天麻共生萌发菌栽培种生产工艺条件优化

天麻共生萌发菌栽培种生产工艺条件优化
程立君;段相程;胡志芳;李世辉;赵艳娟;师睿
【摘要】The best production process conditions for Gastrodia elata seed-germinating strain MY-001 were opti⁃mized. The results showed that the best liquid fermentation conditions were pressure of 0.020MPa,ermented liquid of brown sugar 10g/L,wheat bran 15g/L,peptone 1g/L. The number increasing ofhypha biomass over time accords with the Logisticgrowth model,the observations fit with the logistic equation fitting thehigher value(R2=97.7%),bio⁃mass tends to be stable after fermentation 144h. The optimum cultivation of the substrate were determined fagaceae plant leaves60%,broadleaf sawdust 30%,and wheat bran 10%.%经试验对天麻共生萌发菌MY-001的栽培种生产的工艺条件进行了优化，结果显示，既能降低生产成本又能提高生产效率的液体发酵条件为：液体菌种培养器的气压为0.020MPa，发酵液主要成分中红糖、麦麸和蛋白胨的最佳比例为红糖10g/L、麦麸15g/L、蛋白胨1g/L，萌发菌菌丝生物量随时间的变化符合逻辑斯蒂增长模型，其观测值与逻辑斯蒂方程拟合值的拟合度较高（R2=97.7%），发酵培养144h后生物量趋于稳定，栽培种基质最合适的比例为壳斗科植物树叶60%、阔叶树木屑30%和麦麸10%。

【期刊名称】《安徽农学通报》
【年(卷),期】2016(022)006
【总页数】3页(P17-18,176)
【关键词】天麻;萌发菌;液体发酵;工艺优化
【作者】程立君;段相程;胡志芳;李世辉;赵艳娟;师睿
【作者单位】昭通学院化学与生命科学学院，云南昭通 657000;昭通学院化学与生命科学学院，云南昭通 657000;昭通苹果研究院，云南昭通 657000;昭通学院化学与生命科学学院，云南昭通 657000;昭通学院化学与生命科学学院，云南昭通 657000;昭通学院化学与生命科学学院，云南昭通 657000
【正文语种】中文
【中图分类】S567
天麻（Gastrodia elata Blume）为名贵的传统中药，云南省昭通市是我国公认的天麻道地药材产地，特别是昭通市彝良县小草坝所产的天麻，以优良的品质而驰名中外［1］。

天麻属兰科多年生草本植物，无根、无绿色叶片，不能进行光合作用营自养生活，其种子发芽必需依靠小菇属（Mycena）一类萌发菌侵染后才能正常发芽［2-5］。

笔者前期对昭通小草坝分离的萌发菌进行了筛选和萌发对比实验，并将筛选出的菌株在昭通实施了推广［3］。

随着天麻产业的发展，为加快萌发菌的扩繁，降低生产成本，同时为深入开发利用萌发菌奠定基础，有必要对萌发菌的深层发酵条件进行研究。

1.1 实验材料供试萌发菌菌株为MY-001由昭通学院提供；供试药品磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、氢氧化钠等均为化学纯。

液体发酵设备使用辽宁全禾生物科技有限公司生产的CQY-130型液体菌种培养器。

1.2 实验方法
1.2.1 菌丝生物量测定方法将培养基配置（马铃薯200g、葡萄糖15g、红糖10g、磷酸二氢钾2g、硫酸镁1g、泡敌0.3mL、维生素B1 0.005g）后装入培养
器中，124℃灭菌30min，冷却至25℃后接种1L液体母种，根据实验要求设计
的条件培养完成后，接出1L培养液，摇至菌球在培养液中均匀分布时量取
100mL，抽滤、干燥称取菌丝体的重量，每处理设3个重复。

1.2.2 气压对萌发菌MY-001菌丝生长的影响分别设置液体菌种培养器内的气
压为0.020MPa、0.035MPa、和0.050MPa，参照1.2.1的方法，培养120h后，观察菌球的形态，称取菌丝体的重量，每处理设3个重复。

