元蘑液体培养基配方筛选
2019-08-27兴刘继云李占君杜帛霖
郭 兴刘继云 李占君 王 渌 杜帛霖 王 刚
(1伊春林业科学院,黑龙江伊春153000;2黑龙江北货郎森林食品有限公司,黑龙江伊春153000)
元蘑(Hohenbuehelia serotina)隶属真菌界真菌门担子菌亚门层菌纲伞菌目侧耳科亚侧耳属[1],又称亚侧耳、黄蘑、冻蘑。元蘑具有极高的营养价值,其质地柔嫩、味道鲜美、食味独特,含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿质元素等多种营养成分[2-3]。
在元蘑的人工栽培过程中普遍采用试管母种制作原种,再扩大制作栽培种的固体菌种接种培育法,这种方法生产效率低,菌丝满袋周期长且菌龄不一致。液体发酵生产液体菌种则可以克服上述缺点,是一种适合规模化、工厂化的菌种制备技术[4]。我国的液体菌种生产设备和配套技术已经达到国际先进水平[5-6],液体菌种已应用到黑木耳、金针菇、杏鲍菇、平菇、滑子菇、猴头菇、白灵菇、蛹虫草、灵芝等食用菌上[7-16]。笔者对元蘑进行液体培养基配方的筛选,为实际生产提供理论的指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试菌株
供试元蘑菌株采购于吉林省敦化市明星特产科技有限责任公司。
1.1.2 供试培养基
斜面/固体培养基(PDA):马铃薯 200 g(去皮后切成小片,加适量蒸馏水,煮至呈软泥状,四层纱布过滤后取滤液),葡萄糖20 g,琼脂20 g,pH自然,蒸馏水定容至1000 mL。
基础种子培养基:葡萄糖3 g/100 mL,蛋白胨0.3 g/100 mL,磷酸二氢钾 0.1 g/100 mL,硫酸镁0.05 g/mL,pH 自然。
1.1.3 其他材料
葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、可溶性淀粉、蛋白胨、酵母膏、尿素、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸钙、七水合硫酸亚铁、七水合硫酸锌、氯化钠、浓盐酸、氢氧化钠为国产分析纯;VB1、VB2、VB6、VC、玉米粉、黄豆粉、小米粉,为国产食品级。
1.1.4 仪器与设备
立式压力蒸汽灭菌器,上海博迅实业有限公司医疗设备厂;超净工作台,苏州广源净化科技有限公司;HZ-2111KB立式震荡培养箱,金坛市盛蓝仪器制造有限公司;AL-104高精度电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;DZB-718便携式多参数水质分析仪,上海仪电科学仪器股份有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 菌种活化与接种
分别配制PDA斜面培养基,将原始菌株接种到其中,再将其放入25℃恒温培养箱中培养7 d,对其进行传代活化。
1.2.2 培养方法
在无菌条件下,分别将10个活化的菌株接入供试培养基中(150 mL培养液装于250 mL三角瓶中)、温度25℃、转速150 r/min,培养7 d后,结束培养,测定菌丝生物量。
1.2.3 碳源试验
单因素碳源试验,碳源分别为3 g/100 mL的葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、可溶性淀粉、玉米粉、小米粉。
1.2.4 氮源试验
单因素氮源试验,氮源分别为0.3 g/100 mL的蛋白胨、黄豆粉、酵母膏、尿素、硫酸铵。
1.2.5 不同无机盐及添加量对发酵的影响试验
基础种子培养基中的KH2PO4含量设置为0.05 g/100 mL、0.1 g/100 mL、0.15 g/100 mL、0.2 g/100 mL、0.25 g/100 mL。
基础种子培养基中的MgSO4含量设置为0.01 g/100 mL、0.03 g/100 mL、0.05 g/100 mL、0.07 g/100 mL、0.09 g/100 mL。
