王玉江,韓增華
(黑龍江省科學(xué)院微生物研究所,黑龍江哈爾濱150010)
黑木耳(Auricularia auricula)是我國(guó)廣泛人工栽培的食用菌品種,黑龍江省栽培量大,約占總產(chǎn)量的60%[1]。黑木耳為腐生異養(yǎng)真菌,需吸收培養(yǎng)基質(zhì)中的碳、氮營(yíng)養(yǎng)來(lái)完成自身生長(zhǎng)。黑木耳在培養(yǎng)的過(guò)程中會(huì)不斷的吸收、分解培養(yǎng)料中的營(yíng)養(yǎng),以滿足不同階段的菌株生長(zhǎng)[2]。本研究通過(guò)對(duì)菌絲生長(zhǎng)階段、后熟階段和出耳芽階段基質(zhì)中的還原糖、多糖、總糖和可溶性蛋白含量變化的測(cè)定,找出各階段各指標(biāo)的變化情況,分析其在菌絲生長(zhǎng)發(fā)育階段和出耳前期的變化趨勢(shì),研究黑木耳生長(zhǎng)不同時(shí)期的代謝調(diào)控和出耳芽機(jī)制,為黑木耳栽培管理提供理論指導(dǎo)。
1.1.1 供試菌株
黑29(黑龍江省科學(xué)院微生物研究所菌種保藏中心提供)。
1.1.2 培養(yǎng)基
母種培養(yǎng)基:土豆200g(煮汁1000 mL),瓊脂粉14.0g,葡萄糖 20.0g,磷酸二氫鉀 3.0g,硫酸鎂 1.5g,蛋白胨0.5g,維生素B110.0mg,pH自然。原種、栽培種培養(yǎng)基:木屑79%,麩皮20%,石膏1%,含水量為65%,pH自然。
1.2.1 菌種制作
原種和不同栽培種培養(yǎng)料分別裝500mL葡萄糖玻璃瓶和15×31cm聚乙烯折角袋,原種每瓶裝入培養(yǎng)料合干料約175g(濕重500g),栽培種每袋裝入培養(yǎng)料合干料280g(濕重800g),121℃下滅菌90min,取1.5cm2的在母種培養(yǎng)基上活化菌種接種于原種培養(yǎng)料,25℃培養(yǎng)至菌絲發(fā)滿。以1/50的接種量接入栽培種培養(yǎng)料中,25℃培養(yǎng),40d長(zhǎng)滿袋,25℃繼續(xù)培養(yǎng)至80d后熟,開12個(gè)1.5 cm×1.5cm“V”型口。
1.2.2 催耳芽管理
恒溫恒濕培養(yǎng)箱催芽溫度15~25℃,相對(duì)濕度85%~95%,光照 65~80Lx,CO2濃度 410~614 ppm。
1.2.3 取樣時(shí)期
分別于菌種接種后的 20d、30d、40d、50d、60d、70d、80d、82d(割口第二天)、92d(耳線形成)、102d(現(xiàn)耳芽期取樣)。
1.2.4 樣品處理
將長(zhǎng)滿菌絲的樣品打碎,混勻,放于105℃烘箱內(nèi)烘干,小型粉碎機(jī)粉碎,過(guò)120目篩,繼續(xù)烘干至恒重,為待測(cè)樣品。
1.2.5 還原糖的測(cè)定[3]
準(zhǔn)確稱取0.5g不同培養(yǎng)時(shí)期的樣品于試管中,加入15mL蒸餾水,50℃下恒溫浸提20min,離心過(guò)濾,取全部濾液在25ml容量瓶中定容,3個(gè)重復(fù)。每個(gè)重復(fù)取l.0mL濾液,各加入2.0mL DNS,于沸水浴中加熱2min進(jìn)行顯色,取出后用流動(dòng)水迅速冷卻,各加入9.0mL蒸餾水,搖勻,540nm處測(cè)定光吸收值,從葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出葡萄糖質(zhì)量,計(jì)算樣品中還原糖含量。
1.2.6 總糖的測(cè)定[3]
準(zhǔn)確稱取0.2g樣品于試管中,加6.0mol/L的鹽酸4.0mL和蒸餾水6.0mL,于沸水中煮30min,冷卻后加1滴酚酞,6.0mol/L氫氧化鈉中和至呈微紅色,離心過(guò)濾后,在25mL容量瓶中定容,以下步驟同還原糖測(cè)定。
1.2.7 粗多糖含量測(cè)定[4]
1.2.7.1 樣品提取 準(zhǔn)確稱取樣品2.0g,置于100mL容量瓶中,加水80mL左右,于沸水浴上加熱2h,冷卻至室溫后補(bǔ)加水至刻度,混勻,過(guò)濾。取樣品濾液4.0mL置于50mL離心管中,加入無(wú)水乙醇16mL,混勻后,以4000r/min離心15min,棄去上清液,沉淀用乙醇溶液5.0mL洗滌,離心后棄去上清液,反復(fù)3~4次操作,自然晾干,加水2.0mL溶解多糖,為樣品測(cè)定液。
1.2.7.2 測(cè)定 取樣品測(cè)定液1.0mL置于25mL試管中,加入苯酚溶液1.0mL,混勻后,小心加入濃硫酸5.0mL,置于水浴中煮沸10min,冷卻至室溫,1cm比色皿490nm處分光光度計(jì)測(cè)定吸光度值,以水替代樣品做空白對(duì)照,3個(gè)重復(fù)。從葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出葡萄糖質(zhì)量,計(jì)算樣品中粗多糖含量。
l.2.8 可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定
準(zhǔn)確稱量樣品0.lg,放研缽內(nèi)加pH7.5磷酸鹽緩沖液2.0mL研磨至糊狀,再加入5.0mL緩沖液浸提30min,5000r/min離心,將上清液取出定容至25mL。取定容提取液1.0 mL于試管中,加入考馬斯亮藍(lán)5.0mL搖勻,分光光度計(jì)595nm下測(cè)定OD值,根據(jù)所測(cè)定的OD值,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程計(jì)算提取液的蛋白質(zhì)濃度和樣品的蛋白質(zhì)含量,實(shí)驗(yàn)設(shè)3個(gè)重復(fù)。
從圖1看出:還原糖含量在菌絲生長(zhǎng)期、菌絲后熟期、開孔期一直呈下降趨勢(shì),培養(yǎng)20d(菌絲峰頂至生長(zhǎng)至1/5高度)還原糖含量最高,達(dá)5.72mg/g干物質(zhì),在菌絲生長(zhǎng)20d后至后熟期還原糖含量逐漸下降,至開口時(shí)基質(zhì)中還原糖降至0.22 mg/g干物質(zhì),之后還原糖開始急劇增加,且增加幅度較快。
