杏鲍菇液体菌种的细胞固定化技术及其保藏条件研究

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2022.03.014

摘要/Abstract

摘要： 为解决杏鲍菇液体菌种不耐储存和不易运输等问题，通过筛选适宜的固定化载体种类及其质量浓度，分析液体菌种与固定化载体体积比、CaCl₂质量浓度、交联时间等对固定化小球形成的影响，优化固定化条件，研究杏鲍菇液体菌种细胞固定化技术；通过测定不同温度条件下保藏不同时间固定化菌种的成活率、菌丝生长速度、呼吸强度、纤维素酶活性等，明确固定化菌种的生物活性和保藏稳定性。结果表明，杏鲍菇液体菌种的细胞固定化最佳条件为：将海藻酸钠与聚乙烯醇（质量比3∶7）作为固定化载体，固定化载体质量浓度为80 g/L，液体菌种与固定化载体溶液体积比5∶5，CaCl₂质量浓度为20 g/L，交联时间6 h，制得的固定化菌种球形规则，传质性快，为15 min，机械强度适中，为60.1 g，菌丝增长率高达200.1%。固定化菌种在20、4℃条件下保藏30 d，随着保藏时间增加，成活率和菌丝生长速度无显著性变化，呼吸强度降低，纤维素酶活性升高，说明菌种仍具有较高的生物活性，利于固定化菌种生物活性稳定；-20℃保藏10 d成活率和菌丝生长速度分别降低50个百分点和72.73%，呼吸强度和纤维素酶活性显著降低，菌种生物活性降低，不利于菌种的保藏。

关键词: 杏鲍菇, 液体菌种, 固定化, 菌种保藏, 呼吸强度

Abstract: In order to solve the shortcomings of the liquid strains of Pleurotus eryngii that are not easy to be stored and transported，the immobilization technology of Pleurotus eryngii liquid strain cells was studied by screening suitable immobilization carrier types and their mass concentrations，determining the effects of the volume ratio of liquid strain to carrier，the mass concentration of CaCl₂，and the crosslinking time on the formation of immobilized beads，and optimizing the immobilization conditions.The biological activity and storage stability of immobilized strains were determined by measuring the survival rate，mycelium growth rate，respiratory intensity and cellulase activity of immobilized strains stored at different temperatures for different time. The results showed that the immobilization conditions of Pleurotus eryngii liquid spawn were as follows：the mass ratio of sodium alginate to polyvinyl alcohol was 3∶7 as carrier，the mass concentration of carrier was 80 g/L，the volume ratio of liquid spawn to immobilization carrier solution was 5∶5，the mass concentration of CaCl₂was 20 g/L，and the crosslinking time was 6 h.The immobilized strain was produced with regular spherical shape and fast mass transferability of 15 min，the mechanical strength was 60.1 g，and the mycelial growth rate was 200.1%.The survival rate and mycelial growth rate of the immobilized strains did not change significantly after 30 days of storage at 20℃ or 4℃，but the respiratory intensity decreased and the cellulase activity increased，which indicated that the immobilized strains still had high biological activity and it was conducive to the stability of the biological activity of the immobilized strains. The survival rate and growth rate decreased by 50 percentage points and 72.73%，respectively，after 10 days of storage at -20℃.Under this condition，the respiration intensity and cellulase activity were significantly reduced，and the biological activity of the strain was reduced，which was not conducive to the preservation of the strain.

Key words: Pleurotus eryngii, Liquid strain, Immobilization, Strain storage, Respiration intensity

中图分类号:

S646

周婷婷, 周荣翔, 张瑶, 陈文才, 李霁虹, 马桂珍. 杏鲍菇液体菌种的细胞固定化技术及其保藏条件研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(3): 118-126.

ZHOU Tingting, ZHOU Rongxiang, ZHANG Yao, CHEN Wencai, LI Jihong, MA Guizhen. Study on Cell Immobilization Technology and Storage Conditions of Liquid Strains of Pleurotus eryngii[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2022, 51(3): 118-126.

