白灵菇液体发酵工艺优化

徐兵，杨昌亮，郑丽雪，冀宏

（常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟215500）

白灵菇（Pleurotusnebrodensis）又名白阿魏菇、阿魏侧耳、白灵侧耳，属于担子菌纲，伞菌目，侧耳科侧耳属[1-2]，是干旱草原上具有代表性的珍贵食（药）用真菌[3]。白灵菇的药用价值很高，它含有真菌多糖和维生素等生理活性物质及多种矿物质，含有丰富的蛋白质、多糖、食用纤维和多种矿质元素。具有调节人体生理平衡，增强人体免疫功能、防治儿童佝偻病、老年人心血管疾病等药用功效[4]。

目前白灵菇的生产多采用传统的固体栽培方式，子实体形成条件苛刻，栽培周期长、产量低，大规模提取多糖受到限制，难以满足市场需求。液体深层发酵技术比传统的食用菌生产方式有明显的优越性，在短时间内能产生大量的菌丝体和代谢产物[5-6]。本研究通过优化发酵培养基来提高菌丝体的产量，以期为白灵菇液体发酵工业化生产提供一定的数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试菌种

山东寿光720：购于山东寿光市食用菌研究所。

1.1.2 培养基

斜面培养基：PDA培养基[7]。

种子培养基：马铃薯20%，葡萄糖3.0%，蛋白胨0.5%，KH2PO40.15%，MgSO40.1%。

1.2 方法

1.2.1 种子培养

斜面种子培养：将实验室的菌种，接种到试管斜面培养基上，放入25℃恒温箱，待菌丝长满后，存放冰箱供后续实验用。

液体种子培养：250 mL三角瓶内装入80 mL的液体种子培养基，进行常规灭菌，待冷却后，接入已经活化的菌种，并置于摇床上培养，在25℃、160 r/min条件下培养5 d。

1.2.2 发酵试验

250 mL三角瓶内装入80 mL的基础发酵培养基，进行常规灭菌，待冷却后，按照10%接种量接入活化好的液体菌种，在25℃、160 r/min条件下培养8 d。

1.2.3 碳源选择实验

基础发酵培养基：碳源2.0%，蛋白胨0.5%，KH2PO40.15%，MgSO40.05%。分别以玉米粉、葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、可溶性淀粉为碳源。发酵结束后，根据菌丝体生物量确定出最佳碳源。

1.2.4 氮源选择实验

基础发酵培养基：葡萄糖2.0%，氮源0.5%，KH2PO40.15%，MgSO40.05%。分别以酵母粉、尿素、麸皮、硫酸铵、蛋白胨作为氮源进行发酵培养。根据菌丝体生物量确定出最佳氮源。

1.2.5 正交优化实验

根据单因素试验的结果，选取最佳的碳、氮源、KH2PO4、MgSO4设计四因素三水平的正交试验。正交试验因素与水平见表1。

表1 正交试验因素与水平Table 1 The table of factor and level in orthogonal experiment%

1.2.6 菌丝体生物量的测定

将发酵液通过80目标准筛过滤，用蒸馏水反复冲洗3次，将过滤所得菌丝体于60℃干燥箱中烘干至恒重。

2 结果与分析

2.1 不同碳源对白灵菇菌丝生物量的影响

不同碳源对白灵菇菌丝生物量的影响见图1。

图1 不同碳源对菌丝体生物量的影响Fig.1 Effects of carbon sources on mycelia biomass

由图1可知，白灵菇对碳源的要求并不特别苛刻，既能够利用吸收成分复杂的复合碳源，也能利用单糖、双糖等小分子碳源。由图可知，以葡萄糖作为碳源时菌丝体生物量最高，可溶性淀粉作为碳源时菌丝产量最低。葡萄糖作为一种高效碳源可以被白灵菇菌丝直接吸收利用，能够缩短延迟期。葡萄糖是最佳碳源和李正鹏、林毅[8]等人报道的结果一致，因此选择葡萄糖作为正交试验中的碳源。

2.2 不同氮源对白灵菇菌丝生物量的影响

不同氮源对白灵菇菌丝生物量的影响见图2。

由图2可知选择不同氮源时菌丝体产量也是不同的，白灵菇对不同氮源的吸收能力有一定差异，在以蛋白胨为碳源时菌丝产量最高，以尿素为氮源时菌丝产量最少。氮源是食用菌细胞合成蛋白质和核酸等所需氮元素的主要来源，蛋白胨作为一种高效氮源可以被菌丝直接吸收利用，故选用蛋白胨作为正交设计试验中的氮源。

图2 不同氮源对菌丝体生物量的影响Fig.2 Effects of nitrogen sources on mycelia biomass

2.3 正交试验结果

正交试验结果见表2。

表2 正交试验L9（34）极差分析Table 2 Orthogonal experiment L9（34）range analysis

由表2可以看出，不同组合之间菌丝体生物量是不同的。各因素对菌丝干重影响的大小依次为葡萄糖＞MgSO4＞KH2PO4＞蛋白胨。极差越大，起的作用就越大，说明葡萄糖是影响菌丝体生物量的最主要因素，KH2PO4影响最小。从菌丝体生物量来考察各因素水平值，A 取 A3，B 取 B2，C 取 C3，D 取 D2。因此，选定最适碳氮源及无机盐培养基组合为A3B2C3D2，即葡萄糖3.0%，蛋白胨0.4%，KH2PO40.3%，MgSO40.2%。按照此配方进行白灵菇菌丝体发酵培养，发酵结束后80 mL发酵液中菌丝体生物量为1.27 g，与正交试验预测值基本一致。

3 结论

经优化后，白灵菇（山东寿光720）液体发酵培养最适培养基为葡萄糖3.0%，蛋白胨0.4%，KH2PO40.3%，MgSO40.2%，在培养温度25℃、摇床转速160 r/min、发酵培养时间8 d、接种量10%、装液量80 mL/250 mL的条件下，菌丝体生物量达1.27 g/80 mL。通过对白灵菇液体发酵培养基和培养条件进行筛选及优化，旨在为白灵菇的进一步开发提供科学依据。

[1] 曹玉清.阿魏侧耳某些生物学特性的初步研究[J].微生物学通报,1985，12（3)：97-601

[2] 吴卫东,宋锡全,张贵权.阿魏侧耳组织分离[J].黔南名族师范学院学报,2003(6)：61-63

[3] 黄年来.中国大型真菌原色图鉴[M].北京：中国农业出版社,1998

[4] 林杰.白灵菇栽培技术要点[J].中国食用菌,2000,19(5)：28-29

[5] 杨新美.食用茵研究法[M].北京：中国农业出版社,1998

[6] 朱戎,陈向,东兰进.药用真菌液体发酵研究进展[J].中药材,2003,26(1)：55-57

[7] 郑丽雪,胡耀辉,齐斌.酿酒酵母生产谷胱甘肽的培养条件的研究[J].食品科学,2007,28(10)：391-394

[8] 李正鹏,林毅,蔡永萍,等.白灵菇液体发酵工艺[J].生物学杂志,2006,23(1)：28-30