圖1 不同生長(zhǎng)期培養(yǎng)基質(zhì)中還原糖含量Fig.1 Reducing sugar content in different growth culture media
總糖含量變化見(jiàn)圖2。
圖2 不同生長(zhǎng)期培養(yǎng)基質(zhì)中總糖含量Fig.2 Total sugar content in different growth culture media
在不同生長(zhǎng)期內(nèi)總糖含量變化相對(duì)較小,含量較高的時(shí)期為培養(yǎng)的20d,含量為289.4 mg/g干物質(zhì),含量較低的時(shí)期為開孔第2d,含量為183.6 mg/g干物質(zhì)。菌絲生長(zhǎng)期內(nèi)(40d內(nèi))含量逐漸下降,后熟前期(40~60d)總糖含量有小幅增加,后熟后期(60~80d)至開孔期稍有下降,并維持一定水平,開孔后至出耳線多糖含量再次升高,至出耳芽時(shí)又有所下降。后熟期、催耳芽期總糖含量變化幅度不大,呈小幅度升高、下降,并一直維持相對(duì)較高的含量水平。
多糖含量變化見(jiàn)圖3,在整個(gè)生長(zhǎng)期及催耳期多糖含量變化幅度較大。菌絲培養(yǎng)前期(前30d),培養(yǎng)基質(zhì)中的多糖含量迅速下降,之后有所回升,此時(shí)是黑木耳菌絲旺盛生長(zhǎng)期。后熟期(40~80d)多糖含量迅速降至較低水平,至開孔后多糖含量迅速升高,至出耳線期升至較高水平,之后再次下降。
圖3 不同生長(zhǎng)期培養(yǎng)基質(zhì)中多糖含量Fig.3 Polysaccharide content in different growth culture media
可溶性蛋白質(zhì)在菌絲生長(zhǎng)期及后熟期含量相對(duì)較低(圖4),在耳線形成期達(dá)到最高,含量為2.73 mg/g干物質(zhì)。菌絲生長(zhǎng)的前30d,呈下降趨勢(shì),至40d有所升高,之后在后熟期內(nèi)維持較低的水平,開孔后,基質(zhì)中的可溶性蛋白質(zhì)升高幅度較快,至出耳芽時(shí)稍有下降。
圖4 不同生長(zhǎng)期培養(yǎng)基質(zhì)中可溶性蛋白含量Fig.4 Soluble protein content in different growth culture media
不同時(shí)期基質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化表明,菌絲在不同時(shí)期生長(zhǎng)消耗和代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有差異[5]。菌絲前期旺盛生長(zhǎng)時(shí),會(huì)迅速消耗基質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)菌絲中積累的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還不夠充分,此時(shí)表現(xiàn)為各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗下降[6]。其中多糖、還原糖在菌絲生長(zhǎng)期和后熟期一直呈下降趨勢(shì),表現(xiàn)為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期的生長(zhǎng)消耗,而在開孔后這兩種物質(zhì)在培養(yǎng)基中的積累量迅速增加,直至出耳芽時(shí)再次下降??扇苄缘鞍踪|(zhì)和總糖的變化趨勢(shì)大致相同,菌絲生長(zhǎng)初期含量有所下降,至積溫期有小幅的升高并維持一定的含量,開口后兩種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在基質(zhì)中又迅速積累至較高濃度,出耳期各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)再次下降。由上述變化分析可知,黑木耳菌絲生長(zhǎng)期及后熟期菌絲生長(zhǎng)需消耗培養(yǎng)基質(zhì)中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)菌絲生長(zhǎng)會(huì)積累一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。當(dāng)基質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量表現(xiàn)為下降時(shí),則消耗大于積累,消耗大時(shí)表現(xiàn)為菌絲生長(zhǎng)。可溶性蛋白質(zhì)和總糖的含量在菌絲生長(zhǎng)的積溫期有增長(zhǎng)趨勢(shì),而多糖、還原糖則有所下降,此時(shí)菌絲生長(zhǎng)代謝均表現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定的水平,并維持這一水平,此時(shí)并未表現(xiàn)出各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的大量積累。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的迅速積累發(fā)生在菌袋開孔后,這表明,開孔可刺激黑木耳出耳前期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累。研究黑木耳不同生長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)成分的變化規(guī)律,了解不同時(shí)期營(yíng)養(yǎng)積累,為黑木耳催芽及后期出耳提供有效的理論依據(jù)。
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