菌种的液体培养

兰州交通大学化学与生物工程学院综合能力训练Ⅰ——文献综述

题目:食用菌液体菌种的研究

作者：蒋成

学号：201207749

指导教师：谢放

完成日期：2014-7-16

食用菌液体菌种的研究

摘要：

本综述是对食用菌液体培养的历史以及发展进行介绍，对食用菌液体培养方法和条件进行阐述，以及影响它的因素及之中的检控参数，和液体培养的优点及其运用，和食用菌液体培养的展望的概述。

关键字：

液体菌种食用菌

1.引言：

l.1食用菌液体培养技术概念的提出

食用菌的液体发酵技术起源于美国，据资料报道，1947年，美国的H．Humfeld 对蘑菇进行深层发酵并得到菌丝体，从此食用菌的发酵生产在世界范围内兴起。1958年，J．Snlecs第一个用发酵罐来培养羊肚菌(Mon6dia)，从此食用菌液体培养制种的成功报道在国内外相继出现。1975年日本杉恒武等用1％的有机酸和0．5％的酵母膏作为培养基得到大量的香菇菌丝体，国内从1960年上海植物生理研究所的陈聿美等对蘑菇的深层培养进行研究以来，已经有许多单位和个人对数十种食用菌进行了液体培养的研究[5]。

我国对食用菌液体菌种培养技术的研究始于1958年对蘑菇和侧耳液体培养的研究，并在1963年进行了羊肚菌的规模化、工业化商品生产。从此，食用菌产品的获得开始由简单的农业种植而转入工业发酵生产阶段。

食用菌是一种重要的生物资源，在我国的森林山区中生长的种类与数量较多。在世界上来说，我国的食用菌资源极其丰富，也是最早开发利用食用菌资源的国家之一[1]。现在，随着社会的进步和人类生活水平的提高，人们对食用菌的需求和认识有了较大幅度的提高。但是，传统的小作坊栽培方法及生产方式已远远不能适应食用菌产业日益发展的趋势，大规模的机械化生产，已成为不可抵挡的发展趋势。

当前食用菌生产过程中使用的菌种大多是固体菌种,常以玻璃瓶或聚丙烯塑料袋作容器进行菌丝的培养;菌种生产的基本步骤为:母种扩大原种生产栽培种生产;其生产模式为:试管—瓶子—小袋—大袋的手工作坊式。这种传统的食用菌菌种生产过程一般要经过2-3个月的时间才能进行栽培生产[2]。

然而与固体菌种相比食用菌液体培养技术已经取得了很大的进展和可喜的成果，该技术是现代生物工程技术之一，具有生产周期短、效率高、成本低、便于工厂化大规模生产等优点，具有广阔的应用前景和较大的发展潜力[3-4]。

1.2培养条件及方法

（1）母种培养将冰箱内保藏菌种接种于试管斜面,将培养好的液体菌种菌丝球接种于试管斜面上,在相同条件下(24~25度)培养,进行对比实验并观察记录。

（2）液体菌种培养将冰箱内保藏菌种接种于液体培养基中,将培养好的液体菌种菌丝球继续接种于新鲜的液体培养基中进行对比实验,24~25度 震荡培养,

震荡速度80~90rpm。

（3）栽培发菌实验将培养好的液体菌种按5%接种量,接种于栽培生产培养料中,24~25度培养,观察记录发菌情况。

1.3食用菌液体制种检控参数

食用菌液体制种与固体制种所需的培养基是不完全一致的，而且固体制种过程中的检控参数很少。液体制种过程中的检控参数比较复杂，包括物理参数及生化参数[6]。

1.3.1物理参数

(1)温度它可影响发酵过程中基质的反应速率及氧的溶解度。温度和菌体代谢、代谢产物的产生有密切的关系。不同的菌体及同一菌体在不同的代谢阶段，其适应的温度也不同。温度可以运用Ptl00温度探头检测，从自动仪表上进行控制。

(2)压力发酵罐内维持一定的压力可控制压力为零时的杂菌污染，并且可增加发酵液中的溶解氧。考虑到二氧化碳在水中的溶解度比氧大很多，因此罐压不宜过度。食用菌液体菌种的生产，罐压一般可控制在0．3—0．5MPa左右。

