楊強(qiáng) 劉金龍 鄭小江 陳瑤
摘要:目前市場(chǎng)上生產(chǎn)的蛹蟲草產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),影響市場(chǎng)對(duì)蛹蟲草產(chǎn)品的消費(fèi),研究結(jié)果表明,蛹蟲草菌種Hz1孢子復(fù)壯的菌株培養(yǎng)的子實(shí)體干重高于菌種B1、Bz1、H1孢子復(fù)壯的菌株培養(yǎng)的子實(shí)體干重,其液體培養(yǎng)基最優(yōu)組合為葡萄糖20 g/L、蛋白胨8 g/L、KH2PO4 1.0 g/L、MgSO4 500 mg/L。生產(chǎn)富硒蛹蟲草培養(yǎng)基的最優(yōu)主料為富硒大米45 g、培養(yǎng)液55 mL,在培養(yǎng)溫度為22 ℃、空氣相對(duì)濕度70%時(shí)蛹蟲草子實(shí)體生長(zhǎng)最好。綜合而言,子實(shí)體培養(yǎng)最優(yōu)條件為日間溫度22 ℃、夜間溫度15 ℃、空氣相對(duì)濕度70%、光照度200 lx,并結(jié)合先用日光燈照射、待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用藍(lán)紫燈照射處理的產(chǎn)量最高。檢測(cè)結(jié)果顯示,蛹蟲草子實(shí)體的有效成分含量分別為硒52.03 mg/kg、蛋白質(zhì)27.74%、腺苷0.05%、多糖2.50%、蟲草素2.61%、氨基酸26.92%,尤其是所含的蟲草素具有工業(yè)提取價(jià)值。
關(guān)鍵詞:蛹蟲草;質(zhì)量;產(chǎn)量;技術(shù)參數(shù);優(yōu)化;生產(chǎn)技術(shù)
中圖分類號(hào):S567.3+5;Q93-3;Q939.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)18-4069-07
Integrated Production Technology for Improving the Quality and Yield of
Cordyceps militaris
YANG Qang,LIU Jin-long,ZHENG Xiao-jiang,CHEN Yao
(School of Biological Science and Technology/Hubei Key Laboratory of Biological Resource Conservation and Utilization, Hubei Institute for Nationalities, Enshi 445000, Hubei, China)
Abstract: There has not been any uniform quality standards for production of Cordyceps militaris(L.Fr) Link in market, which affect the consummation of goods. The study results showed that fruit body dry weight of Hz1 spore rejuvenation strain was higher than that of B1, Bz1, H1 spore rejuvenation strains. The optimal liquid medium contained glucose 20 g/L, peptone 8 g/L, KH2PO4 1.0 g/L, MgSO4 500 mg/L. The best main substrate in medium for production of selenium enriched C. militaris was selenium enriched corn 45 g + medium 55 mL. The fastest mycelium growth rate could be obtained under 22 ℃, and 70% humidity. Optimal conditions for fruiting body cultivation to get the highest yield was 22 ℃ at daytime and 15 ℃ at night, humidity 70%, illuminance 200 lx combined with fluorescent light firstly and then blue-violet rays when length of fruiting body was 1~2 cm. The content of selenium, protein, adenosine, polysaccharide, cordycepin and amino acids in fruiting body was 52.03 mg/kg, 27.74%, 0.05%, 2.50%, 2.61% and 26.92%, respectively, among which extraction of cordycepin was with industrial value.
