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黄蘑菇深层发酵条件研究



全 文 :
第 36卷第 1期 湖南农业大学学报(自然科学版) Vol.36 No.1
2010 年 2月 Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences) Feb.2010
黄蘑菇深层发酵条件研究
周连玉,朱莉莉,邓旭武,姜蓉
(青海师范大学 生命与地理科学学院,青海 西宁 810008)

摘 要:为科学开发黄蘑菇资源,采用单因素试验和正交试验研究黄蘑菇的深层发酵条件.结果表明,黄蘑菇
发酵的适宜碳源为蔗糖,适宜氮源为牛肉浸膏;黄蘑菇深层发酵的最适培养基为 4%蔗糖、0.1%牛肉浸膏、0.10%
KH2PO4、0.10% MgSO4;适宜接种的种龄为 4 d,接种量(移入液体菌种的体积与接种后培养液体积的比)为 15%,
发酵时间为 8 d,在此条件下,黄蘑菇菌丝体生物量(每 1 mL发酵液中收集的菌丝体干重)达 1.137 mg/mL.
关 键 词:黄蘑菇;发酵条件;菌丝体生物量
中图分类号:S576 文献标志码:A 文章编号:1007-1032(2010)01-0110-03

Conditions in deep submerged fermentation of Armillarialuteo viren
ZHOU Lian-yu, ZHU Li-li, DENG Xu-wu, JIANG Rong
(College of Biology and Geography, Qinghai Normal University, Xining 810008, China)

Abstract : Conditions in deep submerged fermenttation of Armillarialuteo viren was studied for exploiting
Armillarialuteoviren resources by one-factor experiment. The results showed that the optimum carbon sources was
sucrose and the optimum nitrogen sources was sucrose beef extract. The optimum medium by the orthogonal test was
sucrose 4%, beef extract 0.1% , KH2PO4 0.10% and MgSO4 0.10 %. The fermentation conditions were as follows: seed
age 4 d , inoculation rate 15% ,culture time 8 d. Under these conditions, myceliun biomass could reach 1.137 mg/mL.
Key words:Armillarialuteo viren; fermentation condition; mycelium biomass

黄蘑菇(Armillarialuteo virens)分布于海拔
3 000~4 800 m的草甸上,主要分布于青海、西藏、
甘肃、四川及河北等地,在青海大多分布于祁连、
玛沁、甘德及环湖地区典型的高寒小嵩草草甸上,
并常形成规则的蘑菇圈[1].黄蘑菇子实体肥厚,风
味独特,有较高的营养与药用价值.据分析,100 g
干菇中含粗蛋白36.61~39.0 g、粗脂肪14.58 g、粗
纤维8.66 g及18种氨基酸、多种维生素等成分,是一
种名贵食用菌,也是一种重要的高原生物资源[2].野
生黄蘑菇生长的旺盛期为7—8月,自然产量低,
在子实体形成之初绝大多数被大量双翅目虫卵寄
生侵染,且生长环境易遭受破坏,产量与质量不
稳定[3].已有的关于黄蘑菇的研究主要是分析其生
态条件[4-5]、子实体的成分[6]以及人工驯化[7]等.发
酵技术已广泛应用于菌类生产,但应用于黄蘑菇的
报道很少[8].笔者以菌丝体生物量(mg/mL,每1 mL
发酵液中收集的菌丝体干重)为主要指标,对黄蘑菇
深层发酵条件进行初步探索,旨在为黄蘑菇的开发
利用提供理论依据.
1 材料和方法
1.1 材 料
黄蘑菇菌株由青海师范大学微生物实验室提供.
斜面培养基中含马铃薯(去皮)20%、葡萄糖
2%、琼脂 2%,pH自然.
基础培养基中含葡萄糖 2%、KNO3 0.1%、
KH2PO4 0.05%、MgSO4 0.05%.
收稿日期:2009-07-13
作者简介:周连玉(1976—),女,湖南安仁人,硕士,讲师,主要从事微生物研究,zly7604@163.com


