香菇液体发酵条件的优化

香菇液体发酵条件的优化
魏雅冬;王广慧;李贺;李艳芳;胡畔
【摘要】以大小香菇为试验材料,以发酵液中香菇粗多糖含量为测定指标,通过单因素试验和正交试验,确定该供试菌株液体发酵的最佳条件.结果表明,最佳发酵条件为装液量100 mL,接种量10％,摇床转速120 r/min,发酵时间7d.此条件下发酵液中香菇粗多糖含量可达1.7853 g/100 mL.
【期刊名称】《山西农业科学》
【年(卷),期】2016(044)004
【总页数】3页(P506-508)
【关键词】香菇;液体发酵;优化;正交试验
【作者】魏雅冬;王广慧;李贺;李艳芳;胡畔
【作者单位】绥化学院农业与水利工程学院,黑龙江绥化152061;绥化学院农业与
水利工程学院,黑龙江绥化152061;绥化学院农业与水利工程学院,黑龙江绥化152061;绥化学院农业与水利工程学院,黑龙江绥化152061;绥化学院农业与水利
工程学院,黑龙江绥化152061
【正文语种】中文
【中图分类】S646.1+2
香菇为侧耳科植物香蕈的子实体，是我国主要的食用菌出口产品，其味道鲜美，营养丰富，含有18种氨基酸，药用效果显著[1]。

多项试验结果表明，从香菇子实体提炼出来的香菇多糖对癌症的治疗有一定的效果[2]，被称为“保健食品”。

目前，
香菇的大面积栽培采用的仍为固体三级菌种，整个制种周期比较长，而且容易遭受污染。

为此，一些食用菌研究者开始研究使用香菇液体菌种，这样可以使菌种的生产周期变短，投入降低，为食用菌的工厂化生产提供了良好的菌种来源，是食用菌产业发展的必然趋势。

不同产地的香菇菌种液体发酵条件不尽相同，本试验主要通过实验室液体摇瓶发酵条件的初步研究，以找到适合绥化地区目标菌种的优化发酵条件，旨在为下一步小型罐体发酵提供一定的理论依据。

1.1 试验材料
大小香菇由绥化学院食用菌研究所提供。

试验在绥化学院农学实验室进行。

1.2 试剂及仪器
试剂：玉米粉、蛋白胨、麦麸、琼脂粉、牛肉膏、磷酸二氢钾、硫酸镁、马铃薯等。

培养基：PDA固体斜面培养基；液体发酵培养基（麦麸100%、磷酸二氢钾0.1%、玉米粉2%、硫酸镁0.2%）。

仪器及用具：全自动高压蒸汽灭菌锅、电磁炉、数
显恒温摇床、电子天平、量筒、烧杯、三角瓶、玻璃棒、医用纱布等。

1.3 试验方法
1.3.1 菌种活化用无菌接种铲从大小香菇母种斜面试管内取0.5 cm2的菌块，接种在事先制备好的PDA斜面试管内，在恒温培养箱（25℃）培养10 d，待菌丝长
满管后，挑取菌丝洁白、健壮、无污染的活化菌种进行以下试验。

1.3.2 液体摇瓶种子的制备在250 mL三角瓶内装100 mL液体发酵培养液，121℃条件下灭菌30 min。

将活化菌种无菌操作切取0.5 cm2菌块4块，接入液体摇瓶中，用无菌纱布封口。

于25℃，120 r/min的恒温摇床中振荡培养7 d。

若培养
液无浑浊、菌球大小均匀，即可作为摇瓶种子。

1.3.3 单因素试验在已优化的液体培养基内，结合最初的培养条件，进行摇床转速、接种量、装液量和发酵时间的单因素试验，以发酵液中香菇粗多糖含量为指标[3-
4]，每组试验重复3次，以确定基本的发酵条件。

1.3.3.1 装液量单因素试验将配制好的液体发酵培养基90，100，110，120，130，140 mL分别装入250 mL三角瓶内，在适当的条件下培养，测定发酵液中香菇粗多糖的含量。

1.3.3.2 接种量单因素试验在已配制好的100 mL液体发酵培养基内，分别按照5%，8%，10%，12%，15%的接种量[5-6]接入制备好的液体菌种，测定培养后
发酵液中香菇粗多糖的含量。

1.3.3.3 摇床转速单因素试验在100 mL液体发酵培养基内，液体菌种按10%（体积比）的接种量接种，分别在转速为100，110，120，130，140 r/min的摇床
上培养，测定香菇粗多糖的含量。

1.3.3.4 发酵时间单因素试验将接种量为10%的种子接种在100 mL发酵液内，摇床转速设为110 r/min，分别在发酵的第3，4，5，6，7，8，9，10天取发酵液测定香菇粗多糖的含量。