1.2.3 发酵液成分及比例对萌发菌MY-001菌丝生长的影响根据前期的研究成果，以1L培养基马铃薯100g、葡萄糖15g、磷酸二氢钾2g、硫酸镁1g、泡敌0.3mL、维生素B 0.005g为基础，分别添加红糖0、10g、20g，麦麸10g、15g、20g、25g及蛋白胨0、1g、2g，参照1.2.1的方法，培养120h后，称量菌丝体的生物量，每处理设3个重复。

1.2.4 萌发菌MY-001菌丝生物量生长曲线在以上筛选获得的菌丝最佳条件下
培养，48h后每隔12h参照1.2.1的方法，称取菌丝体的重量，以培养时间为横
坐标，菌丝体生物量为纵坐标绘制生长曲线。

数据分析用软件SPSS13.0进行。

1.2.5 栽培种基质比例对萌发菌MY-001菌丝生长速度的影响萌发菌栽培种培
养基质主要由壳斗科植物树叶、阔叶树木屑及麦麸混合组成，为节省生产成本同时方便野外种植时的使用，以壳斗科植物树叶含量60%为基础，参照表1中的比例
调整木屑和麦麸。

在17cm× 33c m的聚丙烯食用菌袋中装入定量的培养基质，灭菌冷却后，每袋接种20mL液体菌种，25℃培养7d后用记号笔在聚丙烯食用菌
袋上划出菌丝的生长线，并以此为基线，一个月后记录菌丝生长速度和菌落生长特征，每处理设5个重复。

2.1 气压对萌发菌MY-001菌丝生长的影响液体菌种培养器的气压对萌发菌MY-001菌丝生物量的影响见表2。

表2显示，气压对菌丝生物量具有显著影响，在低气压状态时菌球生长状况较好，具有明显的毛刺，静止后悬浮于培养液中，当
气压在0.020～0.035MPa时菌丝生物量之间不存在显著差异，气压在0.020MPa 时达到（0.53± 0.03g）。

2.2 发酵液成分及比例对萌发菌MY-001菌丝生物量的影响发酵液主要成分红糖、麦麸和蛋白胨对萌发菌MY-001菌丝生物量的影响见表3。

由表3可知，在
液体菌种培养器中随着红糖、麦麸和蛋白胨的增加菌丝生物量也在增加，但为降低生产成本又不影响生长效果，最佳比例为红糖10g/L、麦麸15g/L、蛋白胨1g/L。

2.3 萌发菌MY-001菌丝生物量生长曲线由图1可知，萌发菌菌丝生物量生长随时间的变化呈“S”型增长，84h以前为增长延迟期，84～144h为对数增长期，144h以后进入稳定期。

因此，在萌发菌发酵工艺生产过程中，在发酵培养144h
即可获得较高的生物量。

采用SPSS13.0进行分析，平均生物量（Y）与发酵时间（X）的关系符合逻辑斯蒂曲线模型（F=426.203，P=0.000＜0.01），数学模型为，产孢量的实际观测值与数学模拟值能够较好的重合（图1），模型确定系数
R2达97.7%，所获得的参数能通过t检验（t=3.418，P=0.007＜0.01）。

2.4 栽培种基质比例对萌发菌MY-001菌丝生长速度的影响栽培种基质的不同比例对萌发菌MY-001菌丝生长速度的影响见表4。

表4显示，基质主要成分壳
斗科植物树叶、阔叶树木屑和麦麸各占60%、25%和15%时菌丝生长速度最快，达（0.52±0.02）cm/d，但考虑到降低生产成本又不显著影响菌丝生长效果，当
壳斗科植物树叶、阔叶树木屑和麦麸各占60%、30%和10%时，菌丝日均生长速度为（0.48±0.05）cm/d，与1#相比不存在显著差异，但成本较低。

注：菌丝生物量由平均值±标准误差（SE）表示；不同大写字母表示差异显著（P
＜0.05）。

序号3# 4# 5#基质成分比例（%）树叶60 60 60木屑30 35 40麦麸10 50菌丝日均生长速度（cm/d）0.48±0.05 0.43±0.03 0.33±0.05差异显著性AB BB
3 讨论与结论
目前在各天麻产区菌种的需求量日益扩大，随着生物发酵工程技术的发展，由于液体发酵具有生产成本低、时间短、生产快、污染少等特点，将取代传统、朴素的固体制种技术成为趋势［6］。