第 36卷第 1期 周连玉等 黄蘑菇深层发酵条件研究 111
1.2 方 法
1.2.1 液体菌种制备
将 3 块黄豆粒大的菌块接到液体菌种培养基
中,250 mL三角瓶中装入培养液 100 mL,于 25 ℃,
100 r/min摇床培养 9 d.
1.2.2 深层发酵条件的优化
(1) 最适碳源的选取.分别以 2%的不同碳源
(蔗糖、小麦粉、麦芽糖、玉米粉、可溶性淀粉)代
替基础培养基中的碳源(葡萄糖),其他成分不变.
(2) 最适氮源的选取.以上一步试验确定的最
适碳源为碳源,以 0.1%不同氮源(牛肉浸膏、酵母
浸膏、蛋白胨、黄豆饼粉、硫酸铵)代替基础培养基
中氮源(硝酸钾),其他成分不变.
(3) 深层发酵培养基优化正交试验.以经单因
素试验选取的最适碳源、最适氮源和基础培养基中
的 2种无机盐(KH2PO4、MgSO4)进行正交试验,对
黄蘑菇深层发酵培养基进行优化[9].
(4) 最适种龄和接种量的选取.设种龄 4、6、8 d
共 3 个水平,接种量(移入液体菌种的体积与接种后
培养液体积的比)5%、10%、15%、20%共 4个水平,
观察种龄和接种量对黄蘑菇菌丝体生物量的影响.
(5) 适宜发酵时间的选取.在适宜种龄及接种
量下,于发酵的第 4~9 d分别测定黄蘑菇菌丝体生
物量.
(6) 菌丝体收集.将发酵液真空抽滤,将抽滤
所得菌丝体置恒温培养箱中烘干至恒重,用电子分
析天平称量.
2 结果与分析
2.1 最适碳源的确定
由表 1可见,不同碳源对菌丝体生长的影响有
一定差异,以蔗糖为碳源的培养基中黄蘑菇菌丝体
生物量最大,其次为葡萄糖、小麦粉.以蔗糖为碳
源的黄蘑菇菌丝体生物量与以葡萄糖、小麦粉为碳
源的差异不显著,而与以麦芽糖、玉米粉、可溶性
淀粉为碳源的差异显著;以葡萄糖、小麦粉为碳源
的黄蘑菇菌丝体生物量与以麦芽糖、玉米粉、可溶性
淀粉为碳源的差异显著;所有碳源黄蘑菇菌丝体生物
量均无极显著差异,因此,选取蔗糖为最适碳源.
表 1 不同碳源和氮源对黄蘑菇菌丝体生物量的影响
Table 1 Effect of different carbon sources and nitrogen sources on the
mycelium biomass of Armillarialuteo viren
碳源 菌丝体生物量/
(mg·mL-1)
氮源 菌丝体生物量/
(mg·mL-1)
蔗糖 0.682aA 牛肉浸膏 2.389aA
葡萄糖 0.540aA 酵母浸膏 1.227bB
小麦粉 0.447aA 蛋白胨 0.711cC
麦芽糖 0.371bA 黄豆饼粉 0.500dD
玉米粉 0.345bA 硫酸铵 0.230eE
可溶性淀粉 0.295bA 硝酸铵 0.157eE

2.2 最适氮源的确定
由表 1可见,在以牛肉浸膏为氮源的黄蘑菇菌
丝体生物量极显著高于其他氮源的,其次为酵母浸
膏和蛋白胨,无机氮源培养基的较小.可以看出黄
蘑菇菌丝对有机氮源均能较好地利用,而对无机氮
源利用较差,因此,选取牛肉浸膏为最适氮源.
2.3 深层发酵培养基的优化
由表 2可见,RC>RB>RD>RA,即 4因素对发酵
的影响从大到小依次为 KH2PO4、牛肉浸膏、
MgSO4、蔗糖,最佳试验组合为 A2B1C2D2,即由试
验得出适宜黄蘑菇深层发酵的培养基组成为 4%的
蔗糖、0.1%的牛肉浸膏、0.10%的 KH2PO4、0.10%
的MgSO4.
表 2 深层发酵培养基优化的正交试验结果
Table 2 Results of the orthogonal test of the medium optimization for
deep submerged fermenttation
因 素 试验
编号 A B C D
菌丝体生物量/
(mg·mL-1)
1 1(2) 1(0.1) 1(0.05) 1(0.05) 0.538
2 1(2) 2(0.2) 2(0.10) 2(0.10) 1.781
3 1(2) 3(0.3) 3(0.15) 3(0.15) 0.656
4 2(3) 1(0.1) 2(0.10) 3(0.15) 1.684
5 2(3) 2(0.2) 3(0.15) 1(0.05) 1.070
6 2(3) 3(0.3) 1(0.05) 2(0.10) 0.563
7 3(4) 1(0.1) 3(0.15) 2(0.10) 1.308
8 3(4) 2(0.2) 1(0.05) 3(0.15) 0.555
9 3(4) 3(0.3) 2(0.10) 1(0.05) 0.823
K1 5.949 7.059 3.312 4.861 8.977
K2 6.633 6.812 8.574 7.304
K3 5.371 4.082 6.067 5.788
R 1.262 2.977 5.262 2.443
A 蔗糖质量分数(%);B 牛肉浸膏质量分数(%);C KH2PO4质
量分数(%);D MgSO4质量分数(%).
2.4 最适种龄和接种量的确定
不同种龄与不同接种量对黄蘑菇菌丝体生物
量的影响不同(表 3).种龄 4、6、8 d的黄蘑菇菌丝


