聶建軍,李彩萍,楊玉畫,李兆斌
(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟(jì)研究所,山西 太原 030006;2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源研究所,山西 太原 030006)
巴西蘑菇(Agaricus blazei Murrill),又名姬松茸、柏氏蘑菇、小松菇,屬真菌門(Eumycota)、擔(dān)子菌亞門(Basidiomycotina)、層菌綱(Hymenomycetes),傘菌目(A-garicales)、蘑菇科 (Agaricaceae)、蘑菇屬 (Agaricus)。
巴西蘑菇原產(chǎn)于巴西和秘魯,日本人首先引種栽培成功,將它取名為“姬松茸”。巴西蘑菇營養(yǎng)豐富,所含多糖、糖蛋白復(fù)合體、甾醇類物質(zhì)具有提高機(jī)體免疫力、抗癌、抗病毒等功效,尤其多糖含量高于一般的食用菌,抗腫瘤活性遠(yuǎn)高于靈芝,且口服效果不遜于注射,被日本醫(yī)學(xué)界稱為“地球上腫瘤患者最后的食品”。巴西蘑菇產(chǎn)品市場價(jià)格始終居高不下,是一種極具開發(fā)價(jià)值的珍貴食藥用菌。但是,巴西蘑菇的子實(shí)體培養(yǎng)很困難,產(chǎn)量非常有限,遠(yuǎn)不能滿足市場的需求,所以采用液體深層培養(yǎng)的方法大規(guī)模生產(chǎn)巴西蘑菇菌絲體及其發(fā)酵液,開發(fā)出各種相關(guān)產(chǎn)品,具有很大的市場潛力[1-4]。本項(xiàng)研究對(duì)巴西蘑菇液體搖瓶培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,旨在為把液體搖瓶培養(yǎng)的菌絲體作為中間過渡菌種而進(jìn)一步擴(kuò)大深層培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。
巴西蘑菇(Agaricus blazei Murrill)MH1菌株,由山西省農(nóng)科院食用菌研究所提供。
1.2.1 母種培養(yǎng)基
采用馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基(PDA)培養(yǎng)基。
1.2.2 碳源基礎(chǔ)培養(yǎng)基
蛋白胨0.5%、KH2PO40.2%、MgSO40.1%,pH值自然。
1.2.3 氮源基礎(chǔ)培養(yǎng)基
葡萄糖2%、KH2PO40.2%、MgSO40.1%,pH值自然。
1.2.4 試驗(yàn)培養(yǎng)基
將葡萄糖、蔗糖、玉米粉、乳糖、甘露醇和山梨糖分別加入碳源基礎(chǔ)培養(yǎng)基中(濃度均為2%),進(jìn)行碳源優(yōu)化試驗(yàn);將蛋白胨、酵母膏、硝酸銨、尿素、豆餅粉和麩皮分別加入氮源基礎(chǔ)培養(yǎng)基中(濃度均為0.5%),進(jìn)行氮源優(yōu)化試驗(yàn)。
1.2.5 優(yōu)化培養(yǎng)基
根據(jù)1.2.4中碳、氮源單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇較好的碳、氮源各2個(gè),進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)[5]。以葡萄糖(A)和玉米粉(B) 為復(fù)合碳源,酵母膏(C) 和豆餅粉(D)為復(fù)合氮源,采用4因素3水平正交試驗(yàn)方法,篩選出巴西蘑菇液體搖瓶最佳培養(yǎng)基。
1.3.1 菌種活化與純化培養(yǎng)
將巴西蘑菇菌種從冰箱中取出后,25℃下恒溫放置7 d,使處于低溫中的菌種活化;無菌條件下把活化菌種接種于馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基平板上,28℃下恒溫培養(yǎng)3 d~4 d,之后挑取強(qiáng)壯菌絲體前端,接種于斜面培養(yǎng)基上,28℃下恒溫培養(yǎng)至斜面長滿,得一級(jí)菌種備用。
1.3.2 碳 (氮)源篩選試驗(yàn)
取3塊0.5 cm2巴西蘑菇一級(jí)菌種,分別接種于不同碳(氮)源培養(yǎng)基中,500 mL三角瓶裝液體培養(yǎng)基100 mL,使氣生菌絲一面向上懸浮,25℃下靜置24 h;然后放入往復(fù)式搖床內(nèi),25℃,150 r·min-1條件下培養(yǎng)7 d。每種碳(氮)源試驗(yàn)重復(fù)5次,結(jié)果取平均值。
1.3.3 培養(yǎng)基篩選
