萬水霞,蔣光月**
(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所,安徽 合肥 230031;2.安徽養(yǎng)分循環(huán)與資源環(huán)境省級(jí)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥 230031)
富硒栽培對(duì)黑木耳菌絲生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響*
萬水霞1,2,蔣光月1,2**
(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所,安徽 合肥 230031;2.安徽養(yǎng)分循環(huán)與資源環(huán)境省級(jí)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥 230031)
以黑木耳(Auricularia auricula)為富硒載體,研究了不同濃度的紅色納米硒對(duì)黑木耳菌絲體、子實(shí)體發(fā)育和產(chǎn)量的影響,以及黑木耳的富硒能力。結(jié)果表明,培養(yǎng)基中添加的硒濃度為10 mg·kg-1~50 mg·kg-1時(shí),黑木耳子實(shí)體產(chǎn)量及子實(shí)體中的總硒含量均隨硒濃度的增加而提高,并于硒濃度為50 mg·kg-1時(shí)子實(shí)體產(chǎn)量達(dá)到最大;當(dāng)硒濃度高于50 mg·kg-1時(shí),子實(shí)體產(chǎn)量降低。黑木耳子實(shí)體中硒含量分析表明,黑木耳具有較強(qiáng)的富硒和耐硒能力,且子實(shí)體中硒含量與硒加入量呈正相關(guān)關(guān)系。
黑木耳;富硒栽培;產(chǎn)量;硒含量;紅色納米硒
硒(Se)是目前已知的14種人體必需的微量元素之一,是谷胱甘肽過氧化酶的重要組成部分。研究發(fā)現(xiàn),硒及硒化物具有抗癌、抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、防治心血管疾病、保肝及解毒排毒等重要功能[1-2]。但我國(guó)72%的地區(qū)屬于缺硒或低硒地區(qū),2/3的人口存在不同程度的硒攝入不足。因此,尋找和開發(fā)安全、高效的富硒產(chǎn)品,以保證人體攝入充足的硒已成為生產(chǎn)中亟待解決的重要問題。許多食用菌不僅含有豐富的蛋白質(zhì)、多糖及其他生理活性成分,同時(shí)還具有較強(qiáng)的富硒能力[3-4],能夠?qū)o機(jī)硒通過菌絲體吸收轉(zhuǎn)化富集于子實(shí)體中,成為對(duì)人類較為理想的富硒食品。紅色納米硒在動(dòng)物科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用較多,在食用菌中應(yīng)用較少,它具有比亞硒酸鈉低的毒性及高的生物利用率等特點(diǎn)[5]。本研究以黑木耳作為富硒載體,研究黑木耳對(duì)紅色納米硒營(yíng)養(yǎng)液中硒元素的富集能力,以及不同濃度硒對(duì)黑木耳產(chǎn)量的影響,以期獲得更為優(yōu)質(zhì)的富硒黑木耳。
1.1試驗(yàn)材料
供試菌株:黑木耳(Auricularia auricula) 由浙江省慶元食品公司提供。
母種培養(yǎng)基:PDA培養(yǎng)基;原種培養(yǎng)基:玉米;栽培培養(yǎng)料:木屑40%、茶樹枝35%、黃豆粉8%、玉米粉16%、石膏0.5%、石灰0.5%。
紅色納米硒營(yíng)養(yǎng)液:制備方法參見文獻(xiàn)[6]。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)設(shè)置5個(gè)處理:對(duì)照CK,不施用硒;T1,栽培料中硒濃度10 mg·kg-1;T2,栽培料中硒濃度50 mg·kg-1;T3,栽培料中硒濃度100 mg·kg-1;T4,栽培料中硒濃度250 mg·kg-1。
1.3試驗(yàn)方法
