草菇菌丝培养条件优化研究

◎ 李淑娴

（佛山市高明区荷城民旺豆制品加工厂，广东 佛山 528511）

草菇营养丰富，味道鲜美。每100 g鲜菇含207.7 mg维生素C，2.6 g糖分，2.68 g粗蛋白，2.24 g脂肪，0.91 g灰分。草菇蛋白质含18种氨基酸，其中必需氨基酸占40.47%～44.47%[1]。此外，还含有磷、钾、钙等多种矿质元素，是国际公认的“十分好的蛋白质来源”，并有“素中之荤”的美名，是世界上第三大栽培食用菌[2]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试菌株与仪器设备

菌株：草菇（Volvariella volvacea）菌株由佛山科学技术学院食品科学实验室保存。

仪器设备：手提式压力蒸汽灭菌器，YXQ-SG46-280S，上海博迅实业有限公司；电子天平，MP400，上海第二天平仪器厂；微波炉，WP700机械型，广东格兰仕集团有限公司；霉菌培养箱，MTX-250B-Z型，上海博迅实业有限公司；超净工作台，SW-CJ-IBU，上海博迅实业有限公司；酒精灯、接菌种针、培养皿、烧杯、滴管、试管、锥形瓶。

1.1.2 培养基配方

PDA培养基（基本培养基）：马铃薯（去皮）200.0 g，葡萄糖20.0 g，琼脂20.0 g，蒸馏水1 000.0 mL。

1.1.3 供试碳源

分别选择供试碳源（质量分数各为2.0%）：蔗糖、果糖、麦芽糖和玉米粉替代PDA培养基中的葡萄糖（CK）作培菌试验，pH自然。

1.1.4 供试氮源

以PDA为基本培养基，分别添加蛋白胨、酵母粉、硝酸铵和氯酸铵培菌。

1.1.5 供试无机盐

以PDA为基本培养基，分别添加大量元素（添加质量浓度各为1.0 g/L）KH2PO4、MgSO4和KNO3作培菌试验，并以普通PDA（不添加）作CK。

以PDA为基本培养基，分别添加微量元素（添加质量浓度各为3.0 mg/L）：CuSO4、FeSO4和ZnSO4作培菌试验，并以基本PDA（不添加）作CK。

1.2 方法

1.2.1 营养单因子试验

初步在CK平板上培养蘑菇菌丝，沿菌落边缘切割直径为5.0 mm的菌块，接种于不同碳源、氮源、无机盐（大量营养元素和微量元素）等平板培养基中，置于（30±0.5）℃恒温培养，任何时候加工菌丝生长培养皿终菌，定期观察。每次治疗重复3次。菌丝生长速度（mm/d）=菌落半径（mm）÷菌丝生长天数（d）[3]。

1.2.2 pH值试验

培养基灭菌前，调节为 4.0、6.0、7.0、8.0、10.0、11.0共6个pH值梯度进行培菌试验，每个处理3次重复，方法同营养单因子试验。

1.2.3 温度试验

将接种于PDA培养基上的菌块置于20、25、30、35、40 ℃共5个温度梯度进行培菌试验，每个处理3次重复，方法同营养单因子试验。

1.2.4 营养因子正交试验

根据以上单因子试验结果，以菌株和最佳的碳源（A）、氮源（B）、大量元素（C）和微量元素（D）等作为营养因子，采用4因子3水平正交表L9（34）设计培养基配方试验[4]，每个处理3次重复，分别测定菌丝长速和菌丝长势。

2 结果与分析

2.1 碳源对草菇菌丝生长的影响

对5种不同碳源培养基进行了菌丝生长速度和生长势测定，由表1可知，草菇菌丝对参试的4种碳源均能利用，菌丝生长速度的顺序为蔗糖（6.68 mm/d）＞葡萄糖（6.15 mm/d）＞果糖（6.13 mm/d）＞麦芽糖（5.62 mm/d）＞玉米粉（5.00 mm/d）。最佳碳源为蔗糖，比其他因素培菌的差异极显著。果糖、葡萄糖与麦芽糖、玉米粉培菌的差异极显著，玉米粉与麦芽糖培菌差异极显著。菌丝对玉米粉的利用率最差，表现为长速最慢、长势最弱。

表1 碳源对草菇菌丝生长的影响表

2.2 氮源对草菇菌丝生长的影响

以4种不同氮源培养基进行了平板上菌丝生长速度和生长势测定。表2表明，4种不同氮源培养基都能被草菇菌丝利用，菌丝生长速度的顺序为蛋白胨＞酵母粉＞硝酸铵＞氯酸铵，最佳氮源为蛋白胨，菌丝长速达6.93 mm/d，比酵母粉培菌的长速差异显著。硝酸铵与酵母粉培菌差异不显著，硝酸铵、酵母粉与氯酸铵差异极显著。

