全 文 ：第 18卷　第 1期
2002年 3月
福建师范大学学报 (自然科学版 )
Journal o f Fujian Teach ers Univ ersity ( Natural Science)
Vo l. 18　 No. 1
Ma r. 2002
文章编号: 1000-5277( 2002) 01-0063-04
棘托竹荪菌丝深层培养的研究⒇
檀东飞 , 吴若菁 , 林跃鑫 , 吴国欣
(福建师范大学生物工程学院 , 福建 福州　 350007)
　　摘要: 探讨影响棘托竹荪深层培养的理化因子: 碳源、 氮源、 无机盐、 维生素、 p H、 温度、 接种量、 通
气量、 培养时间对棘托竹荪菌丝生长的影响 , 并考察培养液中的还原糖、 总糖、 pH随菌丝生长的变化规律 .
试验结果表明: 选用麦芽汁 (ρ= 1. 05 g /cm3 ) 250 ml、 可溶性淀粉 10 g、 黄豆粉 15 g、 酵母粉 5 g、 KH2 PO4
3 g、 MgSO4 0. 5 g、 ZnSO4 0. 5 g、 M nSO4 0. 5 g、 VB1 0. 1 g、 VB2 0. 1 g、 水 750 ml的培养基 , 在 27℃、 pH
5. 0～ 6. 0, 250 ml三角瓶装液量 50 ml, 接种量 6% , 培养 4天 , 菌丝干重比基础配方提高了 80. 25% .
关键词: 棘托竹荪 ; 菌丝体 ; 深层培养 ; 理化因子 ; 生物量
中图分类号: Q93　　　文献标识码: A
　⒇
棘托竹荪 (Dictyophora echinovolvata )隶属腹菌纲、 鬼笔目、 鬼笔科、竹荪属 [1 ] , 是一种名贵的食
用菌 , 营养丰富、 脆嫩爽口、 香气浓郁 , 为著名山珍之一 , 又是医学上的新秀 , 具抑菌、 抑制癌细胞
生长、 降低高血压、 高血脂和胆固醇、 防止腹壁过厚、减肥和良好的防腐作用 [2 ] . 但是棘托竹荪子实体
载培时间长达 3～ 4个月 [3 ] , 且需占用大面积土地 , 而通过深层培养可快速获得竹荪菌丝体 . 本文作者
对影响棘托竹荪深层培养的理化因子进行研究 , 以期为进一步开发利用棘托竹荪的有效活性成分提供
科学依据 .
1　材料和方法
1. 1　材料
1. 1. 1　供试菌种: 棘托竹荪 89 (福建农业大学菌草研究所提供 ) .
1. 1. 2　基础培养基: ( 1)斜面培养基: PDA; ( 2)菌种培养基: 马铃薯 10 g、葡萄糖 10 g、蔗糖 10 g、
黄豆粉 10 g、 玉米粉 10 g、 酵母粉 1 g、 KH2 PO4 3 g、 MgSO4 1. 5 g、 VB1 0. 1 g、 水 1000ml , pH自然 ;
( 3)发酵培养基: 葡萄糖 10 g、蔗糖 10 g、黄豆粉 10 g、玉米粉 10 g、酵母粉 2 g、 KH2 PO4 3 g、 MgSO4
1. 5 g、 V B1 0. 1 g、 水 1000 ml[3 ] .
1. 2　方法
1. 2. 1　培养方法: 菌种培养用 250m l三角瓶装液量 50 m l, 接种 1 /4斜面 . 二级发酵用 250 ml三角瓶
装液量 100 ml, 移种量 6% . 置 220 r /min旋转式摇床 26℃培养 4天 . 每个试验 3个重复 , 取其平均
值统计结果 .
1. 2. 2　化学因子对竹荪菌丝体生长的影响: 在不同的基本培养基中添加不同碳源、 氮源、 无机盐、 维
生素、 分析其对竹荪菌丝体生长的影响 .
1. 2. 3　物理因子对竹荪菌丝体生长的影响: 采用在不同的培养基起始 pH值、 温度、 培养基装量、 移
种量、 培养时间条件下 , 测定其生物量的变化 [4 ] . p H值均采用 pHS- 25型酸度计测定 .
⒇
⒇作者简介: 檀东飞 ( 1955—　 ) , 女 , 福建福州人 , 实验师 .
