杏鮑菇液體菌種發(fā)酵過(guò)程相關(guān)指標(biāo)變化規(guī)律

周峰 王濤 李玉

摘要 [目的]研究杏鮑菇液體菌種發(fā)酵過(guò)程相關(guān)指標(biāo)變化規(guī)律，以進(jìn)一步有效指導(dǎo)杏鮑菇液體生產(chǎn)。[方法]對(duì)杏鮑菇液體菌種發(fā)酵罐培養(yǎng)過(guò)程中菌絲量、CO2濃度及pH的變化規(guī)律進(jìn)行研究。[結(jié)果]菌絲量與CO2濃度變化基本符合微生物增長(zhǎng)的“S”型曲線。培養(yǎng)初期菌絲量增長(zhǎng)緩慢，第4～8天快速增長(zhǎng)，增長(zhǎng)量維持在0.5 g/L以上；第9天后菌絲量增長(zhǎng)速度趨于緩慢，菌絲量也逐漸趨于平穩(wěn)，培養(yǎng)后期菌絲量略有下降。培養(yǎng)過(guò)程中pH變化較小，從培養(yǎng)初期到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，pH下降幅度不超過(guò)0.50。[ 結(jié)論]液體菌種發(fā)酵時(shí)間以8～9 d為宜。

關(guān)鍵詞 杏鮑菇；液體菌種；菌絲量；CO2濃度；pH

中圖分類號(hào) S646.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）18-0009-02

Abstract [Objcctive] To study the variation rule of the relative index during Pleurotus eryngii liquid fermentation process，in order to effectively guide industrial cultivation of Pleurotus eryngii. [Method]Study on the variation of the mycelium amount， concentration of CO2 and pH value during industrial cultivation of Pleurotus eryngii was carried out. [Result]During the culture of mycelium， the change of mycelium amount and the concentration of CO2 accorded with the S type growth curve， and the 4th-8th days was the period of logarithmic phase with the growth amount of mycelium 0.5 g/L per day. After 9 days， mycelium growth tended to slow， by the end of the mycelium cultivation， mycelium started slightly decreased. The pH value of medium changed slightly in 0.5 during the mycelium cultivation. [Conclusion]Three groups of parameters showed that the liquid strain fermentation time should be 8 to 9 days.

Key words Pleurotus eryngii；Liquid spawn； Mycelium amount；CO2 concentration；pH

杏鮑菇[Pleurotus eryngii（DC：Fr.）Quèl.]，學(xué)名刺芹側(cè)耳，隸屬于擔(dān)子菌綱傘菌目側(cè)耳（平菇） 科側(cè)耳（平菇） 屬[1]。杏鮑菇肉質(zhì)肥厚，質(zhì)地脆嫩，口感獨(dú)特，是味道優(yōu)美的菇類之一，被稱為“平菇王”“干貝菇”。因其子實(shí)體具有杏仁的香味和鮑魚(yú)的口感，福建、臺(tái)灣稱為杏仁鮑魚(yú)菇，簡(jiǎn)稱杏鮑菇[2]。

液體菌種具有制種周期短、接種效率高、定殖封面快、發(fā)菌周期短、菌齡一致、污染率低和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合食用菌規(guī)?；⒐S化生產(chǎn)，已成為食用菌制種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。目前使用液體菌種的食用菌已有50 余種[3]，郭團(tuán)玉等[4]

利用液體菌種與固體菌種進(jìn)行杏鮑菇栽培試驗(yàn)，結(jié)果表明，液體菌種栽培比固體菌種栽培更具有優(yōu)勢(shì)，除發(fā)菌快、菌齡縮短外，液體菌種出菇整齊、轉(zhuǎn)潮快、畸形菇率低、品質(zhì)檔次較高。馬立芝[5]用液體菌種生產(chǎn)杏鮑菇生物學(xué)效益可達(dá)80%～100%，總產(chǎn)量提高4.25%。筆者對(duì)杏鮑菇液體菌種發(fā)酵罐培養(yǎng)周期的菌絲含量、pH、CO2濃度變化規(guī)律進(jìn)行研究，以期為杏鮑菇液體菌種制備提供參考。

1 材料與方法

1.1 菌株 國(guó)森1號(hào)，2011年上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所雜交后系統(tǒng)選育。

1.2 培養(yǎng)基制備

1.2.1 試管或平皿母種培養(yǎng)基。采用PDA培養(yǎng)基：馬鈴薯（去皮）200 g，葡萄糖20 g，瓊脂條（粉）15～20 g，水1 000 mL，pH自然?？蛇m當(dāng)提高培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分[6]，菌絲生長(zhǎng)速度比普通PDA更快。

