潘 琴,冮 洁,许英梅,袁 颖
(大连民族大学生命科学学院,辽宁 大连 116605)
木醋液也叫植物酸、生物质热解液,是木材等生物质经干馏操作导出的蒸汽气体混合物经冷凝后得到的一种棕褐色液体[1]。生物质经热解制备得到的粗木醋液含有大量焦油及有害物质,需要精制后才可以被利用。木醋液的精制方法有很多,可根据不同的用途选择不同的精制方法[2]。木醋液原料可以是不同的木材,也可以是稻壳、椰壳、秸秆等废弃物。其成分复杂,主要成分是水,同时还含有有机酸类、醛类、酮类、醇类、酚类等多种有机化合物和少量无机物等[3-4]。
食用菌在我国已有数千年的食用历史,通常被称为“蕈”“菌”“蘑菇”等,因其味美香郁,具有丰富的营养价值而享有“山珍”“素中之荤”等美誉[5]。据统计,我国食用菌占据全世界食用菌资源的一半以上,约有960种,具有分布广、产量高的特点[6]。贵州冬暖夏凉、光照适宜、雨热同期、气候舒适[7-10],为多种食用菌的生长提供了便利条件。省政府高度重视本省食用菌产业的发展,并将其作为农业结构调整和产业扶贫的助攻产业之一[11]。
早期木醋液主要应用于生产乙酸、甲醇以及丙酮等工业产品。现主要作为土壤改良剂、植物生长调节剂、食品保鲜剂等,广泛应用在农林生产、环境保护、食品加工、畜牧业生产和医疗卫生等领域[12-14]。为了拓展麻栎木醋液的使用范围,明确麻栎木醋液对食用菌菌丝生长的影响,以香菇(Lentinus edodes)、滑菇(Pholiota nameko)、黑木耳(Auriculariaauricula)、羊肚菌(Morchella esculenta)、赤芝(Ganoderma lucidu)、平菇 (Pleurotus ostreatus)、金针菇 (Flammulina velutipes)和猴头菇(Hericium erinaceus)共8种食用菌为材料,通过采用固体培养和液体培养的方式,在培养基中加入麻栎木醋液,研究不同浓度麻栎木醋液对8种食用菌菌丝生长的影响。力求找到促进食用菌菌丝生长的适宜麻栎木醋液浓度,探讨麻栎木醋液作为食用菌培养料添加剂的可能性,为麻栎木醋液在食用菌生产过程中的推广应用提供科学依据。
麻栎木醋液,由安徽省滁州市昌春木炭厂提供。
香菇、滑菇、黑木耳、羊肚菌、赤芝、平菇、金针菇和猴头菇菌种,均由辽宁省大连市大连民族大学生命科学学院提供。
PL203电子精密天平,梅特勒-托利多仪器(上海) 有限公司;DNP-9082电热恒温培养箱,上海精宏实验设备有限公司;HYG-3多功能智能组合摇床奥豪斯仪器(上海) 有限公司;ZHJHC2112B超净工作台上海智城分析仪器制造有限公司;MJ-78A高压蒸汽灭菌锅,施都凯仪器设备(上海) 有限公司;UV-2800/2802/2802S紫外分光光度计,龙尼柯(上海)仪器有限公司;H-2050R台式高速冷冻离心机,长沙湘仪离心机仪器有限公司;DHG-9240电热恒温鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司。
1.3.1 固体平板培养
配制不同浓度(0、0.01%、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%)的麻栎木醋液综合PDA固体培养基,调pH至6.0~6.5,灭菌;无菌条件下倒平板,冷却凝固,置于干燥处2 d~3 d,每个浓度各3个重复,不染菌即可用于接种;接入直径为5 mm的菌丝块,以不加麻栎木醋液的平板作为对照,置于28℃恒温培养箱进行培养;根据食用菌菌丝生长情况,从培养的第4天或第5天开始,测量菌落直径,并记录数据。
1.3.2 液体培养
1) 液体深层培养
配制综合PDA液体培养基,灭菌。无菌条件下接种食用菌菌块,摇床25℃培养3 d~5 d,至菌球生长均匀即可。
2) 液体培养
配制不同浓度的麻栎木醋液综合PDA液体培养基,调pH至6.0~6.5,灭菌;接种液体菌种,接种量为每瓶5 mL,每个浓度各3个重复,摇床25℃、120 r·min-1培养7d~10d;菌液过滤烘干后称重,并记录数据。
测量固体平板中的菌落直径[15]和液体培养中的菌丝干重[16]。固体培养时,根据食用菌菌丝生长情况,从培养的第4天或第5天开始,测量菌落直径,计算菌丝生长速率和抑制率。菌丝生长速率(S,%) 的计算公式为:
式中:L为菌丝长度(cm);R为接种菌块半径(cm);D为菌丝培养天数(d)。
