以秸秆为基料富锌栽培滑菇的纤维素酶和漆酶的变化规律*

胡传琪，冮洁，陈静慧，白杰，罗荣泉

(大连民族学院生命科学学院，辽宁大连，116600)

滑菇(Pholiota nameko)，属担子菌亚门(Basidiomycotina)、层菌纲(Hymenomycetes)、伞菌目(Agaricales)、球盖菇科(Strophariaceae)、环锈伞属(Pholiota)［1］，含有丰富的蛋白质、氨基酸及多糖等营养物质［2］，并具有提高机体免疫功能，增进智力，改善视力，提高耐力［3］，抑制肿瘤［4］以及较强的还原力和自由基清除作用［5］。此外，滑菇提取物对真菌生长有抑制作用，可以应用在食品保鲜方面［6］。滑菇是国际菇类交易市场上的十大菇类之一，也是联合粮农组织(FAO)向发展中国家推荐栽培的食用菌之一［7］。目前，滑菇主要在木屑培养基料上栽培，对木屑的需求量很大;另一方面，我国年产秸秆7.4亿t，其中玉米秸秆年产量高达2亿t以上，但目前开发利用率仍很低［8］，主要用于燃烧和饲料以及肥料［9］，造成环境污染，也是一种资源的浪费。因此可将秸秆用于食用菌的栽培，这样即节省了森林资源，又使秸秆得到合理利用。滑菇在栽培生长的过程中会产生纤维素酶和漆酶以分解秸秆和木屑中的纤维素和木质素［10-11］。通过测定滑菇菌丝体生长过程中的酶活，可以考察滑菇对培养基料中纤维素、木质素和半纤维素的利用情况。本文以不同比例的秸秆与木屑混合为基料，进行滑菇的栽培，并进行富锌培养，通过测定生长过程中的滑菇菌丝体木质素酶活、纤维素酶活和生物利用率，研究滑菇在不同比例秸秆的基料中的生长情况，获得适宜培养滑菇的培养基配方，探索用秸秆代替木屑进行滑菇栽培的可行性。

1 材料与方法

1.1 材料与器材

滑菇(Pholiota nameko)，购于朝阳市食用菌研究所。

木屑、秸秆、麸皮，购于辽宁省岫岩县农贸市场。

滤纸、醋酸、醋酸钠、羧甲基纤维素钠、木聚糖、水杨苷、ABTS、3，5-二硝基水杨酸(DNS)、酒石酸钾钠、结晶酚、Na2SO3，试剂均购自上海晶纯生化科技股份有限公司。

BS 223S电子精密天平，赛多里斯科学仪器(北京)有限公司;ZHJH-C2112B无菌操作台，上海智城分析仪器制造有限公司;UV-2000紫外可见分光光度计，UNICO;BIC-250，人工气候箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂;HNY-100B恒温培养振荡器，天津市欧诺仪器仪表有限公司;H2050R台高速冷冻离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 滑菇接种栽培

滑菇栽培分组:每组称取1 000 g干料(木屑+秸秆)，加12 g麸皮，1 500 mL水，其中秸秆与木屑的比例为 0∶1(A 组)、1∶2(B 组)、1∶1(C 组)、2∶1(D组)、1∶0(E组);富锌组，配方与上述一致，只是另外加300 mg/kg ZnSO4，其中秸秆与木屑的比例为0∶1(F组)、1∶2(G 组)、1∶1(H 组)、2∶1(I组)、1∶0(J 组);共10组培养料，每组培养料分装10袋，每袋重250 g。

将购买的滑菇菌种接入灭菌后的培养料中，置入15℃培养箱中培养。135 d培养料长满菌丝，取样测定酶活，并移出培养箱，在室温(约18℃，昼夜温差8℃)下进行开袋出菇。