收稿日期: 2001- 08- 20
1. 2. 4　生物量测定: 取定量发酵液过滤、 水洗 , 菌体 60℃烘干 , 20 h后用 TN型托盘扭力天平称量 .
1. 2. 5　还原糖、 总糖测定: 3. 5-二硝基水杨酸法 [ 5] , 用 721型分光光度计测定 .
2　结果与分析
2. 1　化学因子对菌丝生长的影响试验
2. 1. 1　发酵培养基最佳碳源试验: 以蛋白胨为氮源 , 加入 0. 3% KH2 PO4、 0. 15% MgSO4及 0. 01%
V B1 , pH5. 5, 选择 6种碳源 , 在相同条件下对发酵培养基进行最佳碳源试验 , 结果见表 1.
表 1　不同碳源对菌丝生长的影响
碳 源 葡萄糖 蔗糖 CM C-Na 麦芽汁 可溶性淀粉 半乳糖
加入量 / % 2. 0 2. 0 2. 0 2. 0 2. 0 2. 0
每 100 ml生物量 /g 0. 284 0. 266 0. 168 0. 552 0. 320 0. 351
酵后 pH 4. 23 4. 40 6. 40 4. 03 4. 48 4. 54
　　　　　　注: 麦芽汁密度ρ= 1. 05 g /cm3
从表 1可以看出 , 采用麦芽汁为碳源的培养基生物量最高 , 实验中观察到菌球长势较好、 大小均
匀 , 半乳糖及可溶性淀粉次之 , CMC-Na作为碳源 , 生物量最少 . 故选择麦芽汁和可溶性淀粉为发酵
培养基碳源 .
2. 1. 2　发酵培养基最佳氮源试验: 以葡萄糖为碳源 , 加入 0. 3% KH2 PO4、 0. 15% Mg SO4及 0. 01%
V B1 , 调 pH 5. 5, 分别加入 7种不同的氮源 , 有机氮以黄豆粉为准 , 无机氮以 ( N H4 ) 2 SO4为准 , 其用
量折算成相应的含氮量 . 在相同条件下 , 进行发酵培养最佳氮源试验 , 结果见表 2.
表 2　不同氮源对菌丝生长的影响
氮源 ( N H4 ) 2 SO4 KNO3 玉米粉 黄豆粉 酵母粉 蛋白胨 尿素
加入量 /% 0. 40 0. 47 3. 0 1. 5 1. 5 0. 50 0. 18
每 100 ml生物量 /g 0. 160 0. 043 0. 270 0. 715 0. 657 0. 132 0. 122
酵后 pH 3. 33 4. 55 4. 50 4. 34 4. 57 4. 08 4. 64
　　从表 2可以看出 ,黄豆粉作为氮源 ,生物量明显高于其他氮源 ,酵母粉次之 .而 KNO3、 ( N H4 ) 2 SO4、
蛋白胨、 尿素等作为氮源生物量明显偏低 . 可见 , 棘托竹荪对天然有机氮源的利用率明显高于其他氮
源 . 所以选择黄豆粉、 酵母粉为氮源最佳 .
2. 1. 3　无机盐类及维生素对菌丝生长的影响试验: 以葡萄糖为碳源 , 蛋白胨为氮源 , 加入 0. 3%
NaH2 PO4 ,调 pH5. 5为空白对照 ,在此基础上 ,再分别加入不同的无机盐 ( 0. 05% )或维生素 ( 0. 01% ) ,
在相同条件下 , 培养竹荪菌丝体 , 研究不同无机盐及维生素对棘托竹荪菌丝生长的影响 , 结果见表 3.
表 3　不同无机盐及维生素对菌丝生长的影响
无机盐 (维生素 ) 空白 FeSO4 CaCl2 ZnSO4 MnSO4 MgSO4 K2 SO4 CuSO4 VB1 VB2 V B12
每 100 ml生物量 /g 0. 685 0. 645 0. 573 0. 924 0. 815 0. 725 0. 781 0. 788 0. 702 0. 728 0. 699
　　从表 3可以看出 , ZnSO4、 MnSO4、 CuSO4、 KSO4、 MgSO4、 V B1、 V B2、 V B12对棘托竹荪菌丝有促
长作用 , 而 FeSO4稍有抑制作用、 CaCl2抑制作用明显 , 这与杜昱光等对长裙竹荪的试验结果相反 [4 ] ,
是否由于 Cl-浓度太高引起对棘托竹荪菌丝的抑制作用还有待进一步研究 . ZnSO4及 MnSO4促长作用
明显 , 实验中观察到菌球细小均匀 , 长势良好 . 此外 , 加入 V B2的菌球也较为均匀 .