表2 氮源对草菇菌丝生长的影响表

2.3 无机盐（大量元素）对草菇菌丝生长的影响

在培养基中添加无机盐（大量元素）进行平板上菌对丝生长速度和生长势的测定。结果表明，硫酸镁＞磷酸二氢钾＞CK＞硝酸钾，即添加的无机盐中硫酸镁促进菌丝生长的效果最好，硫酸镁与磷酸二氢钾培菌效果差异显著，硫酸镁、磷酸二氢钾与CK培菌差异极显著，CK与硝酸钾培菌差异不显著。与CK相比，添加硫酸镁、磷酸二氢钾促进菌丝生长效果明显，而添加硝酸钾对于菌丝生长的促进效果不明显，甚至可能对菌丝生长造成不利影响，见表3。

表3 大量元素对草菇菌丝生长的影响表

2.4 无机盐（微量元素）对草菇菌丝生长的影响

以4种不同微量元素培养基进行了平板上菌丝生长速度和生长势测定。由表4可知，硫酸亚铁＞硫酸锌＞CK＞硫酸铜，即说明微量元素能促进菌丝生长。试验菌株发酵硫酸亚铁菌生长速度快。最好的微量元素是硫酸亚铁。菌丝体高速生长6.47 mm/d，比对照组高8.74%，与硫酸锌和硫酸铜明显不同。

表4 微量元素对草菇菌丝生长的影响表

2.5 pH对草菇菌丝生长的影响

试验结果表明，草菇菌丝生长适宜的pH值范围较广，由表5可知，草菇菌丝在pH 7.0～10.0范围内生长良好，在pH大于10.0的情况下，菌丝还能较快生长，而pH值低于7.0以后，pH越低，菌丝生长速度越慢，长势越差，可见草菇菌丝适宜在中性偏碱的环境中生长。碱性环境不利于细菌的生长，因此在菌丝培养时可以适当增加pH，以减少杂菌的污染，促进草菇菌丝的生长，提高草菇菌丝的营养利用率。

表5 pH值对草菇菌丝生长的影响表

2.6 温度对草菇菌丝的影响

温度是影响香菇菌丝生长的重要因素。对此，进行了不同温度下培养皿生长的试验，结果见表6。香菇菌丝生长在40 ℃时不生长，35 ℃和30 ℃时菌丝生长最好，25、20 ℃时，菌丝依次减速，菌丝体削弱。35、30 ℃时培菌差异不显著，35、30 ℃培菌与25、20 ℃差异极显著，20 ℃与35、30、25 ℃培菌差异极显著。

表6 温度对草菇菌丝生长的影响表

2.7 优化营养因子的确定

为了找出草菇菌丝生长培养基的优化组合，选取对草菇菌丝生长影响比较大的4个重要营养因子，即碳源（蔗糖）、氮源（蛋白胨）、大量元素（硫酸镁）和微量元素（硫酸亚铁），采用L9（34）正交表设计4因子3水平的培养基配方正交试验[6]，试验设计及结果见表7。

表7 优化营养因子正交试验结果及分析表

通过极差分析表明，蔗糖、蛋白胨、硫酸镁和硫酸亚铁4个培养基营养因子中，对草菇菌丝生长影响主次顺序为B＞A＞C＞D，即蛋白胨＞蔗糖＞硫酸镁＞硫酸亚铁，草菇最佳培养因子组分：4.0 g/L蛋白胨、20.0 g/L蔗糖、1.5 g/L硫酸镁、3.0 mg/L硫酸亚铁，最优组合为B3A1C2D2。据正交试验最佳营养组合条件进行验证试验，菌丝平均长速达8.23 mm/d，优于正交试验的任一组合，证明正交试验最佳培养组合条件是可靠的。

3 讨论

碳源是草菇重要的营养来源，氮源是草菇蛋白质和核酸合成的必需原料。一般来说，草菇在营养生殖生长阶段，氮的主要来源是蛋白质、氨基酸、尿素、氨、铵盐和硝酸盐。在草菇的生长发育中还需要一定的无机盐类，这些无机盐中的金属元素磷、钾、镁最为重要。

pH值是影响草菇新陈代谢的重要因素，pH值的高低直接影响微生物细胞的新陈代谢，影响整个微生物的生命活动。基质中酸碱度的适合与否，首先关系酶的活性。酸碱度适宜，生理活动就正常，草菇的生长发育就顺利、旺盛；反之，生理活动就受到阻碍，甚至引起死亡。

