孟俊龍,閆輝,楊杰,鐘華,郭亮,充娜,常明昌

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西 太谷030801;2.山西省食用菌工程技術(shù)研究中心,山西 太谷030801;3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山西 太谷030801)

白靈菇(Pleurotus nebrodensis(Inzengae)Quél.)又名白靈側(cè)耳、白阿魏蘑,屬擔(dān)子菌亞門,層菌綱,傘菌目,側(cè)耳科,側(cè)耳屬[1,2]。白靈菇色澤潔白,脆嫩可口,香味濃郁,在國外有“蠔菇王”的美譽,在我國新疆民間有“天山神菇”的美稱,是一種營養(yǎng)和保健價值均較高的珍稀菇類[3～5]。

白靈菇的栽培雖然已經(jīng)得到了廣泛的推廣,但是白靈菇后熟期較長,子實體的分化需要低溫刺激,這一要求較為苛刻,使得白靈菇的生產(chǎn)對季節(jié)具有較強的依賴性,盡管夏季可通過制冷機人工降溫,但是能源消耗大大增加,生產(chǎn)成本也相應(yīng)增加,且較長的生產(chǎn)周期導(dǎo)致勞動強度大,受氣候、環(huán)境的影響大,易污染[6]。利用液體深層發(fā)酵生產(chǎn)菌絲體在某些方面作為子實體的替代品,具有明顯的優(yōu)越性。深層發(fā)酵生產(chǎn)菌絲體具有生產(chǎn)周期短,產(chǎn)量高,勞動強度低,易控制,菌絲體易分離,便于工業(yè)化生產(chǎn)等特點,僅從能源消耗上就大大降低了生產(chǎn)成本,且對發(fā)酵液的開發(fā)利用具有較高的附加效益。本試驗對影響白靈菇深層發(fā)酵的條件進(jìn)行了研究,以期得到白靈菇深層發(fā)酵的最優(yōu)配方。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

供試菌株白靈菇1號為山西省食用菌工程技術(shù)研究中心引進(jìn)并經(jīng)過馴化的優(yōu)良菌株。

1.2 培養(yǎng)基[7]

PDA綜合培養(yǎng)基:馬鈴薯200 g,葡萄糖20 g,蛋白胨1.6 g,KH2PO43 g,MgSO41.5 g,VB110 mg,瓊脂20 g,水1000 mL,pH自然液體培養(yǎng)基:不加瓊脂的PDA綜合培養(yǎng)基。

1.3 菌種活化[8]

將供試菌株白靈菇1號從保藏試管中接到PDA斜面培養(yǎng)基上于25℃黑暗培養(yǎng)至長滿試管。

1.4 液體菌種制備

250 mL三角瓶,裝液量80 mL,接入大小為0.5 cm2活化后的斜面種3塊,25℃靜置24 h,160 r·min-125℃下培養(yǎng)6 d。

1.5 培養(yǎng)條件的單因素選擇[9,10]

1.5.1 碳源的選擇

液體培養(yǎng)基氮源為米糠5%,KH2 PO4 0.3%,MgSO40.1%,VB110 mg·L-1,初始 pH 7.0,分別取碳源為玉米粉4% 、玉米淀粉4% 、玉米粉2%+玉米淀粉2%、玉米粉2%+蔗糖2%、玉米淀粉2%+蔗糖2%,考察不同碳源對菌絲生物量的影響。將制備好的液體菌種接入裝有70 mL液體培養(yǎng)基的250 mL三角瓶中,接種量15%,接種后25℃靜置24 h,160 r·min-125℃下培養(yǎng)6 d,取整瓶發(fā)酵液在3500 r·min-1下離心15 min,收集濕菌絲體在60℃下烘干至恒重,電子天平稱重,計算生物量(g·L-1),設(shè)3次重復(fù)。

1.5.2 氮源的選擇

液體培養(yǎng)基碳源為玉米淀粉4%,分別取氮源為黃豆粉0.5% 、豆餅0.5% 、麩皮5% 、米糠5%、酵母膏0.3%,考察不同氮源對菌絲生物量的影響,其余同1.5.1。

1.5.3 培養(yǎng)基初始p H的選擇

用1 mol·L-1的鹽酸和 1 mol·L-1氫氧化鈉將液體培養(yǎng)基的初始pH分別調(diào)為4.0、5.0、6.0、7.0、8.0,碳源為玉米淀粉 4%,氮源為米糠 5%,其余同1.5.1,考察不同初始pH對菌絲生物量的影響。

擴(kuò)大品牌延伸即使擴(kuò)大品牌影響力，如今的華誼在傳統(tǒng)的影視劇、電影、音樂等方面較成熟，但在品牌延伸方面稍有遜色。多元發(fā)展華誼的品牌延伸，使其影響力不單單拘泥于單個領(lǐng)域，讓品牌影響力深入且擴(kuò)散人們的生活中，便于更多的人認(rèn)識華誼、選擇華誼最終信賴華誼。

1.5.4 接種量的選擇

接種量設(shè) 1% 、5% 、10% 、15% 、20%五個處理,碳源為玉米淀粉4%,氮源為米糠5%,其余同1.5.1,考察不同接種量對菌絲生物量的影響。

1.5.5 裝液量的選擇

碳源為玉米淀粉4%,氮源為米糠5%,其余同1.5.1,分別取裝液量為 30 mL、40 mL、50 mL、60 mL、70 mL、80 mL,考察不同裝液量對菌絲生物量的影響。

1.6 正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上,分別對碳源、氮源、初始p H、裝液量、接種量進(jìn)行5因素5水平的正交試驗,重復(fù)三次,試驗因素及其水平設(shè)定見表1。