(3)溶解氧发酵过程中的溶解氧与很多因素有关，包括通风量、搅拌程度、培养基的粘度、压力等。食用菌液体制种过程中，氧的消耗与菌体的不同生长阶段有关，一般在对数生长期为最大。提高通风量，增加搅拌程度，可提高溶解氧，菌丝体的得率也有一定的提高。

1.3.2生化参数

(1)pH发酵液的pH是整个发酵过程中各种生化反应的综合指标，通过对pH 的检控，可以了解菌体的生产规律及代谢特征，掌握菌体的生长情况，培养出合格的液体菌种[7,8]。

(2)糖发酵液中的糖包括总糖和还原糖，都可以通过化学方法溅定，还原糖的变化反映了菌体对碳源的利用情况，残糖的多少决定菌体培养的好坏[9]。

(3)氮发酵液中氨基氮的变化显示出发酵液中氮源的变化规律，其含量的测定主要是对取样液进行化学方法测定[10]。

(4)菌丝形态通过对发酵液的镜检，观察菌丝形态的变化，从中了解菌丝的生长情况。

(5)菌丝含量可通过菌丝含量的测定，了解菌丝生长情况以及和各种参数之间的关系，为确定最佳生长条件及生产工艺提供科学的依据[11]

2.液体菌种的优点

(1)生产周期短制备液体菌种一般只需3一7天,周期短,速度快;而培养一瓶固体栽培种需30-50天。此外,以液体菌种作为原种来扩大培养栽培种时,也比采用原固体菌种快得多,而且用此法生产的固体栽培种具有各瓶菌丝生长速度均匀,死菌率低等优点。

(2)苗龄一致,出菇齐,便于管理由于固体菌种是靠接种块上的菌丝蔓延

长成的,另外,接种只能在培养基表面上,这样不但培养菌种的速度慢,而且处在菌种瓶上部和下部的菌丝体菌龄差异很大,一般相差20--30天。往往当下部菌丝刚长到瓶底时,处在上部的菌丝就接连老北。而液体菌种则不一样,它们生长发育均匀一致,菌龄整齐,深层培养3一7天时的菌丝体正值旺盛生长期,接种后萌发快,发育健壮。用其搅拌料栽培,其菌丝生长速度一致,现蕾及出菇时间一致,便于

管理、采收与加工。对熟料栽培的种类尤其是袋栽更为适合,采用表面与底部通过孔同时接种的方式,因此同样的培养基采用液体菌种接种,其养菌时间仅为固体种的1/2。这样更为缩短养菌期提供了保证。

(3)菌种的成本低采用该工艺发酵生产液体菌种,产量,原料便宜,成本较固体菌种要低。印升的发酵罐生产的液体菌种成本约195元,可接原种或栽培袋5仪瓶、袋(按每袋12毫升计算),每袋菌种成本仅为0.04元(包括各种费用),并且省去了接种及掏瓶等繁杂工作,节省了劳力、电耗和空间。

(4)接种方便呈流质状态的液体菌种便于接种工艺的机械化、自动化,有利于工作效率的提高。可将培养好的液体菌种培养器,通过无菌空气保持一定气压,菌种经过接种管进入一个特制的接种枪内。该接种枪可随时开或关,即可在培养料面接种,又可伸人到料孔内接种其接种速度为固体的3一4倍,由于工效高便于进行大规模工厂化生产,并在很大程度上降低了劳动强度。

(5)菌种易贮藏,液体菌种长好后如不立即使用可在培养器内低温保压保存,也可放在低温、无菌、保压的容器中贮藏运输。

(6)液体菌种的应用:种子生产好后,可直接在生产地接种,又可以贮藏转移到其它生产场地进行接种,接种时用接种枪,十分准确方便,不易污,且对环境条件要求不十分严格。

3.食用菌液体菌种培养技术的应用

(1)应用于液体菌种[12]食用菌液体菌种的培养一般仅需3～7d即可培养出大量的菌丝体，在栽培生产中，这些菌丝体可以是液体母种或液体原种，也可以直接作为液体栽培种。现在能够利用液体菌种培养技术培养得到的菌丝

体作为菌种的食用菌有香菇、草菇、金针菇、平菇、猴头菇、凤尾菇、毛木耳、紫丁香菇、金顶菇、美味侧耳、灵芝、安络小皮伞、黑木耳、滑菇等50余种，与固体菌种相比液体菌种具有生产周期短、接种方便、菌丝分散性好、萌发点多、生长快、菌龄一致、成品率高、便于机械化、自动化操作等优点。

