香栓菌發酵工藝優化研究

劉彥杉+李佳芮+李節成+朱純宇+宮敬利

摘要：本文通過香栓菌在不同氮源、碳源的培養基，不同配比濃度的碳氮源培養基，以及在不同的培養條件下菌絲的生長量，來研究其最適氮源、碳源、碳氮源濃度和最佳發酵條件，從而為大規模的生產提供技術依據。

關鍵詞：香栓菌;液體發酵;最適培養條件

基金項目：吉林農業科技學院大學生科技創新科研項目（2016005）

中圖分類號： O657 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： ?A ? ? ? ? ? ?DOI編號： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2016.24.047

香栓菌（Trametes suaveloens （L.） Fr.）屬于多孔目科栓菌屬。香栓菌子實體中等或較大，木栓質，無柄。菌蓋半圓形，墊狀，新鮮時軟木栓質，干時堅硬，3～9毫米×4.5～16毫米，厚1～3.5厘米，白色至淺灰色或淺黃白色，淺黃色，無或有明顯的同心環帶和輪紋，被細絨毛，后變近光滑，邊緣鈍或稍薄。生于楊、柳及殼斗科等樹木上。香栓菌屬木腐菌，分解木質素的能力較強，傳播蔓延很快。常侵害食用菌段木。本文對香栓菌液體深層發酵工藝進行初步研究，旨在為香栓菌進一步開發提供科學依據。

1 材料

1.1 供試菌種

香栓菌由吉林農業科技學院食藥用菌實驗室保存。

1.2 試劑

氮源：酵母浸膏，蛋白胨，KNO3，NH4Cl。

碳源：甘油，葡萄糖，蔗糖，乳糖，果糖，可溶性淀粉，微晶纖維素。

其他試劑：K2HPO4，MgSO4，HCl，NaOH。

2 試驗方法

2.1 培養基組分優化的單因素實驗

2.1.1 氮源及其濃度對香栓菌液體發酵的影響 以葡萄糖為固定碳源，即1升含有25克葡萄糖。向搖瓶發酵培養基中，分別單獨加入不同氮源，濃度均為0.10%。通過液體搖瓶培養，比較其生成菌絲的干重來確定最佳氮源。確定最佳氮源后加入該不同濃度的氮源通過菌絲干重確定最佳氮源濃度。

2.1.2 碳源及其濃度對香栓菌液體發酵的影響 以酵母浸膏：蛋白胨（1∶1）作為氮源，當氮源濃度固定在0.10%時，分別加入7種不同種類碳源，進行液體搖瓶培養，通過比較生成的香栓菌菌絲干重來確定最佳碳源。確定最佳碳源后加入不同濃度的碳源通過菌絲干重確定最佳氮源濃度。

2.2 培養條件優化的單因素實驗

2.2.1 ?搖瓶裝量對香栓菌液體發酵影響 向250毫升三角瓶分別裝入70毫升、80毫升、90毫升、100毫升、110毫升、120毫升、130毫升的液體搖瓶發酵培養基，將其置于28℃下進行搖瓶振蕩培養。

2.2.2 ?搖瓶轉速對香栓菌液體發酵影響 向250毫升三角瓶裝入100毫升液體搖瓶發酵培養基，培養溫度為28℃，將其分別置于不同轉速下進行搖瓶振蕩培養。

2.2.3 ?培養基初始pH值對香栓菌液體發酵影響 向250毫升三角瓶裝入100毫升液體搖瓶發酵培養基，調成8個不同的pH值，滅菌后接種，28℃搖瓶振蕩培養。

2.2.4 發酵溫度對香栓菌液體發酵影響 向250毫升三角瓶裝入100毫升液體搖瓶發酵培養基，分別控制不同的溫度，進行搖瓶振蕩培養。

2.2.5 ?發酵時間對香栓菌液體法酵影響 為了減少試驗時間，在上述的液體發酵培養試驗中，發酵時間均為10天。在確定培養基及發酵的最適培養條件的基礎上，培養的第8天、9天、11天、12天、13天、14天，分別測定菌絲干重。

3 結果與分析

3.1 培養基組分優化的單因素實驗

3.1.1 氮源及氮源濃度對香栓菌液體發酵的影響

表1 ?不同氮源對香栓菌液體發酵的影響

表2 氮源濃度對香栓菌液體發酵的影響

由表1可得出，有機氮酵母浸膏和蛋白胨為菌絲體的生長最佳氮源，無機氮則稍差。如果混用2種氮源，則以等量酵母浸膏和蛋白胨為最佳。因此，選用酵母浸膏和蛋白胨混合1∶1的比例為最佳氮源。

