鹿茸菇生态学特性与液体菌种配方的优化研究
2023-06-29付林
鹿茸菌学名叫荷叶离褶伞,属于伞菌目白蘑科离褶伞属,其子实体菌盖拥有与鹿茸切片相似的外观,因此又叫“鹿茸菇”。鹿茸菇味道鲜美、营养价值高,其致密型膳食纤维非常丰富,干品和鲜品均有良好脆性,即使长时间煮制也不会改变烹饪口感,成为餐饮行业重要原材料之一。现阶段,相关学者在鹿茸菇的研究方向上主要集中于栽培技术和营养保健价值等,并未系统地研究其培养条件,而且只有少数学者以培养液体菌种为研究对象。本次的研究对象为鹿茸菇菌丝,主要指标为菌丝干重和菌丝生长速度,采用液体摇瓶培养法和平板培养法,观察其在不同氮源、培养基pH、碳源、温度下的菌丝生长情况,然后开展液体菌种的配方优化工作。
一、试验准备
1.试验鹿茸菇。实验菌种由厦门如意食用菌生物高科技有限公司提供。
2.培养基配方。基础培养基:1000mL蒸馏水、10mg维生素B1、20g琼脂、0.5gMgSO4、20g葡萄糖、1gKH2PO4、8g蛋白胨。基础液体培养基:1000mL蒸馏水、0.5gMgSO4、10mg维生素B1,1gKH2PO4、20g葡萄糖、8g蛋白胨。
PDB培养基:1000mL蒸餾水、20g葡萄糖、200g马铃薯。PMB培养基:1000mL蒸馏水、20g麦芽糖、200g马铃薯。PSB培养基:1000mL水、20g蔗糖、200g马铃薯。
二、试验方法
1.生态学特征分析。(1)温度。在PDA平板培养基上栽培鹿茸菇菌株,在24℃环境下培养14d。将6mm直径打孔器放置在超净工作台上,利用火焰灼烧灭菌并冷却,然后打取菌落圆片。在9cm直径的PDA板上接种菌落圆片,放在恒温箱中倒置避光培养,恒温箱温度设置为24℃。5天后合理划分菌落边缘,将恒温培养箱分别调到34℃、32℃、30℃、28℃、26℃、24℃、22℃、20℃、4℃进行培养,每个温度下需设置3个样本。7天后用划“十”字法测量菌落边缘至标记线长度L,根据菌丝生长情况计算菌丝生长速度,L/7就是菌丝生长速度。
(2)pH。利用1mol/L HC1和1mol/L NaOH调节PDA培养基pH,pH为10.6、9.6、8.6、7.6、6.6、5.6、4.6,每个pH重复3次。按照相同方法完成接种菌落工作后,使用24℃恒温培养箱进行培养。14天后用划“十”字法完成菌落直径φ测量,了解菌丝生长情况,明确每天的长势,(φ-6)/(2×14)就是菌丝生长速度。
(3)氮源。以基础培养基情况为基准,将基础培养基中的蛋白胨分别替换为尿素、硫酸铵、硝酸钾、酵母粉,共包含氮源不同的培养基5种。在各氮源培养基上定量接种菌丝,使用24℃的恒温培养箱进行培养,每种氮源使用3个样本。14天后用划“十”字法测量菌落直径φ,确定菌丝生长情况和生长速度。
(4)碳源。以基础培养基情况为基准,将基础培养基中的葡萄糖分别替换为木糖、麦芽糖、淀粉、蔗糖,共分为5种不同碳源的培养基。按照上文所述方法在各碳源平板培养基上进行定量接种,并在24℃的恒温培养箱中进行培养,每种碳源设置3个样本。14天后测量菌落直径φ,确定菌丝生长情况和生长速度。
2.优化液体菌种配方试验。(1)氮源。将基础液体培养基中的蛋白胨分别替换为硫酸铵、酒石酸铵、硝酸钾、酵母粉、黄豆粉,共配置氮源不同的液体培养基6种。用121℃高压灭菌30min,在PDA平板上接种鹿茸菌菌种并培养10d,将6mm直径打孔器进行灼烧灭菌和冷却,然后在上述6种液体培养基上接种打取的菌落圆片,需要将3片菌落接种到同一培养基上,每项处理重复4次,培养环境为25℃、120r/min摇床。菌液在结束培养后,使用真空抽滤法,在55℃环境下将菌丝干燥到恒重,检测菌丝体质量。
(2)碳源。以基础液体培养基为基准,将其中的葡萄糖分别替换为甘露醇、面粉、玉米粉、淀粉、蔗糖、麦芽糖,共配置7种碳源不同的液体培养基。处理方法与氮源相同。
(3)培养基配置。在以上各种液体培养基中确定最优的氮源和碳源,改进液体培养基配置,最终形成BP培养基,并且对照配置的PMB、PSB、PDB培养基,其他步骤同氮源处理。
三、试验结果