(2)代谢产物的提取从食用菌液体菌种发酵产物中可提取出多种生理活性物质，如多糖、酚类、萜类化合物、多肽、生物碱、维生素、核酸、酶、氨基酸、甾醇、具抗生素作用的化合物以及植物激素等。从食用菌液体发酵液中，可提取到很多种有用的药物和生化产品。例如从猴头菌菌种液体培养液中提取到了猴头菌素（hericerin）[13]；茯苓（Poriacoccos）和金针菇的液体菌种培养液中可分别提取得到茯苓多糖（packymaran）、裂褶菌多糖（schizophyllan）和火菇菌素（flammulin）；从香菇液体发酵液中可提取得到香菇多糖（lentinan），香菇香精和糖肽（Ks-2）；在松口蘑（Tricholomamatsutake）液体发酵液中可提取得到味道极好的松口蘑油和甲基桂皮酸。

(3)应用于医药工业食用菌液体菌种培养技术在医药行业中有很多的应用，对人类的健康做出了很大的贡献。食用菌菌种在液体培养过程中会产生多种生理活性物质，这些物质对人体器官（如心血管、肝脏、神经系统等）具有防病治病作用，并有抗癌、抗病菌、抗病毒、抗衰老、消除炎症、提高机体免疫力等医疗保健功效[14,21]。经研究发现，关于黄伞发酵提制物3.0 g/kg的剂量能够明显地降低高血脂大鼠的血清TG水平，并且9.0 g/kg[17,18]的剂量还能明显升高血清HDL-C[18]。现如今，利用液体培养菌丝体制造的食用菌药物，如灵芝菌片、蜜环片、宁心宝胶囊等均已在我国市场上有很大的销售。总之，食用菌液体菌种培养技术通过规模化、工业化生产，使食用菌菌丝块能够在市场上销售，另外，从其

液体发酵液中提取得到的真菌多糖，还是备受人们喜爱的保健食品。

(4)应用于食品饮料工业在饮料行业中，食用菌的需要量也是逐日剧增。食用菌饮料是以食用菌为原料，利用其他一些农副产品进行食用菌液体菌种培养生产的菌丝体饮料或加强型饮料，此种饮料味道鲜美，营养丰富，是一种理想的保健饮料。如浙江瑞安酵母厂已成功地利用液体菌种培养技术生产出保健饮料，此饮料中含有胞内和胞外多糖，它不仅能增强机体细胞和体液的免疫功能，而且具有激活干扰素和巨噬细胞的作用。据有关文献报道，黄伞菌丝体醋饮料风味独特，酸甜可口，富含多种生物活性物质，黄伞菌丝体醋饮料配方为黄伞菌丝体醋12%(质量分数)，白砂糖8%，蜂蜜5%[15,23]。在食品行业中，利用食用菌液体菌种培养技术来生产食品添加剂比较常见，由于食用菌菌丝体具有高含量蛋白，可加入食品中作为食品添加剂来强化食品、风味食品。如将金针菇菌丝体加入饼干、酱油、糖果（巧克力）、辣酱中进行加工处理，可生产出金针菇系列食品；再如香菇的风味成分是香菇香精及多种醇类，香菇香精的发酵生产将为食品添加剂工业再添秀色。因此，食用菌液体菌种培养技术在食品与饮料工业方面上的发展是有很大潜力的。

4.食用菌液体菌种培养技术的前景展望

利用食用菌液体菌种培养技术得到的菌丝体及培养液来制备药物具有一定的发展前景[16]。

液体深层发酵技术应用于食用菌菌种的生产是切实可行的，并且有着广阔的发展前景，尤其是在医药方面，很多食用菌含有一些特殊的诱导物质，该物质能够刺激机体产生干扰素，如果能够清楚地知道这一诱导物质的具体结构及其产生机理，这将给攻克像乙型肝炎这样的慢性疾病带来美好的前景[6,16]。

总之，利用液体菌种培养技术生产食用菌营养品、保健品、药品或其他生物制品将是食用菌产业开发的新领域，有着十分广阔的发展前景[16]。

5．结束语

食用菌菌种的液体培养可以大大的缩短周期，产量巨大，并且可以大规模生产，液体培养还可以减少杂菌污染，大大的为经营这节约时间，因此该技术大大的为人类服务，但是该技术依然有些不足还的继续研究，发明更先进的食用菌生产方法为人类服务。

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