Key words: Cordyceps militaris (L.Fr) Link; quality; yield; technical parameters; optimization; production technology
蛹蟲草[Cordyceps militaris (L.Fr) Link]又稱為北冬蟲夏草,屬真菌界的子囊菌門(Ascomycota)肉座菌目(Hypocreales)麥角菌科(Clavicipitaceae)蟲草屬[Cordyceps(Fr.)Link] 真菌,與冬蟲夏草[C. sinensis (Berk.) Sacc.]為同屬異種真菌[1],是蟲草屬的模式種;在我國(guó)的吉林、四川、河北、湖南、湖北、山西等省均有生長(zhǎng),美國(guó)、加拿大、意大利、日本、德國(guó)、俄羅斯等國(guó)也有分布,但在自然界的分布與產(chǎn)量遠(yuǎn)比冬蟲夏草稀少。蛹蟲草藥性作用溫和,長(zhǎng)期以來就是既可藥用又可食用的高級(jí)滋補(bǔ)品,并且一年四季皆可服用,對(duì)老、少、病、弱、虛者皆宜,無任何副作用[2],市場(chǎng)潛力巨大。但由于野生蛹蟲草數(shù)量極少,不能滿足市場(chǎng)的需求,即使價(jià)格昂貴也供不應(yīng)求,所以人們采用科學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行了人工培植[3-6],也取得了成功。但人工培養(yǎng)的蛹蟲草尤其是富硒蛹蟲草,其藥用成分的含量高低不一,這對(duì)蛹蟲草的藥性發(fā)揮、滋補(bǔ)功效穩(wěn)定性、市場(chǎng)信譽(yù)產(chǎn)生了不良影響,反映出生產(chǎn)企業(yè)不僅沒有形成蛹蟲草人工生產(chǎn)質(zhì)量化標(biāo)準(zhǔn),而且無統(tǒng)一規(guī)范化的生產(chǎn)工藝流程[7-10]。針對(duì)蛹蟲草生產(chǎn)工藝流程中影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的主要問題,我們開展了系統(tǒng)研究,初步建立了蛹蟲草高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)流程,現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。
1材料與方法
1.1材料
1.1.1菌種參試的蛹蟲草菌種有4個(gè),分別是B1(購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院微生物研究所),H1(購(gòu)于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物研究所),Bz1(購(gòu)于湖北民族學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室),Hz1(購(gòu)于恩施職業(yè)技術(shù)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室)。菌種回來后都進(jìn)行了孢子復(fù)壯[11],成為各自的系列菌種。天然冬蟲夏草子實(shí)體購(gòu)自當(dāng)?shù)氐耐侍盟幍辍?/p>
1.1.2培養(yǎng)基及培養(yǎng)主料原料基礎(chǔ)培養(yǎng)基為PDA培養(yǎng)基(不含瓊脂),試驗(yàn)原料有葡萄糖、KH2PO4、MgSO4、Na2SeO3(以上為化學(xué)純)和維生素B1(VB1,醫(yī)用)、天然硒濃縮水(生物資源保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室配制);生長(zhǎng)培養(yǎng)的主料原料為從當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)購(gòu)買的恩施出產(chǎn)的含硒2.7 mg/kg的大米(恩施清水橋米)以及馬鈴薯、燕麥、蕎麥、稻谷,此外還有珍珠巖。
