 min, 结果见表 4。
由表 4 可以看出, 棘托竹荪菌丝体各提取原液分别经
80℃、 95℃水浴加热处理 15 min 后仍能保持原有的抗菌效
力, 仅在 121℃高温湿热处理 15 min 后, 其提取原液的抗
菌效力才有所减弱, 说明棘托竹荪菌丝体各提取原液均有
较强的热稳定性。 其中, 酶解水提取原液抗菌的热稳定性
更好一些。
3 结论
棘托竹荪菌丝体 4 种提取原液都有较强的抑菌作用,
其中对细菌、 酵母菌和青霉菌的抑菌效力更为显著, 对黑
曲霉的抑制作用相对较弱, 4 种提取原液也都有较宽的抑
菌活性 pH 范围, 且其热稳定性良好, 经 80℃、 95℃水浴
处理 15 min 后仍能保持原有的抗菌效力; 酶解水提液抑
菌效力最为显著, 对大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌、 枯草芽
孢杆菌、 酿酒酵母和青霉菌的 MIC 都为 3.125 mg·mL-1,
只有对黑曲霉菌的 MIC 为 6.25 mg·mL-1, 其抑菌活性 pH
范围更广, 热稳定性也略好于其它 3种提取液。
参考文献
[1] 暴增海, 马桂珍 . 我国的竹荪资源及其开发利用 [J]. 资源科学 ,
1994, (3): 68~71.
[2] Nakamura N, Kusunoki Y, Akiyama M. Radiosensitivity of CD4 or
CD8 positve human Thocytes by an in vitro volony formation assay[J].
Diat Res, 1990, 123 (2): 224.
[ 3] 谭敬军 , 胡亚平 , 吴晗晗 .竹荪抑菌作用研究 [J].食品科学 ,
2000, 21 (10): 54~56.
[4] 钱存柔.微生物学实验[M]. 北京: 北京大学出版社, 1984: 39~40.
[5] 吴传茂, 吴周和, 曾莹, 等. 从植物中提取天然防腐剂的研究[J].
表 3 培养基 pH 对提取液抑菌效力的影响
表 4 热处理对提取原液抗菌效力的影响
中国食用菌 EDIBLE FUNGI OF CHINA Vol. 27 No.636
(上接第 33页)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
石灰 0.5%、 石膏 0.5%。
(4) 硬杂木屑 80.1%、 豆秸粉 10%、 麦麸 8.9%、 石
灰 0.5%、 石膏 0.5%。
(5) 硬杂木屑 75%、 玉米糠 22%、 豆饼粉 2%、 石灰
0.5%、 石膏 0.5%。
4 讨论
随着食用菌产业的发展, 原先采用的颗粒型二级菌种
培养料如麦粒、 玉米粒等虽然具有方法简便、 原料易得、
发菌快等特点, 但菌丝易老化[3]。在充分认识到颗粒二级菌
种的弊端和有限资源之后, 应在易得的农业下脚料中筛选
符合黑木耳菌丝生长的营养条件, 起到菌种扩繁作用且很
好地保持菌种优良性状的二级菌种培养料。 该培养料配比
要科学、 价格应低廉、 保障菌种在菌丝生长期菌种成活率
高, 菌丝生长速度快, 不易老化; 在栽培期现耳芽整齐、
岀耳达到高产稳产的效果。 玉米芯、 黄豆秸、 玉米秸、 米
糠等原料易得, 价格低廉, 符合黑木耳的制种和栽培营养
需要。
本试验对采用原料进行了碳氮比分析, 农作物秸秆的
产地、 秸秆的贮存方式和时间等均会明显影响其碳氮比。
秸秆经长时间风吹、 日晒和雨淋, 秸秆中的一些可溶性碳
水化合物和含氮物质会损失较多, 日晒会使一些有机氮化
物氨化而损失, 秸秆的霉变也会损失一部分营养。 因此,
采用农作物桔秆用于黑木耳制种和栽培时, 秸秆一定要妥
善贮藏。
参考文献
[1] 何培新, 张炎, 宋永芳. 食用菌原料-几种作物秸秆的碳氮比测定
[J]. 食用菌, 2001, (4): 15~16.
[2] 张龙翔, 张庭芳, 李令媛, 等 . 生化实验方法和技术 [M]. 北京:
人民教育出版社, 1982: 55~58.
[3] 曹玉谦. 木屑与玉米粒混合培养基制备黑木耳二级种[J]. 中国林副
特产, 1990, (4): 13~15.
Study on the Selection of Culture Medium Formula for Pre-culture Spawn
of Auricularia auricula
ZHANG Pi-qi1, KONG Xiang-hui1,2, HAN Zeng-hua1, MA Qing-fang1, DAI Xiao-dong1, LI Shuai1
(1.Institute of Microbiology of Heilongjiang Academy of Sciences, Harbin Heilongjiang 150010;
2.Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang 150010 )
Abstract: The agricaltural straws which are often seen in northeast district of China mixed with the sawdust in different C/N
proportion. Five optimum medium formulas were acquired, which promoted the standardized production for pre -culture spawn of
Auricularia auricula.
Key words: Auricularia auricula; Pre-culture spawn; C/N proportion; Standardized production
食品科学, 2000, (5): 24~27.
[6] Wei LY, Wang JH, Zheng XD. Studies on the extracting technical
conditions of inulinfrom Jerusalem artichoke tubers[J]. Journal of Food
Engineering, 2007, 79: 1087~1093.
[7] 周邦靖. 常用中药的抗菌作用及其测定方法[M]. 重庆: 科学技术
出版社重庆分社, 1987: 289~306.
Study on the Antimicrobial Effect of Dictyophora echino-volvata Mycelium
YANG Wei1, WU Su-rui2, FAN Jian1, GAO Guan-shi2
(1.College of Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan 650224;
2. Science and Research Institute of Yunnan Provincial Federation of Supply and Marketing Cooperatives, Kunming Yunnan 650223)
Abstract: Water as extracting agent, the antimicrobial effect of the mycelium of Dictyophora echino-volvata was analyzed, prepared
with microwave, enzyme and ultrasonic wave. The heat stability, antimicrobe effectiveness, minimum inhibition concentration (MIC) and
pH range of extracts against six common food spoilage organisms were performed. The experimental results showed that four methods also
have positive affection, but the best is the enzyme that had quite well antimicrobial effects, with relatively lower concentration, wider pH
range and much better heat stability on antimicrobe.
Key words: Dictyophora echino-volvata; Mycelium; Antimicrobe
第 27 卷 第 6 期 杨 威等: 棘托竹荪菌丝体抑菌作用研究 37