徐繼偉,華 蓉,何 俊,周玖璇*
(1.昆明春晨低碳社區發展中心,云南 昆明 650002;2.中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所,云南 昆明 650224)
食用菌產業是中國振興鄉村經濟的重要支柱產業之一,其產量與產值已位居糧食、蔬菜、果樹、油料之后的第5位[1],是生態農業的重要內容[2],更是“一帶一路”戰略實施的新方向。截至2015年,云南省野生食用菌有882種,占全國978種的90%以上,世界2 000種的43%以上[3],享有“野生食用菌王國的美譽”。在龐大的食用菌王國中,有一種當之無愧的“菌中之冠”,即白蟻的共生菌--雞菌(Termitomycesspp).。
相比傳統固體或半固體培養,液體深層發酵技術的發酵周期短,產率高,投入少,生物轉化率大,更易于控制培養條件,是食用菌進行大規模生產的重要途徑。雞菌菌絲體通過液體深層發酵技術可以在短時間內獲得大量的菌絲體,具有巨大的產業發展前景。趙呈裕[144]研究發現在雞菌的液體發酵過程中,接種量非常關鍵,1%~1.5%的接種量在土豆、玉米粉等廉價農副產品的培養基中亦可大規模培養雞菌菌絲體,使利用低附加值的原料生產高附加值的雞菌成為可能,從而獲得高經濟效益與社會效益。根據周文[145-147]的研究,培養雞菌的最佳碳源為麥芽糖,最佳氮源為酵母浸出膏,這一點也和陳楚鋆等的實驗結果一致。趙昱[104]在此基礎上按正交試驗設計,推斷以此二者為碳氮源時,最優條件為碳源濃度2%,碳氮比10:1,培養時間25 h,但由于此培養條件并不在趙昱設計的正交試驗表的9種處理內,因此仍需進一步驗證。胡尚勤[148]以PDA液體培養基為基礎,研究了雞菌的液體培養條件,認為在以葡萄糖為碳源、氨基酸為氮源的條件下,雞菌菌絲體生長最適碳氮比為 (12~14)∶1,其中最適氨基酸為谷氨酸、天門冬氨酸和精氨酸;雞菌對Ca2+的需求量最大,其次是K+和Mn2+,這幾種元素恰好是菌圃中所富含的礦質元素;VB1、VB2、VB3、VB5、VC和VM的需求量在3.5 mg·L-1時,雞菌菌絲體生物量最高,對VB6和VB12的需求量在2.0 mg·L-1~2.5 mg·L-1時,菌絲體生物量最高。李筱菊[149]也對雞菌菌絲體液體培養基成分進行了研究,認為最佳培養基為淀粉10 g、蔗糖2 g、蛋白胨2 g、KH2PO40.3 g、MgSO4·7H2O 0.15 g,最佳碳氮比為(30~40)∶1,最適培養溫度 26℃,pH6.4,振蕩頻率140 r·min-1~145 r·min-1。繼代培養周期 8 d,液體培養的雞菌菌絲體氨基酸總量可達273 mg·g-1。此外還有一些學者也進行了液體培養基成分的研究,但所使用的配方差異不大,例如,胡忠策等[150]運用大米水解糖作為替代碳源配置培養基生產菌絲體。此外由于不同培養基的成分不同,篩選出的最適條件也不同,因此在溫度和轉速等培養條件的控制上存在差異,需要具體情況具體分析[151-153]。陳宛如等[154-155]認為雞菌液體發酵中氣體成分需要較低的CO2濃度才能保障菌絲體生長良好,但適量提高CO2濃度可以抑制雜菌的生長;雞菌菌絲體更適宜于搖床培養,而向培養基中加入有機酸烏頭酸、延胡索酸和檸檬酸均有明顯促進雞菌菌絲體生長的作用,加入蟻酸還可促進小白球的形成。胡忠策等[156]發現雞菌菌絲對金屬離子具有較強的富集能力,通過在培養基中加入鉻可以生產富鉻菌絲,在對培養條件進行優化后,發現以100 r·min-1、接種量為8%的100 mL培養基中搖瓶培養84 h后,富鉻菌絲最大生物量達到了每升24.23 g菌絲干重(dried mycelial weight,DMW),其中每克菌絲干重含鉻量為272μg。目前對于雞菌菌絲體的深層發酵已經有了多種較成熟的發酵方法,在現今子實體無法人工栽培的背景下,通過菌絲體培養獲得雞的食(藥)用成分不失為一條可參考的替代途徑。