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亚绒盖牛肝菌液体发酵特性研究



全 文 :安徽农学通报,Anhui Agri.Sci.Bull.2015,21(16)
亚绒盖牛肝菌液体发酵特性研究
胡更矣 1 项小燕 2∗
(1岳西县林业总场,安徽岳西 246600;2安庆师范学院生命科学学院,安徽安庆 246001)
摘 要:采用组织分离方法从野生子实体中获得亚绒盖牛肝菌菌种,对其液体发酵特性进行了研究,主要研
究碳源、氮源和起始pH对亚绒盖牛肝菌生物量及胞外多糖含量的影响。结果表明,该菌在碳源为葡萄糖、氮
源为蛋白胨及起始pH值为7.0条件下生长最好。
关键词:亚绒盖牛肝菌;液体发酵;菌丝体;胞外多糖
中图分类号 S718 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)16-18-03
The Characteristic Research of Xerocomus subtomentosus under Liquid Fermentation
Hu Gengyi1 et al.
(1Yuexi Forestry Station,Yuexi 246600,China)
Abstract:To get more the mycelia dry weight and exo-polysaccharides(EPS)production,the purity mycelia used
in fermentation were separated from fruits of Xerocomus subtomentosus(X.subtomentosus)which were collected from
fields,and the characteristics of X.subtomentosus under liquid fermentation were studied.Different carbon sources,ni⁃
trogen sources and initial pH were chosed to analysis the objective products.The results showed that the suitable car⁃
bon source,nitrogen source and initial pH were glucose,peptone and 7.0 respectively.
Key words:Xerocomus subtomentosus;Liquid fermentation;Mycelia;EPS
亚绒盖牛肝菌(Xerocomus subtomentosus(L.:Fr.)
Quél.)属担子菌纲、伞菌目、牛肝菌科、绒盖牛肝菌属,广
布于全国 10多个省份,具有一定的食用价值[1]。其夏秋
季于阔叶林或杂交林中地上散生,子实体中等至较大,属
外生菌根菌与松、栗、榛、山毛榉、栎、杨、柳、云杉、椴等形
成菌根[2]。
液体发酵技术因周期短,菌丝生长快,易于大规模生
产等特点,克服了环境、区域、季节、原材料等的限制,被
广泛运用于微生物发酵过程中[3-4]。但迄今为止,未见亚
绒盖牛肝菌液体发酵相关报道,从而限制了该菌的利
用。为此,本文拟对该菌的液体发酵特性进行初步研究,
以期为大规模培养提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 菌种来源 亚绒盖牛肝菌采自岳西县林业总场。野
生子实体在无菌条件下采用组织分离方法获得孢子,置
于PDA斜面培养基上,于26°C恒温培养箱中培养。待菌
丝长满斜面时,选取生长浓密的试管种,置 4°C冰箱保
存。使用前将其分成均匀小块,接至新鲜的PDA平板培
养基上复壮培养,观察并记录菌丝体生长情况。
1.2 液体培养基 一级摇瓶250mL,装量100mL;培养基(%):
葡萄糖 2,蛋白胨 0.3,KH2PO4 0.1,MgSO4·7H2O 0.05,pH
自然。二级摇瓶250mL,装量100mL;培养基(%):葡萄糖
2,蛋白胨0.3,KH2PO4 0.1,MgSO4·7H2O0.05,pH自然。一
级摇瓶接入活化的平板菌丝体水匀浆液,接种量为 10%
(v/v),然后置 27°C、120r条件下振荡培养 8d。获得一级