参考文献

［1］陈倩颖，欧祖兰，吴利.培养料中添加梨皮渣对杏鲍菇营养品质的影响［J］.安徽农业科学，2021，49（10）：53⁃56.
CHEN Q Y，OU Z L，WU L.Effects of adding pear peel residue in culture material on nutritional qualities of Pleurotus eryngii［J］. Journal of Anhui Agricultural Sciences，2021，49（10）：53⁃56.
［2］王方雨，李学武.杏鲍菇氨基酸对有氧运动中心肌及骨骼肌抗氧化能力的影响［J］.中国食用菌，2021，40（2）：71⁃74.
WANG F Y，LI X W.Effect of amino acids of Pleurotus eryngii on antioxidative capacity of aerobic central and skeletal muscles［J］. Edible Fungi of China，2021，40（2）：71⁃74.
［3］刘甲天，胡仁柳.杏鲍菇氨基酸增强小鼠抗疲劳能力研究［J］.中国食用菌，2021，40（3）：99⁃102，106.
LIU J T，HU R L.Study on amino acid enhancement of athlete’s anti⁃fatigue ability in Pleurotus eryngii［J］.Edible Fungi of China，2021，40（3）：99⁃102，106.
［4］ZHANG B，LI Y，ZHANG F，et al.Extraction，structure and bioactivities of the polysaccharides from Pleurotus eryngii：A review［J］.Biol Macromol，2020，150：1342⁃1347.
［5］VETVICKA V，GOVER O，KARPOVSKY M，et al.Immune⁃modulating activities of glucans extracted from Pleurotus ostreatus and Pleurotus eryngii［J］.Journal of Functional Foods，2019，54：81⁃91.
［6］AL⁃SAFFAR A Z，HADI N A，KHALAF H M，et al.Antitumor activity of β⁃glucan extracted from Pleurotus eryngii［J］.Indian Journal of Forensic Medicine &Toxicology，2020，14（3）：2492⁃2499.
［7］梁明勤，海建平，陈世昌，等.杏鲍菇菌糠对鸡腿菇菌丝生长和产量的影响［J］.河南农业科学，2012，41（10）：118⁃121.
LIANG M Q，HAI J P，CHEN S C，et al.Cultivation of coprinus comatus using fermented spent mushroom substrate of Pleurotus eryngii［J］.Journal of Henan Agricultural Sciences，2012，41（10）：118⁃121.
［8］王淑芳，卜庆梅，徐鲁，等.平菇液体菌种保存温度及有效期试验［J］.食用菌，2007，29（3）：22⁃24.
WANG S F，BU Q M，XU L，et al.Test on storage temperature and expiration date of liquid strain of Pleurotus ostreatus［J］.Edible Fungi，2007，29（3）：22⁃24.
［9］郭霄飞，李艳婷，王志伟，等.雁北嗜蓝孢孔菌液体发酵条件的优化［J］.山西农业科学，2020，48（12）：1950⁃1954.
GUO X F，LI Y T，WANG Z W，et al.Optimization of liquid fermentation conditions of Fomitiporia yanbeiensis［J］.Journal of Shanxi Agricultural Sciences，2020，48（12）：1950⁃1954.
［10］向戌莲，周大寨，冉青，等.羊肚菌液体发酵的集硒特性及生物活性物质研究［J］.南方农业学报，2020，51（10）：2523⁃2531.
XIANG X L，ZHOU D Z，RAN Q，et al.Selenium collecting characteristics and biological active substances in liquid fermentation of Morchella esculenta［J］.Journal of Southern Agriculture，2020，51（10）：2523⁃2531.
［11］王志伟，郭尚，侯雷平，等.响应面法优化大白桩菇液体发酵工艺［J］.山西农业科学，2022，50（3）：424⁃432.
WANG Z W，GUO S，HOU L P，et al.Optimization of liquid fermentation process of Leucopaxillus giganteus by response surface［J］.Journal of Shanxi Agricultural Sciences，2022，50（3）：424⁃432.
［12］马立芝.杏鲍菇液体菌种培养及贮藏工艺的研究［D］.北京：中国农业大学，2005.
MA L Z.Study on the culture and storage technology of Pleurotus eryngii liquid strain［D］.Beijing： China Agricultural University，2005.
［13］邓清仙，侯潞丹，贺志斌，等.杏鲍菇液体种子发酵培养基优化［J］.中国酿造，2016，35（11）：128⁃132.
