以秸稈為基料富鋅栽培滑菇的纖維素酶和漆酶的變化規律*

胡傳琪，冮潔，陳靜慧，白杰，羅榮泉

(大連民族學院生命科學學院，遼寧大連，116600)

滑菇(Pholiota nameko)，屬擔子菌亞門(Basidiomycotina)、層菌綱(Hymenomycetes)、傘菌目(Agaricales)、球蓋菇科(Strophariaceae)、環銹傘屬(Pholiota)［1］，含有豐富的蛋白質、氨基酸及多糖等營養物質［2］，并具有提高機體免疫功能，增進智力，改善視力，提高耐力［3］，抑制腫瘤［4］以及較強的還原力和自由基清除作用［5］。此外，滑菇提取物對真菌生長有抑制作用，可以應用在食品保鮮方面［6］。滑菇是國際菇類交易市場上的十大菇類之一，也是聯合糧農組織(FAO)向發展中國家推薦栽培的食用菌之一［7］。目前，滑菇主要在木屑培養基料上栽培，對木屑的需求量很大;另一方面，我國年產秸稈7.4億t，其中玉米秸稈年產量高達2億t以上，但目前開發利用率仍很低［8］，主要用于燃燒和飼料以及肥料［9］，造成環境污染，也是一種資源的浪費。因此可將秸稈用于食用菌的栽培，這樣即節省了森林資源，又使秸稈得到合理利用。滑菇在栽培生長的過程中會產生纖維素酶和漆酶以分解秸稈和木屑中的纖維素和木質素［10-11］。通過測定滑菇菌絲體生長過程中的酶活，可以考察滑菇對培養基料中纖維素、木質素和半纖維素的利用情況。本文以不同比例的秸稈與木屑混合為基料，進行滑菇的栽培，并進行富鋅培養，通過測定生長過程中的滑菇菌絲體木質素酶活、纖維素酶活和生物利用率，研究滑菇在不同比例秸稈的基料中的生長情況，獲得適宜培養滑菇的培養基配方，探索用秸稈代替木屑進行滑菇栽培的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與器材

滑菇(Pholiota nameko)，購于朝陽市食用菌研究所。

木屑、秸稈、麩皮，購于遼寧省岫巖縣農貿市場。

濾紙、醋酸、醋酸鈉、羧甲基纖維素鈉、木聚糖、水楊苷、ABTS、3，5-二硝基水楊酸(DNS)、酒石酸鉀鈉、結晶酚、Na2SO3，試劑均購自上海晶純生化科技股份有限公司。

BS 223S電子精密天平，賽多里斯科學儀器(北京)有限公司;ZHJH-C2112B無菌操作臺，上海智城分析儀器制造有限公司;UV-2000紫外可見分光光度計，UNICO;BIC-250，人工氣候箱，上海博訊實業有限公司醫療設備廠;HNY-100B恒溫培養振蕩器，天津市歐諾儀器儀表有限公司;H2050R臺高速冷凍離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 滑菇接種栽培

滑菇栽培分組:每組稱取1 000 g干料(木屑+秸稈)，加12 g麩皮，1 500 mL水，其中秸稈與木屑的比例為 0∶1(A 組)、1∶2(B 組)、1∶1(C 組)、2∶1(D組)、1∶0(E組);富鋅組，配方與上述一致，只是另外加300 mg/kg ZnSO4，其中秸稈與木屑的比例為0∶1(F組)、1∶2(G 組)、1∶1(H 組)、2∶1(I組)、1∶0(J 組);共10組培養料，每組培養料分裝10袋，每袋重250 g。

將購買的滑菇菌種接入滅菌后的培養料中，置入15℃培養箱中培養。135 d培養料長滿菌絲，取樣測定酶活，并移出培養箱，在室溫(約18℃，晝夜溫差8℃)下進行開袋出菇。

1.2.2 滑菇菌絲生長過程中纖維素酶的測定

采用DNS法［12］測定纖維素酶活

1.2.3 滑菇菌絲生長過程中漆酶的測定

采用ABTS法［13］測定漆酶酶活

1.2.4 滑菇生物轉化率測定

生物轉化率是收獲的滑菇質量與干料重之比，測定每組收獲的子實體質量，計算出生物轉化率。

1.3 實驗數據處理方法

利用SPSS 19統計軟件進行實驗數據分析，所做實驗均為3個平行樣品，取平均值，實驗數據以平均值±標準差表示。

2 結果與討論

2.1 滑菇生長過程中纖維素酶的測定

2.1.1 濾紙酶活力測定

在不同的培養料上不同時期的濾紙酶活力如表1所示。

表1 濾紙酶活的測定結果Table 1 The determination of FPase

由表1可知，添加秸稈可增加濾紙酶活，秸稈與木屑比例為1∶2時，比純木屑基料的濾紙酶活提高了52.38%，接著增加秸稈量會使濾紙酶活下降到0.135 U/g左右，比純木屑基料的濾紙酶活提高了28.57%，添加秸稈比例大于1/2時，濾紙酶活不隨著添加秸稈量增加而變化，木屑與秸稈中的纖維素含量幾乎相同，說明秸稈中的纖維素更能促進酶的產生。富鋅能提高純木屑和純秸稈的基料的濾紙酶活比不富鋅的基料濾紙酶活提高，分別提高了16.19%、74.45%;而木屑與秸稈的混合基料相較不富鋅的基料濾紙酶活下降。