表 1 正交試驗設(shè)計Table 1 Orthogonal test factors and levels

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 碳源

圖1表明以玉米淀粉(2)作為碳源時菌絲生物量最高;含有玉米淀粉的(2、3、5)比不含玉米淀粉的(1、4)生物量要高;不添加蔗糖的(1、2)比對應(yīng)的添加蔗糖的(4、5)生物量要高。這就說明,在所選用碳源中,白靈菇菌絲體利用玉米淀粉的能力是最強的,其次為玉米粉,利用蔗糖的能力低于玉米淀粉和玉米粉。因此,在我國北方地區(qū)的生產(chǎn)中,碳源應(yīng)以廉價易得的玉米淀粉為主,價格較高的蔗糖應(yīng)不予考慮。

圖1 不同碳源對菌絲生物量的影響Fig.1 Effect of different carbon source on

2.1.2 氮源

不同氮源對菌絲生物量的影響如圖2所示,以米糠作氮源具有明顯的優(yōu)越性,其次為麩皮、酵母膏,以豆餅效果最差。因米糠效果較好,加之廉價易得,所以在生產(chǎn)中優(yōu)先考慮,在小麥產(chǎn)區(qū)則可以考慮使用麩皮。

圖2 不同氮源對菌絲生物量的影響Fig.2 Effect of different nitrogen source on mycelial biomass

2.1.3 培養(yǎng)基初始p H

如圖3所示,在選取的p H的5個水平上,隨著堿性的增強,生物量呈增大趨勢,其中p H為7時達(dá)到最大。p H為7～8時生物量相差并不明顯。因此在液體培養(yǎng)中,白靈菇初始pH為7～8,在實際生產(chǎn)時只需控制在此范圍即可。

2.1.4 裝液量

圖4表明,裝液量在40～70 mL范圍內(nèi),菌絲生物量是隨裝液量的增加而增加的,在70 mL水平上,生物量達(dá)到最大。裝液量在70～80 mL時生物量相差并不明顯,但裝液量超過70 mL時在振蕩過程中容易打濕棉塞,造成污染。在實際大規(guī)模生產(chǎn)中,發(fā)酵罐不存在這方面的問題,裝液量可以適當(dāng)加大。

圖3 不同初始pH對菌絲生物量的影響Fig.3 Effect of different initial p H on mycelial biomass

圖4 不同裝液量對菌絲生物量的影響Fig.4 Effect of different broth content on mycelial biomass

2.1.5 接種量

從圖5可以看出,隨著接種量的增加,菌絲生物量不斷增加,其中從5%提高到15%時菌絲生物量增加不大,但是接種量從15%提高到20%時生物量迅速提高。這是因為接種量加大的同時引入了更多的菌種培養(yǎng)基中的物質(zhì),如菌絲體生長過程中分泌的某些胞外酶等利于菌絲體生長的物質(zhì),使得菌種能夠更快地適應(yīng)新的培養(yǎng)基而較早地進(jìn)入迅速生長階段。這一現(xiàn)象對于實際生產(chǎn)中縮短生產(chǎn)周期是很重要的,但是成本也隨之增加了。生產(chǎn)試驗時可根據(jù)實際情況在15%～20%之間調(diào)整接種量。

圖5 不同接種量對菌絲生物量的影響Fig.5 Effect of different inoculated size on mycelial biomass

2.2 正交試驗結(jié)果

正交試驗結(jié)果(表2)表明,所選取的5個因素的極差R均大于用于檢測的空列F的極差R(2.1962),這表明此正交試驗的結(jié)果是可信的。D因素(接種量)對菌絲生物量的影響最大,其次是A因素(碳源)、B因素(氮源)、C因素(初始p H)和 E因素(裝液量)。裝液量的影響程度最小進(jìn)一步證明了白靈菇菌絲體生長階段對氧氣的需求是較少的。白靈菇深層發(fā)酵的最佳條件為A2B4C4D5E5,即液體培養(yǎng)基配方為玉米淀粉4%、米糠 5%、KH2PO40.3%、MgSO40.1%、VB110 mg·L-1,最佳裝液量為70 mL(250 mL三角瓶),最佳接種量為20%,初始 pH 為7～8。

表 2 正交試驗結(jié)果Table 2 Orthogonal test date

3 結(jié)論

本試驗優(yōu)化了白靈菇深層發(fā)酵的條件,通過L25(56)正交試驗,確定了25 ℃,160 r·min-1條件下白靈菇深層發(fā)酵的最佳培養(yǎng)基配方為玉米淀粉4%、米糠 5%、KH2PO40.3%、MgSO40.1%、VB110 mg·L-1,最佳裝液量為70 mL(250 mL三角瓶),最佳接種量15%～20%,初始p H為 7～8。

4 討論

本試驗確定的碳源、氮源都是效果最好且廉價易得的,這在實際生產(chǎn)中可以降低生產(chǎn)成本。由于本試驗采用250 mL三角瓶搖床培養(yǎng),結(jié)合三角瓶搖床培養(yǎng)的特點,故選取裝液量的最高水平為80 mL(即最高不超過三角瓶容量的1/3),在實際生產(chǎn)中可以根據(jù)條件進(jìn)行調(diào)整。在接種量的水平確定上,接種量的多少直接影響到生物量的增長速度,進(jìn)而影響到生產(chǎn)周期,理論上接種量越大(如100%)生長速度越快,但那是毫無實際意義的,在生產(chǎn)中還要涉及成本問題,接種量越大成本越高,所以生產(chǎn)中可根據(jù)實際情況在15%～20%之間調(diào)整接種量。

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