1.3.4 正交试验以装液量、发酵时间、接种量、摇床转速为因素，设计L9（34）
正交试验（表1），以发酵液中香菇粗多糖含量为指标，确定最佳发酵条件。

1.4 香菇粗多糖含量的测定
取上述发酵上清液加4倍体积的95%乙醇，于4℃下静置24 h，在4 000 r/min
下离心10 min，收集沉淀，用无水乙醇洗涤，低温干燥得到发酵液粗多糖[7]。

2.1 装液量对香菇液体发酵条件的影响
从图1可以看出，装液量在100 mL时发酵液中香菇粗多糖含量最高，达1.813
g/100 mL，装液量超过100 mL时，发酵液中粗多糖含量呈现下降趋势，原因是装液量过大，三角瓶内溶氧减少，会影响菌体的生长和产物的形成，所以，合适的装液量为100 mL。

2.2 接种量对香菇液体发酵条件的影响
接种量的大小与菌种在发酵液中生长繁殖的速度有关。

接种量大，菌种生长繁殖速度快，可缩短发酵时间；接种量不足，则会使发酵前期菌丝量少，菌体生长缓慢，延长发酵时间[8]。

由图2可知，不同接种量对大小香菇的生长和发酵液粗多糖的
含量有一定影响。

接种量在5%～10%时，随接种量不断增大，发酵液中香菇粗多糖含量也在增加，且接种量为10%时，粗多糖含量达到最大，为1.763g/100mL。

接种量超过10%时，粗多糖含量有下降趋势，鉴于发酵成本考虑，最适接种量为10%。

2.3 摇床转速对香菇液体发酵条件的影响
由图3可知，摇床转速在110 r/min时发酵液中香菇粗多糖含量最高，为1.791
g/100 mL，随着摇床转速增加，发酵液中香菇粗多糖含量呈现下降趋势，这是因为摇床转速越高，虽然有利于增加溶氧和通气效果，但增加了菌体之间的剪切作用，加大了对菌丝球的机械作用[9]，从而影响生物量的增加，所以，初步确定适合的
摇床转速为110 r/min。

2.4 发酵时间对香菇液体发酵条件的影响
从图4可以看出，在发酵的4～7 d内，发酵液中香菇粗多糖含量逐渐增加，第7天达到最大（1.752 g/100 mL），而7～10 d内发酵液中香菇粗多糖含量表现为逐步降低，这是因为发酵时间越长，培养液中的营养物质被消耗得越多，菌体生长受到限制[10]，所以，合适的发酵天数为7 d。

2.5 香菇液体摇瓶发酵最佳条件的确定
由表2可知，在不同的培养条件下，发酵液中香菇粗多糖的含量有所不同，正交
试验结果表明，A1B2C2D2组合的发酵液中香菇粗多糖含量最高，为1.785 3
g/100 mL。

从极差分析结果可以看出，对香菇粗多糖产量影响较大的因素是摇瓶转速和发酵时间，所以，香菇液体发酵条件最佳组合为A1B2C2D2，即装液量为100 mL，接种量为10%，摇瓶转数为120 r/min，发酵时间为7 d。

本试验通过单因素和正交试验，确定最优发酵条件为装液量100 mL，接种量10%，摇瓶转数为120 r/min，发酵时间7 d。

此条件下发酵液中香菇粗多糖含量可达1.785 3 g/100 mL。

该试验结果可为香菇的下一步小型罐体发酵提供相应理论依据。

本研究结果表明，对香菇液体发酵条件影响较大的因素是摇瓶转速和发酵时间，其次是装液量和接种量，当然各种发酵条件之间是相互影响的，为了节省生产成本，应该选择生产周期短的发酵工艺。

【相关文献】
［1］王相刚.蕈菌学[M].北京：中国林业出版社，2010：247-270.
［2］沈维铎，姚志伟，杨群.香菇液体培养的工艺优化[J].武汉生物工程学院学报，2012，8（2）：86-89.
［3］雷敬敷.香菇发酵工艺及香菇多糖的提取[J].中国食用菌，2011，12（3）：31-34.
［4］梁建光.香菇液体培养过程检测指标的研究[J].湖北农业科学，2005（6）：76-78.
［5］鹿桂花，周海燕，陈恒雷，等.武香一号香菇液体发酵工艺优化[J].生物技术，2008，18（2）：79-82.
［6］张安宁.响应面法优化香菇液体发酵条件[J].江苏农业科学，2014，42（3）：200-203. ［7］王超，蒋璇、彭杰，等.香菇粗多糖提取工艺研究[J].江苏科技大学学报：自然科学版，2013，27（1）：66.
［8］马琼，畅雷，吴雄.香菇深层发酵培养条件的优化[J].中国酿造，2009（6）：39-42.
［9］郭树凡，张慧丽.香菇液体菌种发酵条件的研究[J].中国食用菌，2005，24（1）：38-40. ［10］梁宝东，魏海香，林范学，等.香菇菌丝体液体发酵的研究[J].中国酿造，2011（10）：77-81.。