【摘 要】
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姬菇(Pleurotus cornucopiae)是一种独特的小平菇,味道鲜美,具有强身健体、增强免疫力、抗氧化等作用,食药用价值高。姬菇目前的生产方式正处在由传统的固体菌种栽培方式向工厂化液体菌种栽培转变的过程,而姬菇工厂化液体菌种培养及菌棒优化配方的研究报道较少。本研究通过对培养基成分和培养条件的筛选优化,结合姬菇生物转化率和品质等指标得到培养基优化配方,分析姬菇胞外酶活性对不同营养物与培养条
【基金项目】
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贵州省科技支撑计划(黔科合重大专项字[2019]3005)项目:优质高效环保菌棒配方优化与生产关键技术研究及应用
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姬菇(Pleurotus cornucopiae)是一种独特的小平菇,味道鲜美,具有强身健体、增强免疫力、抗氧化等作用,食药用价值高。姬菇目前的生产方式正处在由传统的固体菌种栽培方式向工厂化液体菌种栽培转变的过程,而姬菇工厂化液体菌种培养及菌棒优化配方的研究报道较少。本研究通过对培养基成分和培养条件的筛选优化,结合姬菇生物转化率和品质等指标得到培养基优化配方,分析姬菇胞外酶活性对不同营养物与培养条件间的关系,为贵州省平菇类工厂化高效栽培提供理论支撑。获得的主要结果如下:(1)发现J-1菌株为优先降解木质素的优势姬菇菌株。通过对两个菌株活化培养,对平板内菌丝形态及显微镜下菌丝结构观察并对其进行分子生物学鉴定分析,确定两个菌株都为姬菇(Pleurotus cornucopiae)。经Bavendamm显色反应、苯胺蓝脱色反应及变色圈试验,明确两个姬菇菌株具有纤维素、木质素降解能力,结合两者对木质素降解能力及生长曲线的差异,确定J-1菌株为优先降解木质素的优势姬菇菌株。(2)获得了姬菇的最佳液体培养基配方和培养条件。通过单因素试验确定了较适合姬菇菌丝生长的液体培养基碳源(玉米粉)和氮源(豆粕),利用两次正交试验筛选出最佳的液体培养基配方和培养条件(OG):玉米粉2.0 g,豆粕1.0 g,磷酸二氢钾0.3 g,硫酸镁0.2 g,VB12 mg,水100 m L,摇床转速130r·min-1,250 m L锥形瓶装液量120 m L,培养温度25℃,培养时间5 d。此时菌丝干重最大为1.81 g·100 m L-1,与对照组菌丝生物量0.79 g·100 m L-1相比提高了129%。(3)明确了不同培养条件及不同碳氮源对姬菇胞外酶活力的影响。不同温度和转速下液体菌种纤维素酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、漆酶酶活变化曲线趋势相近,在25℃时纤维素酶(149.57 U/m L)、过氧化物酶(77.34 U/m L)、多酚氧化酶(15.23 U/m L)酶活均为最高,高温和低温对这三种酶的酶活有抑制作用,而漆酶在21℃情况下酶活(21.12 U/m L)较高,表明低温对漆酶的酶活有促进作用。在150 r·min-1时纤维素酶(149.57 U/m L)和过氧化物酶(77.34U/m L)酶活均为最高,说明转速过高或过低对这两种酶的酶活有抑制作用;多酚氧化酶和漆酶在较高或较低转速下酶活较150 r·min-1要高,说明在转速达到110或者190 r·min-1时对多酚氧化酶和漆酶酶活有促进作用。在姬菇液体菌种四种胞外酶分析中,当以玉米粉为碳源时,菌丝的多酚氧化酶酶活(218.11U/m L)最强,以可溶性淀粉为碳源时其过氧化物酶酶活(22.80 U/m L)最强;以豆粕为氮源时,液体种内的漆酶酶活最佳(935.22 U/m L),以蛋白胨为氮源时其过氧化物酶酶活(13.23 U/m L)最高。对优化后的配方(OG)液体种内纤维素酶、过氧化物酶、多酚氧化酶及漆酶酶活测定,OG液体种对纤维素和木质素的降解能力显著优于CK。(4)获得最佳碳源氮源及优化配方。通过菌丝生长速率、姬菇生物转化率和姬菇子实体品质分析,选择毛栗木屑和麸皮为姬菇栽培种主要碳氮源。对碳氮比和接种量进行调整正交试验,得到姬菇栽培种最佳配方为:毛栗木屑40%、麸皮40%、棉籽壳15%、硫酸镁0.1%、磷酸二氢钾0.2%、石膏粉2%、石灰粉2%、白糖0.7%,p H自然,液体菌种接种量30 m L,此时生物转化率达48.56%,与优化前相比提高了13.08%。(5)栽培种培养基成分对酶的活性影响显著,而对其变化趋势影响较小。不同碳源氮源间纤维素酶在菌丝生长阶段的酶活活性较低,原基形成后开始升高,在子实体阶段酶活性达到顶峰;多酚氧化酶在菌丝生长阶段活性较高,原基形成后大幅降低,在子实体阶段酶活性达到顶峰;过氧化物酶在菌丝生长阶段酶活活性较低,原基形成后酶活性大幅升高达到顶峰,在子实体形成后酶活大幅降低,说明其与原基生长分化有关。漆酶在菌丝生长阶段酶活性最高,达到顶峰,随着菌龄增长至子实体阶段其活性呈下降趋势。木聚糖酶在菌丝生长阶段酶活性最高,达到顶峰,随着菌龄增长至原基阶段,木聚糖酶酶活性下降至最低,随后又呈上升趋势,说明其与菌丝营养生长和子实体生长分化都存在相关性。
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