按配方稱取培養(yǎng)料并將不同濃度的硒溶液加到培養(yǎng)基中混合均勻,并調(diào)節(jié)含水量至55%左右,裝入17 cm×33 cm×0.005 cm的聚丙烯塑料袋,每袋大約裝干料450 g,滅菌,備用。每個(gè)菌株分別接種30袋,18℃~25℃培養(yǎng),隨機(jī)排列。菌絲長(zhǎng)滿栽培袋后,每袋開口12個(gè),菌袋6個(gè)放一橫排,間距10cm排于地上,根據(jù)氣溫及木耳生長(zhǎng)狀況進(jìn)行適時(shí)、適量的噴水管理,使耳場(chǎng)處于干濕交替狀態(tài)。耳片充分展開后,及時(shí)采收。
在菌絲生長(zhǎng)階段,記錄菌絲生長(zhǎng)速度和生長(zhǎng)勢(shì),同時(shí)記錄不同菌種的菌絲滿袋天數(shù)。子實(shí)體生長(zhǎng)階段記錄出芽時(shí)間,觀察記錄耳片大小、薄厚、顏色、軟硬等外觀性狀,子實(shí)體的產(chǎn)量。產(chǎn)量測(cè)定時(shí)每個(gè)菌株隨機(jī)抽取10袋,記算平均產(chǎn)量,計(jì)算絕對(duì)生物學(xué)效率。絕對(duì)生物學(xué)效率(%)為子實(shí)體干重(g)除以干料重。
1.4硒含量測(cè)定
參照原子熒光光譜法測(cè)定[7]。
2.1富硒栽培對(duì)黑木耳菌絲生長(zhǎng)的影響
培養(yǎng)基中施加不同濃度的硒對(duì)黑木耳菌絲生長(zhǎng)產(chǎn)生了顯著影響,見表1。適度施硒(T1、T2)菌絲定殖早,滿袋時(shí)間短,菌絲生長(zhǎng)速度快,菌絲濃白、粗壯,整齊度高;尤其硒濃度為50 mg·kg-1時(shí),菌絲長(zhǎng)勢(shì)最好。施硒濃度達(dá)到100 mg·kg-1時(shí),菌絲行長(zhǎng)速度減慢,菌絲定殖時(shí)間拖后,滿袋時(shí)間延長(zhǎng),菌絲長(zhǎng)勢(shì)減弱。施硒濃度為250 mg·kg-1時(shí),菌絲纖弱且菌絲生長(zhǎng)速度顯著低于其他處理,菌絲滿袋時(shí)間相對(duì)于CK延遲了10 d??梢?,施入適當(dāng)濃度的硒,利于黑木耳菌絲生長(zhǎng)。
表1 不同硒濃度對(duì)黑木耳菌絲生長(zhǎng)的影響Tab.1 Effect of different Se concentration on the growth of Auricularia auricula mycelium
2.2富硒栽培對(duì)黑木耳產(chǎn)量的影響
對(duì)不同處理單袋黑木耳產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,施硒處理黑木耳產(chǎn)量與不施硒間有顯著性差異,見表2。
表2 施用不同濃度的硒對(duì)單個(gè)菌袋干耳產(chǎn)量的影響Tab.2 Effect of different Se concentration on the yield of dried Auricularia auricula fruit bodies in each fungus bag
培養(yǎng)基中施用硒10 mg·kg-1~100 mg·kg-1,黑木耳產(chǎn)量提高了2.99%~12.57%。其中,T2處理(硒施用濃度50 mg·kg-1)產(chǎn)量最高,每袋產(chǎn)干木耳達(dá)56.4 g。施硒濃度超過50 mg·kg-1時(shí),黑木耳產(chǎn)量有所下降,當(dāng)硒濃度達(dá)到250 mg·kg-1時(shí),黑木耳產(chǎn)量降低了15.97%。通過對(duì)菌棒出耳過程進(jìn)行觀察,硒濃度達(dá)200 mg·L-1時(shí),很多菌袋出菇情況差,培養(yǎng)基出現(xiàn)很多禿斑且子實(shí)體細(xì)弱,所以最終產(chǎn)量相對(duì)于CK降低了15.97%。
從各處理的絕對(duì)生物學(xué)效率來看,T2>T1>T3>CK>T4,顯然,T2處理即硒施用濃度50 mg·kg-1時(shí)生物學(xué)效率最高。說明向培養(yǎng)基中施入50 mg·kg-1硒時(shí),黑木耳將培養(yǎng)基中的基質(zhì)轉(zhuǎn)化為自身菇體的能力最強(qiáng),但過量施硒卻抑制了食用菌的這種能力。
2.3富硒栽培對(duì)黑木耳子實(shí)體中硒含量的影響
富硒栽培對(duì)黑木耳子實(shí)體中硒含量影響見表3。
表3 富硒栽培對(duì)黑木耳子實(shí)體中硒含量的影響Tab.3 Effect of different Se concentration on Se contents of Auricularia auricula fruit bodies
