羊肚菌發(fā)酵液TDS和pH值與生物量的相關(guān)性研究

李淑芳　陳曉明　丁舒　高雋　張揚(yáng)　張志軍

摘要? ? 為了快速了解規(guī)模化生產(chǎn)羊肚菌液體菌種生物量變化情況，通過測定液體發(fā)酵期間菌絲生物量、發(fā)酵液中溶解性物質(zhì)總量（TDS值）和發(fā)酵液pH值，考察發(fā)酵液TDS值、pH值分別與菌絲生物量之間的相關(guān)性。結(jié)果表明，在試驗(yàn)期內(nèi)，隨著發(fā)酵時間的延長，菌絲生物量先增多后減少，發(fā)酵120 h為最高值，數(shù)據(jù)差異極顯著;發(fā)酵液TDS值先減小后增大，發(fā)酵120 h為最低值，數(shù)據(jù)差異極顯著;pH值變化范圍為6～7，數(shù)據(jù)差異顯著。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵液TDS值和菌絲生物量之間的相關(guān)系數(shù)r=-0.905 4，相關(guān)性較強(qiáng);pH值與菌絲生物量之間的相關(guān)系數(shù)r=0.577 2，相關(guān)性較差。因此，在羊肚菌液體發(fā)酵期間，可以將發(fā)酵液的TDS值作為考察菌絲生物量變化的間接指標(biāo)，為液體菌種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞? ? 羊肚菌;液體發(fā)酵;菌絲生物量;TDS值;pH值

中圖分類號? ? S646.7? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）15-0063-02

Correlation? Between? Mycelium? Biomass? and? TDS，pH? of? Fermentation? broth? of? Morchella? spp.

LI Shu-fang 1? ? CHEN Xiao-ming 1? ? DING Shu 1? ? GAO Jun 1? ? ZHANG Yang 1? ? ZHANG Zhi-jun 1，2 *

（1 Tianjin Research Institution of Forestry and Pomology，Tianjin 300384; 2 National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products（Tianjin））

Abstract? ? In order to quickly understand the biomass changes of liquid strains of Morchella spp. in large-scale production，the correlation between the mycelium biomass and TDS value，pH value of fermentation broth biomass was investigated by measuring the mycelium biomass，total soluble substances（TDS value） in fermentation broth and fermentation broth pH value during liquid fermentation.The results showed that，during the experimental period，with the extension of fermentation time，the mycelium biomass first increased and then decreased，and reached the maximum value at 120 h，with extremely significant difference in data.The TDS value of fermentation broth first decreased and then increased，and reached the lowest value at 120 h，and the data difference was extremely significant.The pH value ranged from 6 to 7，with significant difference in data.Further analysis showed that the correlation coefficient between the fermentation broth TDS value and mycelium biomass was -0.905 4，indicating a strong correlation between them.The correlation coefficient between pH value and mycelium biomass was 0.577 2，showing a poor correlation.Therefore，during the liquid fermentation of Morchella spp.，the TDS value of the fermentation broth can be used as an indirect indicator to investigate the changes of mycelium biomass，providing reference data for the formulation of the quality standard for liquid strains.

Key words? ? Morchella spp.;liquid fermentation;mycelium biomass;TDS value;pH value

羊肚菌是世界名貴食用菌，具有極高的營養(yǎng)價值和藥用價值[1-2]，國內(nèi)外對羊肚菌的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于供應(yīng)量，其價格也居高不下。我國自2012年開始推廣羊肚菌人工栽培技術(shù)，至2017年底，我國羊肚菌栽培面積已發(fā)展到約4 667 hm2 [3-4]。推廣力度大、農(nóng)民興趣濃厚均大大加快了羊肚菌種植技術(shù)的推廣，但在羊肚菌人工種植過程中仍然存在很多問題，如菌種質(zhì)量好壞、栽培技術(shù)如何標(biāo)準(zhǔn)化等[5-8]，這些因素同時也制約了羊肚菌人工栽培的大面積推廣。