DENG Q X，HOU L D，HE Z B，et al.Optimization of medium compositions for liquid seed fermentation of Pleurotus eryngii［J］.China Brewing，2016，35（11）：128⁃132.
［14］张疏雨，冯敏，李剑梅，等.杏鲍菇液体摇瓶发酵培养基成分优化［J］.食用菌，2020，42（2）：17⁃19.
ZHANG S Y，FENG M，LI J M，et al.Optimization of medium composition for Pleurotus eryngii liquid shake flask fermentation［J］.Edible Fungi，2020，42（2）：17⁃19.
［15］张晓华，志文，赵书光.杏鲍菇液体原种培养液及杏鲍菇原种制作工艺：202010989623.1［P］.2020⁃12⁃25.
ZHANG X H，ZHI W，ZHAO S G.Pleurotus eryngii liquid original seed culture solution and production process of Pleurotus eryngii original seed：202010989623.1［P］.2020⁃12⁃25.
［16］马世玉，刘贺，孟黎鹏，等.杏鲍菇液体菌种的再固化技术［J］.菌物研究，2016，14（4）：229⁃232.
MA S Y，LIU H，MENG L P，et al.The liquid spawn solidification of Pleurotus eryngii［J］.Journal of Fungal Research，2016，14（4）：229⁃232.
［17］刘映淼，王兰青，高玉千，等.香菇液体菌种固化技术研究［J］.中国食用菌，2009，28（1）：16⁃17，22.
LIU Y M，WANG L Q，GAO Y Q，et al. Studies on the liquid spawn solidification technique of Lentinus edodes［J］.Edible Fungi of China，2009，28（1）：16⁃17，22.
［18］王庆武，丛倩倩，李秀梅，等. 不同保藏时间对侧耳属3个种母种的影响［J］.中国食用菌，2018，37（3）：12⁃15.
WANG Q W，CONG Q Q，LI X M，et al.Effects of different preservation time on mother spawns of three species of Pleurotu［s J］.Edible Fungi of China，2018，37（3）：12⁃15.
［19］张志良. 植物生理学实验指导［M］.北京：高等教育出版社，1990.
ZHANG Z L.Plant physiology experiment guidance［M］.Beijing：Higher Education Press，1990.
［20］李飞，夏文静，周惠，等.双孢菇漆酶的固定化及其对邻苯二甲酸二甲酯降解的研究［J］.食品工业科技，2015，36（23）：177⁃181.
LI F，XIA W J，ZHOU H，et al.Immobilization of laccase from Agaricus bisporus and the degradation of dimethyl
phthalate［J］.Science and Technology of Food Industry，2015，36（23）：177⁃181.
［21］陈辉，黄惠华.菠萝皮渣羧甲基纤维素/海藻酸钠复合水凝胶珠固定化菠萝蛋白酶的制备及稳定性研究［J］.食品工业科技，2020，41（6）：131⁃134，141.
CHEN H，HUANG H H.Preparation and stability of bromelain immobilization with pineapple peel residue carboxymethyl cellulose/sodium alginate composite hydrogel beads［J］.Science and Technology of Food Industry，2020，41（6）：131⁃134，141.
［22］白菲菲，黄金，王冠华，等.叶黄素-海藻酸钠微球的制备及质量评价［J］.中国食品添加剂，2018（4）：93⁃98.
BAI F F，HUANG J，WANG G H，et al.Preparation and quality evaluation of lutein⁃alginate microspheres［J］.China Food Additives，2018（4）：93⁃98.
［23］倪滔滔.杏鲍菇栽培周期木质纤维素酶变化规律［D］.南京：南京农业大学，2010.
NI T T.Variation of lignocellulase during the cultivation cycle of Pleurotus eryngii［D］.Nanjing：Nanjing Agricultural College，2010.
［24］李凤美，周永斌，罗莹，等.食用菌包埋菌种低温保藏期间的试验研究［J］.食品研究与开发，2014，35（23）：124⁃126.
LI F M，ZHOU Y B，LUO Y，et al.Experiment research on entrapped spawns of edible fungi during low temperature preserved period［J］.Food Research and Development，2014，35（23）：124⁃126.
［25］刘新锐，宋秀高，邱昌颖，等.不同保藏方法对香菇菌种酶活性影响［J］.江西农业大学学报，2012，34（1）：170⁃174.
LIU X R，SONG X G，QIU C Y，et al.Effect of different preservation methods on the enzyme activity of Lentinula edodes spawn［J］.Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis，2012，34（1）：170⁃174.