1.2.2 三角瓶液體母種培養(yǎng)基。培養(yǎng)基：白砂糖20 g/L，豆粕粉3 g/L，酵母浸粉2 g/L，磷酸二氫鉀0.8 g/L，硫酸鎂0.7 g/L。其中，豆粕經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后過(guò)100 目篩備用。裝瓶量為250 mL搖瓶裝液量150 mL。同時(shí)，三角瓶中放1粒38 mm×3.5 mm的磁力攪拌子[7]。

每搖瓶接種4～5 塊0.5 cm2大小的PDA母種培養(yǎng)基。培養(yǎng)溫度22 ℃，搖床轉(zhuǎn)速140 r/min，培養(yǎng)7～10 d。搖瓶結(jié)束后，磁力攪拌器攪拌3～4 h，將菌絲充分打碎后接入發(fā)酵罐，增加萌發(fā)點(diǎn)。

1.2.3 發(fā)酵罐液體菌種培養(yǎng)基。培養(yǎng)基配方同“1.2.2”。將白砂糖、豆粕粉、KH2PO4、MgSO4放入容器內(nèi)，加適量水充分?jǐn)嚢杌靹?，過(guò)30目篩，再倒入發(fā)酵罐中，定容至250 L，并加入12.5 mL硅酮乳液型消泡劑，121 ℃滅菌2 h，滅菌后通入無(wú)菌空氣，保持正壓，淋水冷卻。待培養(yǎng)基溫度降至25 ℃以下時(shí)，接入三角瓶液體母種。接種時(shí)，通入無(wú)菌空氣使發(fā)酵罐內(nèi)保持正壓，在FFU層流罩下火焰接種，22 ℃通氣培養(yǎng)15 d。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵罐培養(yǎng)過(guò)程中菌絲量的變化。

接種后每隔12 h從發(fā)酵罐接種口在無(wú)菌操作下，取樣測(cè)定發(fā)酵液的菌絲量。取100 mL菌液，使用80目無(wú)紡布過(guò)濾，反復(fù)洗滌，放入65 ℃烘干至恒重，稱其質(zhì)量，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.2 發(fā)酵罐培養(yǎng)過(guò)程中pH的變化。取樣時(shí)間與方法同“1.3.1”，使用Sartorius PB-10型pH計(jì)測(cè)定所取發(fā)酵液的pH，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.3 發(fā)酵罐培養(yǎng)過(guò)程中排出氣體CO2濃度的變化。

取經(jīng)高壓滅菌聚丙烯栽培袋一個(gè)，保證袋內(nèi)所有氣體排出，將袋子套在發(fā)酵罐的出氣口收集發(fā)酵罐排出的氣體，然后迅速扎上袋口并將Testo 535 型CO2測(cè)定儀探頭伸入袋中測(cè)定CO2含量，待測(cè)定儀讀數(shù)趨于穩(wěn)定時(shí)記錄所測(cè)數(shù)值。測(cè)定時(shí)間同“1.3.1”，重復(fù)3次，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌絲量的變化

由圖1可知，前3 d菌絲量增長(zhǎng)緩慢，至第3天僅0.56 g/L；第4天開(kāi)始快速增長(zhǎng)，增至1.01 g/L，第4～8天菌絲增長(zhǎng)量維持在0.5 g/（L·d）以上；第9天后菌絲量增長(zhǎng)速度開(kāi)始緩慢，菌絲量也逐漸趨于平穩(wěn)，培養(yǎng)后期菌絲量略有下降。由此可知，杏鮑菇發(fā)酵罐菌絲量變化規(guī)律基本符合生物界群體增長(zhǎng)的“S”型曲線。在培養(yǎng)初期，杏鮑菇菌絲由三角瓶培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐培養(yǎng)基，此時(shí)杏鮑菇菌絲體處于適應(yīng)新環(huán)境的過(guò)程，參加細(xì)胞內(nèi)代謝的酶類需要再調(diào)節(jié)以適應(yīng)新的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸系統(tǒng)，因而此時(shí)菌絲量的增加并不明顯。當(dāng)菌種適應(yīng)新的培養(yǎng)基時(shí)，生長(zhǎng)速率加快，單位時(shí)間細(xì)胞增加的數(shù)量保持恒定，增長(zhǎng)速率也達(dá)到最大值，即進(jìn)入了對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。隨著培養(yǎng)基內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗和發(fā)酵代謝產(chǎn)物的積累，菌絲生長(zhǎng)速度下降，當(dāng)細(xì)胞增加的速度與細(xì)胞死亡的速度持平時(shí)，菌絲量達(dá)到平衡。隨著時(shí)間的推移，培養(yǎng)基內(nèi)因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗過(guò)多而不能維持細(xì)胞增加與死亡的平衡時(shí)，整個(gè)發(fā)酵液內(nèi)的菌絲便進(jìn)入衰亡期。