近年來，液體菌種技術(shù)及其設(shè)備的發(fā)展速度很快。與傳統(tǒng)固體菌種相比，液體菌種技術(shù)具有縮短發(fā)菌時間、提高生產(chǎn)效率、簡化實(shí)際生產(chǎn)操作步驟等優(yōu)勢[9]。但是，目前液體菌種質(zhì)量的好壞仍然是憑人工經(jīng)驗(yàn)感官判斷，尚缺乏相關(guān)技術(shù)參數(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。接種菌齡是指液體菌種移接到發(fā)酵罐的培養(yǎng)時間，接種菌齡是整個發(fā)酵過程中的重要參數(shù)，合理確定接種菌齡對發(fā)酵產(chǎn)量有很大影響[10]。因此，本文通過測定液體菌絲生物量、發(fā)酵液固體溶解物質(zhì)總量（TDS值）和pH值，并進(jìn)一步分析發(fā)酵期內(nèi)菌絲生物量變化分別與發(fā)酵液TDS值、pH值之間的關(guān)系，以期尋找到可以作為衡量菌絲生物量的技術(shù)考察指標(biāo)，為羊肚菌液體菌種規(guī)模化生產(chǎn)提供重要參考依據(jù)。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 試驗(yàn)儀器

恒溫?fù)u床，型號THZ-82B，金壇市瑞華儀器有限公司;雙人單面凈化工作臺，型號SW-CJ-2FD，蘇州凈化設(shè)備有限公司;高壓滅菌鍋，YA28X6T/10，通馳儀器上海有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，型號DHG-9203A;電子天平，型號AS220.R1，RADWAG公司;TDS計(jì)，型號BEC-6800，貝爾分析儀器有限公司;酸度計(jì)，型號PHS-3CW，BANTE。

1.2? ? 試驗(yàn)材料

菌種為天津市林業(yè)果樹研究所食用菌課題組從羊肚菌子實(shí)體中分離得到的菌種LG-5-Z，經(jīng)形態(tài)學(xué)和顯微觀察，確定為羊肚菌菌種（Morchella spp.）。

1.3? ? 試驗(yàn)方法

液體PDA培養(yǎng)基組成：土豆20%（浸汁）、葡萄糖2%、KH2PO4 0.3%、MgSO4 0.1%。將配制好的液體PDA培養(yǎng)基分裝于250 mL三角瓶中，每瓶裝量100 mL，棉塞封口后121 ℃高壓蒸汽滅菌30 min。液體培養(yǎng)基設(shè)計(jì)3組重復(fù)，每組7個三角瓶;用打孔器取相同大小固體菌種分別接種到每個三角瓶中，置于160 r/min、25 ℃恒溫?fù)u床上培養(yǎng)。

1.4? ? 測定內(nèi)容與方法

1.4.1? ? 菌絲生物量稱重測量。從培養(yǎng)第1天開始，每隔24 h取出3個重復(fù)，真空抽濾，菌絲球用蒸餾水反復(fù)沖洗3次，然后置于50～60 ℃恒溫烘箱干燥至恒重，稱量。

1.4.2? ? 發(fā)酵液固體溶解物質(zhì)總量（TDS）測定。經(jīng)抽濾后，采用TDS計(jì)測量發(fā)酵液TDS。

1.4.3? ? 發(fā)酵液pH值測定。采用酸度計(jì)測量。

1.5? ? 統(tǒng)計(jì)分析

單因素方差分析和Pearson相關(guān)系數(shù)r均采用Excel軟件進(jìn)行。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 菌絲生物量變化情況

由圖1可以看出，在羊肚菌液體發(fā)酵過程中，隨著發(fā)酵時間的延長，菌絲生物量呈先逐漸增多后減少的趨勢，發(fā)酵120 h菌絲生物量達(dá)到最大。