抑制率(Y,%)的计算公式为:
式中:Rck为对照组菌落直径(cm);Rc为处理组菌落直径(cm)。
液体培养生长情况,培养7 d~10 d,菌液过滤烘干后称重,计算生物量。生物量(Z,g·L-1)的计算公式为:
式中:M为食用菌菌丝体干重(g);V为液体菌种体积 (L)。
2.1.1 麻栎木醋液对香菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对香菇菌丝体生长的影响见表1。
表1 固体培养中麻栎木醋液对香菇菌丝体生长的影响Tab.1 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Auricularia auricula in solid cultivation
由表1可知,不同浓度的麻栎木醋液对香菇菌丝体的生长影响不同。浓度在0.03%~0.15%的麻栎木醋液对香菇菌丝体的生长具有明显的促进作用,其中,麻栎木醋液添加浓度为0.06%时,香菇菌丝体生长速率最快,达到0.65 cm·d-1,高出对照组10.17%。
2.1.2 麻栎木醋液对滑菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对滑菇菌丝体生长的影响见表2。
表2 固体培养中麻栎木醋液对滑菇菌丝体生长的影响Tab.2 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Pholiota nameko in solid cultivation
由表2可知,适宜浓度的麻栎木醋液对滑菇菌丝体的生长有一定的促进作用,而过高的浓度则会抑制其生长。培养至第9天时,麻栎木醋液添加浓度为0.01%~0.12%时,滑菇菌丝生长速率相同,均为0.68 cm·d-1。第10天麻栎木醋液添加浓度为0.03%时滑菇菌丝生长速率最快,达到0.72 cm·d-1,高出对照组7.46%,与对照组相比有显著差异。
2.1.3 麻栎木醋液对黑木耳菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对黑木耳菌丝体生长的影响见表3。
表3 固体培养中麻栎木醋液对黑木耳菌丝体生长的影响Tab.3 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Auricularia auricula in solid cultivation
由表3可知,培养至第8天时各组的生长速率开始出现显著差异,添加浓度为0.01%~0.15%的麻栎木醋液,对黑木耳菌丝体的生长均有不同程度的促进作用,生长速率都高于对照组,且差异显著,其中添加浓度为0.06%麻栎木醋液的黑木耳菌种,其生长速率最快,达到0.50 cm·d-1,高出对照组4.17%。
2.1.4 麻栎木醋液对羊肚菌菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对羊肚菌菌丝体生长的影响见表4。
表4 固体培养中麻栎木醋液对羊肚菌菌丝体生长的影响Tab.4 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Morchella esculenta in solid cultivation
由表4可知,羊肚菌的最适麻栎木醋液浓度为0.01%。8种食用菌中羊肚菌的生长速率最快,才培养至第3天,其菌丝体的直径就达到了7 cm以上,基本覆盖了培养皿的表面,斜面培养时可以产生大小不一的菌核,放置时间较长时菌丝颜色则变成浅黄色或棕色。羊肚菌的适宜麻栎木醋液浓度为0.01%,此时的生长速率最高,达到2.50 cm·d-1,高出对照组2.88%。浓度越高,生长速率越慢。
2.1.5 麻栎木醋液对赤芝菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对赤芝菌丝体生长的影响见表5。
表5 固体培养中麻栎木醋液对赤芝菌丝体生长的影响Tab.5 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Ganoderma lucidum in solid cultivation