摇瓶种子后,无菌离心分离菌丝体,并用无菌水洗去菌丝
体上残留的培养基,无菌匀浆后,转接二级摇瓶,接种量
为10%(v/v),27°C、120r条件下振荡培养7d。
1.3 碳源试验培养基 碳源:分别称取 2%的葡萄糖、蔗
糖、淀粉、乳糖、甘露醇代替上述一级摇瓶中的葡萄糖,其
它不变,并设有空白对照组,每种碳源做 3个平行对照,
250mL装量100mL。
1.4 氮源试验培养基 氮源:分别称取 0.3%的蛋白胨、
酵母膏、尿素、NaNO3、(NH4)2SO4代替上述蛋白胨,其它不
变,并设有空白对照组,每种氮源做3个平行对照。
1.5 pH试验培养基 分别称取2%葡萄糖,0.3%蛋白胨,
0.05%MgSO4,0.1%KH2PO4,250mL摇瓶装量 100mL,同时
将起始pH分别调至4.0、5.0、6.0、7.0和8.0,以测定不同起
始pH对该菌液体发酵的影响。
1.6 菌丝体生物量测定和胞外多糖提取 发酵结束后,
离心发酵液,分离得到菌丝体,冷冻干燥称量菌丝体干
重;分离的发酵液先浓缩,再用95%的乙醇醇沉。然后再
作者简介:胡更矣,男,安徽岳西人,从事林业管理工作。*通讯作者 收稿日期:2015-08-15
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DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2015.16.008
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离心,沉淀冷冻干燥后,称量胞外多糖重量。
2 结果与分析
2.1 碳源对牛肝菌液体发酵的影响 本实验选用了葡萄
糖、乳糖、淀粉、蔗糖、甘露醇5种碳源,结果表明,与其它
碳源比较,葡萄糖作碳源最有利于菌丝体的生长,发酵终
止时,菌丝体的干重最大,为 14.09g/L;而当碳源为乳糖
时,菌丝体干重最少,为10.36g/L(图1)。
图1 不同碳源对牛肝菌菌丝体干重的影响
从图 2可见,碳源为葡萄糖时胞外多糖的含量为
1.43g/L,而其他碳源培养下菌丝体的胞外多糖均少于葡
萄糖,且在碳源为乳糖时,胞外多糖最少,仅为 1.07g/L。
因此,亚绒盖牛肝菌液体发酵时,最适宜的碳源为葡
萄糖。
图2 不同碳源对牛肝菌胞外多糖的影响
2.2 氮源对牛肝菌液体发酵的影响 本实验选用了酵母
膏、蛋白胨、尿素、(NH4)2SO4、NaNO35种氮源。从图 3可
以看出,亚绒盖牛肝菌在酵母膏和蛋白胨为氮源的培养
基中均能较好的生长,菌丝体干重均为7.0g/L以上;而当
氮源为硫酸铵时,菌丝体干重仅为2.61g/L。
图3 不同氮源对牛肝菌菌丝体干重的影响
从图4可见,氮源为蛋白胨时菌丝体产生的胞外多糖
最多,为1.39g/L,其它氮源培养下菌丝体分泌的胞外多糖
均少于蛋白胨中的,且当氮源是硫酸铵时,胞外多糖最
少,仅有 0.49g/L。可见,亚绒盖牛肝菌液体发酵时,最适
宜的氮源为有机氮蛋白胨,而最不适宜的氮源为无机氮
硫酸铵。
图4 不同氮源对牛肝菌菌丝胞外多糖的影响
从上述实验结果可以看出,有机氮源显然比无机氮
源更适合亚绒盖牛肝菌的生长和次生代谢产物的积累。
这可能是因为有机氮源含有丰富的蛋白质、多肽和游离
的氨基酸以及少量的脂肪、微量元素及生长素等,而无机
氮源则缺少这些物质,因而在无机氮源中菌体的生长和
次生代谢产物的积累比在有机氮源中差。
2.3 pH对牛肝菌发酵特性的影响 不同pH条件下菌丝
体生长干重见图5。由图5可知,菌丝在pH为4~8均可生
长,而在pH为7时菌丝长势最佳,发酵结束时,生物量最
大为 9.37g/L;pH低于 4或高于 7时菌丝生长缓慢且长势
较弱,说明牛肝菌菌丝在中性条件下生长最好。
图5 不同pH对牛肝菌菌丝体生长的影响
不同 pH条件下菌丝体胞外多糖产量见图 6。由图 6
可知,在 pH值为 7时,胞外多糖干重最大,为 1.85g/L;而
当pH值为4时,菌丝体胞外多糖干重最少,仅有1.13g/L。因
此,亚绒盖牛肝菌液体发酵时,最佳起始发酵 pH值为 7,
而在过酸或过碱的条件下,胞外多糖的含量都会减少。
图6 不同pH对牛肝菌菌丝胞外多糖的影响
3 讨论与结论
培养基成分及其配比在很大程度上影响着菌丝体的
生长、形态和构造,而且对代谢产物的生产及提取也有很
大影响[5]。碳水化合物是大多高等真菌生命活动所需的