由菌絲生物量的單因素方差分析（表1）可知，試驗(yàn)時間內(nèi)菌絲生物量變化呈極顯著差異（P<0.01）。

2.2? ? 發(fā)酵液固體溶解物質(zhì)總量（TDS）變化情況

液體發(fā)酵菌絲生物量直接影響接種量，然而在規(guī)模化生產(chǎn)中，液體發(fā)酵生物量很難通過物質(zhì)干重來測定。因此，本試驗(yàn)中引入測定發(fā)酵液固體溶解物質(zhì)總量，即TDS（Total dissolved solids）測量值，單位為mg/L，表示1 L發(fā)酵液中可溶性物質(zhì)的亳克數(shù)。TDS值越高，表示發(fā)酵液中含有的溶解物越多;反之，則越少。由圖2可以看出，在羊肚菌液體發(fā)酵過程中，隨著發(fā)酵時間的延長，TDS值呈先減小后增加的趨勢，發(fā)酵120 h，發(fā)酵液的TDS值最小;羊肚菌發(fā)酵液TDS值變化趨勢與菌絲生物量變化趨勢相反。

由發(fā)酵液TDS值的單因素方差分析（表2）可知，試驗(yàn)時間內(nèi)發(fā)酵液TDS值變化呈極顯著差異（P<0.01）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵液TDS值與菌絲生物量之間的Pearson相關(guān)系數(shù)r=-0.905 4，說明2個變量之間存在極強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性。因此，在規(guī)模化液體發(fā)酵時，可以將TDS值作為技術(shù)指標(biāo)來考察菌絲生物量的變化情況。

2.3? ? 發(fā)酵液pH值變化情況

由圖3可以看出，在羊肚菌液體發(fā)酵過程中，隨著時間的延長，發(fā)酵液pH值呈先降低后升高的趨勢。發(fā)酵0 h，pH值為6.34;發(fā)酵48 h降到最低，為6.11;之后逐漸升高，發(fā)酵144 h，pH值為6.45。試驗(yàn)發(fā)酵期間，發(fā)酵液pH值變化范圍為6～7。

由發(fā)酵液pH值的單因素方差分析（表3）可知，試驗(yàn)期內(nèi)發(fā)酵液pH值的變化呈顯著差異（P<0.05）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵液pH 值與菌絲生物量之間的Pearson相關(guān)系數(shù)r=0.577 2，說明2個變量之間相關(guān)性較弱。

3? ? 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在試驗(yàn)期內(nèi)，隨著發(fā)酵時間的延長，菌絲生物量先增多后減少，發(fā)酵120 h為最高值，數(shù)據(jù)差異極顯著;發(fā)酵液TDS值先減小后增大，發(fā)酵120 h為最低值，數(shù)據(jù)差異極顯著。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵液TDS值和菌絲生物量之間存在極強(qiáng)負(fù)相關(guān)性，pH值與菌絲生物量之間相關(guān)性較差。因此，在羊肚菌液體發(fā)酵期間，可以將發(fā)酵液的TDS值作為考察菌絲生物量變化的間接指標(biāo)，為液體菌種質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了重要依據(jù)。

TDS值的測量原理實(shí)際上是通過測量水的電導(dǎo)率，間接反映TDS值。可以理解為水中溶解物質(zhì)越多，水的導(dǎo)電性越好，其電導(dǎo)率值越大，TDS值也越大。因此，本文將發(fā)酵液抽濾處理后所測得的發(fā)酵液TDS值作為菌絲生物量變化的考察指標(biāo)。在羊肚菌液體發(fā)酵期間，從空白培養(yǎng)基開始，每間隔24 h取樣檢測1次，注意觀察發(fā)酵液是否被污染。TDS值變化曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)時的發(fā)酵時間即為發(fā)酵終止時間。將TDS測量值作為考察食用菌液體發(fā)酵質(zhì)量和產(chǎn)量的指標(biāo)，具有方便、快捷、無污染等優(yōu)勢，可滿足食用菌液體發(fā)酵規(guī)模化生產(chǎn)需求，具有重要的實(shí)際意義。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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