2. 2　物理因子对菌丝生长的影响试验
2. 2. 1　发酵起始 pH对菌丝体生长的影响: 将发酵培养基调到不同 pH,研究其对产物的影响 ,其结果
见图 1 .
64 福 建 师 范 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 　　　　　　　　　　　 2002年　
图 1　起始 pH对菌丝体生长的影响
　　图 1结果显示 ,棘托竹
荪菌丝体在 pH 3. 0～ 11. 0
均能生长 ,当 pH 5. 0～ 6. 0
时菌丝体长势较好 ,生物量
高 , 故选择 pH 5. 5为宜 .
2. 2. 2　发酵阶段不同温度
对菌丝生长的影响: 将发
酵的菌丝体置于不同温度
下培养 ,观察发酵阶段不同
温度对产物的影响 , 结果见图 2. 图 2显示 , 菌丝最适生长温度为 27°C.
图 2　不同温度对菌丝生长的影响
2. 2. 3　不同空气量对发酵产物的影响: 在 250 m l三
角瓶中 , 分别装入 30～ 120 ml发酵培养基 , 观察发
酵阶段不同空气量对发酵产物的影响 , 结果见表 4.
从表 4可以看出 , 当装液量为 50 ml时 ,菌丝体生长
最好、得率最高 , 随着装液量增加 , 菌丝得率逐渐下
降 , 说明通气不足 . 可见 ,棘托竹荪菌丝体是极好氧
的 . 这与杜昱光等用长裙竹荪试验的结果一致 [4 ] . 华
秀英等对竹荪菌丝体酯酶同工酶的研究表明 , 在固
体和斜面培养基上生长的谱带有 4～ 7条 ,而在液体培养基中仅 0～ 3条 ,过氧化物酶同工酶在斜面、固
体培养基上生长可得 2～ 4条谱带 , 在液体培养阶段谱带最少 [6 ] . 也说明竹荪菌丝生长阶段需充足的氧
气 , 其结果与我们的试验类似 . 所以选择 250 ml三角瓶装液量为 50 ml为宜 .
表 4　通气量对菌丝体产量的影响
装液量 /ml 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
每 100 ml生物量 /g 0. 957 0. 988 1. 044 0. 901 0. 877 0. 858 0. 857 0. 850 0. 826 0. 789
2. 2. 4　不同接种量对菌丝产量影响: 用 4% 、 6%、 8%、 10%、 12%、 14% 6个接种量进行试验 , 结
果见表 5.
表 5　不同接种量对菌丝体生长的影响
接种量 / % 4 6 8 10 12 14
每 100 ml生物量 /g 0. 998 1. 238 1. 264 1. 308 1. 336 1. 322
　　从表中可看出 ,当接种量从 4%增加到 6%时 , 菌丝体生物量递增明显 , 而接种量为 8%～ 12%时 ,
生物量增加不多 , 到 14%反而减少 . 因此 , 接种量为 6%较为适当 .
2. 2. 5　发酵时间对竹荪菌丝体生长的影响及优化理化因子的验证试验: 采用基础理化因子 ( I)与以上
优化理化因子 (Ⅱ ): 每隔一天取样一次 , 各取样 3瓶 , 测定菌丝体生物量、 酵后 pH和还原糖、 总糖 ,
从而确定菌体的生长周期 , 并进行优化理化因子的验证 , 结果见图 3.
　　从图 3A可看出 , 培养前 4天菌丝体大量增加 , 第 4天生物量达到最高峰 , 优化的理化因子配方
(Ⅱ ) 比基础理化因子配方 (Ⅰ ) 生物量增加 80. 25% . 第 5天后生物量开始下降 . 酵后 pH在 ( I) 中
开始随菌体生长产生的有机酸逐渐下降 , 后随菌体老化和有机酸被吸收利用而上升 , 曲线呈 “ V” 形 .