能源,构成菌体细胞及代谢产物,是真菌液体培养的主要
营养成分[6-7]。因此,很有必要研究碳源对菌丝体生长及
多糖合成的影响。综上试验通过对5种碳源的对比研究
表明,葡萄糖为碳源时,无论是菌丝体的干重还是胞外多
糖的积累均达到最大值,分别为 14.09g/L和(下转21页)
胡更矣等 亚绒盖牛肝菌液体发酵特性研究 19
21卷16期
重,不可盲目,一定严格按说明书要求施药,最好在农业
技术推广人员的指导下进行施药,避免造成不必要的损
失。由于有些玉米对除草剂较为敏感,特别是鲜食玉米
容易造成药害,宿糯3号作为鲜食糯玉米品种,我们建议
使用芽前化学除草的方式除草,如果芽前除草失败或效
果不好,再用芽后化学除草的方式除草。芽前除草剂建
议使用 52%乙草胺莠去津 2 250~3 000mL/hm2,在玉米
播种后浇过蒙头水田间湿度大的时候施药效果较好,可以杀
除大部分一年生禾本科杂草和阔叶草。芽后除草剂建议采用
带安全助剂的23%湮灭黄隆莠去津1 500~3 000mL/hm2,采
用二次稀释法在田间无风条件下进行定向雾喷,以免玉
米植株药剂敏感,造成药害。如产生要害,可及时中耕,
疏松土壤,增加土壤通透性,提高根系活力,促进根系生
长,同时喷施叶面肥以减轻药害。
2.3.2 肥水管理 满足肥水的供用是获得高产的重要技
术措施。特别是苗期遇旱要及时浇水,遇连阴雨产生涝
害,要及时清沟沥水,及时将田间明水排除,同时也要适
当的补点氮素肥料,补充因下雨排水造成的肥料流失,施
肥量为75kg/hm2,确保植株能够恢复正常生长,最大限度
的减少极端天气对产量的影响。正常情况下在大喇叭口
期和吐丝期各追 1次肥料,大喇叭口期建议施肥量为
300kg/hm2,吐丝期的施肥量为 75kg/hm2。另外也可采用
玉米专用控释肥600 kg/hm2加150 kg/hm2,中间田间管理
一般情况下不再追肥。
2.3.3 病虫害综合防治 宿糯3号抗病性较好,有轻微的
茎腐病和苗枯病。但这2种病均可通过种子包衣处理减
轻茎腐病和苗枯病的发生。由于授粉后24d左右就采收
了,玉米叶斑病还没有发生或感病较轻,也不需要防治。
最主要的是玉米螟或桃蛀螟的发生,因为玉米螟或桃蛀
螟主要危害玉米的茎叶和果穗,而我们最主要的玉米果
穗,所以这2种害虫必须防治。因为玉米果穗以人食用、
作为居民的口粮,所以少施杀虫剂,以田间释放赤眼蜂进
行防治为主,兼用高效低毒杀虫剂,杀虫剂我们建议使用
甲维盐或苦参碱,使用时严格按照说明书上的说明进行
稀释配制施药。
2.4 适时机收 宿糯3号作为糯玉米,吐丝后24d左右就
可采收上市。所以种植户在吐丝后20d以后都要每天到
田间查看果穗的灌浆成熟情况,准确预测鲜果穗的采收
时间,一旦确定采收时间,就应该及时采收。为了提高采
收效率,减少采收时间,我们建议机械采收代替人工摘
棒,这样能够及时上市,保持果穗的新鲜度。
(责编:徐焕斗)
行业协会发展壮大,逐步形成行业公益性组
织,指导冷链物流产业发展;通过国家立法与地方立规,
明确行业协会职能,保护行业协会的合法权益,促进行业
协会健康、快速地发展。
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1.43g/L,因此亚绒盖牛肝菌最佳发酵碳源为
葡萄糖。氮源主要用于构成细胞物质和含氮代谢物,也
是真菌液体培养的主要营养成分。在氮源试验中,蛋白
胨和酵母膏作氮源时均有利于菌丝体的生长,而蛋白胨
更有利于胞外多糖的形成,因而综合考虑,蛋白胨为亚绒
盖牛肝菌发酵的最佳氮源。当起始pH为7时,菌丝体的
生长和胞外多糖的形成也达到最佳状态,过酸或过碱的
环境均不利于该菌的生长及次生代谢产物的积累。pH
对微生物的影响是由于氢离子与细胞质膜上酶相互作用
的结果,细胞内 pH值合适与否,会影响细胞内酶的活
性。另外,pH对金属离子形成复合物的溶解度有很大影
响,从而影响微生物对基质的利用速度,它可以引起膜的
通透性发生变化而影响微生物对营养物质的吸收和代谢
产物的积累[8]。对亚绒盖牛肝菌来说,中性环境最适合其
生长和形成次生代谢产物。
本试验通过对亚绒盖牛肝菌液体发酵特性的相关研
究,筛选出发酵最佳的碳源、氮源和起始pH,为该菌的液
体发酵积累了研究基础,同时为大规模进一步发酵提供
了一定的参考。
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