由表3可見,在常規(guī)培養(yǎng)基中施加一定濃度的硒溶液可影響黑木耳子實(shí)體中的硒含量。培養(yǎng)基料中加入硒溶液可明顯提高黑木耳子實(shí)體中的硒含量。子實(shí)體中硒含量隨著硒濃度的增加而增加,尤其是當(dāng)硒施入濃度為50 mg·kg-1時(shí),子實(shí)體中的硒含量相對(duì)于不加硒增加的幅度最大。隨著培養(yǎng)基中硒濃度的進(jìn)一步加大,子實(shí)體對(duì)硒的富集增量減小。這可能與過量的硒施入影響了黑木耳菌體的自身代謝有關(guān)。
自然界中的硒多以無機(jī)鹽形式存在,無機(jī)硒均為劇毒,且不易被人體吸收,有機(jī)硒對(duì)動(dòng)物的毒性明顯低于無機(jī)硒,且生物利用率高[8-9]。有機(jī)硒主要以硒蛋白及硒多糖的形式存在,而食用菌菌絲體和子實(shí)體中富含蛋白質(zhì)和多糖,利用食用菌作為富硒載體,可以將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為蛋白硒和多糖硒[10-11]。另外,食用菌能利用廉價(jià)的農(nóng)副產(chǎn)品快速生長(zhǎng),收獲周期短,培養(yǎng)方便。因此,食用菌的富硒栽培越來越成為富硒產(chǎn)品研究開發(fā)的重點(diǎn)。
該研究表明,黑木耳培養(yǎng)料中添加一定濃度(10 mg·kg-1~50 mg·kg-1) 范圍內(nèi)的外源硒,可以促進(jìn)黑木耳菌絲早定殖、早萌發(fā),縮短菌絲的滿袋時(shí)間。同時(shí)一定量的外源硒在一定程度上促進(jìn)黑木耳子實(shí)體的增產(chǎn)及絕對(duì)生物學(xué)效率的提高。當(dāng)施入硒濃度達(dá)50 mg·kg-1,子實(shí)體產(chǎn)量增產(chǎn)最為明顯,生物學(xué)效率達(dá)到最大。但施入的硒濃度過大(250 mg·kg-1) 時(shí),黑木耳菌絲纖弱,生長(zhǎng)不佳,禿斑明顯,子實(shí)體產(chǎn)量降低。究其原因,硒是細(xì)胞內(nèi)一些酶的重要輔助因子,可激活菌絲細(xì)胞的輔酶,促進(jìn)菌絲的發(fā)育,提高菌絲及子實(shí)體的生物量。當(dāng)培養(yǎng)基中添加適當(dāng)濃度的Na2SeO3時(shí),經(jīng)過一段時(shí)間培養(yǎng),細(xì)胞內(nèi)積累一定無機(jī)硒,此時(shí),菌絲細(xì)胞會(huì)合成大量的蛋白質(zhì)或多糖,與這些無機(jī)硒相結(jié)合[12-13]。然而,當(dāng)培養(yǎng)基中添加高濃度的硒時(shí),菌絲細(xì)胞中積累的無機(jī)硒耗盡了細(xì)胞內(nèi)大量的還原性物質(zhì),阻礙了正常的細(xì)胞代謝,導(dǎo)致菌絲細(xì)胞的裂解和死亡,從而導(dǎo)致菌絲生長(zhǎng)緩慢和子實(shí)體產(chǎn)量的降低。
前人研究表明,黑木耳對(duì)硒具有良好的富集、吸收和轉(zhuǎn)化功能[14-15]。本研究進(jìn)一步證實(shí)了前人的研究成果。在本次試驗(yàn)中,隨著培養(yǎng)基料中外源硒施用濃度的增加,黑木耳子實(shí)體中含硒量升高,并且都達(dá)富硒標(biāo)準(zhǔn)。在適宜硒濃度范圍內(nèi),無機(jī)硒進(jìn)入菌絲后,經(jīng)生物轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒,可促進(jìn)氨基酸和蛋白質(zhì)的合成,進(jìn)而促使氨基酸結(jié)合更多的硒,從而最終表現(xiàn)為子實(shí)體中硒含量的升高。
綜上所述,本研究條件下,在黑木耳栽培料中加入10 mg·kg-1~50 mg·kg-1亞硒酸鈉,對(duì)黑木耳菌絲體及子實(shí)體生長(zhǎng)發(fā)育有明顯促進(jìn)作用,黑木耳的栽培生產(chǎn)能獲得最佳的增產(chǎn)、增收和富硒效果。至于外源硒的最佳施用臨界點(diǎn)仍需進(jìn)一步分析和探討。
[1]王云,魏復(fù)盛.土壤環(huán)境元素化學(xué)[M].北京:中國(guó)環(huán)境出版社,1995.