草菇的生长繁殖都在一定的温度下进行。温度适宜，其生命活动旺盛。超过或低于适温，其活力减退或缓慢。

通过单因子试验和正交试验，研究了碳源、氮源、无机盐（大量元素、微量元素）、温度和酸碱度对草菇菌丝生长的影响。结果表明，菌丝生长最佳碳源为蔗糖，最佳氮源为蛋白胨，最佳无机盐为硫酸镁，最佳微量元素为硫酸亚铁，最适培养温度为30～35 ℃，最适pH值范围为7.0～10.0。正交试验确定最佳培养基组分为蔗糖20.0 g/L、蛋白胨4.0 g/L、硫酸镁1.5 g/L、硫酸亚铁3.0 g/L、马铃薯200 g/L。草菇菌丝最适宜生长温度为30 ℃，pH值为7.0～10.0。在此优化的栽培条件下，草菇菌丝生长速度达8.23 mm/d。对比参考文献，本研究的营养因子促进菌丝生长结果：草菇菌丝在有机氮源培养基上的生长速度要优于无机氮源，其中以蛋白胨为氮源的菌丝长速最快，长势最强，接近或优于相关文献报道的参数[7-8]，但在研究pH对草菇菌丝生长影响的单因素试验中，本研究得出当pH等于11时，草菇菌丝长速与pH 7.0～10.0时差异显著，与部分参考文献所得的最优pH 7.0～11.0略有差异。在正交试验中，得出最主要营养因素为氮源，与部分参考文献中的最主要营养因素为碳源有差异。可能是因为所选用的草菇菌种不同，相应最适宜的pH和最主要的营养因素有所差异。

4 小结

4.1 优质碳源可促进草菇菌丝生长

草菇菌丝生长的优质碳源为蔗糖，菌丝长速试验的草菇菌株对不同碳源影响菌丝生长的差异，表明最佳碳源为蔗糖，菌丝长速平均达6.68 mm/d，比CK提高7.82%，果糖次之，玉米粉最差。

4.2 蛋白胨是草菇菌丝生长的优良氮源

不同氮源对菌丝生长影响结果：最佳氮源为蛋白胨，酵母粉次之，表现为菌丝长势强、长速快；氯酸铵最差，表现为菌丝长势弱、长速慢。表明有机氮源对菌丝的促进作用优于无机氮源。

4.3 草菇菌丝生长的最佳无机盐是硫酸镁和硫酸亚铁

添加无机盐（MgSO4、KH2PO4）促进菌丝生长效果明显，最佳大量元素为MgSO4。不同微量元素对菌丝生长速度和生长势影响不同，以硫酸亚铁培菌的菌丝长势强、长速快。最佳微量元素为硫酸亚铁，硫酸锌次之，硫酸铜最次。

4.4 草菇菌丝生长的pH范围广且喜好偏碱性生长环境

试验结果表明，菌株在pH 7.0～10.0生长良好，草菇菌丝生长适宜的pH值范围较广，最佳pH为8。pH超过10，菌丝还可以较快地生长。因此，在制种和栽培期间可适当提高培养基质的pH值，以减少杂菌的污染与减少杀菌剂的使用[9]，有利于生产无公害蔬菜[10]。

4.5 草菇属于高温型草菇，菌丝生长喜高温

绘制温度对菌丝体生长的影响曲线图，结果表明，菌丝生长在40 ℃时不生长，在35 ℃和30 ℃条件下菌丝生长最好，菌丝生长最快，25、20 ℃时，菌丝依次减速，菌丝体削弱。

4.6 经过试验确定了草菇菌丝最佳培养因子组分

正交试验结果显示，4株菌株的菌丝生长长期差异有显著意义，其次为蛋白胨＞蔗糖＞硫酸镁＞硫酸亚铁。营养因子促进菌丝生长结果：菌株菌丝生长速度快，影响试验表明，蔗糖的最佳氮源为蛋白胨，最佳无机盐为硫酸镁，最佳微量元素为硫酸亚铁，适宜pH 7.0～10.0，培养温度30～35 ℃。最佳培养基组分为蔗糖20.0 g/L，蛋白胨4.0 g/L，硫酸镁1.5 g/L，硫酸亚铁3.0 mg/L，马铃薯200.0 g/L。在最佳培养条件下菌丝生长速率为8.23 mm/d。

[1]李克宜.鲜美菌品——草菇[M].南宁：广西科学技术出版社，2004.

[2]曹玉佩.草菇增产增收的四项措施[J].山东蔬菜，2008（2）：47.

[3]伍国明.酵母浸膏蛋白胨对草菇培养与生物学效率的影响[J].中国草菇，2009，28（1）：27-29.

[4]唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社，2002.

[5]羿 红，谢福泉，郑 俊，等.草菇周年栽培关键技术研究——草菇稻草熟料周年栽培菌株筛选[J].草菇学报，2007，14（1）：10-14.

[6]伍国明，李 梅.营养及培养温度对草菇菌丝生长的影响[J].中国草菇，2009（3）：8-9.

[7]王钦德，杨 坚.食品实验设计与统计分析[M].北京：中国农业大学出版社，2003.

[8]伍国明，李 梅.草菇菌丝优化培养条件的研究[J].中国草菇，2009，28（3）：28-31.

[9]张金霞.草菇安全优质生产技术[M].北京：中国农业出版社，2006.

[10]伍国明.微波处理与涂膜对草菇控温贮藏保鲜的影响研究[J].草菇学报，2009，16（2）：45-50.