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朱红栓菌发酵工艺优化
朱红栓菌（ Franeh）,别名红栓菌、朱血菌.属于多孔菌科栓菌属.朱红栓菌子实体一般小.扁半球形、扁平、无柄、新鲜时肉质松软,干后变为木栓质.菌盖直径2～11 厘米,厚0.5～1 厘米,表面橙色至红色,后期稍褪色,变暗,无环纹,有细绒毛或无毛,稍有皱纹.菌肉橙色,有明显的环纹,遇氢氧化钾变黑色,管孔面红色,每毫米2～4 个.此菌的主要特征是子实体从外到内都是鲜艳的橙色至红色.朱红栓菌危害多种阔叶树木等,引起木材腐朽.被侵害处开始呈橙色,后期为白色腐朽.在香菇、木耳栽培的段木上,常出现此菌,属食菌段木上常见的“杂菌”.本文为朱红栓菌液体深层发酵工艺进行初步研究,旨在为朱红栓菌进一步开发提供科学依据.
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 供试菌种朱红栓菌由吉林农业科技学院食药用菌实验室保存.
1.1.2 试剂碳源：甘油、葡萄糖、蔗糖、乳糖、果糖、可溶性淀粉、微晶纤维素.
氮源：酵母浸膏、蛋白胨、氯化铵、硝酸钾.
其他试剂：硫酸镁、磷酸二氢钾.
1.2 实验方法
1.2.1 培养基组分单因素试验
1.2.1.1 碳源及其浓度对朱红栓菌液体发酵的影响以大豆蛋白胨为固定氮源,即1 升含有10 克大豆蛋白胨,向摇瓶发酵培养基中,分别单独加入浓度为4.0%的不同碳源,通过液体摇瓶培养,比较其生成菌丝的干重来确定最佳碳源.确定最佳碳源后,根据改变不同浓度进行液体发酵培养,通过菌丝干重来确定最佳碳源浓度.
1.2.1.2 氮源及其浓度对朱红栓菌液体发酵的影响以葡萄糖为固定碳源,即1 升含有30 克葡萄糖,向摇瓶发酵培养基中,分别单独加入浓度为0.4%的不同氮源,通过液体摇瓶培养,比较其生成菌丝的干重来确定最佳氮源.确定最佳氮源后,根据改变不同浓度进行液体发酵培养,通过菌丝干重来确定最佳氮源浓度.
1.2.2 培养条件优化的单因素试验
1.2.2.1 摇瓶装量对朱红栓菌液体发酵的影响向250 毫升三角瓶分别装入70 毫升、80 毫升、90 毫升、100 毫升、110 毫升、120 毫升、130 毫升的液体发酵培养基置于26℃下进行药瓶振荡培养.
1.2.2.2 发酵温度对朱红栓菌液体发酵的影响向250 毫升三角瓶装入100 毫升液体摇瓶发酵培养基,分别控制不同的培养温度,进行摇瓶振荡培养
1.2.2.3 发酵时间对朱红栓菌液体发酵的影响向250 毫升三角瓶装入100 毫升液体摇瓶发酵培养基,分别控制培养时间,进行摇瓶振荡培养.
1.2.2.4 培养基初始pH 值对朱红栓菌液体发酵的影响向250毫升三角瓶装入100 毫升液体摇瓶发酵培养基、培养温度为26℃,将其分别置于不同pH 值条件下进行摇瓶振荡培养.1.2.2.5 摇瓶转速对朱红栓菌液体发酵的影响向250 毫升三角瓶装入100 毫升液体摇瓶发酵培养基、培养温度为26℃,将其分别置于不同转速条件下进行摇瓶振荡培养.
2 结果与分析
2.1 培养基组分优化的单因素试验
由表1 得出,确定碳源浓度为4.0%时,菌丝体在蔗糖上生长最差,葡萄糖上生长最佳.通过对比选取葡萄糖为最佳碳源.
由表2 得出,菌丝体重量在葡萄糖浓度为2.0%时,菌丝体产量最高,因此确定朱红栓菌最佳葡萄糖浓度2.0%.
氮源及其浓度对朱红栓菌液体发酵的影响由表3 可得出,大豆蛋白胨菌丝体的生长最佳氮源,无机氮则稍差,混合氮源则稍差.发酵培养则以大豆蛋白胨为最佳.因此,选用大豆蛋白胨为最佳氮源.
表4 得出结论,氮源浓度对菌丝生长具有明显的影响,浓度为0.1%的菌丝体重量最低,浓度为0.1%~0.4%之间的菌丝体的重量逐渐增加；而浓度从0.4%～0.8%,菌丝体重量逐步降低.因此,选择氮源浓度为0.4%为最佳氮源浓度.
2.2 培养条件优化的单因素试验
2.2.1 摇瓶装量对朱红栓菌液体发酵的影响
由表5 可知,70～100 毫升的液体装量的菌丝干重逐步增加,110 毫升开始逐步下降.当液体装量为100 毫升时,菌丝体产量最高,因此当液体装量为100 毫升时最适摇瓶装量.2.2.2 发酵温度对朱红栓菌液体发酵的影响
由表6 可得,当培养基温度为20℃～26℃时菌丝干重量逐步增加,当培养基温度为26℃～32℃时菌丝干重量逐步下降,当培养基温度为26℃时菌丝干重量最高.所以,当培养基温度为26℃时为朱红栓菌液体发酵的最佳培养温度.
2.2.3 发酵时间对朱红栓菌液体发酵的影响
由表7 得知,当培养时间为8～10 天时菌丝干重量逐步增加,当培养天数为10～14 天时菌丝干重量逐步下降,当培养时间为10 天时菌丝干重量最高,所以当培养时间为10 天时为其最适培养时间,产量达到13.87g/L.
2.2.4 培养基初始pH 值对朱红栓菌液体发酵的影响
由表8 得出,当pH 值为6.2～6.5 时菌丝干重量逐步增加,当pH 值为6.5～7.6 时菌丝干重量逐步下降,当pH 值为6.5 时菌丝干重量最高,所以当pH 值6.5 为其最适培养基初始pH 值.
2.2.5 摇瓶转速对朱红栓菌液体发酵的影响
由表9 得出,转速60～140r/min 时菌丝干重量逐渐增高.转速140～180r/min 时菌丝干重量逐步下降.当转速为140r/min 时菌丝干重量量最高,所以当转速为140r/min 时为最适摇瓶转速.
3 结论与分析
通过朱红栓菌液体发酵实验,确定了最适液体摇瓶发酵培养基方案为：蛋白胨,浓度为0.4%葡萄糖,浓度2%硫酸镁,浓度为0.15%磷酸二氢钾,浓度为0.2%.培养条件是液体发酵产量的重要因素之一,经过实验探究最终确定最适培养条件为：培养基初始pH 值6.5,摇瓶装量100 毫升液体（250 毫升三角瓶）,转速140 转/ 分,摇瓶培养温度为26℃,药瓶培养时间为10 天.
作者简介：田淼峰,在读本科生,研究方向：药用菌发酵.
通讯作者：宫敬利,高级实验师,研究方向：食药用菌栽培与产品开发.
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