1.1.3儀器參試的儀器為生物資源保護(hù)與利用湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室原已置備的LRH-ZSO恒溫培養(yǎng)箱、DX-Ⅱ磁力攪拌器、BT25S電子天平、80-2離心機(jī)、PHS-25 pH計(jì)、LC-10 ATupplus液相色譜儀、示差析光檢測(cè)器、紫外檢測(cè)器、YXQSG46280手提式壓力蒸汽滅菌器、IOP-Ⅲ無菌操作臺(tái)、格力KFR-SN5空調(diào)、WS2020A2溫濕度儀、烘箱、GXMQ系列滅菌器、CO2探測(cè)儀、安捷倫HP1100氨基酸自動(dòng)分析儀、鼓風(fēng)機(jī)、接種儀器、移液槍、改裝電動(dòng)穿孔裝置、改裝注水槍、酒精燈等,以及三角瓶、廣口玻璃瓶、聚乙烯封口塑料薄膜、耐高溫橡皮筋等耗材。
1.2方法
1.2.1碳源對(duì)培養(yǎng)基優(yōu)化的試驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)培養(yǎng)基(液體)PDA配制:?。玻埃?g馬鈴薯去皮切成薄片,加水1 000 mL煮沸30 min,用紗布過濾,取上清液,加入葡萄糖20 g、蛋白胨10 g、KH2PO4 1 g、MgSO4 500 mg、維生素B1微量[12]。將基礎(chǔ)培養(yǎng)基(液體)PDA中的20 g葡萄糖成分分別換成20 g麥芽糖、15 g蔗糖、20 g可溶性淀粉,配制成3種新碳源液體培養(yǎng)基,加上基礎(chǔ)培養(yǎng)基(液體)PDA,一共是4種碳源液體培養(yǎng)基。取500 mL三角瓶若干個(gè),每個(gè)三角瓶分別裝入250 mL 的4種碳源液體培養(yǎng)基,用封口膜封口滅菌,分別接種蛹蟲草B1、Bz1、H1、Hz1 4個(gè)菌種,接種量都為25 mL,各菌種不同碳源培養(yǎng)基的處理都接5瓶,在22 ℃、磁力攪拌器轉(zhuǎn)速120~180 r/min、避光培養(yǎng)條件下培養(yǎng)72 h,觀察各菌種在不同碳源培養(yǎng)基里的生長(zhǎng)情況。72 h后過濾菌絲體,用去離子水洗滌5次,置烘箱中60 ℃烘到恒重,冷卻后測(cè)定各菌種菌絲體干重[3]。
1.2.2氮源對(duì)培養(yǎng)基優(yōu)化的試驗(yàn)設(shè)計(jì)將基礎(chǔ)培養(yǎng)基(液體)PDA中的10 g蛋白胨成分分別換成5 g酵母粉、50 g麥麩、30 g尿素、20 g黃豆粉,配制成4種新氮源液體培養(yǎng)基,加上基礎(chǔ)培養(yǎng)基(液體)PDA,一共是5種氮源液體培養(yǎng)基。同樣用500 mL三角瓶分別裝入250 mL 的5種氮源液體培養(yǎng)基,封口膜封口滅菌后分別接種蛹蟲草B1、Bz1、H1、Hz1 4個(gè)菌種,接種量也是25 mL,各菌種不同氮源培養(yǎng)基的處理都接5瓶,在22 ℃、磁力攪拌器轉(zhuǎn)速120~180 r/min、避光培養(yǎng)條件下培養(yǎng)72 h,觀察各菌種在不同氮源培養(yǎng)基里的生長(zhǎng)情況。培養(yǎng)結(jié)束后過濾菌絲體,用去離子水洗滌5次,置烘箱中60 ℃烘到恒重,冷卻后測(cè)定各菌種菌絲體干重[3]。
1.2.3液體培養(yǎng)基優(yōu)化L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)以基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的葡萄糖、蛋白胨、KH2PO4、MgSO4作為4個(gè)因素,各因素均?。硞€(gè)水平,其他成分不變,設(shè)計(jì)了一個(gè)L9(34)正交試驗(yàn)[13],蛹蟲草菌種為Hz1,詳情見表1。試驗(yàn)接種量為25 mL,在磁力攪拌器轉(zhuǎn)速120~180 r/min、22 ℃條件下培養(yǎng)72 h,觀察Hz1菌絲生長(zhǎng)情況,測(cè)定菌絲體干重,方式同上。
1.2.4最優(yōu)培養(yǎng)主料比較試驗(yàn)菌種生長(zhǎng)培養(yǎng)基分別有大米培養(yǎng)基、燕麥培養(yǎng)基、蕎麥培養(yǎng)基、萌發(fā)稻谷培養(yǎng)基、萌發(fā)蕎麥培養(yǎng)基、珍珠巖+米粉混合物培養(yǎng)基,各生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料的用量都為45 g,只是珍珠巖+米粉混合物培養(yǎng)基中的珍珠巖用量分別有3個(gè),具體見表2。所有生長(zhǎng)培養(yǎng)基都分別加入1.2.3得到的最佳液體培養(yǎng)液組合45、55、65 mL;使用的蛹蟲草菌種為Hz1,接種量25 mL,自然光照,溫度22 ℃,培養(yǎng)50 d后測(cè)定所得子實(shí)體的干重[14]。
