绣球菌母种培养基优化

郭 烨，褚润根，王小军，廉 蔺，张晓丹，江 山

（山西省蔬菜产业管理站，山西 太原 030002）

绣球菌（Sparassis crispa（Wulf.）Fr.）隶属于非褶菌目、绣球菌科、绣球菌属，俗称绣球蕈、对花菌、干巴菌、椰菜菌、蜂窝菌、白绣球花[1-2]，是一种珍稀名贵的食药用菌，它在食用菌中仅次于冬虫夏草、羊肚菌、块菌等珍品。其香味怡人、肉质脆嫩、口感佳美、风味独特，被国内外美食家公认为食用菌珍品[3]。绣球菌中含有大量的蛋白质、碳水化合物、维生素及粗纤维等营养成分。尤其是β- 葡聚糖含量高达40%～50%。β- 型葡聚糖是一种生物活性物质，经医学研究证实，具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗氧化、抗辐射、降血糖、降血脂、保肝等多种功能[4-6]。

我国20 世纪80 年代开始绣球菌的人工驯化研究，2005年才首次突破瓶颈，实现绣球菌的人工栽培[7]，成为继日本、韩国之后第3 个实现绣球菌人工栽培的国家[8]，但仍处于初级阶段，其菌种制作还是采用原始的制作方法。与常见食用菌种类其母种7 d 就能长满试管相比，绣球菌母种至少需要15 d 才能长满试管，这与其培养基成分的不合理造成菌丝生长缓慢有关[9]。本试验通过测定菌丝生长效率对绣球菌母种培养基中碳氮比、pH、无机盐、松木屑浸出液添加量等单因素进行了研究，而后通过正交试验确定出其母种培养基最佳配方，为绣球菌生产提供了科学依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

绣球菌“闽秀1 号”，由山西农业大学食用菌中心提供。

1.2 培养料配方

供试培养基：马铃薯20%，葡萄糖2%，0.1%蛋白胨，0.1%磷酸二氢钾，0.05%硫酸镁。

1.3 试验方法

1.3.1 碳氮比单因素试验

将活化的绣球菌菌块（5 mm）分别接种于不同碳氮比培养基中，24℃恒温暗培养18 d，碳氮比分别为5∶1，10∶1，15∶1，20∶1，25∶1，30∶1，其他同供试培养基。用十字交叉划线法测定菌丝生长效率。

1.3.2 pH 单因素试验

按照上述配方配置培养基，用盐酸和氢氧化钠调节pH，梯度为1，范围为4～9，测定绣球菌菌丝在每种培养基上的生长效率。

1.3.3 无机盐单因素试验

按照上述配方配置培养基，分别配置含量为0.1%的不同无机盐：硫酸镁，硫酸铜，硫酸亚铁，硫酸钠，硫酸钾，测定绣球菌菌丝在每种培养基上的生长数率。

1.3.4 松木屑浸出液添加量单因素试验

松木屑煮沸30 min，过滤后按比例10%、20%、30%、40%、50%调配制成培养基，测定绣球菌菌丝在每种培养基上的生长数率。

1.3.5 正交试验

通过单因素试验确定对菌丝生长影响较大的单个因素进行（L934）正交试验设计[10]，优化绣球菌母种培养基参数。

2 结果与分析

2.1 不同碳氮比对绣球菌菌丝生长的影响结果

由图1 可知，不同碳氮含量对绣球菌菌丝生长影响不同。随着碳氮比的增加，菌丝生长效率呈现先增加后下降趋势。低碳氮含量或高碳氮含量菌丝均生长均极为缓慢。在5∶1～15∶1 范围内，随着碳氮比的增加，菌丝生长数率逐渐增加。当碳氮比为15∶1 时，菌丝生长效率最快，可达1.23 mm/d，而后开始下降，达到25∶1 以上时，菌丝几乎不生长。

