香栓菌发酵工艺优化研究

刘彦杉+李佳芮+李节成+朱纯宇+宫敬利

摘要：本文通过香栓菌在不同氮源、碳源的培养基，不同配比浓度的碳氮源培养基，以及在不同的培养条件下菌丝的生长量，来研究其最适氮源、碳源、碳氮源浓度和最佳发酵条件，从而为大规模的生产提供技术依据。

关键词：香栓菌;液体发酵;最适培养条件

基金项目：吉林农业科技学院大学生科技创新科研项目（2016005）

中图分类号： O657                               文献标识码：  A            DOI编号：   10.14025/j.cnki.jlny.2016.24.047

香栓菌（Trametes suaveloens （L.） Fr.）属于多孔目科栓菌属。香栓菌子实体中等或较大，木栓质，无柄。菌盖半圆形，垫状，新鲜时软木栓质，干时坚硬，3～9毫米×4.5～16毫米，厚1～3.5厘米，白色至浅灰色或浅黄白色，浅黄色，无或有明显的同心环带和轮纹，被细绒毛，后变近光滑，边缘钝或稍薄。生于杨、柳及壳斗科等树木上。香栓菌属木腐菌，分解木质素的能力较强，传播蔓延很快。常侵害食用菌段木。本文对香栓菌液体深层发酵工艺进行初步研究，旨在为香栓菌进一步开发提供科学依据。

1 材料

1.1 供试菌种

香栓菌由吉林农业科技学院食药用菌实验室保存。

1.2 试剂

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，微晶纤维素。

其他试剂：K2HPO4，MgSO4，HCl，NaOH。

2 试验方法

2.1 培养基组分优化的单因素实验

2.1.1 氮源及其浓度对香栓菌液体发酵的影响 以葡萄糖为固定碳源，即1升含有25克葡萄糖。向摇瓶发酵培养基中，分别单独加入不同氮源，浓度均为0.10%。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。确定最佳氮源后加入该不同浓度的氮源通过菌丝干重确定最佳氮源浓度。

2.1.2 碳源及其浓度对香栓菌液体发酵的影响 以酵母浸膏：蛋白胨（1∶1）作为氮源，当氮源浓度固定在0.10%时，分别加入7种不同种类碳源，进行液体摇瓶培养，通过比较生成的香栓菌菌丝干重来确定最佳碳源。确定最佳碳源后加入不同浓度的碳源通过菌丝干重确定最佳氮源浓度。

2.2 培养条件优化的单因素实验

2.2.1  摇瓶装量对香栓菌液体发酵影响 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毫升的液体摇瓶发酵培养基，将其置于28℃下进行摇瓶振荡培养。

2.2.2  摇瓶转速对香栓菌液体发酵影响 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28℃，将其分别置于不同转速下进行摇瓶振荡培养。

2.2.3  培养基初始pH值对香栓菌液体发酵影响 向250毫升三角瓶装入100毫升液体摇瓶发酵培养基，调成8个不同的pH值，灭菌后接种，28℃摇瓶振荡培养。

2.2.4 发酵温度对香栓菌液体发酵影响 向250毫升三角瓶装入100毫升液体摇瓶发酵培养基，分别控制不同的温度，进行摇瓶振荡培养。

2.2.5  发酵时间对香栓菌液体法酵影响 为了减少试验时间，在上述的液体发酵培养试验中，发酵时间均为10天。在确定培养基及发酵的最适培养条件的基础上，培养的第8天、9天、11天、12天、13天、14天，分别测定菌丝干重。

3 结果与分析

3.1 培养基组分优化的单因素实验

3.1.1 氮源及氮源浓度对香栓菌液体发酵的影响

表1  不同氮源对香栓菌液体发酵的影响

表2 氮源浓度对香栓菌液体发酵的影响

由表1可得出，有机氮酵母浸膏和蛋白胨为菌丝体的生长最佳氮源，无机氮则稍差。如果混用2种氮源，则以等量酵母浸膏和蛋白胨为最佳。因此，选用酵母浸膏和蛋白胨混合1∶1的比例为最佳氮源。