1.2.2 滑菇菌丝生长过程中纤维素酶的测定

采用DNS法［12］测定纤维素酶活

1.2.3 滑菇菌丝生长过程中漆酶的测定

采用ABTS法［13］测定漆酶酶活

1.2.4 滑菇生物转化率测定

生物转化率是收获的滑菇质量与干料重之比，测定每组收获的子实体质量，计算出生物转化率。

1.3 实验数据处理方法

利用SPSS 19统计软件进行实验数据分析，所做实验均为3个平行样品，取平均值，实验数据以平均值±标准差表示。

2 结果与讨论

2.1 滑菇生长过程中纤维素酶的测定

2.1.1 滤纸酶活力测定

在不同的培养料上不同时期的滤纸酶活力如表1所示。

表1 滤纸酶活的测定结果Table 1 The determination of FPase

由表1可知，添加秸秆可增加滤纸酶活，秸秆与木屑比例为1∶2时，比纯木屑基料的滤纸酶活提高了52.38%，接着增加秸秆量会使滤纸酶活下降到0.135 U/g左右，比纯木屑基料的滤纸酶活提高了28.57%，添加秸秆比例大于1/2时，滤纸酶活不随着添加秸秆量增加而变化，木屑与秸秆中的纤维素含量几乎相同，说明秸秆中的纤维素更能促进酶的产生。富锌能提高纯木屑和纯秸秆的基料的滤纸酶活比不富锌的基料滤纸酶活提高，分别提高了16.19%、74.45%;而木屑与秸秆的混合基料相较不富锌的基料滤纸酶活下降。

2.1.2 羧甲基纤维素酶活的测定

在不同的培养料上不同时期的羧甲基纤维素酶酶活力如表2所示。

表2 羧甲基纤维素酶活的测定结果Table 2 The determination of CMCase

由表2可知，添加秸秆量为1/3，1/2，2/3的基料的羧甲基纤维素酶活力比纯木屑基料的酶活力分别提高了191.94%，84.68%，183.87%，纯秸秆基料的羧甲基纤维素酶活大幅提升，相较纯木屑培养料提高了241.93%。富锌条件下，羧甲基纤维素酶随着秸秆添加量增加而增加，纯秸秆基料的酶活比纯木屑基料的酶活提高了283.49%，比不富锌条件下的纯秸秆基料的酶活提高了97.17%，说明添加秸秆的培养料可提高羧甲基纤维素酶活力，富锌可促进羧甲基纤维素酶的产生。

2.1.3 半纤维素酶活测定

在不同的培养料上不同时期的半纤维素酶活力如表3所示。

表3 半纤维素酶活力测定结果Table 3 The determination of Xylanase

由表3可知，添加秸秆的基料和纯秸秆的基料的半纤维素酶活力都高于纯木屑培养的半纤维素酶活力，说明添加秸秆能促进滑菇的菌丝产生半纤维素酶。半纤维素酶含量与分解能力呈正相关［14］。半纤维素酶活随着培养料添加秸秆的比例增加先上升后下降，当添加秸秆的比例为1∶2时，达到最大值0.419 U/g，比纯木屑基料的半纤维素酶活提高了17.69%。富锌条件下半纤维素酶活力均比普通组低，说明富锌培养会抑制半纤维素的产生，半纤维素酶活随着培养料添加秸秆的比例增加而增加，说明添加秸秆能提高纤维素酶的产生。

2.1.4 β-葡萄糖苷酶活力测定

在不同的培养料上不同时期的β-葡萄糖苷酶活力如表4所示。

表4 β-葡萄糖苷酶活力测定结果Table 4 The determination of β-glucosidase

由表4可知，β-葡萄糖苷酶活随着添加秸秆量增加而上升，添加秸秆量为2/3的培养料的酶活最高，达到0.236 U/g，比纯木屑栽培提高了162.22%，纯秸秆培养料β-葡萄糖苷酶活与纯木屑培养料β-葡萄糖苷酶活之间无明显差异，说明木屑和秸秆混合的基料能促进β-葡萄糖苷酶的产生，且随着秸秆量的增加而增加，但单一的木屑或秸秆无法促使β-葡萄糖苷酶活提高。富锌条件下，β-葡萄糖苷酶活随着添加秸秆量增加先上升后下降，在添加秸秆量为1/2时达到最大，达到0.168 U/g，比没有富锌栽培时提高了15.86%，纯秸秆培养料β-葡萄糖苷酶活明显高于纯木屑培养料β-葡萄糖苷酶活，达到0.389U/g，比纯木屑基料的β-葡萄糖苷酶活提高了332.22%，比没富锌栽培时提高了309.47%，说明富锌栽培可以促进纯秸秆栽培时的β-葡萄糖苷酶的产生。

2.2 滑菇生长过程中漆酶的测定

在不同的培养料上不同时期的漆酶活力如表5所示。

表5 漆酶的测定实验结果Table 5 The determination of Lac

漆酶可以改善纤维特性，漆酶在菌丝生长阶段，是一种前期参与木质素分解较为重要的酶类［15-16］。漆酶活性均随食用菌栽培时间的延长由高逐渐降低［17］。由表5可知，由于木屑中木质素的含量要高于秸秆中木质素的含量，秸秆与木屑混合的培养料漆酶活随着添加秸秆量增加而下降，均低于纯木屑培养料的漆酶活力。富锌条件下，能有效提高秸秆与木屑混合的基料和纯秸秆基料的漆酶酶活，均比没富锌栽培时是提高，添加秸秆量为1/3，1/2，2/3的基料的酶活分别提高了67.50%，523.70%，450.00%，纯秸秆培养料的漆酶活远远高于其他组，达到1.983U/g，比没富锌时提高了693.20%，说明富锌栽培可以促进滑菇在有秸秆栽培的情况下的漆酶的产生。

