Box-Behnken响应面法优化荷叶离褶伞液体发酵培养基.pdf

文章编号:1 6 7 4-1 4 8 X(2 0 2 3)0 3-0 1 8 2-0 6B o x-B e h n k e n响应面法优化荷叶离褶伞液体发酵培养基于亚宁1,邱田美1,侯杰1,于浩1,王鑫民1,高霞2,康莉莉3,李丽珍3,刘鹏3,徐丽丽1(1.青岛农业大学生命科学学院/山东省应用真菌重点实验室,山东青岛 2 6 6 1 0 9;2.山东省农业技术推广总站,山东济南 2 5 0 0 1 3;3.甘肃高科农牧生态有限公司,甘肃定西 7 4 8 0 0 0)摘 要:为了优化菌丝培养基以期提高菌丝生物量和氨基酸产量,以荷叶离褶伞菌丝体为试验材料,以生物量和氨基酸含量为指标,利用B o x-B e h n k e n响应面法优化液体发酵培养基。试验结果表明:液体发酵最优培养基配方为马铃薯2 0 0 g/L、葡萄糖2 5 g/L、麸皮7.7 5 g/L、KH2P O4 1.5 g/L、M g S O4 1.6 2 g/L;每1 0 0 m L液体培养基可得菌丝体生物量为1.0 9 60.0 2 5 g,菌球大小均匀、菌球浓密,且优化后的菌丝体总氨基酸含量提高了2 3.9%,子实体总氨基酸含量高达1 7.0 6%。优化培养基可用于荷叶离褶伞液体发酵工厂化生产。关键词:荷叶离褶伞;菌丝体;B o x-B e h n k e n响应面法;氨基酸中图分类号:S 6 4 6.1文献标识码:AD O I:1 0.3 9 6 9/J.I S S N.1 6 7 4-1 4 8 X.2 0 2 3.0 3.0 0 4收稿日期:2 0 2 3-0 4-1 0基金项目:山东省现代农业产业技术体系食用菌产业体系项目(S D A I T-0 7-0 2);山东省大学生创新训练项目(S 2 0 2 1 1 0 4 3 5 1 5 6)作者简介:于亚宁(2 0 0 1),女,在读本科,主要研究方向为应用真菌。E-m a i l:m 1 9 8 0 5 4 2 5 7 2 51 6 3.c o m 通信作者:徐丽丽(1 9 7 9),女,讲师,硕士,主要研究方向为应用真菌。E-m a i l:E l l y x u 1 6 3.c o m O p t i m i z a t i o n o f L y o p h y l l u m D e c a s t e s L i q u i d F e r m e n t a t i o n M e d i u m b y B o x-B e h n k e n R e s p o n s e R u r f a c e M e t h o dYU Y a n i n g1,Q I U T i a n m e i1,HOU J i e1,YU H a o1,WANG X i n m i n1,GAO X i a2,KANG L i l i3,L I L i z h e n3,L I U P e n g3,XU L i l i1(1.C o l l e g e o f L i f e S c i e n c e s,Q i n g d a o A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y/S h a n d o n g P r o v i n c e K e y L a b o r a t o r y o f A p p l i e d M y c o l o g y,Q i n g d a o 2 6 6 1 0 9,C h i n a;2.S h a n d o n g P r o v i n c e A g r i c u l t u r a l T e c h n o l o g y P r o m o t i o n S t a t i o n,J i n a n 2 5 0 0 1 3,C h i n a;3.G a n s u H i g h-t e c h A g r i c u l t u r e a n d A n i m a l H u s b a n d r y E c o l o g y C o.,L t d.,D i n g x i 7 4 8 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t:I n o r d e r t o o p t i m i z e m y c e l i u m m e d i u m t o i m p r o v e m y c e l i u m b i o m a s s a n d a m i n o a c i d y i e l d,B o x-B e h n k e n r e s p o n s e s u r f a c e m e t h o d w a s u s e d t o o p t i m i z e l i q u i d f e r m e n t a t i o n m e d i u m w i t h m y c e l i u m f r o m l o t u s l e a f a s t e s t m a t e r i a l a n d w i t h b i o m a s s a n d a m i n o a c i d c o n t e n t a s i n d e x e s.T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e o p t i m a l m e d i u m f o r m u l a f o r l i q u i d f e r m e n t a t i o n i n c l u d e d p o t a t o 2 0 0 g/L,g l u c o s e 2 5 g/L,b r a n 7.7 5 g/L,KH2P