2.1.2 羧甲基纖維素酶活的測定

在不同的培養料上不同時期的羧甲基纖維素酶酶活力如表2所示。

表2 羧甲基纖維素酶活的測定結果Table 2 The determination of CMCase

由表2可知，添加秸稈量為1/3，1/2，2/3的基料的羧甲基纖維素酶活力比純木屑基料的酶活力分別提高了191.94%，84.68%，183.87%，純秸稈基料的羧甲基纖維素酶活大幅提升，相較純木屑培養料提高了241.93%。富鋅條件下，羧甲基纖維素酶隨著秸稈添加量增加而增加，純秸稈基料的酶活比純木屑基料的酶活提高了283.49%，比不富鋅條件下的純秸稈基料的酶活提高了97.17%，說明添加秸稈的培養料可提高羧甲基纖維素酶活力，富鋅可促進羧甲基纖維素酶的產生。

2.1.3 半纖維素酶活測定

在不同的培養料上不同時期的半纖維素酶活力如表3所示。

表3 半纖維素酶活力測定結果Table 3 The determination of Xylanase

由表3可知，添加秸稈的基料和純秸稈的基料的半纖維素酶活力都高于純木屑培養的半纖維素酶活力，說明添加秸稈能促進滑菇的菌絲產生半纖維素酶。半纖維素酶含量與分解能力呈正相關［14］。半纖維素酶活隨著培養料添加秸稈的比例增加先上升后下降，當添加秸稈的比例為1∶2時，達到最大值0.419 U/g，比純木屑基料的半纖維素酶活提高了17.69%。富鋅條件下半纖維素酶活力均比普通組低，說明富鋅培養會抑制半纖維素的產生，半纖維素酶活隨著培養料添加秸稈的比例增加而增加，說明添加秸稈能提高纖維素酶的產生。

2.1.4 β-葡萄糖苷酶活力測定

在不同的培養料上不同時期的β-葡萄糖苷酶活力如表4所示。

表4 β-葡萄糖苷酶活力測定結果Table 4 The determination of β-glucosidase

由表4可知，β-葡萄糖苷酶活隨著添加秸稈量增加而上升，添加秸稈量為2/3的培養料的酶活最高，達到0.236 U/g，比純木屑栽培提高了162.22%，純秸稈培養料β-葡萄糖苷酶活與純木屑培養料β-葡萄糖苷酶活之間無明顯差異，說明木屑和秸稈混合的基料能促進β-葡萄糖苷酶的產生，且隨著秸稈量的增加而增加，但單一的木屑或秸稈無法促使β-葡萄糖苷酶活提高。富鋅條件下，β-葡萄糖苷酶活隨著添加秸稈量增加先上升后下降，在添加秸稈量為1/2時達到最大，達到0.168 U/g，比沒有富鋅栽培時提高了15.86%，純秸稈培養料β-葡萄糖苷酶活明顯高于純木屑培養料β-葡萄糖苷酶活，達到0.389U/g，比純木屑基料的β-葡萄糖苷酶活提高了332.22%，比沒富鋅栽培時提高了309.47%，說明富鋅栽培可以促進純秸稈栽培時的β-葡萄糖苷酶的產生。

2.2 滑菇生長過程中漆酶的測定

在不同的培養料上不同時期的漆酶活力如表5所示。

表5 漆酶的測定實驗結果Table 5 The determination of Lac

漆酶可以改善纖維特性，漆酶在菌絲生長階段，是一種前期參與木質素分解較為重要的酶類［15-16］。漆酶活性均隨食用菌栽培時間的延長由高逐漸降低［17］。由表5可知，由于木屑中木質素的含量要高于秸稈中木質素的含量，秸稈與木屑混合的培養料漆酶活隨著添加秸稈量增加而下降，均低于純木屑培養料的漆酶活力。富鋅條件下，能有效提高秸稈與木屑混合的基料和純秸稈基料的漆酶酶活，均比沒富鋅栽培時是提高，添加秸稈量為1/3，1/2，2/3的基料的酶活分別提高了67.50%，523.70%，450.00%，純秸稈培養料的漆酶活遠遠高于其他組，達到1.983U/g，比沒富鋅時提高了693.20%，說明富鋅栽培可以促進滑菇在有秸稈栽培的情況下的漆酶的產生。

2.3 滑菇生物轉化率測定

在不同的培養料上滑菇生物轉化率測定結果如表6所示。

表6 滑菇生物轉化率測定結果Table 6 The biological transformation rate of Pholiota nameko

由表6可知，普通組和富鋅組都變現出生物轉化率隨秸稈的添加量增加先增后減，在秸稈與木屑的比例為1∶1時達到最大，其中富鋅條件，秸稈與木屑的比例為1∶1時，滑菇生物轉化率最高，達到55.48%，在富鋅培養的情況下，可以提升5% ～20%左右的生物利用率。

3 結論

在滑菇栽培過程中，可以秸稈替代部分木屑為基料，富鋅栽培更利于生物轉化率的提高。添加秸稈可使滑菇菌絲體的纖維素酶活提高，而漆酶酶活下降，主要原因是秸稈中纖維素和半纖維素的含量更多，纖維素可做為滑菇子實體生長階段的主要碳源，而木屑中木質素的含量較多。富鋅栽培可一定程度的抑制纖維素酶的產生，增加漆酶的產生，并能提高滑菇的生物轉化率。用秸稈部分替代木屑進行滑菇栽培是可行的，為秸稈的開發利用提供了新的途徑。

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