把巴西蘑菇一級(jí)菌種分別接入不同的正交試驗(yàn)培養(yǎng)基中,培養(yǎng)條件同1.3.2,篩選出最佳培養(yǎng)基配方。試驗(yàn)因素及其各水平如表1所示。
表1 培養(yǎng)基正交試驗(yàn)的因素及水平
1.3.4 培養(yǎng)條件篩選
以篩選出的培養(yǎng)基為培養(yǎng)基。一級(jí)搖瓶500 mL三角瓶裝100 mL培養(yǎng)基,培養(yǎng)條件同1.3.2;在160 r·min-1的轉(zhuǎn)速下,二級(jí)搖瓶500 mL三角瓶的裝液量、接種量、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)天數(shù)按正交試驗(yàn)處理。試驗(yàn)因素及其各水平如表2所示。
表2 培養(yǎng)條件正交試驗(yàn)的因素及水平
1.4.1 菌球密度的測定
用吸管吸取1 mL培養(yǎng)液在玻璃板上攤成薄薄的1層,用接種針將菌球分開,進(jìn)行直觀計(jì)數(shù),如此重復(fù)5次,取其平均值。
1.4.2 菌球直徑的測定
隨機(jī)取菌球30個(gè),排列成直線,并測其總長度,求得菌球的平均直徑。
1.4.3 生物量的測定
取培養(yǎng)好的菌絲體液在3 000 r·min-1的條件下離心10 min,蒸餾水洗滌,再離心,倒去上清液,菌絲體在60℃下烘干至恒重,稱量。
碳源篩選試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表3 不同碳源對(duì)巴西蘑菇菌絲體生長的影響
從表3可以看出,葡萄糖作為碳源,其平均菌絲體生物量最高,達(dá)12.28 g·L-1;平均菌球密度最大,約為223個(gè)·mL-1;平均菌球直徑較小,為1.68 mm。綜合比較,葡萄糖作為巴西蘑菇液體搖瓶培養(yǎng)基碳源效果最佳,其次是玉米粉、蔗糖等。
氮源篩選試驗(yàn)結(jié)果見表4。
表4 不同氮源對(duì)巴西蘑菇菌絲體生長的影響
從表4可以看出,酵母膏作為氮源,其平均菌絲體生物量最高,達(dá)13.32 g·L-1;平均菌球密度較大,為228個(gè)·mL-1;平均菌球直徑較大,為1.81 mm。綜合比較,酵母膏作為巴西蘑菇液體搖瓶培養(yǎng)基氮源效果最佳,其次是豆餅粉、蛋白胨等。
L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析結(jié)果見表5。
表5 培養(yǎng)基配方正交試驗(yàn)結(jié)果
從表5可以得出,影響巴西蘑菇菌絲體生物量的因素依次為A>C>D>B,即葡萄糖>酵母膏>豆餅粉>玉米粉;巴西蘑菇液體搖瓶最佳培養(yǎng)基組合為A2B2C3D2,即葡萄糖2%、玉米粉2%、酵母膏0.75%、豆餅粉2%、KH2PO40.2%、MgSO40.1%。
L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析見表6。
從表6可以得出,影響巴西蘑菇菌絲體生物量的因素依次為D>C>B>A,即接種量>裝液量>培養(yǎng)天數(shù)>培養(yǎng)溫度;巴西蘑菇液體搖瓶最佳培養(yǎng)條件為A3B2C3D3,即培養(yǎng)溫度28℃,8 d,裝液量150 mL,接種量15%。
通過篩選試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),巴西蘑菇液體搖瓶培養(yǎng)基最佳碳源是葡萄糖,最佳氮源是酵母膏。培養(yǎng)基中的玉米粉和豆餅粉來源廣泛、價(jià)格低廉、營養(yǎng)豐富,可以顯著降低生產(chǎn)成本,是大規(guī)模生產(chǎn)巴西蘑菇液體菌種的最佳原料。
表6 培養(yǎng)條件正交試驗(yàn)結(jié)果
采用正交試驗(yàn)方法篩選巴西蘑菇液體搖瓶培養(yǎng)基配方,結(jié)果表明,巴西蘑菇液體搖瓶最佳培養(yǎng)基為葡萄糖2%、玉米粉 2%、酵母膏0.75%、豆餅粉2%、KH2PO40.2%、MgSO40.1%,最佳培養(yǎng)條件為裝液量每500 mL裝150 mL,接種量 15%,轉(zhuǎn)速 160 r·min-1,培養(yǎng)溫度 28℃,8 d。
搖瓶的裝液量和搖床的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了培養(yǎng)液溶氧量的大小。本試驗(yàn)是在設(shè)定搖瓶轉(zhuǎn)速而改變裝液量的前提下優(yōu)化出了最佳培養(yǎng)條件,但轉(zhuǎn)速是否最佳,對(duì)產(chǎn)生的巴西蘑菇菌絲體生物量是否有影響,有待進(jìn)一步研究。
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