O4 1.5 g/L,a n d M g S O4 1.6 2 g/L.T h e b i o m a s s o f a v a i l a b l e m y c e l i u m p e r 1 0 0 m L o f l i q u i d m e d i u m w a s 1.0 9 60.0 2 5 g,t h e m y c e l i u m b a l l w a s u n i f o r m a n d d e n s e,t h e t o t a l a m i n o a c i d c o n-t e n t o f t h e o p t i m i z e d m y c e l i u m w a s i n c r e a s e d b y 2 3.9%,a n d t h e t o t a l a m i n o a c i d c o n t e n t o f t h e f r u i t i n g b o d y w a s a s h i g h a s 1 7.0 6%.T h e o p t i m i z e d m e d i u m c a n b e u s e d f o r t h e f a c t o r y p r o d u c t i o n o f l i q u i d s t r a i n o f L y o p h y l l u m d e c a s t e s.K e y w o r d s:L y o p h y l l u m d e c a s t e s;m y c e l i u m;B o x-B e h n k e n r e s p o n s e s u r f a c e m e t h o d;a m i n o a c i d青岛农业大学学报(自然科学版)4 0(3):1 8 21 8 7,2 0 2 3J o u r n a l o f Q i n g d a o A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)荷叶离褶伞(L y o p h y l l u m d e c a s t e s)俗称鹿茸菇,属担子菌亚门(B a s i d i o m y c o t i n a),伞菌目(A g a r-i c a l e s),白 蘑 科(T r i c h o l o m a t a c e a e),离 褶 伞 属(L y o p h y l l u m)1。荷叶离褶伞是一种珍贵的食药兼用大型真菌,广泛分布于北半球的温带地区2。其味道鲜美、口感脆滑、营养丰富,含有丰富的膳食纤维3,具有较高的营养价值。荷叶离褶伞含有多种活性物质,具有提高免疫力、抑制肿瘤生长4、抗菌5-6、降低血糖和血脂7-8等功效。目前,国内对荷叶离褶伞的工厂化栽培技术已经非常成熟。2 0 0 0年,魏生龙等9通过瓶栽和袋栽实现了祁连山野生荷叶离褶伞的驯化栽培,成功获得子实体;2 0 0 7年,设施化栽培荷叶离褶伞在上海丰科生物科技股份有限公司成功实现1 0。近年来,荷叶离褶伞产量迅速增长,未来荷叶离褶伞在食用菌加工以及保健食品开发等方面具有广阔应用前景。但程继红1 1在对荷叶离褶伞进行工厂化栽培的研究中发现荷叶离褶伞抗杂菌能力很弱,固体菌种生产周期长、成本高且易退化,而液体菌种具有制作周期短、成本低、易操作且菌龄一致等优势,且在金针 菇、杏 鲍 菇 等 常 见 食 用 菌 生 产 中 已 广 泛 应用1 2。目前关于荷叶离褶伞液体发酵培养研究较少,为了优化菌丝生长环境,本研究采用B o x-B e-h n k e n响应面法对荷叶离褶伞液体发酵培养条件进行优化,并分析了液体发酵培养基优化前后子实体中氨基酸含量,以期为荷叶离褶伞的工厂化生产和栽培提供试验依据和技术支持。1 材料与方法1.1 试验材料1.1.1 供试菌株荷叶离褶伞菌种为青岛农业大学农业应用真菌实验室保存菌株。1.1.2 基础培养基成分基础 培 养 基 为 马 铃 薯2 0 0 g、葡 萄 糖2 0 g、KH2P O4 1 g、M g S O4 0.5 g、琼脂2 0 g、蒸馏水1 0 0 0 m L1 3。1.1.3 主要仪器SW-C J-2 F D型双人单面净化工作台,苏州净化设备有限公司;L D Z F-7 5 L立式高压蒸汽灭菌器,上海申安医疗器材厂;D P X-9 0 5 2 B-1电热恒温培 养箱,上海福玛试验设备有限公司;日立8 9 0 0高速氨基酸分析仪,株式会社日立制作;P K-1 6 A高速冷冻离心机,德国艾本德股份公司;打孔器、电子天平等。1.2 试验方法1.2.1 B o x-B e h n k e n响应面法试验设计以葡萄糖添加量为因子A,麸皮添加量为因子B,M g S O4添加量为因子C,以发酵液中培养菌丝体的生物量为响应变量,根据B o x-B e h n k e n的试验原理,进行三因素三水平的B o x-B e h n k e n响应面分析试验1 4-1 7。B o x-B e h n k e n响应面是一种统计学方法,用于研究多变量系统中的变量之间相互作用,通过D e s i g n e x p e r t 1 2.0.3以确定液体培养基最优条件。荷叶离褶伞液体培养B o x-B e h n k e n响应面试验因子及水平设计见表1。表1 B o x-B e h n k e n响应面试验因子与水平T a b l e 1 B o x-B e h n k e n r e s p o n s e s u r f a c e t e s t f a c t o r s a n d l e v e l s单位:g/L 水平l e v e l sA葡萄糖A G l u c o s eB麸皮B B r a nC硫酸镁C M g S O4-12 251.202 51 01.512 81 51.81.2.