在 ( II) 中 , 蛋白质含量较高 , 开始两天随着蛋白质大量水解成氨基酸 , pH上升 , 随着菌丝体大量生
长 , 氨基酸被吸收进入菌体及代谢产物使 pH下降 , 最后随菌体老化又上升 , 曲线呈 “N” 形 . 从图 3B
可见 , 还原糖接种后迅速增加 , 第一天达到最大值 , 从第 2天开始迅速下降 . 总糖随着菌丝的快速生
长迅速下降 , 到第 6天降到最低点 , 再随着菌体老化自溶又逐渐上升 . 从以上结果可以看出 , 棘托竹
荪二级发酵延滞期短 , 菌丝体分解利用淀粉、 寡糖和蛋白质的能力很强 , 培养 4天生物量达最大 , 还
65　第 1期　　　　　　　　　　　　檀东飞等: 棘托竹荪菌丝深层培养的研究
图 3　发酵时间对菌丝体生长的影响
原糖、总糖也降至较低 , 故
选择 4天为发酵周期为宜 .
这与吴振强等对长裙竹蒜
的发酵周期实验结果一
致 [3 ] .
3　结论
棘托竹荪深层发酵最
佳化学因子 (培养基 )为: 麦
芽汁 (ρ= 1. 05 g /cm3 ) 250
m l、可溶性淀粉 10 g、黄豆
粉 15 g、 酵 母 粉 5 g、
KH2 PO4 3 g、 MgSO4 0. 5 g、 ZnSO4 0. 5 g、 MnSO4 0. 5 g、 V B1 0. 1 g、 VB2 0. 1 g、 水 750 ml. 棘托竹
荪深层培养最佳物理因子为: pH 5. 0～ 6. 0、温度 27°C、 250 m l三角瓶中装液量 50 ml, 接种量 6% , 培
养时间 4 d.
参考文献:
[ 1] 何伯钦 . 竹荪人工栽培技术 [ M ]. 北京: 中国商业出版社 , 1997.
[ 2] 孙红祥 , 曾宪武 . 竹荪类真菌研究概况 [ J]. 食用菌 , 1993, 15 ( 4): 3- 4.
[ 3] 吴振强 , 高孔荣 , 曹惠玲 , 等 . 竹荪菌丝深层培养研究 [ J]. 中国食用菌 , 1992, 11 ( 3): 22- 23.
[ 4] 杜昱光 , 卜宗式 , 白雪芳 , 等 . 竹荪深层培养的理化因子研究 [ J]. 中国食用菌 , 1996, 15 ( 2): 37- 39.
[ 5] 北京大学生物系生物化学教研室 . 生物化学实验指导 [M ]. 北京: 高等教育出版社 , 1979. 22- 24.
[ 6] 华秀英 , 邵元忠 , 侯振彪 , 等 . 竹荪 4个菌种酯酶与过氧化物酶同工酶的研究 [ J]. 沈阳农业大学学报 , 1992, 23
( 3): 183- 196.
Study on the Mycelium Submerged Culture of Dictyophora echinovolvata
TAN Dong-fei, WU Ruo- jing, LIN Yue-xin, WU Guo-xin
(Bioengineering College , Fujian Teachers Univ ersity , Fuzhou 350007, China )
Abstract: Phy sical and chemical facto rs fo r the mycelium submerged cul ture of Dictyophora echi-
novolvata were studied. The physical and chemical factors are carbon, nit rog en, inorg anic sal t,
va tamin, pH, temperature, quantity o f inocula tion, quanti ty o f v enti lation and time of cul ture. With
the g row th of mycelium the change of recursiv e sugar , total sugar, pH in culture medium were also
studied. Experimental results show ed tha t the composition of fermenta tion medium as follow: 250 ml
malty juice (ρ= 1. 05 g /cm3 ) , 10 g soluble sta rch, 15 g bean powder, 5 g yeast pow der, 3 g KH2 PO4 ,
0. 5 g M gSO4 , 0. 5 g ZnSO4 , 0. 5 g MnSO4 , 0. 1 g VB1 , 0. 1 g V B2 and 750 ml H2O. The physical factors
as follow: T27°C, pH5. 0～ 6. 0, 50 ml cul ture medium /250 m l cone f lask, 6% inocula ted quanti ty and
culture 4 day s w ere the best adoption. The dry w eight of mycelium increased by 80. 25% .
Key words: Dictyophora echinovolvata; mycelium; submerged culture; physical and chemical fac-
to rs; biomass
(责任编辑　余　望 )
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