112 湖南农业大学学报(自然科学版) 2010年 2月
体生物量均以 15%接种量的最高,种龄 4、6、8 d
中又以种龄 4 d的最高,达 1.088 mg/mL.种龄为 4
d 时,黄蘑菇菌丝体处于生命力极为旺盛的对数生
长期;种龄为 8 d时,接入培养液的菌体容易出现
自溶,不利于发酵产量的提高.适宜接种量可以缩
短发酵阶段菌体生长的延滞期.接种量大,生物量
增加快,但接种量太大,培养基黏度增大,供氧受
到限制,生物量反而减少.
表 3 不同种龄和接种量的黄蘑菇菌丝体生物量
Table 3 Mycelium biomass of Armillarialuteo viren on different seed
age and inoculation rate
种龄/d 接种量/% 菌丝体生物量/( mg·mL-1)
4 5 0.221dD
4 10 0.238dD
4 15 1.088aA
4 20 0.905bB
6 5 0.550cC
6 10 0.625cC
6 15 0.833bB
6 20 0.491cdC
8 5 0.216dC
8 10 0.460cdD
8 15 0.516cC
8 20 0.468cdC

2.5 适宜发酵时间的确定
真菌的生长繁殖分适应期、对数期、稳定期、
衰退期 4个阶段.发酵 1~2 d时,黄蘑菇生长慢,
产生的菌丝体生物量少.发酵 4、5、6、7、8、9 d
的黄蘑菇菌丝体生物量分别为 0.481、0.615、0.680、
0.786、1.137、0.764 mg/mL,可见,发酵 4~5 d时
的生长快,产生的菌丝体生物量较多;发酵 5~7 d
时生长减缓,产生的菌丝体生物量较少;发酵 8 d
进入稳定期,此时菌丝体生物量最大,为 1.137
mg/mL.试验中黄蘑菇菌丝体生长的稳定期较短,
发酵 9 d就进入衰退期,此后菌丝体生物量逐渐下
降,菌丝体有少许自溶,因此,宜在黄蘑菇生物量
最大时终止发酵,即选取适宜发酵时间为 8 d.
3 结论与讨论
本试验结果表明,黄蘑菇菌丝体深层发酵培养
基的各组分最佳配比为:蔗糖 4%、牛肉浸膏 0.1%、
KH2PO4 0.10%、MgSO4 0.10%;最佳种龄 4 d,接
种量 15%,发酵时间 8 d.在此条件下,黄蘑菇菌
丝体生物量达 1.137 mg/mL.
野生黄蘑菇产量低,采挖粗放,产品附加值低,
难以产生经济效益.有研究[10-11]表明,大型真菌的
菌丝体和子实体有效成分的种类和含量相似.深层
发酵法生产的菌丝体及发酵液可深加工成各种类
型的功能性产品,故可用以提高产品的附加值,解
决野生子实体品质不佳及人工驯化栽培难以获得
子实体等问题.液体培养基更利于菌种吸收营养,
要进一步提高黄蘑菇深层发酵菌丝体生物量,除了
对其培养基进行优化外,还必须对培养条件进行优
化,所以,关于适宜培养温度、振荡速率、培养基
初始 pH值等[12-13]还有待研究.
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责任编辑:王赛群
英文编辑:罗文翠