營養(yǎng)液p H值對香菇菌絲生物量的影響*

董浩然 周 峰 李 玉 李正鵬 姜 寧

（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，農(nóng)業(yè)部南方食用菌資源利用重點實驗室，國家食用菌工程技術(shù)研究中心，上海市農(nóng)業(yè)遺傳育種重點開放實驗室，上海 奉賢201403）

香菇（Lentinula edodes）是我國食用菌類大宗栽培種屬，因其風(fēng)味獨特且具有藥用價值廣受消費者喜愛[1]。近年來，隨著食用菌工廠化栽培技術(shù)的發(fā)展，香菇的生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)量逐年增加。2019年我國香菇全年總產(chǎn)量1 151.9萬t，占食用菌總產(chǎn)量的29.28%。目前，香菇的生產(chǎn)模式主要是代料栽培，因而菌棒質(zhì)量直接影響到香菇菌絲的萌發(fā)、生長及后期的出菇質(zhì)量。衡量菌棒質(zhì)量的主要指標包括養(yǎng)分含量、水分含量、pH值等。pH值是反應(yīng)菌棒質(zhì)量及培養(yǎng)條件的重要指標之一[2]，不同種類的食用菌其菌絲生長要求的pH值不同[3]。一般香菇、平菇（Pleurotusostreatus）、金針菇（Flammulina velutipes）等木腐菌適宜在偏酸的環(huán)境中生長，而草菇（Volvariellavolvacea）、大球蓋菇（Stropharia rugosoannulata）等草腐菌的生長環(huán)境要求偏堿性。適宜的pH值能促進菌絲快速生長，提高菌絲生物量，反之則會影響菌絲的萌發(fā)、生長。另外，基質(zhì)的pH值隨著食用菌的生長不斷下降，最終維持在4.0左右。有學(xué)者認為，基質(zhì)的pH值達到4.0可作為香菇菌棒生理成熟的指標之一[4]。

香菇工廠化生產(chǎn)中，通常在培養(yǎng)料中添加一定量的碳酸鈣、石灰等，以維持培養(yǎng)料適宜的pH值。但學(xué)者們對于香菇菌絲生長的最適pH值有爭議。為此我們于2018年對適宜香菇菌絲生長的pH值范圍開展了研究，以期為工廠化菌棒生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試香菇菌種為滬香F2，由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗設(shè)在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所實驗室。用直徑5 mm打孔器在活化且已長滿滬香F2菌絲的培養(yǎng)皿邊緣均勻打孔，取12塊菌種接入含250 mL營養(yǎng)液的500 mL三角瓶中，用磁力攪拌器攪拌1 h，將菌塊打碎混勻后置于160 rpm/min、25℃環(huán)境中培養(yǎng)12 d，獲得滬香F2種子液。將種子液按5%的接種量接入含125 mL營養(yǎng)液的250 mL三角瓶中，營養(yǎng)液的pH值分別用草酸、酒石酸、檸檬酸、磷酸調(diào)節(jié)，每種酸的營養(yǎng)液pH值設(shè)置4個梯度，即ck（5.9）、A（5.6）、B（5.3）、C（5.0），共計16個處理，每個處理接種3瓶。接種完成后，將三角瓶置于160 rpm/min、25℃環(huán)境中培養(yǎng)12 d收獲菌絲，測量菌絲干重。用pH計分別測定滅菌前營養(yǎng)液、滅菌后營養(yǎng)液及培養(yǎng)結(jié)束后的營養(yǎng)液pH值，每個處理3次重復(fù)，取平均值。營養(yǎng)液配方為紅糖20 g、酵母粉2 g、豆粉6 g、KH2PO41 g，MgSO41 g，溶于1 L蒸餾水。采用Excel 2019軟件進行數(shù)據(jù)處理，利用SPSS統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理，利用origin 2018進行圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫滅菌對營養(yǎng)液p H值的影響

高溫滅菌對營養(yǎng)液pH值的影響見圖1、圖2。

圖1 滅菌前及滅菌后營養(yǎng)液的p H值

由圖1可知，高溫滅菌顯著影響營養(yǎng)液的pH值，各調(diào)節(jié)酸處理滅菌后營養(yǎng)液的pH值變化略有差異。添加草酸、酒石酸處理，滅菌后營養(yǎng)液的pH值降低；添加檸檬酸、磷酸處理，滅菌后營養(yǎng)液pH值升高。不考慮酸的種類，將ck、A、B、C處理滅菌前后的營養(yǎng)液pH值做變異系數(shù)分析（見圖2）可知，對照處理（ck）滅菌前后營養(yǎng)液的pH值變異系數(shù)較大，A、B、C處理的pH值變異系數(shù)相對較小，說明酸不僅可調(diào)節(jié)營養(yǎng)液pH值，還對pH值的變化起到一定的緩沖作用。

圖2 滅菌前后營養(yǎng)液p H值的變異系數(shù)