2.2 排出氣體CO2濃度的變化

由圖2可知，無(wú)菌空氣CO2濃度為500～600 mg/L，剛接完種時(shí)（即0 d）CO2濃度為50 mg/L左右，這是由于CO2在水中有一定的溶解度，而此時(shí)菌絲體的呼吸強(qiáng)度極弱。隨著菌絲體的增長(zhǎng)，呼吸作用加強(qiáng)，以及水中CO2的飽和，排氣CO2濃度逐漸上升，第2～4天CO2濃度基本維持在400～650 mg/L，這與圖1中菌絲量生長(zhǎng)曲線的調(diào)整期相符，此時(shí)菌體的呼吸仍較弱。第4天后隨著菌絲體生長(zhǎng)進(jìn)入對(duì)數(shù)期，菌絲體含量迅速增加，呼吸產(chǎn)生更多的CO2。第8～11天CO2濃度維持在1 700 mg/L以上，此時(shí)菌體生長(zhǎng)處于穩(wěn)定期，細(xì)胞產(chǎn)生數(shù)量與衰亡數(shù)量基本持平，呼吸產(chǎn)生CO2濃度也趨于穩(wěn)定。11 d后CO2濃度呈下降趨勢(shì)，表明菌體生長(zhǎng)進(jìn)入了衰亡期。

2.3 pH的變化

由圖3可知，在整個(gè)發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)液pH變化較小。接種初期pH為6.26，在培養(yǎng)初期即前3 d，pH基本不變，維持在6.20以上，第4天后隨著菌絲體快速生長(zhǎng)，代謝產(chǎn)物有所積累，pH略有下降，第9天下降至6.10以下，隨著菌絲體生長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期與衰亡期，代謝產(chǎn)物或分泌物的積累，pH下降速度變快，第11天下降至6.00以下，第15天下降至5.85左右。

3 結(jié)論與討論

杏鮑菇液體菌種在發(fā)酵罐培養(yǎng)過(guò)程中，pH變化較小，從培養(yǎng)初期到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，pH下降幅度不超過(guò)0.50。培養(yǎng)期間CO2濃度變化曲線與菌體生長(zhǎng)的調(diào)整期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期相符合，基本符合微生物增長(zhǎng)的“S”型曲線，如果某個(gè)時(shí)期CO2濃度突然異常升高，則可能是雜菌污染，一般是細(xì)菌，此時(shí)發(fā)酵罐培養(yǎng)液應(yīng)作廢并及時(shí)清理。在生產(chǎn)中， CO2濃度可作為發(fā)酵罐培養(yǎng)液是否正常生長(zhǎng)的一個(gè)輔助指標(biāo)，CO2濃度在1 700 mg/L以上時(shí)為對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，即最佳接種

期，對(duì)數(shù)期接種下一級(jí)培養(yǎng)基時(shí)可立即生長(zhǎng)，縮短調(diào)整期[8]。

菌絲量、pH、排出氣體CO2濃度是食用菌工廠化生產(chǎn)企業(yè)較容易檢測(cè)的指標(biāo)，菌絲量反映了菌絲體在液體培養(yǎng)基中的含量，CO2濃度反映了菌絲的呼吸狀況。杏鮑菇液體菌種發(fā)酵過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)菌絲含量、CO2濃度和pH，不需要特殊的儀器和繁瑣的試驗(yàn)步驟，可以更好地指導(dǎo)杏鮑菇企業(yè)的液體菌種生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃年來(lái).一種市場(chǎng)前景看好的珍稀食用菌——杏鮑菇[J].中國(guó)食用菌，1998，17（6）：3-4.

[2] 李月桂，江旺坤，阮時(shí)珍，等.杏鮑菇袋式工廠化周年栽培技術(shù)[J].食藥用菌，2011，19（1）：45 -46.

[3] 張勝友.中國(guó)液體菌種生產(chǎn)新技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010：1-2.

[4] 郭團(tuán)玉，陳峰，陳錫雄.杏鮑菇液體菌種培養(yǎng)及應(yīng)用初探[J].食用菌，2006，28（5）：25-27.

[5] 馬立芝.杏鮑菇液體菌種培養(yǎng)及貯藏工藝的研究[D].北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2005.

[6] 田景花，李明，王俊玲，等.杏鮑菇菌種培養(yǎng)基配方篩選研究[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，27（2）：25-28.

[7] 王濤，李玉，周峰，等.適于液體菌種生產(chǎn)的杏鮑菇優(yōu)良菌株篩選[J].食藥用菌， 2014，22（2）：86-88.

[8] 韓德權(quán)，王莘.微生物發(fā)酵工藝學(xué)原理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013：68.