鐘 石,李有貴,朱儉勛,林天寶,呂志強,葉偉清
(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 蠶桑研究所,浙江 杭州 310021;2.桐廬縣農(nóng)技推廣中心 蠶桑站,浙江 桐廬 311500)
桑黃 (Phellinus igniarius)學名鮑氏層孔菌,屬擔子菌亞門,層菌綱,多孔菌目,多孔菌科,針層孔菌類真菌,俗稱桑臣、桑黃菇等,是寄生于桑樹等闊葉樹的一種藥用真菌,因為具有獨特的抗癌等功效,已引起國內(nèi)外醫(yī)藥界與保健品行業(yè)的關注[1-3]。近年來,日本、韓國相繼對其進行開發(fā),主要應用于肝炎及癌癥的治療,療效顯著。據(jù)有關資料顯示,桑黃對腫瘤抑制率高達96.78%,是目前國際公認的生物抗癌領域中有效率最佳的藥用真菌[4-8]。
由于國內(nèi)外市場對桑黃的需求量越來越大,致使國內(nèi)各產(chǎn)地藥農(nóng)掠奪性采集,子實體孢子無法大量形成,野生桑黃面臨枯竭。采用液體深層培養(yǎng)技術大規(guī)模生產(chǎn)桑黃菌絲體是滿足國內(nèi)外市場需要的有效途徑。為此我們探討了桑黃菌液體發(fā)酵的適宜培養(yǎng)基,以便為進一步研究液體發(fā)酵工藝及提取桑黃有效成分提供依據(jù)。
1.1.1 菌種
桑黃 (Phellinus igniarius(L.ex Fr.)Quel),由本試驗室從浙江桐廬桑園桑樹上寄生的野生桑黃子實體中分離。
1.1.2 試劑
乳糖、葡萄糖、蔗糖、KH2PO4、MgSO4等均為國產(chǎn)分析純,玉米粉、酵母粉、麥胚等提取液均為煮沸20 min后用濾布過濾制得。
1.1.3 儀器
華利達HZ-9610K冷凍振蕩培養(yǎng)箱,Christ ALPHA 1-2LD冷凍干燥機,Mettler Toledo AL204電子天平。
1.2.1 菌種培養(yǎng)
母種選用PDA培養(yǎng)基;液體母種培養(yǎng)基為:20%馬鈴薯,2%白砂糖,0.05%KH2PO4,0.05%MgSO4。
液體菌種培養(yǎng)條件:液體母種用均質(zhì)機1000 r·min-1勻漿處理1 min用于接種,50mL三角瓶中裝液體菌種培養(yǎng)基 20mL,25℃,120 r·min-1振蕩培養(yǎng)8 d。
1.2.2 氮源篩選
2% 白 砂 糖,0.05%KH2PO4,0.05%MgSO4,pH值自然,分別以蛋白胨、酵母粉、酵母膏、玉米粉、酵母浸出粉、麥胚粉、土豆粉為氮源,添加量 20 g·L-1。
1.2.3 碳源篩選
20%馬鈴薯,0.05%KH2PO4,0.05%MgSO4,pH值自然,分別以葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、白砂糖、紅糖為碳源,添加量20 g·L-1。
1.2.4 無機鹽篩選
20%馬鈴薯,2%白砂糖,pH值自然,以KH2PO4、MgSO4、K2HPO4、CaCl2、 (NH4)3C6H5O7(檸檬酸三銨)為無機鹽篩選對象,添加量為1.0 g·L-1。
1.2.5 培養(yǎng)基優(yōu)化
以麥芽糖、酵母粉為碳、氮源,添加KH2PO4、MgSO4、檸檬酸三銨、復合維生素B,設計L18(36)6因素3水平正交試驗 (表1),優(yōu)化培養(yǎng)基配方。
表1 L18(36)正交試驗的因素與水平
1.2.6 添加桑枝提取物