2.2 液體菌種培養(yǎng)完成后營養(yǎng)液的p H值

液體菌種培養(yǎng)完成后營養(yǎng)液的pH值見圖3。

圖3 液體菌種培養(yǎng)完成后營養(yǎng)液的p H值

由圖3可知，香菇液體菌種培養(yǎng)結(jié)束后，營養(yǎng)液pH值穩(wěn)定在3.8～4.2之間。添加磷酸的各處理間最終營養(yǎng)液pH值差異顯著，且隨著初始營養(yǎng)液pH值的降低，最終營養(yǎng)液pH值呈逐漸降低趨勢；添加草酸、酒石酸及檸檬酸的各處 理間營養(yǎng)液最終pH值差異不顯著。

2.3 營養(yǎng)液p H值對菌絲生物量的影響

營養(yǎng)液pH值對菌絲生物量的影響見圖4。

圖4 各處理菌絲生物量

由圖4可知，營養(yǎng)液初始pH值顯著影響菌絲生物量，隨著營養(yǎng)液初始pH值的降低，菌絲生物量總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。除草酸處理外，營養(yǎng)液初始pH值為5.6時，菌絲生物量最大；營養(yǎng)液初始pH值為5.0時，菌絲生物量較低，分別為添加草酸處理的3.90 g/L、添加酒石酸處理的2.73 g/L、添加檸檬酸處理的4.48 g/L、添加磷酸處理的4.46 g/L。同對照（ck）處理比較，添加酒石酸處理的菌絲生物量降幅最大，為39.42%，其余依次為添加草酸處理（24.36%）、添加檸檬酸處理（8.43%）、添加磷酸處理（3.55%）。

2.4 滅菌前后營養(yǎng)液p H值與菌絲生物量的關(guān)系

滅菌前后營養(yǎng)液pH值與菌絲生物量的關(guān)系見圖5。

圖5 滅菌前后營養(yǎng)液p H值與菌絲生物量關(guān)系

通過擬合得出營養(yǎng)液pH值與最終菌絲生物量之間符合一元二次方程關(guān)系。由圖5可知，培養(yǎng)液初始pH值在5.5～5.6之間，菌絲生物量較大，為較適宜pH值范圍。

3 討論

高溫滅菌不僅能有效殺死培養(yǎng)基質(zhì)中的雜菌，降低菌種接種后的污染率，而且還能引發(fā)基質(zhì)內(nèi)部養(yǎng)分含量[5]、pH值[3]等的變化。試驗結(jié)果表明，滅菌后各處理營養(yǎng)液的pH值均發(fā)生變化。由于對照（ck）處理酸性調(diào)節(jié)物添加較少，其變異系數(shù)明顯大于其他處理，說明酸在調(diào)節(jié)營養(yǎng)液pH值的同時還對pH值的變化起到一定的緩沖作用。

不同學(xué)者對香菇菌絲培養(yǎng)營養(yǎng)液最適pH值存在不同意見。段應(yīng)策等[6]認為香菇菌絲生長的最適pH值為4.0，楊順強等[7]、Aminuddin等[8]認為香菇菌絲生長的最適pH值為6.0，萬洪善[9]測定出香菇菌絲生長的最適pH值為5.6。出現(xiàn)以上差異的原因可能來自于菌株之間的差異。本研究結(jié)果表明，滬香F2菌絲生長的適宜營養(yǎng)液初始pH值為5.5～5.6，菌絲生長過程中菌絲會通過分泌草酸降低環(huán)境的pH值，最終營養(yǎng)液pH值維持在3.8～4.2之間。

酸性物質(zhì)可影響菌絲生長。研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)料中添加一定量的檸檬酸能促進雙孢蘑菇（Agaricusbisporus）菌絲生長[10]，適宜濃度的草酸、酒石酸可顯著提高刺芹側(cè)耳（Pleurotuseryngii）菌絲生物量[11]。本試驗結(jié)果表明，不同的酸性物質(zhì)對香菇菌絲生長的影響有一定的差異。草酸調(diào)節(jié)的營養(yǎng)液pH值在5.3～5.9范圍內(nèi)，菌絲生物量無顯著差異，當pH值為5.0時，菌絲生物量顯著降低；酒石酸及磷酸調(diào)節(jié)的營養(yǎng)液pH值在5.6時，菌絲生物量顯著高于其他pH值處理，當pH值為5.0時，菌絲生物量最低，其中添加酒石酸處理的菌絲生物量下降最大，較對照（ck）處理減少39.42%。由此可見，在營養(yǎng)充足的條件下，香菇液體菌種最終菌絲生物量與營養(yǎng)液初始pH值及調(diào)節(jié)pH值所用的酸有關(guān)。

4 結(jié)論

香菇液體菌絲可在營養(yǎng)液pH值5.0～5.9的范圍內(nèi)生長，最適pH值為5.6；營養(yǎng)液pH值為5.0時，菌絲生物量顯著降低。用草酸和檸檬酸調(diào)節(jié)營養(yǎng)液初始pH值時，香菇菌絲生長的適宜pH值范圍較廣，為5.6～5.9；用酒石酸及磷酸調(diào)節(jié)營養(yǎng)液初始pH值時，最適pH值為5.6。