本研究通过对天麻共生萌发菌MY-001的深层发酵条件工艺的优化，筛选合适的发酵条件对产业的发展具有重要意义。

研究结果显示，既能降低生产成本又能提高生产效率的液体发酵条件为：液体菌种培养器的气压为0.020MPa；发酵液主要成分红糖、麦麸和蛋白胨最佳比例为红糖10g/L、麦麸15g/L、蛋白胨1g/L；萌发菌菌丝生物量随时间的变化符合逻辑斯蒂增长模型，其观测值与逻辑斯蒂方程拟合值的拟合度较高（R2=97.7%），发酵培养144h后生物量趋于稳定；栽培种基质中使用壳斗科植物树叶的天麻种子萌发效果较好，能促进种子的萌发［2］，因此选用壳斗科植物的树叶作为主要成分，经筛选最合适的比例为壳斗科植物树叶60%、阔叶树木屑30%和麦麸10%。

参考文献
（责编：张宏民）
Optimizing the Gastrodia elata Seed-germinating Strains Production Process
Cheng Lijun1et al.（1College of Chemistry and Life Sciences，Zhaotong University，Zhaotong 657000，China）
Abstract：The best production process conditions for Gastrodia elata seed-germinating strain MY-001 were opti⁃mized. The results showed that the best liquid fermentation conditions were pressure of 0.020MPa，ermented liquid of brown sugar 10g/L，wheat bran 15g/L，peptone 1g/L. The number increasing ofhypha biomass over time accords with the
Logisticgrowth model，the observations fit with the logistic equation fitting thehigher value（R2=97.7%），bio⁃mass tends to be stable after fermentation 144h. The optimum cultivation of the substrate were determined fagaceae plant leaves60%，broadleaf sawdust 30%，and wheat bran 10%.
Key words：Gastrodia elata；Germinating strain；Liquid fermentation；Process optimization
作者简介：程立君（1986-），男，湖南岳阳人，硕士，助教，从事食用菌与中草药资源开发等研究工作。

收稿日期：2016-03-08
基金项目：云南省高校昭通高原特色农产品工程研究中心项目（16002）。

中图分类号S567
文献标识码 A
文章编号1007-7731（2016）06-17-03
目前在各天麻产区菌种的需求量日益扩大，随着生物发酵工程技术的发展，由于液体发酵具有生产成本低、时间短、生产快、污染少等特点，将取代传统、朴素的固体制种技术成为趋势［6］。

本研究通过对天麻共生萌发菌MY-001的深层发酵条件工艺的优化，筛选合适的发酵条件对产业的发展具有重要意义。

研究结果显示，既能降低生产成本又能提高生产效率的液体发酵条件为：液体菌种培养器的气压为0.020MPa；发酵液主要成分红糖、麦麸和蛋白胨最佳比例为红糖10g/L、麦麸15g/L、蛋白胨1g/L；萌发菌菌丝生物量随时间的变化符合逻辑斯蒂增长模型，其观测值与逻辑斯蒂方程拟合值的拟合度较高（R2=97.7%），发酵培养144h后生物量趋于稳定；栽培种基质中使用壳斗科植物树叶的天麻种子萌发效果较好，能
促进种子的萌发［2］，因此选用壳斗科植物的树叶作为主要成分，经筛选最合适的比例为壳斗科植物树叶60%、阔叶树木屑30%和麦麸10%。

【相关文献】
［1］李德勋，张观敏，马跃新.昭通天麻的原植物调查与鉴定［J］.现代中药研究与实践，2005，19（1）：29-31.
［2］徐锦堂.中国天麻栽培学［M］.北京：北京医科大学中国协和医科大学联合出版社，1993：1-99.
［3］杨世林，兰进，徐锦堂.天麻的研究进展［J］.中草药，2000，3（1）：66-69.
［4］徐锦堂，郭顺星，范黎，等.天麻种子与小菇属真菌共生萌发的研究［J］.菌物系统，2001，20（1）：137-141.
［5］郭顺星，王秋颖.促进天麻种子萌发的石斛小菇优良菌株特性及作用［J］.菌物系统，2001，20（3）：408-412.
［6］林静，赵萍，何莉莉，等.食用菌液体菌种培养器的设计［J］.农机化研究，2007（9）：105-108.。