增菇激活酶对香菇生长的促进作用
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增菇激活酶对香菇生长的促进作用
张贺迎;骆俊棉;袁二影;耿立朵;武金霞
【摘要】在配制香菇菌袋栽培料时添加0.2%(质量分数)增菇激活酶,研究增菇激活酶对菌丝生长周期、菌丝胞外酶活力、栽培料理化指标、生物学效率及子实体营养成分的影响.实验结果表明,添加增菇激活酶组的菌丝满袋时间为70 d,比对照组提前15d.在菌丝转色期,增菇激活酶组菌丝纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶活力持续增加,且显著高于对照组.出菇后采收子实体,增菇激活酶组的生物学效率达96.75%,比对照组提高21.99%,子实体营养成分略高于对照组,无显著差异.
【期刊名称】《河北大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2019(039)002
【总页数】5页(P183-187)
【关键词】香菇;增菇激活酶;酶活力
【作者】张贺迎;骆俊棉;袁二影;耿立朵;武金霞
【作者单位】河北大学生命科学学院,河北保定071002;河北大学生命科学学院,河北保定071002;河北大学生命科学学院,河北保定071002;河北大学生命科学学院,河北保定071002;河北大学生命科学学院,河北保定071002
【正文语种】中文
【中图分类】S646.12
香菇(Lentinula edodes)属担子菌门(Basidiomycota)伞菌纲(Agaricomycetes)伞
菌目(Agaricales)小皮伞科(Marasmiaceae)香菇属(Lentinus)[1].香菇肉质肥厚,香
气独特,滋味鲜美且具有较高的营养价值、药用价值和保健价值,被誉为“菇中皇后”[2].香菇干品中蛋白质质量分数为18%,比平菇、银耳等其他食用菌的蛋白质含量高很多[3].香菇中含有组成蛋白质的20种基本氨基酸[4],还富含香菇多糖[5]、不饱和脂肪酸和多种酶类[6],可调节免疫力[7],具有降血压、降血脂、抗肿瘤和
预防动脉粥样硬化及肝硬化的作用,对糖尿病、肺结核及一些炎症的治疗起作用[8].
增菇激活酶是食用菌行业最先利用激活酶技术从多角度提高食用菌生产效率的生物技术产品,由微生物发酵产生的多种大分子分解酶以及酶基因表达的诱导剂和酶的激活剂组成.本实验室曾将其应用于白色金针菇生产实验,在栽培料中添加
0.3%(质量分数)增菇激活酶,菌丝生长周期提前14 d,纤维素降解率提高
19.14%,生物学效率提高8.39%,蛋白质质量分数提高0.96%,游离氨基酸质量分数提高0.75 mg/g[9].作者又将增菇激活酶应用于香菇大规模栽培,研究了增菇激活酶对香菇菌丝酶活力、栽培料理化指标、发菌周期、生物学效率及子实体主要营养成分含量的影响,为缩短香菇栽培周期提供了新方法.
1 实验材料
1.1 材料、试剂及培养基
1.1.1 材料
香菇0912,河北大学生物技术研究中心保藏;增菇激活酶,保定康而沃生物科技有限公司提供.
1.1.2 试剂
羧甲基纤维素钠,Biotopped公司;酪蛋白,SIGMA公司;3,5-二硝基水杨酸,SIGMA公司.
1.1.3 培养基
菌袋栽培料(质量分数):木屑79%,麸皮20%,石膏1%,增菇激活酶0.2%. 1.2 仪器与设备
721可见分光光度计;干燥箱;离心机;LRH-150B生化培养箱;摇床;超净工作台.
2 实验方法
按配方配制菌袋栽培料,装袋(宽15 cm,长55 cm),灭菌,冷却,采用侧面打穴法接入固体菌种,对照组和增菇激活酶组各5 000棒(河北省阜平县某香菇基地),在适宜条件下培养,记录对照组和增菇激活酶组菌丝满袋时间.
2.1 菌丝胞外酶活力的测定
待菌丝满袋后,随机抽取对照组和增菇激活酶组各50个菌棒,在菌丝满袋到转色完成期间每周取样1次,测定菌丝的纤维素酶[10]、蛋白酶[11]和淀粉酶活力. 2.2 栽培料理化指标的测定
待菌丝满袋后,随机抽取对照组和增菇激活酶组各50个菌棒,在菌丝满袋到转色完成期间每周取样1次,测定栽培料的纤维素含量[12]、木质素含量和蛋白质含量[13].
2.3 子实体大小的测定
待出菇后,随机抽取增菇激活酶组和对照组各50个菌棒,采集棒上所有子实体,测定每一个子实体的菌柄长度、菌盖直径和重量,计算生物学效率.
2.4 子实体营养成分的测定
子实体烘干至恒重,粉碎过60目(孔径0.25 mm)筛,测定子实体中纤维素、蛋白质、总糖和游离氨基酸含量.
3 结果与分析
3.1 增菇激活酶对菌丝满袋时间的影响
增菇激活酶组的菌棒菌丝长满菌袋时间为70 d,对照组菌棒菌丝长满菌袋时间为
85 d,可见,在配制栽培料时添加增菇激活酶能激活菌丝活力,使菌丝满袋的时间缩短15 d.
3.2 增菇激活酶对菌丝胞外酶活力的影响
3.2.1 纤维素酶活力
在菌丝满袋后继续培养至完成转色,增菇激活酶组与对照组菌丝的纤维素酶活力均随着时间的延长而升高,呈现前期酶活力缓慢升高,后期酶活力升高较为明显(图1),2组的变化趋势基本一致,但增菇激活酶组菌丝的纤维素酶活力数值显著高于对照组(P<0.05).