1.2.5蛹蟲草孢子復(fù)壯培養(yǎng)用滅菌手術(shù)解剖刀分別在蛹蟲草B1、Bz1、H1、Hz1 4個(gè)菌種成熟的孢子部位劃一切口,取滅菌短鑷子輕輕地碰擊數(shù)次,用裝有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿(平皿)接住,使蛹蟲草孢子接種于培養(yǎng)皿內(nèi)的培養(yǎng)基中,移至恒溫培養(yǎng)箱中22 ℃復(fù)壯[15]培養(yǎng)24 h,觀察其菌落特征。隨后將以上一級(jí)菌種接種到最優(yōu)液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)72 h,培養(yǎng)條件為22 ℃、,磁力攪拌器轉(zhuǎn)速120~180 r/min。將二級(jí)菌種接種到最優(yōu)人工栽培培養(yǎng)基中,每組平行50瓶,記錄轉(zhuǎn)色時(shí)間、子實(shí)體形態(tài)、子實(shí)體干重。
1.2.6培養(yǎng)基灌裝程序中滅菌控制設(shè)計(jì)及接種器具比較提前1 d將生產(chǎn)所需數(shù)量的廣口玻璃瓶(800 mL)進(jìn)行二次清洗,分裝排列整齊。由制種室提供液體培養(yǎng)基所需的配料量,由灌裝室進(jìn)行配料操作,每批生產(chǎn)3 024瓶。滅菌流程為滅菌溫度100 ℃、滅菌方式有高壓滅菌(30、45 min)和間歇滅菌(30 min+30 min);滅菌完成后進(jìn)行蛹蟲草接種。接種室在紫外滅菌1 h后再等待5 min才能進(jìn)入接種室;接種前工作人員要用75%的乙醇噴灑工作服,用脫脂棉蘸?。罚担サ囊掖疾潦秒p手,并檢測(cè)所有待裝瓶,觀察有無破痕、薄膜有無脫落等狀況[16,17],及時(shí)處理分裝并標(biāo)記、記錄。隨后用移液槍、改裝后的接種器分別進(jìn)行接種,接種量10%,接種速率有10瓶/min、20瓶/min;菌種選用Hz1,觀察記錄菌絲、子實(shí)體生長(zhǎng)狀態(tài),最后統(tǒng)計(jì)Hz1菌種子實(shí)體的系統(tǒng)污染率。
1.2.7溫度、空氣相對(duì)濕度對(duì)蛹蟲草4個(gè)菌種子實(shí)體培養(yǎng)管理參數(shù)研究設(shè)計(jì)對(duì)溫度、空氣相對(duì)濕度、蛹蟲草菌種進(jìn)行單因素試驗(yàn)[18],溫度設(shè)置15、18、20、22、24 ℃ 5個(gè)水平;空氣相對(duì)濕度設(shè)置60%、65%、70%、75%、80% 5個(gè)水平;4個(gè)蛹蟲草菌種為B1、Bz1、H1、Hz1。從單因素試驗(yàn)結(jié)果中各篩選出2個(gè)最優(yōu)的水平進(jìn)行3因素的L4(23)正交試驗(yàn)(表3),以篩選最適合蛹蟲草子實(shí)體生長(zhǎng)的培養(yǎng)條件[19]。
1.2.8溫度、空氣相對(duì)濕度、光照度影響蛹蟲草Hz1菌種的子實(shí)體產(chǎn)量正交設(shè)計(jì)選取白天溫度、夜間溫度、空氣相對(duì)濕度、光照度4個(gè)因素,設(shè)置3水平的L9(34)正交試驗(yàn),因素與水平組合情況見表4,以篩選最適合蛹蟲草子實(shí)體生長(zhǎng)的培養(yǎng)條件。
1.2.9不同光源對(duì)蛹蟲草Hz1菌種子實(shí)體生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響選取350瓶接種了蛹蟲草Hz1菌種的裝瓶,分別進(jìn)行不同光源的處理: ①日光燈單獨(dú)照射;②紅燈單獨(dú)照射;③藍(lán)紫燈單獨(dú)照射;④先用紅燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用藍(lán)紫燈照射;⑤先用藍(lán)紫燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用紅燈照射;⑥先用日光燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用藍(lán)紫燈照射;⑦先用日光燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用紅燈照射。每處理50瓶,處理后分別進(jìn)行子實(shí)體生長(zhǎng)描述,并測(cè)定子實(shí)體干重[20]。