由表5可知,培养至第5天、第6天时,添加浓度为0.06%的麻栎木醋液对赤芝菌丝体的生长促进作用最明显,且生长速率最高,达到0.99 cm·d-1。从第7天开始往后,则变成添加浓度0.01%的麻栎木醋液对赤芝菌丝体的生长促进作用明显,在第7天生长速率最高,达到1.11 cm·d-1,高出对照组10.98%。
2.1.6 麻栎木醋液对平菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对平菇菌丝体生长的影响见表6。
表6 固体培养中麻栎木醋液对平菇菌丝体生长的影响Tab.6 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Pleurotus ostreatus in solid cultivation
由表6可知,添加浓度为0.06%麻栎木醋液的平菇菌丝体,其生长速率远高于对照组,在第6天达到最高,达到1.18 cm·d-1,高出对照组9.26%,与对照组相比差异显著。培养至第7天时,只有浓度为0.06%的麻栎木醋液对平菇菌丝体生长具有促进作用,其他浓度则不同程度的抑制了平菇菌丝体的生长,最高抑制率达到5.29%。平菇菌丝体长势浓密,颜色纯白,菌落形态为中央隆起,大小均匀,呈圆形。
2.1.7 麻栎木醋液对金针菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对金针菇菌丝体生长的影响见表7。
表7 固定培养中麻栎木醋液对金针菇菌丝体生长的影响Tab.7 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Flammulina velutipes in solid cultivation
由表7可知,培养至第8天时,添加浓度为0.01%麻栎木醋液的金针菇生长速率最高,达到0.91 cm·d-1,高出对照组16.67%,培养至第9天时,仅有浓度为0.01%和0.03%的麻栎木醋液对金针菇的菌丝体具有促进作用,且生长速率相同,均为0.88 cm·d-1,培养至第10天时,添加浓度为0~0.15%的麻栎木醋液对金针菇菌丝体的生长均有不同程度的抑制作用,最高抑制率达100%,最低为6.67%,金针菇菌丝体长势较稀疏,菌落形态均为中央隆起,大小不均匀,呈不规则形状。
2.1.8 麻栎木醋液对猴头菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对猴头菇菌丝体生长的影响见表8。
表8 固定培养中麻栎木醋液对猴头菇菌丝体生长的影响Tab.8 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Flammulina velutipes in solid cultivation
由表8可知,猴头菇的适宜麻栎木醋液浓度为0.06%,此时的生长速率最高,达到0.47 cm·d-1,高出对照组9.30%。培养至第8天时,不同浓度的麻栎木醋液均不同程度地促进了猴头菇菌丝体的生长,随着培养天数的增加,开始出现抑制情况,培养至第10天时,只有添加浓度为0.06%的麻栎木醋液促进了猴头菇菌丝体的生长,其他浓度均明显的抑制了菌丝体的生长。
固体培养时,羊肚菌菌丝体生长速度最快,才培养至第3天,其菌丝体的生长就基本上覆盖整个培养皿,且其菌丝状态、颜色与其他7种食用菌不同,菌丝粗壮,呈乳黄色;其次是平菇菌丝体,菌落形态为中央隆起,呈规则状;第三是金针菇菌丝体,其菌落形态也为中央隆起,但是不规则;第四是赤芝菌丝体,其长势密集,颜色纯白;第五是滑菇菌丝体,长势较稀疏,不密集,颜色较淡;香菇菌丝体生长速度缓慢,长势稀疏,颜色淡;黑木耳菌丝体生长速度也较慢,颜色也较淡;猴头菇菌丝体生长速度最慢,菌丝发达,由一个挨着一个的管状细胞组成,壁薄,有横隔和分枝。
2.2.1 麻栎木醋液对液体培养香菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对香菇菌丝体生长的影响见表9。
表9 液体培养中麻栎木醋液对香菇菌丝体生长的影响Tab.9 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Lentinus edodes in liquid cultivation in solid cultivation