2.3 滑菇生物转化率测定

在不同的培养料上滑菇生物转化率测定结果如表6所示。

表6 滑菇生物转化率测定结果Table 6 The biological transformation rate of Pholiota nameko

由表6可知，普通组和富锌组都变现出生物转化率随秸秆的添加量增加先增后减，在秸秆与木屑的比例为1∶1时达到最大，其中富锌条件，秸秆与木屑的比例为1∶1时，滑菇生物转化率最高，达到55.48%，在富锌培养的情况下，可以提升5% ～20%左右的生物利用率。

3 结论

在滑菇栽培过程中，可以秸秆替代部分木屑为基料，富锌栽培更利于生物转化率的提高。添加秸秆可使滑菇菌丝体的纤维素酶活提高，而漆酶酶活下降，主要原因是秸秆中纤维素和半纤维素的含量更多，纤维素可做为滑菇子实体生长阶段的主要碳源，而木屑中木质素的含量较多。富锌栽培可一定程度的抑制纤维素酶的产生，增加漆酶的产生，并能提高滑菇的生物转化率。用秸秆部分替代木屑进行滑菇栽培是可行的，为秸秆的开发利用提供了新的途径。

［1］ 仝金山.滑菇杂交新品种选育、菌种质量评价及亲缘关系研究［D］.石家庄:河北师范大学，2008.

［2］ ZHANG Lan，ZHAI Guo-yin，ZHANG Jian-jun，et al.Antihyperlipidemic and hepatoprotective activities of mycelia zincpolysaccharide from Pholiota nameko SW-02［J］.International Journal of Biological Macromolecules，2014，70:523-529.

［3］ 王萍，李德海，孙莉洁，等.超声波辅助法提取滑菇多糖的工艺研究［J］.中国食品学报，2008，8(2):84-88.

［4］ LI Hai-ping，TAO Yong-qing，ZHAO Pei，et al.Recognization of receptors on bone marrow-derived dendritic cells bound with Pholiota nameko polysaccharides［J］.International Journal of Biological Macromolecules，2015，72:649-657.

［5］ 于淑池，侯金鑫，李明艳，等.滑菇多糖的超声波辅助提取工艺及抗氧化活性研究［J］.食品科学，2010，31(4):59-62.

［6］ 林佩华，张坚，廖美德.滑子菇提取物的抗真菌活性相关研究［J］.中国食用菌，2014，33(4):48-49

［7］ 向莹，陈健.滑子菇营养成分分析与评价［J］.食品科学，2013，34(6):238-242.

［8］ 李翠平，梁金钟，赵红宇.玉米秸秆酶解液发酵产γ-聚谷氨酸［J］.食品与发酵工业，2014，40(11):109-115.

［9］ 刘耀堂，李晓梦.我国农业秸秆的现状与利用方法［J］.北方环境，2011(7):150-155.

［10］ 韩伟.食用菌产胞外纤维素半纤维素降解酶类的研究进展［J］.中国食物与营养，2012，18(1):36-38.

［11］ 于德洋，程显好，罗毅，等.大型真菌重金属富集的研究进展［J］.中国食用菌，2011，30(1):10-13.

［12］ 孙江慧.几株食用菌对秸秆木质纤维素降解能力的研究［D］.南京:南京农业大学，2012.

［13］ 高玉千，高方，张世敏，等.黑木耳漆酶高产菌株的筛选［J］.中国农学通报，2009(21):301-304.

［14］ 王孟兰，赵妍，陈明杰，等.食用菌半纤维素酶系研究进展［J］.生物学杂志，2014，31(1):64-67.

［15］ 姜性坚，王春晖，彭运祥，等.5个姬菇菌株不同生长阶段漆酶及纤维素酶活力测定［J］.食用菌，2010(6):9-10.

［16］ 汪建中，柯丽霞.混菌发酵玉米秸秆基质蛋白质含量及木质素酶活性的研究［J］.食品与发酵工业，2011，37(5):45-49.

［17］ 孙淑静，郭艳艳，吴晓华，等.不同食用菌品种产漆酶规律的研究［J］.中国食用菌，2014，33(3):38-40.