[1]	刘刚，常贵慧，罗毅媚，李艳宾. 棉秆促腐菌剂包埋固定化及其应用效果研究[J]. 河南农业科学, 2018, 47(10): 75-79.
[2]	蒋博文，马留军，陈小翔，崔庆伟，郑登峰，曹廷茂，张瑞亚，刘琼，贺帆. 上部烟叶带茎烘烤过程中呼吸强度及水分、色素含量的变化[J]. 河南农业科学, 2018, 47(1): 145-149.
[3]	逯昀，王家才，郭蓓. 双孢蘑菇菌株在杏鲍菇菌糠中的发菌情况及适宜菌种筛选[J]. 河南农业科学, 2017, 46(6): 113-115.
[4]	李飞,夏文静,臧玲. 杏鲍菇漆酶的诱导及其对染料的脱色降解[J]. 河南农业科学, 2015, 44(10): 136-140.
[5]	梁明勤，海建平，陈世昌，徐明辉. 杏鲍菇菌糠对鸡腿菇菌丝生长和产量的影响[J]. 河南农业科学, 2012, 41(10): 118-121.
[6]	蒋　瑾，刘　驰，高玉千，赵鹏娟，张世敏，徐淑霞，吴　坤. ４种白腐真菌单独及混合培养时漆酶活性比较[J]. 河南农业科学, 2011, 40(9): 115-118.
[7]	蒋炳伸，李鸿雁，杨喜田. 应用荧光素二乙酸脂水解酶活性研究不同绿地土壤微生物活性[J]. 河南农业科学, 2011, 40(8): 130-133.
[8]	徐明辉, 陈世昌. 不同封口方法对食用菌菌丝生长的影响[J]. 河南农业科学, 2011, 40(6): 122-124.
[9]	马肖静;余东坡;王兰菊;张会丽. 壳聚糖涂膜冷藏无花果保鲜效果[J]. 河南农业科学, 2010, 39(12): 111-113.
[10]	常会庆;丁学峰;蔡景波;. 伊乐藻和固定化细菌对富营养化水体中氮循环菌的影响[J]. 河南农业科学, 2008, 37(2): 52-56.
[11]	姚献华;马瑞霞;魏志华. 白色金针菇F81液体菌种培养技术初步研究[J]. 河南农业科学, 2005, 34(6): 69-70.
[12]	乐涛;陈凤曾;姬松山. 六个香菇菌株液体菌种袋料栽培比较试验[J]. 河南农业科学, 2005, 34(10): 81-83.
[13]	邱立友;咎旭东. 平菇液体菌种发酵条件的研究[J]. 河南农业科学, 2000, 29(10): 22-23.