1.2.10蛹蟲草Hz1菌種和天然冬蟲夏草子實(shí)體成分檢測(cè)蛹蟲草Hz1菌種和天然冬蟲夏草子實(shí)體的硒含量及礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量采用原子吸收法檢測(cè)[9];氨基酸種類和含量采用安捷倫HP1100氨基酸自動(dòng)分析儀測(cè)定[11];腺苷含量采用ATP法檢測(cè)[5];多糖含量采用硫酸苯酚法檢測(cè)[21]。蟲草素含量采用高效液相色譜儀、示差折光檢測(cè)器與紫外檢測(cè)器串聯(lián)的方法測(cè)定[5]。
2結(jié)果與分析
2.1蛹蟲草各菌種在不同碳源優(yōu)化培養(yǎng)基里的菌絲體生長(zhǎng)情況
蛹蟲草各菌種在不同碳源優(yōu)化培養(yǎng)基里的菌絲體生長(zhǎng)情況見表5。從表5可見,B1菌種生長(zhǎng)最適的碳源為20 g/L葡萄糖,Bz1菌種生長(zhǎng)最適的碳源為15 g/L蔗糖,H1菌種生長(zhǎng)最適的碳源為20 g/L葡萄糖,Hz1菌種生長(zhǎng)最適的碳源為20 g/L葡萄糖。4個(gè)菌種中,Hz1菌種的最高菌絲生長(zhǎng)量最大,依次比Bz1、B1、H1最高菌絲生長(zhǎng)量高出了4.5%、20.9%、32.0%。
2.2蛹蟲草各菌種在不同氮源優(yōu)化培養(yǎng)基里的菌絲體生長(zhǎng)情況
蛹蟲草各菌種在不同氮源優(yōu)化培養(yǎng)基里的菌絲體生長(zhǎng)情況見表6。從表6可見,B1、Bz1、H1、Hz1菌種生長(zhǎng)最適的氮源均為10 g/L蛋白胨。4個(gè)菌種中Hz1菌種的菌絲生長(zhǎng)量最大,依次比Bz1、B1、H1菌種的最高菌絲生長(zhǎng)量高出了6.1%、22.5%、30.8%。
2.3蛹蟲草菌種Hz1液體培養(yǎng)基優(yōu)化L9(34)正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果
蛹蟲草菌種Hz1液體培養(yǎng)基優(yōu)化L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果見表7。從表7可見,在4個(gè)試驗(yàn)因素中,影響菌絲量高低的順序?yàn)椋海粒荆拢荆模荆?;最?yōu)組合為A2B1C2D2。即葡萄糖20 g/L,蛋白胨8 g/L,KH2PO4 1.0 g/L,MgSO4 500 mg/L。
2.4蛹蟲草菌種Hz1子實(shí)體培養(yǎng)基最優(yōu)主料與培養(yǎng)液比較
6個(gè)生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料對(duì)蛹蟲草菌種Hz1子實(shí)體產(chǎn)量的影響結(jié)果見圖1。從圖1可見,生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料為大米45 g、培養(yǎng)液為55 mL時(shí),蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量最高,達(dá)到了5.32 g/瓶,并表現(xiàn)出培養(yǎng)液偏少時(shí)其減產(chǎn)不明顯、但培養(yǎng)液偏多時(shí)減產(chǎn)顯著的現(xiàn)象,穩(wěn)產(chǎn)性算是最好的;生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料為燕麥45 g、培養(yǎng)液為55 mL時(shí),蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為5.26 g/瓶,但培養(yǎng)液減少、增多都嚴(yán)重減產(chǎn),穩(wěn)產(chǎn)性差;生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料為蕎麥45 g、培養(yǎng)液為65 mL時(shí),蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量并列最高,達(dá)到5.32 g/瓶,但隨著培養(yǎng)液減少出現(xiàn)大幅度減產(chǎn);生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料為萌發(fā)蕎麥45 