由表9可知,液体培养时,香菇的适宜麻栎木醋液浓度为0.01%,在此浓度下生物量最高,达到2.09 g·L-1,高出对照组6.09%。此时培养基菌液澄清,呈淡黄色,瓶内侧附着少量白色菌丝,菌球大小均匀,数量最多。
2.2.2 麻栎木醋液对滑菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对滑菇菌丝体生长的影响见表10。
表10 液体培养中麻栎木醋液对滑菇菌丝体生长的影响Tab.10 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Pholiota nameko in liquid cultivation
由表10可知,滑菇的适宜麻栎木醋液浓度为0.06%,生物量达到5.46 g·L-1,高出对照组26.68%,与对照组相比有显著差异。滑菇菌种的菌球整体偏小,大小较均匀,随着麻栎木醋液浓度的增加,生物量依次减小。
2.2.3 麻栎木醋液对黑木耳菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对黑木耳菌丝体生长的影响见表11。
表11 液体培养中麻栎木醋液对黑木耳菌丝体生长的影响Tab.11 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Auricularia auricula in solid cultivation
如表11所示,不同浓度的麻栎木醋液对黑木耳菌种均起到了不同程度的抑制作用,对照组的生物量最高,达3.52 g·L-1,随着不同浓度木醋液的增加,生物量出现不同程度的减少。
2.2.4 麻栎木醋液对羊肚菌菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对羊肚菌菌丝体生长的影响见表12。
表12 液体培养中麻栎木醋液对羊肚菌菌丝体生长的影响Tab.12 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Morchella esculenta in solid cultivation
由表12可知,羊肚菌的适宜麻栎木醋液浓度为0.06%,生物量达到0.15 g·L-1,高出对照组87.50%,与对照组相比差异显著,羊肚菌的生物量整体最低,但是较对照组增加量却最高。羊肚菌的生长状态和其他食用菌间差异明显,培养基菌液浑浊,呈黄绿色,最后菌落形态是菌丝状,而其他食用菌则是菌球状。
2.2.5 麻栎木醋液对赤芝菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对赤芝菌丝体生长的影响见表13。
表13 液体培养中麻栎木醋液对赤芝菌丝体生长的影响Tab.13 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Ganoderma lucidum in solid cultivation
由表13可知,赤芝菌丝体的生物量普遍较高,最高达9.99 g·L-1,高出对照组11.50%,与对照组有显著差异。培养基菌液澄清,呈乳白色,菌球含水量较多,整体偏粘稠状,瓶内侧附着一圈白色菌丝。
2.2.6 麻栎木醋液对平菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对平菇菌丝体生长的影响见表14。
表14 液体培养中麻栎木醋液对平菇菌丝体生长的影响Tab.14 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Pleurotus ostreatus in solid cultivation
由表14可知,平菇的适宜麻栎木醋液浓度为0.06%,此时生物量最高,达到7.86 g·L-1,高出对照组34.82%,与对照组相比差异显著。低浓度麻栎木醋液对平菇菌丝体的生长具有促进作用,而浓度越高,促进效果越弱,有些高浓度处理组甚至低于对照组。
2.2.7 麻栎木醋液对金针菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对金针菇菌丝体生长的影响见表15。
表15 液体培养中麻栎木醋液对金针菇菌丝体生长的影响Tab.15 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Flammulina velutipes in solid cultivation