在優(yōu)化的培養(yǎng)基中分別添加桑枝提取物,添加量分別為 0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%,0.6%,0.7%和0.8%。
發(fā)酵液8000 r·min-1離心后收集菌絲體,用水清洗3次,冷凍干燥后稱重。
由圖1可知,不同碳源培養(yǎng)基培養(yǎng)的桑黃菌絲體生物量由大到小順序依次為:麥芽糖>葡萄糖>紅糖>蔗糖>白砂糖。
圖1 碳源對桑黃菌絲體干物重的影響
不同氮源的菌絲體生長也有明顯差異,以酵母粉作氮源,產(chǎn)量最高,達14.37 g·L-1,其次分別為酵母膏和麥胚粉,以土豆作氮源的產(chǎn)量最低 (圖2)。
添加不同無機鹽對桑黃菌絲體干物重影響較大,其中檸檬酸三銨效果較為明顯 (圖3)。
考慮到鎂鹽和磷酸鹽對普通微生物發(fā)酵的重要性,選取檸檬酸三銨、KH2PO4、MgSO4作礦質(zhì)元素添加。同時在培養(yǎng)基中添加微量復合維生素B有利于桑黃生物量的增加,隨著用量的增加,菌絲體干物重反而逐漸減小 (圖4)。
圖2 氮源對桑黃菌絲體干物重的影響
圖3 無機鹽對桑黃菌絲體干物重的影響
圖4 復合維生素B對桑黃菌絲體干物重的影響
由表2的L18(36)試驗因素及水平分析可知,菌絲體生物量的最優(yōu)培養(yǎng)基配方組合為A3B2C3D1E3F1,菌絲體生物量為 20.23 g·L-1,確定桑黃的液體深層發(fā)酵培養(yǎng)基配方為:麥芽糖30 g·L-1,酵 母 粉 20 g · L-1,MgSO41.5 g·L-1,KH2PO41.0 g·L-1,檸檬酸三銨 1.0 g·L-1,復合維生素B 0.01%。
表2 各處理組合對菌絲體干物重的影響
添加不同濃度的桑枝提取物對桑黃生物量的影響有一定的差異 (圖5),在一定范圍內(nèi),隨著桑枝水提物添加量的增加,菌絲體干物重也隨之增加,當在培養(yǎng)基中加入0.3%桑枝水提物時,菌絲體干物量則達24.48 g·L-1,之后則隨著添加量的增加,菌絲發(fā)生自溶現(xiàn)象,生物量也隨之逐漸降低。
圖5 添加桑枝提取物對桑黃菌絲體干物重的影響
在我國,桑黃入藥已有2000多年的歷史,最早記載始于 《本草綱目》。由于桑黃生長需要較為特殊的自然氣候環(huán)境,生長期長,因而天然桑黃數(shù)量非常稀少,因此采用液體深層培養(yǎng)技術大規(guī)模生產(chǎn)桑黃菌絲體將是一個有效途徑。
以菌絲體干物重為基礎,對野生桑黃菌絲體液體發(fā)酵的培養(yǎng)基營養(yǎng)元素 (氮源、碳源、礦物元素、復合維生素B)進行篩選,獲得優(yōu)化的菌絲體液體配方:3%麥芽糖,2%酵母粉,0.15%MgSO4,0.10%KH2PO4,0.10% 檸 檬 酸 三 銨,0.3%桑枝水提物,0.01%復合維生素B。
考慮寄生于桑樹之上的桑黃為其中正品,因此我們在優(yōu)化了高效生產(chǎn)桑黃菌絲體液體發(fā)酵培養(yǎng)基的基礎上,在培養(yǎng)基中引入桑枝提取物,結果發(fā)現(xiàn)桑枝提取物不僅對桑黃菌絲體生長具有一定的促進作用,而且相對于對照組,添加桑枝提取物后,菌絲體顏色較深,不容易退化成白色,這可能是因為桑枝提取物中的某些物質(zhì)可以在一定程度上延緩菌種退化的時間,至于兩者之間的藥效是否存在差異還有待于進一步研究。
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