g、培養(yǎng)液為45 mL時(shí),蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為2.50 g/瓶,產(chǎn)量太低,無應(yīng)用價(jià)值;生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料為萌發(fā)稻谷45 g、培養(yǎng)液為55 mL時(shí),蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為4.00 g/瓶,也無應(yīng)用價(jià)值;生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料為珍珠巖+米粉混合物45g、培養(yǎng)液為45mL時(shí),蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量?jī)H為1.02 g/瓶,在6個(gè)生長(zhǎng)培養(yǎng)基主料中產(chǎn)量最低。
2.54個(gè)蛹蟲草菌種孢子復(fù)壯培養(yǎng)結(jié)果
蛹蟲草4個(gè)菌種B1、Bz1、H1、Hz1成熟的孢子復(fù)壯培養(yǎng)結(jié)果見表8。從表8可見,用Hz1菌種孢子復(fù)壯培養(yǎng)得到的子實(shí)體不僅外形好看,而且每瓶產(chǎn)量比Bz1、B1、H1菌種孢子復(fù)壯培養(yǎng)得到的子實(shí)體產(chǎn)量依次高3.2%、23.8%、94.0%。反映出Hz1是4個(gè)蛹蟲草菌種子實(shí)體產(chǎn)量表現(xiàn)最好的菌種。
2.6Hz1菌種培養(yǎng)基灌裝程序中滅菌效果
蛹蟲草Hz1菌種培養(yǎng)基灌裝程序中滅菌控制比較結(jié)果見表9。從表9可見,100 ℃滅菌30 min后冷卻、然后再用100 ℃滅菌30 min的間歇滅菌方式效果最好,系統(tǒng)污染率僅為0.08%;其次是100 ℃滅菌45 min的高壓滅菌方式,系統(tǒng)污染率為0.10%;而100 ℃滅菌30 min的高壓滅菌方式系統(tǒng)污染率最高,達(dá)到了0.20%。
2.7不同接種器具對(duì)Hz1蛹蟲草菌絲和子實(shí)體生長(zhǎng)的影響
移液槍、改裝后的接種器對(duì)Hz1菌種子實(shí)體生長(zhǎng)的影響結(jié)果見表10。從表10可見,改裝的接種器接種后,Hz1菌種的菌絲生長(zhǎng)分布均勻,子實(shí)體形態(tài)美觀,整體品質(zhì)較好;而移液槍接種后Hz1菌種的菌絲生長(zhǎng)分布不均勻,子實(shí)體形態(tài)不一致,整體品質(zhì)較差。改裝的接種器接種速度可達(dá)20瓶/min,比常規(guī)接種速度提高1倍,而且不增加系統(tǒng)污染率。
2.8溫度、空氣相對(duì)濕度對(duì)4個(gè)菌種子實(shí)體生長(zhǎng)的影響
溫度對(duì)4個(gè)菌種子實(shí)體干重均值的影響結(jié)果見圖2。從圖2可見,培養(yǎng)溫度在22 ℃時(shí),4個(gè)菌種子實(shí)體干重的均值最大??諝庀鄬?duì)濕度對(duì)4個(gè)菌種子實(shí)體干重均值的影響結(jié)果見圖3。從圖3可見,空氣相對(duì)濕度在70%時(shí),4個(gè)菌種子實(shí)體干重的均值最大。在4個(gè)菌種子實(shí)體干重方面,Hz1菌種子實(shí)體的干重最重,為4.88 g/瓶;Bz1菌種子實(shí)體的干重次之,為4.50 g/瓶;B1菌種子實(shí)體的干重為3.42 g/瓶;H1菌種子實(shí)體的干重為3.32 g/瓶。適合蛹蟲草子實(shí)體生長(zhǎng)的L4(23)正交試驗(yàn)培養(yǎng)結(jié)果見表11。從表11可見,影響蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量高低的因素排序?yàn)椋茫荆粒荆?,最佳組合為A2B2C2,即溫度為22 ℃、空氣相對(duì)濕度為70%、菌種選?。龋睍r(shí),子實(shí)體平均干重最重。
2.9溫度、空氣相對(duì)濕度、光照度影響Hz1菌種的子實(shí)體產(chǎn)量L9(34)正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果