[2]朱善良.硒的生物學(xué)作用及其研究進(jìn)展[J].生物學(xué)通報(bào),2004,39(6):6-8.
[3]黃春燕,張柏松,萬魯長(zhǎng),等.食用菌富硒培養(yǎng)研究進(jìn)展[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,44(7):81-87.
[4]Gergely V,Kubachka KM,Mounicou S,et al.Selenium speciation in Agaricus bisporus and Lentinula edodes mushroom proteins using multidimensional chromatography coupled to inductively coupled plasma mass spectrometry[J].Journal of Chromatography A,2006,1101(1-2):94-102.
[5]Zhang JS,Wang HL,Bao YP,et al.Nano red elemental selenium has no size effect in the induction of seleno-enzymes in both cultured cells and mice[J].Life Sci,2004(75):237-244.
[6]董雍,李紅強(qiáng),蔣光月.紅色納米硒在水稻和柑橘上的應(yīng)用研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2016,22(7):61-88.
[7]王光亞,周瑞華,陳淑莊,等.生物樣品、水及土壤中痕量硒的熒光測(cè)定法[J].營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào),1985,7(1):39-44.
[8]朱善良.硒的生物學(xué)作用及其研究進(jìn)展[J].生物學(xué)通報(bào),2004,39(6):6-8.
[9]李麗輝,林親錄,陳海軍.硒的生理學(xué)功能及富硒強(qiáng)化食品的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代食品科技,2005,21(3):198-200.
[10]李玲飛,蔡松偉,吳根福.富硒食用菌及其保健功效[J].食藥用菌,2011,19(6):38-43.
[11]韓春華,李明,田景花.食用菌富集微量元素的特性及在栽培中應(yīng)用[J].食用菌,2003(3):2-3.
[12]Zhang JS,Gao XY,Zhang LD,et al.Biological effects of a nano red elemental selenium[J].Biofactors,2001(15):27-38.
[13]Zhang SY,Zhang J,Wang HY,et al.Synthesis of selenium nanoparticles in the presence of polysaccharides[J].Materials Letters,2004(58):2590-2594.
[14]梁英,楊宏志.黑木耳富硒栽培研究[J].食用菌學(xué)報(bào),2000,7(4):34-37.
[15]劉建榮,顧雅君,張瑞英.黑木耳的富硒發(fā)酵[J].河北省科學(xué)院學(xué)報(bào),2014,31(3):63-67.
Effects of Selenium-Enriched Cultivation on Mycelium Growth and Yield of Auricularia auricula
WAN Shui-xia1,2,JIANG Guang-yue1,2
(1.Soil and Fertilizer Research Institute,Anhui Academy of Agricultural Sciences,Hefei 230031,China; 2.Anhui Provincial Key Laboratory of Nutrient Recycling,Resources and Environment,Hefei 230031,China)
The effect of different selenium concentration on mycelium growth and yield of Auricularia auricula and the Se-accumulation ability of A.auricula were studied.Results showed that the biomass of fruit bodies and selenium content of fruit bodies increased along with selenium concentration between 10 mg·kg-1~50 mg·kg-1.And the yield was highest in the treatment with selenium concentration of 50 mg·kg-1.The yield of A.auricula decreased when selenium concentration was more than 50 mg· kg-1.The analysis of selenium content in fruit bodies indicated that A.auricula had strong Se-enriching and Se-enduring ability,and that the Se content of A.auricula fruit bodies was positively correlated to Se-component added.
Auricularia auricula;selenium-enriched cultivation;yield;selenium content;Red Nano-Se
S646.6
A
1003-8310(2016)06-0028-03
10.13629/j.cnki.53-1054.2016.06.006
安徽省2015年科技對(duì)口幫扶項(xiàng)目(1504031180)。
萬水霞(1978-),女,碩士,助理研究員,主要從事農(nóng)業(yè)微生物和農(nóng)業(yè)廢棄物資源化研究。E-mail:wanshuixia2006@126.com
**通信作者:蔣月光(1968-),男,碩士,助理研究員,主要從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化研究及硒元素研究。E-mail:2345678hf@163.com
2016-09-10