2.2 不同pH 对绣球菌菌丝生长的影响结果

由图2 可知，当pH 为5 时，菌丝生长效率最快，可达1.25 mm/d。pH 为4 时，菌丝生长缓慢，生长效率明显低于pH为5。当pH＞5 时，随着pH 的增加，菌丝生长效率呈现下降的趋势，当pH 为9 时，菌丝基本停止生长，只在菌种块上部出现萌发的气生菌丝。较高的pH 使得菌丝尖端氢离子含量较少，细胞内氢离子含量高于胞外氢离子含量，造成细胞内外氢离子含量不平衡，菌丝无法分化和生长[11]。

2.3 不同无机盐对绣球菌菌丝生长的影响结果

由图3 可知，绣球菌菌丝在不同无机盐培养基上生长效率不同。当以硫酸镁为无机盐时菌丝生长较快，其次是硫酸钠和硫酸钾。在硫酸亚铁和硫酸铜培养基中，菌丝基本不生长。镁离子可能是绣球菌生长的最佳无机盐离子，亚铁离子和铜离子对菌丝生长具有抑制作用。

2.4 不同松木屑浸出液对绣球菌菌丝生长的影响结果

由图4 可知，随着松木屑浸出液的添加量的增加，绣球菌菌丝生长数率呈先增加后下降的趋势。当添加量达到40%，菌丝生长达到最大值为0.92 mm/d。当添加量增加到50%时，菌丝生长数率明显下降。

2.5 正交优化试验结果

基于上述碳氮比、pH、无机盐和松木屑浸出液添加量4个因素对绣球菌母种生长数率的影响结果，选择无机盐的最优条件即磷酸二氢钾0.1%，硫酸镁0.05%预处理，进行碳氮比、pH、松木屑浸出液添加量3 个因素的正交试验（L934），正交因素水平表见表1，正交试验结果如表2 所示。

表1 正交试验（L934）因素水平表Tab.1 Orthogonal Test (L934) factor level table

由表2 可知，碳氮比、pH、松木屑浸出液添加量3 个因素的极差R 值均大于可以代表试验误差的空列的极差R 值，因此三者在绣球菌母种培养基中有重要的作用；在此工艺中各因素主次顺序为A＞B＞C，即pH 最大，其次是松木屑浸出液添加量，最后为碳氮比。绣球菌母种培养基最优配比是A3B1C3 ，即pH 5.5，松木屑浸出液添加量和碳氮比分别为35%和17/1，而且此最优水平组合与正交试验组中得到的第7 组试验是一致的，因此最优组合绣球菌母种培养基配比得以确定，此时绣球菌母种菌丝生长数率最快为1.39 mm/d。

表2 正交试验设计的结果Tab.2 Results of orthogonal design

3 讨论

绣球菌的人工栽培在我国已经实现了工厂化，但是存在生产周期长、产率低、栽培技术不成熟等问题[12-13]。这些问题严重制约其工厂化生产的发展，菌种生产是食用菌栽培至关重要的首要环节，菌种的生产方式和活性高低是影响食用菌产量和质量的首要因素。与林衍铨[14]等研究结果相比，本试验在前期试验的基础上重点对影响菌丝生长的碳氮比、松木屑浸出液、无机盐等进行了研究，并通过单因素和正交试验对绣球菌母种培养基配方进行了优化，以期获得绣球菌的最佳母种培养基配方，从而为绣球菌的菌种标准化生产以及菌种扩繁与保藏提供参考。

pH 值通过影响细胞内外的氢离子浓度来影响菌丝的生长，合适的pH 可使细胞内外氢离子浓度达到动态平衡，菌丝加速生长。偏酸或者偏碱，细胞内外氢离子浓度不平衡，能量供应途径发生变化，菌丝生长受阻。本试验中通过单因素试验确定，绣球菌菌丝生长的最佳pH 值为5，此时菌丝生长达到最佳生长速度。

无机盐是食用菌生长发育必不可少的矿物质营养，其主要参与细胞物质的组成及酶的组成、维持酶的作用、控制原生态胶态和调节细胞的渗透压等[15]。无机盐的种类对于菌丝活性和细胞生长至关重要，本试验选用了5 种无机盐，测定菌丝生长数率研究其对菌丝生长的影响，结果表明镁离子能够促进菌丝的生长，其他几种无机盐对菌丝生长具有抑制作用。