由表2得出，氮源浓度对菌丝生长具有明显的影响，浓度为0.025%的菌丝体重量最低，浓度为0.025%～0.10%之间的菌丝体的重量逐渐增加;而浓度从0.10%开始往后到0.20%，菌丝体重量逐步降低。因此选择氮源浓度为0.10%为最佳氮源浓度。

3.1.2 碳源及碳源浓度对香栓菌液态发酵的影响

表3 不同碳源对香栓菌液体发酵的影响

表4葡萄糖浓度对香栓菌液体发酵的影响

由表3得出，确定碳源浓度为1%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4得出，菌丝体重量在葡萄糖浓度为1.5%～3.0%逐步增加，在3.0%～5.0%逐步减少。1.5%～2.0%菌丝体增加18.6%增重显著;2.0%～2.5%菌丝体增重12.32%，与前一段相差不大;2.5%～3.0%菌丝体增重6.83%，增重显著降低;3.0%～5.0%菌丝体降低19.74%，菌丝体重量明显降低。当葡萄糖浓度为3.0%时，菌丝体产量最高。

3.2 培养条件优化的单因素实验

3.2.1 摇瓶装量及其转速对香栓菌液体发酵影响

表5 摇瓶装量及其转速对香栓菌液体发酵的影响

由表5得出，70～100毫升的液体装量的菌丝干重逐步增加，从100毫升开始往后菌丝体重量逐渐降低。当液体装量为100毫升时，菌丝体产量最高，因此100毫升液体装量为其最适摇瓶装量。当转速增加一定限度，通气量和溶解氧也会相应的增大，同样菌丝体产量也会适当增大。

3.2.2  摇瓶转速对香栓菌液体发酵影响

表6摇瓶转速对香栓菌液体发酵的影响

由表6得出，转速为60～100转/分时，菌丝体产量逐步增大，之后开始逐步减少。转速过高会抑制菌丝体的生长。最终确定140转/分为其最适摇瓶转速。

3.2.3 培养基初始值对香栓菌液体发酵影响

表7培养基初始pH值对香栓菌液体发酵的影响

由表7可得结论，培养基初始PH值在5.7～6.3之间菌丝体产量呈上升趋势，pH值为6.3～7.1菌丝体产量呈下降趋势。培养基初始pH值达6.3时，菌丝体产量达到10.88克/升，因此确定pH值6.3为其最适培养基初始pH值。

3.2.4 发酵温度对香栓菌液体发酵影响

表8 培养温度对香栓菌液体发酵的影响

随着温度的上升，菌丝体的产量逐渐增大，到28℃为产量的峰值，随后因温度过高反而抑制菌丝体的生长，菌丝体产量逐渐下降。据表8可得，28℃为香栓菌液体发酵的最佳培养温度。

3.2.5 发酵时间对香栓菌液体发酵影响

表9 培养时间对香栓菌液体发酵的影响

从第8天开始菌丝体产量明显增大，培养到第10天时菌丝体产量达到峰值，随后第11天菌丝体产量有些许降低，再继续培养菌丝有自溶现象，培养液逐渐浑浊，产量明显下降。据表9得知，培养10天为其最适培养时间，产量达到13.67克/升。

4 结论与讨论

通过香栓菌液体发酵实验，确定了当C/N为15左右时，最适合香栓菌菌丝的生长。综合考虑，液体发酵的最适发酵培养基为：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。培养条件是摇瓶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温度28℃，摇瓶装量100毫升（250毫升三角瓶），转速140转/分，培养基初始pH值6.3，摇瓶培养时间10天。

作者简介：刘彦杉，吉林农业科技学院，在读本科生，研究方向：药用菌发酵。

通讯作者：宫敬利，吉林农业科技学院，实验师，研究方向：食药用菌培养与栽培。