3.2.2 蛋白酶活力
在菌丝满袋后继续培养至完成转色,2组菌丝的蛋白酶活力变化趋势均随着培养时间延长而不断升高,但对照组菌丝的蛋白酶活力升高缓慢,增菇激活酶组菌丝的蛋白酶活力升高幅度较大(图2).与对照组相比较,菌丝满袋后,增菇激活酶组菌丝的蛋白酶活力显著高于对照组(P<0.05),继续培养2周后至转色,增菇激活酶组菌丝的蛋白酶活力升高的幅度更大,差异极显著(P<0.01).
*表示对结果影响显著(P<0.05).图1 纤维素酶活力变化Fig.1 Variation of cellulase activities in cultivation materials
*表示对结果影响显著(P<0.05);**表示对结果影响极显著(P<0.01).图2 蛋白酶活力变化Fig.2 Variation of protease activities in cultivation materials
3.2.3 淀粉酶活力
2组菌丝的淀粉酶活力的变化趋势基本一致,呈逐步上升趋势,但增菇激活酶组比对照组菌丝的淀粉酶活力数值高(图3),前期差异显著(P<0.05),转色前1周菌丝的淀粉酶活力差异极显著(P<0.01).
*表示对结果影响显著(P<0.05);**表示对结果影响极显著(P<0.01).图3 淀粉酶活力变化Fig.3 Variation of amylase activities in cultivation materials
香菇菌丝在栽培料中生长繁殖的速度和质量,取决于菌丝分解物料大分子的酶活力,酶活力高分解能力强,菌丝利用分解产物自身合成的能力强,菌丝生长旺盛.添加
增菇激活酶以后,激活了香菇菌丝表达纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶的能力,这些酶的活力显著提高,表明增菇激活酶组菌棒菌丝质量好,提示有可能提高生物学效率.
3.3 栽培料理化指标的测定结果
3.3.1 纤维素及木质素含量
由图4和图5可见,对照组与增菇激活酶组栽培料纤维素和木质素含量都呈逐步
下降趋势,说明菌丝生长逐渐成熟,原料中的纤维素及木质素成分逐渐被分解利用.增菇激活酶组栽培料中残留纤维素和木质素低于对照组,这与图1至图3显示的
增菇激活酶组物料分解酶活力显著高于对照组的结果是一致的.菌棒中纤维素与木
质素含量的降低与对照组相比无显著性差异,是因为菌棒中物料的量远远高于菌丝的利用量.
图4 纤维素含量变化Fig.4 Variation of cellulose contents in cultivation materials
图5 木质素含量变化Fig.5 Variation of lignin contents in cultivation materials
3.3.2 蛋白质含量
图6 蛋白质含量变化Fig.6 Variation of protein contents in cultivation materials
菌棒蛋白质含量为栽培料中残余的原料蛋白及菌丝蛋白的总和,增菇激活酶组与对照组蛋白质含量变化基本一致(图6),都在不断升高,说明香菇发育过程中不断将
原料成分转化为菌丝蛋白.增菇激活酶组蛋白含量比对照组高,表明增菇激活酶组
菌丝分解物料自身合成能力强,在转色完成时,增菇激活酶组积累了更多的菌丝量,更利于后期出菇.
3.4 香菇子实体性状比较
3.4.1 子实体外观性状比较
由表1可知,与对照组相比,增菇激活酶组单菇鲜质量提高32.21%,生物学效率提高21.99%,具有显著性差异(P<0.05).子实体菌盖直径大,菌柄长度短,菇型更好,但没有显著性差异(P>0.05).
表1 2组香菇子实体的比较Tab.1 Comparison of the Lentinus edodes fruiting body between two groups组别单菇鲜质量/g菌盖直径/cm菌柄长度/cm生物学效率/% 对照组16.55±1.545.39±0.334.43±0.2474.76±5.63 增菇激活酶组21.88±1.62∗5.65±0.453.90±0.2196.75±6.42∗
*表示对结果影响显著(P<0.05).
3.4.2 子实体营养成分比较
由表2可知,增菇激活酶组香菇子实体的纤维素含量低于对照组,蛋白质、总糖及游离氨基酸含量高于对照组,但不具有显著性差异(P>0.05),说明2组香菇子实体营养成分含量相当,表明添加增菇激活酶提高生物学效率以后,子实体的营养素含量仍能保持比对照组略微增高,进一步说明增菇激活酶组显著提高了香菇菌丝将原料成分转化为香菇子实体的能力.
表2 2组香菇子实体营养成分比较Tab.2 Comparison of nutrient content of the Lentinus edodes fruiting body between two groups组别w(纤维
素)/%w(蛋白质)/%w(总糖)/(mg·g-1)w(游离氨基酸)/(mg·g-1)对照组
25.32±0.7624.39±0.6337.98±2.360.25±0.33增菇激活酶组
22.67±0.5327.81±0.7145.61±3.060.31±0.03
4 小结
在配料时添加一定比例的增菇激活酶,一方面可以预分解物料成分,另一方面激活香菇菌丝自身分泌物料分解酶的能力,从而促进菌丝生长发育,缩短发菌周期,加
速菌丝利用栽培料的速度,使纤维素和木质素含量下降,转化为子实体蛋白质和糖类等物质的能力增强,提高生物学效率.
参考文献:
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