由表2得出，氮源濃度對菌絲生長具有明顯的影響，濃度為0.025%的菌絲體重量最低，濃度為0.025%～0.10%之間的菌絲體的重量逐漸增加;而濃度從0.10%開始往后到0.20%，菌絲體重量逐步降低。因此選擇氮源濃度為0.10%為最佳氮源濃度。

3.1.2 碳源及碳源濃度對香栓菌液態發酵的影響

表3 不同碳源對香栓菌液體發酵的影響

表4葡萄糖濃度對香栓菌液體發酵的影響

由表3得出，確定碳源濃度為1%時，菌絲體在蔗糖上生長最差，葡萄糖上生長最佳。通過對比選取葡萄糖為最佳碳源。

由表4得出，菌絲體重量在葡萄糖濃度為1.5%～3.0%逐步增加，在3.0%～5.0%逐步減少。1.5%～2.0%菌絲體增加18.6%增重顯著;2.0%～2.5%菌絲體增重12.32%，與前一段相差不大;2.5%～3.0%菌絲體增重6.83%，增重顯著降低;3.0%～5.0%菌絲體降低19.74%，菌絲體重量明顯降低。當葡萄糖濃度為3.0%時，菌絲體產量最高。

3.2 培養條件優化的單因素實驗

3.2.1 搖瓶裝量及其轉速對香栓菌液體發酵影響

表5 搖瓶裝量及其轉速對香栓菌液體發酵的影響

由表5得出，70～100毫升的液體裝量的菌絲干重逐步增加，從100毫升開始往后菌絲體重量逐漸降低。當液體裝量為100毫升時，菌絲體產量最高，因此100毫升液體裝量為其最適搖瓶裝量。當轉速增加一定限度，通氣量和溶解氧也會相應的增大，同樣菌絲體產量也會適當增大。

3.2.2 ?搖瓶轉速對香栓菌液體發酵影響

表6搖瓶轉速對香栓菌液體發酵的影響

由表6得出，轉速為60～100轉/分時，菌絲體產量逐步增大，之后開始逐步減少。轉速過高會抑制菌絲體的生長。最終確定140轉/分為其最適搖瓶轉速。

3.2.3 培養基初始值對香栓菌液體發酵影響

表7培養基初始pH值對香栓菌液體發酵的影響

由表7可得結論，培養基初始PH值在5.7～6.3之間菌絲體產量呈上升趨勢，pH值為6.3～7.1菌絲體產量呈下降趨勢。培養基初始pH值達6.3時，菌絲體產量達到10.88克/升，因此確定pH值6.3為其最適培養基初始pH值。

3.2.4 發酵溫度對香栓菌液體發酵影響

表8 培養溫度對香栓菌液體發酵的影響

隨著溫度的上升，菌絲體的產量逐漸增大，到28℃為產量的峰值，隨后因溫度過高反而抑制菌絲體的生長，菌絲體產量逐漸下降。據表8可得，28℃為香栓菌液體發酵的最佳培養溫度。

3.2.5 發酵時間對香栓菌液體發酵影響

表9 培養時間對香栓菌液體發酵的影響

從第8天開始菌絲體產量明顯增大，培養到第10天時菌絲體產量達到峰值，隨后第11天菌絲體產量有些許降低，再繼續培養菌絲有自溶現象，培養液逐漸渾濁，產量明顯下降。據表9得知，培養10天為其最適培養時間，產量達到13.67克/升。

4 結論與討論

通過香栓菌液體發酵實驗，確定了當C/N為15左右時，最適合香栓菌菌絲的生長。綜合考慮，液體發酵的最適發酵培養基為：葡萄糖30克，酵母浸膏2.9克，蛋白胨2.9克， K2HPO42克，MgSO4·7H2O 1克，水1毫升。培養條件是搖瓶發酵產量的重要因素之一，經過實驗探究最終確定最適培養條件為培養溫度28℃，搖瓶裝量100毫升（250毫升三角瓶），轉速140轉/分，培養基初始pH值6.3，搖瓶培養時間10天。

作者簡介：劉彥杉，吉林農業科技學院，在讀本科生，研究方向：藥用菌發酵。

通訊作者：宮敬利，吉林農業科技學院，實驗師，研究方向：食藥用菌培養與栽培。