配制5组发酵培养基,额外分别按0.3 g/100 mL添加 FeSO4·7H2O、CaCO3、NaCl、ZnSO4,以不添加为空白对照。
1.2.6 不同维生素对发酵的影响
分别在基础种子培养基中,添加0.001%的VC、VB1、VB2、VB6配制4组发酵培养基。
1.2.7 试验测定方法
菌丝体生物量的测定:将培养结束后的发酵液倒入抽滤瓶中,抽滤,抽滤过程中流动地加入些许蒸馏水对菌丝体进行冲洗,抽滤后得到较干的菌丝体,再放置于烘箱中,温度设置为60℃,待完全烘干后,称重[17]。
所有单因素和正交试验均重复三次。采用SAS9.2数据分析软件进行方差分析。
1.2.8 正交优化
在单因素试验的基础上,以最佳碳源、最佳氮源、无机盐、维生素4个影响因子采用L9(34)正交表进行正交试验,每组设置3个平行(150 mL培养液分装于250 mL锥形瓶中),25℃,150 r/min摇床培养7 d后,过滤收集菌丝球并洗净,于60℃烘箱中完全烘干后称重,记录每组各瓶菌丝体干重并计算平均值。
图1 不同碳源对菌丝体生物量影响
图2 不同氮源对菌丝体生物量影响
图3 KH2PO4对菌丝生物量的影响
图4 MgSO4对菌丝生物量的影响
表1 正交试验因素水平
2 结果与分析
2.1 碳源试验结果
从图1可知,元蘑菌丝体对玉米粉的利用效果较好,菌丝体生物量(干重,下同)达到1.06 g/100 mL,而对于葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、可溶性淀粉、小米粉的利用效果较差,菌丝生物量也相对偏低。因此选择玉米粉作为试验最佳碳源,进行正交试验。
2.2 氮源试验结果
从图2中可知,以酵母膏作为氮源时,利用效果最好,菌丝体生物量为0.88 g/100 mL,对黄豆粉和蛋白胨的利用效果次之;但是当氮源为尿素、硫酸铵时,所得的菌丝生物量较低,这表明元蘑几乎不能利用无机氮源。因此选择酵母膏作为最佳氮源,进行正交试验。
2.3 无机盐及其添加量试验结果
在培养基中添加不同量的KH2PO4和MgSO4,结果见图3、图4。
由图3可知,较低浓度KH2PO4有利于元蘑菌丝生长,添加量为0.1 g/100 mL时达到菌丝生物量最大,为0.78 g/100 mL,之后随着添加量的增加,菌丝生物量逐渐减少,因此适宜KH2PO4的添加量为0.1 g/100 mL。
由图4可知,低浓度的MgSO4有利于元蘑菌丝生长,添加量为0.03 g/100 mL时菌丝生物量达到最大,为0.68 g/100 mL,之后随着添加量的增加,菌丝生物量逐渐减少,因此适宜MgSO4的添加量为0.03 g/100 mL。
由图5可知,当培养基中添加FeSO4、CaCO3、NaCl、ZnSO4后,抑制元蘑菌丝生长,抑制作用ZnSO4>FeSO4>CaCO3>NaCl,因此这 4 种无机盐均不适合制作元蘑的液体培养基。
图5 不同无机盐对菌丝体生物量影响
2.4 维生素试验结果
从图6中可知,添加0.001%的VB1和VB2可以促进菌丝体的生长,尤其是VB1,菌丝生物量为1.19 g/100 mL,而添加0.001%的VC、VB6,反而会抑制菌丝体的生长,抑制效果:VB6>VC。因此选择VB1作为最佳维生素。
图6 不同维生素对菌丝体生物量影响
2.5 培养基优化正交试验
在单因素试验的基础上,选定玉米粉作为最佳碳源,酵母膏作为最佳氮源,KH2PO4和MgSO4为无机盐,VB1作为最佳维生素。选取最佳碳源、最佳氮源、无机盐和维生素4个因素作为影响因子,进行L9(34)正交试验。
表3 正交试验结果
由表3可以看出,影响菌丝体生物量的主次因素为维生素>氮源>碳源>无机盐,最佳组合是A3B3C2D2,根据试验确定元蘑液体最佳培养基配方为:玉米粉4%、酵母膏0.4%、KH2PO40.1%、MgSO40.03%、VB10.002%。
3 小结
通过不同碳源、氮源、无机盐、维生素的筛选并结合优化正交试验,笔者试验结果表明,元蘑液体培养最佳培养基配方为:玉米粉4%、酵母膏0.4%、KH2PO40.1%、MgSO40.03%、VB10.002%。