蛹蟲草菌種Hz1的子實(shí)體培養(yǎng)條件L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果見表12。從表12可見,影響蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量高低的因素排序?yàn)闉椋粒荆模荆茫荆?,最佳組合為A3B1C3D2,即蛹蟲草Hz1菌種子實(shí)體最優(yōu)培養(yǎng)條件為白天溫度22 ℃、夜間溫度15 ℃、空氣相對(duì)濕度70%、光照度200 lx。
2.10不同光源處理對(duì)蛹蟲草Hz1菌種子實(shí)體生長(zhǎng)的影響
不同光源對(duì)Hz1菌種子實(shí)體產(chǎn)量的影響結(jié)果表明,處理⑥(先用日光燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用藍(lán)紫燈照射)的蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為5.30 g/瓶;處理⑦(先用日光燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用紅燈照射)的蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為5.28 g/瓶;處理⑤(先用藍(lán)紫燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用紅燈照射)的蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為5.22 g/瓶;處理④(先用紅燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用藍(lán)紫燈照射)的蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為5.04 g/瓶;而處理③(藍(lán)紫燈單獨(dú)照射)的蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為4.76 g/瓶;處理②(紅燈單獨(dú)照射)的蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量為4.48 g/瓶;處理①(日光燈單獨(dú)照射)的蛹蟲草子實(shí)體產(chǎn)量?jī)H為3.26 g/瓶。說明先用日光燈照射,待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用藍(lán)紫燈照射處理的子實(shí)體產(chǎn)量最高,效果最好。
2.11蛹蟲草Hz1菌種和冬蟲夏草子實(shí)體的氨基酸含量比較結(jié)果
蛹蟲草Hz1菌種和天然冬蟲夏草子實(shí)體在氨基酸含量方面的測(cè)定結(jié)果見表13。從表13可見,在人體必需氨基酸(賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸)含量[22,23]方面,蛹蟲草Hz1菌種除賴氨酸、色氨酸含量分別比天然冬蟲夏草的低18.2%、3.3%之外,苯丙氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸的含量依次比天然冬蟲夏草的提高129.5%、120.9%、73.3%、43.8%、38.4%、11.1%。在人體半必需氨基酸(精氨酸、組氨酸)含量方面,蛹蟲草Hz1子實(shí)體的精氨酸、組氨酸含量分別比天然冬蟲夏草的低28.7%、20.0%。不過在總氨基酸含量[22]方面,蛹蟲草的總氨基酸含量比天然冬蟲夏草的總氨基酸含量高24.8%,說明蛹蟲草的營(yíng)養(yǎng)成分不亞于天然冬蟲夏草的。
2.12蛹蟲草Hz1菌種和冬蟲夏草子實(shí)體的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素比較結(jié)果