由表15可知,金针菇菌丝体的生物量高达10.91 g·L-1,高出对照组5.41%,与对照组相比差异显著,随着浓度的增加,生物量依次减小,最小达9.76 g·L-1。培养基菌液浑浊,粘稠,呈米白色,菌球大小、形状各异,瓶内侧附着一圈白色菌丝。
2.2.8 麻栎木醋液对猴头菇菌丝体生长的影响
麻栎木醋液对猴头菇菌丝体生长的影响见表16。
表16 液体培养中麻栎木醋液对猴头菇菌丝体生长的影响Tab.16 The effect of Quercus acutissima wood vinegar on mycelium growth of Hericium erinaceus in solid cultivation
由表16可知,猴头菇菌丝体的生物量普遍较低,最高达3.60 g·L-1,高出对照组4.96%。添加麻栎木醋液浓度为0~0.06%时,培养基菌液呈橙黄色,之后随着浓度的增加,培养基颜色变淡,呈淡黄色,瓶内侧附着少量白色菌丝,菌球大小各异。
液体培养时,羊肚菌的菌丝体生物量最少,但相较对照增加量最多,且生长状态和培养基菌液颜色与其他食用菌不同,呈丝状,黄绿色。滑菇、黑木耳、平菇和猴头菇菌种的生长状态呈球状,表面光滑,大小各异,培养基菌液澄清,瓶内侧附着白色菌丝。香菇菌种培养的菌球表面不光滑,有细长根状延伸。赤芝菌种的培养基菌液澄清,呈乳白色,偏粘稠状,菌球含水量较多,但清晰可见。金针菇菌种的培养基菌液浑浊,呈米白色,粘稠,菌球紧密连在一起,其生物量最高,但增加量却很低。
倪淑君等[17]研究木醋液在平菇和香菇生产上的应用,发现高浓度木醋液抑制菌丝生长,添加适宜浓度的木醋液促进菌丝生长,以添加干料的0.025%~0.050%为宜,添加量超过0.100%会抑制平菇和香菇菌丝生长。试验结果显示,固体培养时促进香菇和平菇菌丝生长的最适麻栎木醋液浓度为0.06%;液体培养时促进平菇菌丝生长的最适浓度为0.06%,而促进香菇菌丝生长的最适浓度为0.01%,与倪淑君等人的研究结果接近。张婷等[18]通过不同的培养方式研究山杏壳木醋液对滑菇、灵芝和香菇3种食用菌菌丝生长的影响,结果发现山杏壳木醋液对3种食用菌菌丝生长的影响不同。固体培养时,促进滑子菇菌丝生长的最适山杏壳木醋液浓度为0.025%;促进灵芝菌丝生长的最适山杏壳木醋液浓度为0.1%;而香菇菌丝生长受山杏壳木醋液的抑制;液体培养时,山杏壳木醋液对3种食用菌菌丝生长均表现为抑制。本研究中发现,固体培养时促进滑菇菌丝生长的最适麻栎木醋液浓度为0.03%,促进赤芝菌丝生长的最适麻栎木醋液浓度为0.01%;液体培养时,促进滑菇和赤芝菌丝生长的最适麻栎木醋液浓度为0.06%,与张婷等[18]的研究结果不同,推测可能与食用菌菌种不同、木醋液种类不同等因素有关,原因有待进一步探讨。
范冬茹等[19]研究木醋液对羊肚菌液体培养菌丝生长的影响,发现当木醋液浓度为0.05%~0.20%时,对羊肚菌菌丝生长具有促进作用,其中当浓度达到0.20%时,菌丝萌发快,生长状态最好,生物量最高。试验结果显示,固体培养时促进羊肚菌菌丝生长的最适浓度为0.01%;而液体培养时促进羊肚菌菌丝生长的最适浓度为0.06%,与范冬茹等的研究结果相差较大。王稳等[20]通过液体培养的方式研究木醋液对金针菇菌丝体生长的影响,发现低浓度木醋液对金针菇生长有促进作用,其最适作用浓度为0.01%~0.10%。本研究中显示,液体培养时促进金针菇菌丝生长的最适麻栎木醋液浓度为0.01%,与王稳等的研究结果相似。黑木耳固体培养时促进菌丝生长的最适麻栎木醋液浓度为0.06,液体培养时,与对照组相比,添加0.01%、0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%的麻栎木醋液对黑木耳菌丝生长均表现为抑制,这与马珂[21]等在固体培养基中促进黑木耳菌丝生长的最佳桦树木醋液浓度为0.30%结果不同,推测麻栎木醋液对食用菌菌丝生长的影响可能与食用菌品种,培养条件以及生长状态有关,其机理尚需更进一步的研究。固体培养和液体培养时,促进猴头菇菌丝生长的最适麻栎木醋液浓度均为0.06%。
综上所述,麻栎木醋液对8种食用菌菌丝生长的影响各不相同,高浓度麻栎木醋液具有抑制食用菌生长的作用,而低浓度条件下则具有促进生长的作用。这可能与食用菌品种、培养方式等相关,这将为木醋液在食用菌栽培中的应用提供依据。