1.鹿茸菇生态学特性。(1)温度对菌丝生长的影响。通过上述试验得到以下结果,温度在20℃-32℃下可满足鹿茸菇生长需求,不断提高温度的过程中菌丝生长速度会呈现先增加后降低的状态。在22℃-28℃下菌丝能够以较快的速度生长;在4℃下菌丝生长停止,接种块拥有洁白菌丝,放置12d转换为24℃生长环境,其生长情况也会随之恢复;在34℃下生长也会停止,接种块菌丝呈现黄色,即使重新放回24℃环境下也不会继续生长。
(2)pH对菌丝生长的影响。pH在4.6-10.6时可满足鹿茸菇菌丝生长要求,其中当pH为5.6-8.6时菌丝并不存在明显的生长速度差异,当pH为5.6-6.6时菌丝明显更为浓密且拥有更快的生长速度,证明在偏酸性的环境中该菌可更好地生长。
(3)氮源对菌丝生长的影响。除了硫酸铵和尿素外,鹿茸菇可有效利用其他3种试验氮源,但是各种氮源之间的利用情况差异显著,详细情况如表1所示。其中,酵母粉为氮源时菌丝的生长速度最快,达到1.76mm/d;氮源为蛋白胨时,菌丝生长速度虽然比酵母粉、硝酸钾慢,但是存在较好长势,呈现洁白、稠密的外观;当氮源为硫酸铵和酵素时,几乎观察不到菌丝生长情况。
(4)碳源对菌丝生长的影响。在用5种碳源制成的培养基中,鹿茸菇均可以生长,且都存在洁白、稠密的表现,但是也有一定差异,详细情况如表2所示。其中,当碳源为淀粉时菌丝拥有最快生长速度,可达到1.82mm/d;当碳源为麦芽糖时菌丝的生长速度也较快,,可达到1.68mm/d;当碳源为木糖时菌丝的生长速度最慢,为0.74mm/d;当碳源为葡萄糖和蔗糖时,相互间并未存在显著差异。
2.液体菌种培养基配方优化试验结果。(1)氮源。当氮源为蛋白胨时菌丝存在较大干重,为(0.231±0.041)g/L,而当氮源为酵母粉时菌丝干重为(0.206±0.026)g/L,两者在菌丝干重方面并无明显差异,但是蛋白胨培养基菌球数量较酵母粉培养基明显更多。当氮源为黄豆粉时,菌丝拥有高达(0.409±0.062)g/L的干重,但是黄豆粉占据全部,菌丝并不存在。在氮源为酒石酸铵、硝酸钾、硫酸铵时,分别拥有(0.012±0.005)g/L、(0.033±0.022)g/L、(0.029±0.012)g/L的干重,且幾乎都不存在菌球数量。最终结果证明,在鹿茸菌液体菌种配方中蛋白胨为较好氮源。
(2)碳源。当碳源为面粉时,菌丝体有较大干重,菌球大小均匀、分布密实且数量多;当碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖时,菌球均数量大,菌丝间干重只存在较小差异。当碳源为玉米粉时,因为其自身重量相对较大,会在一定程度上影响菌丝干重的准确性,所以不将其作为考虑对象。因此,在鹿茸菇液体菌种配方中应选择面粉作为碳源,详细情况如表3所示。
(3)不同液体培养基。在不同液体培养基中菌丝生长情况存在差异,PMB液体培养基中菌丝干重为(0.183±0.056)g/L,PSB培养基中菌丝干重为(0.164±0.010)g/L,PDB培养基中菌丝干重为(0.103±0.024)g/L,同时三者均拥有较多菌球数量。与PMB、PSB、PDB培养基相比,BP培养基中明显拥有更多的菌丝量,干重为(0.821±0.157)g/L,菌球大小均匀且密集,证明BP培养基在生产鹿茸菇液体菌种时拥有较高的应用和推广价值。
四、结论与讨论
鹿茸菇是一种新型的食品菌,固体菌不但萌发速度较慢,而且有很大几率受到污染,为了有效解决这一问题,需合理培养液体菌种。在本次研究中,笔者深入研究了鹿茸菇生态学特性,研究结果显示,在PDA培养基上,pH5.6、温度24℃是鹿茸菇的最佳培养环境。在固体培养基上,淀粉最适合作为碳源,酵母粉最适合作为氮源。优化鹿茸菇液体菌种配方的结果显示,蛋白胨和面粉为最优的氮源和碳源,用其培养出的鹿茸菇菌种具有大小均匀、菌球多、分散性好的优势。
在开展本次研究的过程中,也存在一些不足之处,仅使用了生产中和实验室中具备的常见原料,在后续研究中还需要对不同氮源、碳源、无机盐的多水平和多因素开展深入研究。另外,本次试验是在摇床培养基础上优化的液体菌种配方,其在大规模发酵罐培养中的应用和推广价值也有待进一步验证。
作者简介:付林(1988-),女,汉族,福建厦门人,大专,研究方向为鹿茸菇生态学特性与液体菌种配方的优化。