以豆渣为主要原料,应用正交试验法对香菇液体发酵最佳培养基和发酵条件进行了研究。结果表明,香菇液体发酵最佳培养基配方为葡萄糖2%,MgSO40.05%,豆渣9%,KH2PO4 0.10%,并用洗渣水替代水配料;适宜的发酵条件为发酵时间6 d,装液量80 mL/250 mL三角瓶,发酵温度25 ℃。
豆渣;香菇;液体发酵
S646.120.4A
香菇(Lentinus edodes)是世界上著名的食用菌,隶属于担子菌亚门(Basidiomycotina),伞菌目(Agaricales),口蘑科(Tricholomataceae),香菇属(Lentinus),是一种味道鲜美,营养价值和药用价值很高的食用菌。香菇蛋白质中含有18种氨基酸,脂肪中含有大量的亚麻油酸,灰粉中含有大量钙、铁、锰等矿物质。香菇多糖具有独特的药理功能,经常食用可预防佝偻病,防止肝硬化,化痰理气,对贫血具有一定疗效,且无任何毒副作用[1]。
近年来,随着市场对香菇多糖需求量的增大,利用液体深层发酵培养香菇菌丝体的研究逐渐增多,但以豆渣为主料液体深层培养香菇菌丝体的研究尚未见报道。为此,笔者利用豆渣及洗渣水,应用正交试验法对香菇液体发酵最佳培养基及发酵条件进行筛选研究,旨在二次利用豆粉生产的下脚料—豆渣,同时为香菇液体发酵寻求一种新的原料,节约粮食资源。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1菌种
香菇(L109)由佳木斯大学生命科学学院微生物实验室保存。
1.1.2培养基
改良PDA培养基:马铃薯20 g(煮汁),麸皮5 g(煮汁),葡萄糖2 g,琼脂2 g,水100 mL,121 ℃下灭菌20 min。
种子培养基:麸皮5 g(煮汁),葡萄糖2 g,洗渣水100 mL,0.1 MPa灭菌15 min。
发酵培养基:洗渣水100 mL,MgSO4、葡萄糖、KH2PO4和豆渣的配量经正交试验确定,0.1 MPa灭菌15 min。
对比培养基[2]:葡萄糖2.0 g,黄豆粉2.0 g,KH2PO4 0.1 g,MgSO4 0.1 g,水100 mL,0.1 MPa灭菌15 min。
1.2方法
1.2.1原料的制备
豆渣(即豆粉生产的下脚料):大豆加水磨浆,分离豆乳后剩余的固形物(含水约87%)。
洗渣水:豆渣加1~2倍重量的水,搅拌均匀后,过滤得到的滤液。
1.2.2菌种活化
将香菇菌种转接至改良PDA斜面培养基,置于培养箱25 ℃恒温培养6~7 d,菌丝长满试管。
1.2.3液体种子的制备
250 mL三角瓶装种子培养基80 mL,加玻璃珠4~5粒,接入3块黄豆粒大小的香菇活化菌种,于180 r/min旋转式摇床25 ℃震荡培养5~6 d即可。
1.2.4发酵培养基的优化
应用正交试验法对香菇液体发酵培养基的4种营养物质葡萄糖、MgSO4、KH2PO4和豆渣在3个水平上进行正交试验。选择正交试验表L9(34)进行发酵培养基的优化。试验因素水平见表1。
1.2.5发酵条件的优化
应用正交试验法对发酵时间、装液量以及发酵温度3个因素在3个水平上进行正交试验,选择正交试验表L9(33)进行发酵条件的优化。试验因素水平见表2。
1.2.6对比试验
分别采用优化后的液体发酵培养基和对比培养基,在优化的发酵条件下进行发酵试验,对比菌丝体生物量和生物转化率。
1.2.7菌丝体生物量的测定
发酵液经两层纱布过滤得菌丝体,菌丝体经蒸馏水冲洗数次后,于60 ℃干燥至恒重,电子天平称重,测得菌丝体生物量。
1.2.8生物转化率的计算
生物转化率(%)=菌丝体干重培养基中碳氮源干重×100;培养基中碳氮源干重=碳源重量×(1-碳源含水量%)+氮源重量×(1-氮源含水量%)。
2 结果与分析
2.1培养基的优化
优化培养基正交试验结果见表3。极差RB>RA>RD>RC,即培养基4个营养物质因素对液体发酵菌丝体生物量的影响由强到弱依次为葡萄糖、MgSO4、豆渣和KH2PO4。试验得出适宜的培养基配方为A1B3C2D3,即葡萄糖2%,MgSO4 0.05%,豆渣9%,KH2PO4 0.1%。
2.2发酵条件的优化
优化发酵条件的正交试验结果见表4。极差RE>RF>RG,即3个发酵条件因素对香菇液体发酵菌丝体生物量的影响主次顺序为:发酵时间、装液量和发酵温度。最佳发酵条件为E2F2G2,即发酵时间6 d,装液量80 mL/250 mL,发酵温度25 ℃。
2.3对比试验结果
分别使用优化培养基A1B3C2D3和对比培养基进行香菇液体发酵试验,结果见表5。优化培养基中碳、氮源含量比对比培养基少0.6 g/100 mL,但前者的香菇菌丝体干重和生物转化率分别比后者高0.15 g/100 mL和18%。
3 结论与讨论
3.1利用豆渣及洗渣水进行液体培养香菇菌丝体的最佳培养基配方为:葡萄糖2%,豆渣9%,MgSO4 0.05%,KH2PO4 0.1%,以洗渣水代替水进行配料;实验室最佳发酵条件为:发酵时间6 d,装液量80 mL/250 mL三角瓶,发酵温度25 ℃。
3.2利用豆渣和洗渣水培养香菇菌丝体经实验室研究证实工艺可行,工业化利用豆渣及洗渣水液体培养香菇菌丝体的工艺条件尚需放大实验研究获得。
3.3以豆渣及洗渣水为原料培养香菇菌丝体,发酵液变透明,说明菌丝体生长过程中可以利用大豆纤维、大豆蛋白和大豆多糖等大分子物质。
3.4利用豆渣和洗渣水培养的香菇菌丝体与野生香菇的营养成分异同还有待进一步研究。
参考文献
[1] 黄年来.中国香菇栽培学[M]. 北京:上海科技文献出版社,1993:56-67.
[2] 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, 2007, 26(4):47-49.
于荣利
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
来源：《食用菌学报》 2008年第01期