蛹蟲草Hz1菌種和天然冬蟲夏草子實(shí)體在礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量方面的測(cè)定結(jié)果見表14。從表14可見,蛹蟲草微量元素含量與天然冬蟲夏草相比,Se含量提高了868.9%,Mn含量提高了53.3%;但Ni含量降低了70.4%,Cu含量降低了59.1%,Zn含量降低了65.8%,Fe含量降低了61.2%。蛹蟲草大量元素含量與天然冬蟲夏草相比,K含量提高了414.7%,但Ca含量降低了60.3%。檢測(cè)結(jié)果顯示,本研究培養(yǎng)的蛹蟲草屬于富硒類型,這對(duì)于功能性食品的開發(fā)具有重要價(jià)值[24,25];并且Cu是重金屬,Cu含量降低有利于人體健康[26];而Ni是對(duì)健康有益的微量元素[27],Ni偏低,說明將其進(jìn)一步提高到天然冬蟲夏草含量的水平還需要做許多工作。
2.13蛹蟲草Hz1菌種其他成分含量
蛹蟲草Hz1菌種子實(shí)體其他成分含量測(cè)定結(jié)果為蛋白質(zhì)27.74%、多糖2.50%、腺苷0.05%、蟲草素2.61%,。而天然冬蟲夏草的蟲草素含量為0.01%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于本研究培養(yǎng)的蛹蟲草Hz1菌種子實(shí)體的蟲草素含量。
3小結(jié)與討論
試驗(yàn)對(duì)蛹蟲草生產(chǎn)工藝流程中影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的主要問題進(jìn)行了探討,初步建立了蛹蟲草高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)流程。結(jié)果顯示,蛹蟲草菌種Hz1孢子復(fù)壯的菌株培養(yǎng)的子實(shí)體干重高于菌種B1、Bz1、H1孢子復(fù)壯的菌株培養(yǎng)的子實(shí)體干重,液體培養(yǎng)基最優(yōu)組合為葡萄糖20 g/L、蛋白胨8 g/L、KH2PO4 1.0 g/L、MgSO4 500 mg/L。生產(chǎn)富硒蛹蟲草培養(yǎng)基的最優(yōu)主料為富硒大米45 g、培養(yǎng)液55 mL;在菌種培養(yǎng)環(huán)境為最適溫度22 ℃、空氣相對(duì)濕度70%時(shí),蛹蟲草菌種Hz1的子實(shí)體平均干重最大。綜合而言,子實(shí)體培養(yǎng)最優(yōu)條件為日間溫度22 ℃、夜間溫度15 ℃、空氣相對(duì)濕度70%、光照度200 lx,并結(jié)合先用日光燈照射、待子實(shí)體長(zhǎng)至1~2 cm時(shí)使用藍(lán)紫燈照射處理的產(chǎn)量最高。檢測(cè)結(jié)果顯示,用本研究技術(shù)生產(chǎn)出來的蛹蟲草子實(shí)體的有效營(yíng)養(yǎng)成分含量分別為硒52.03 mg/kg、蛋白質(zhì)27.74%、氨基酸26.92%、腺苷0.05%、多糖2.50%、蟲草素2.61%。這些參數(shù)對(duì)優(yōu)化蛹蟲草生產(chǎn)工藝和建立產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)體系具有重要參考價(jià)值。而且主要有效成分和營(yíng)養(yǎng)成分要高于天然冬蟲夏草,尤其是所含的蟲草素具有工業(yè)提取價(jià)值[28],證明應(yīng)用本研究技術(shù)生產(chǎn)出來的蛹蟲草產(chǎn)量高、質(zhì)量好,具有推廣應(yīng)用價(jià)值。但在蛹蟲草的腺苷、賴氨酸、色氨酸、精氨酸、組氨酸以及Ni含量上有待進(jìn)一步研究提高。
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收稿日期:2011-08-28
基金項(xiàng)目:湖北民族學(xué)院高校產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目(cxy2009B037);湖北民族學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院2011大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目(SKY201149)
作者簡(jiǎn)介:楊強(qiáng)(1989-),男,湖北宜昌人,2007級(jí)本科生,(電話)15071846642(電子信箱)411093450@qq.com;通訊作者,劉金龍,高級(jí)實(shí)驗(yàn)師,
主要從事野生動(dòng)植物保護(hù)與利用研究工作,(電話)13402733818(電子信箱)liujl1618@163.com。