以秸稈為基料富鋅栽培滑菇的纖維素酶和漆酶的變化規(guī)律*

胡傳琪，冮潔，陳靜慧，白杰，羅榮泉

(大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，遼寧大連，116600)

滑菇(Pholiota nameko)，屬擔(dān)子菌亞門(Basidiomycotina)、層菌綱(Hymenomycetes)、傘菌目(Agaricales)、球蓋菇科(Strophariaceae)、環(huán)銹傘屬(Pholiota)［1］，含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸及多糖等營養(yǎng)物質(zhì)［2］，并具有提高機(jī)體免疫功能，增進(jìn)智力，改善視力，提高耐力［3］，抑制腫瘤［4］以及較強(qiáng)的還原力和自由基清除作用［5］。此外，滑菇提取物對(duì)真菌生長有抑制作用，可以應(yīng)用在食品保鮮方面［6］。滑菇是國際菇類交易市場上的十大菇類之一，也是聯(lián)合糧農(nóng)組織(FAO)向發(fā)展中國家推薦栽培的食用菌之一［7］。目前，滑菇主要在木屑培養(yǎng)基料上栽培，對(duì)木屑的需求量很大;另一方面，我國年產(chǎn)秸稈7.4億t，其中玉米秸稈年產(chǎn)量高達(dá)2億t以上，但目前開發(fā)利用率仍很低［8］，主要用于燃燒和飼料以及肥料［9］，造成環(huán)境污染，也是一種資源的浪費(fèi)。因此可將秸稈用于食用菌的栽培，這樣即節(jié)省了森林資源，又使秸稈得到合理利用?；皆谠耘嗌L的過程中會(huì)產(chǎn)生纖維素酶和漆酶以分解秸稈和木屑中的纖維素和木質(zhì)素［10-11］。通過測定滑菇菌絲體生長過程中的酶活，可以考察滑菇對(duì)培養(yǎng)基料中纖維素、木質(zhì)素和半纖維素的利用情況。本文以不同比例的秸稈與木屑混合為基料，進(jìn)行滑菇的栽培，并進(jìn)行富鋅培養(yǎng)，通過測定生長過程中的滑菇菌絲體木質(zhì)素酶活、纖維素酶活和生物利用率，研究滑菇在不同比例秸稈的基料中的生長情況，獲得適宜培養(yǎng)滑菇的培養(yǎng)基配方，探索用秸稈代替木屑進(jìn)行滑菇栽培的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與器材

滑菇(Pholiota nameko)，購于朝陽市食用菌研究所。

木屑、秸稈、麩皮，購于遼寧省岫巖縣農(nóng)貿(mào)市場。

濾紙、醋酸、醋酸鈉、羧甲基纖維素鈉、木聚糖、水楊苷、ABTS、3，5-二硝基水楊酸(DNS)、酒石酸鉀鈉、結(jié)晶酚、Na2SO3，試劑均購自上海晶純生化科技股份有限公司。

BS 223S電子精密天平，賽多里斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;ZHJH-C2112B無菌操作臺(tái)，上海智城分析儀器制造有限公司;UV-2000紫外可見分光光度計(jì)，UNICO;BIC-250，人工氣候箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;HNY-100B恒溫培養(yǎng)振蕩器，天津市歐諾儀器儀表有限公司;H2050R臺(tái)高速冷凍離心機(jī)，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 滑菇接種栽培

滑菇栽培分組:每組稱取1 000 g干料(木屑+秸稈)，加12 g麩皮，1 500 mL水，其中秸稈與木屑的比例為 0∶1(A 組)、1∶2(B 組)、1∶1(C 組)、2∶1(D組)、1∶0(E組);富鋅組，配方與上述一致，只是另外加300 mg/kg ZnSO4，其中秸稈與木屑的比例為0∶1(F組)、1∶2(G 組)、1∶1(H 組)、2∶1(I組)、1∶0(J 組);共10組培養(yǎng)料，每組培養(yǎng)料分裝10袋，每袋重250 g。

將購買的滑菇菌種接入滅菌后的培養(yǎng)料中，置入15℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。135 d培養(yǎng)料長滿菌絲，取樣測定酶活，并移出培養(yǎng)箱，在室溫(約18℃，晝夜溫差8℃)下進(jìn)行開袋出菇。

1.2.2 滑菇菌絲生長過程中纖維素酶的測定

采用DNS法［12］測定纖維素酶活

1.2.3 滑菇菌絲生長過程中漆酶的測定

采用ABTS法［13］測定漆酶酶活

1.2.4 滑菇生物轉(zhuǎn)化率測定

生物轉(zhuǎn)化率是收獲的滑菇質(zhì)量與干料重之比，測定每組收獲的子實(shí)體質(zhì)量，計(jì)算出生物轉(zhuǎn)化率。

1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法

利用SPSS 19統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，所做實(shí)驗(yàn)均為3個(gè)平行樣品，取平均值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 滑菇生長過程中纖維素酶的測定

2.1.1 濾紙酶活力測定

在不同的培養(yǎng)料上不同時(shí)期的濾紙酶活力如表1所示。

表1 濾紙酶活的測定結(jié)果Table 1 The determination of FPase

由表1可知，添加秸稈可增加濾紙酶活，秸稈與木屑比例為1∶2時(shí)，比純木屑基料的濾紙酶活提高了52.38%，接著增加秸稈量會(huì)使濾紙酶活下降到0.135 U/g左右，比純木屑基料的濾紙酶活提高了28.57%，添加秸稈比例大于1/2時(shí)，濾紙酶活不隨著添加秸稈量增加而變化，木屑與秸稈中的纖維素含量幾乎相同，說明秸稈中的纖維素更能促進(jìn)酶的產(chǎn)生。富鋅能提高純木屑和純秸稈的基料的濾紙酶活比不富鋅的基料濾紙酶活提高，分別提高了16.19%、74.45%;而木屑與秸稈的混合基料相較不富鋅的基料濾紙酶活下降。

2.1.2 羧甲基纖維素酶活的測定

在不同的培養(yǎng)料上不同時(shí)期的羧甲基纖維素酶酶活力如表2所示。

表2 羧甲基纖維素酶活的測定結(jié)果Table 2 The determination of CMCase

由表2可知，添加秸稈量為1/3，1/2，2/3的基料的羧甲基纖維素酶活力比純木屑基料的酶活力分別提高了191.94%，84.68%，183.87%，純秸稈基料的羧甲基纖維素酶活大幅提升，相較純木屑培養(yǎng)料提高了241.93%。富鋅條件下，羧甲基纖維素酶隨著秸稈添加量增加而增加，純秸稈基料的酶活比純木屑基料的酶活提高了283.49%，比不富鋅條件下的純秸稈基料的酶活提高了97.17%，說明添加秸稈的培養(yǎng)料可提高羧甲基纖維素酶活力，富鋅可促進(jìn)羧甲基纖維素酶的產(chǎn)生。

2.1.3 半纖維素酶活測定

在不同的培養(yǎng)料上不同時(shí)期的半纖維素酶活力如表3所示。

表3 半纖維素酶活力測定結(jié)果Table 3 The determination of Xylanase

由表3可知，添加秸稈的基料和純秸稈的基料的半纖維素酶活力都高于純木屑培養(yǎng)的半纖維素酶活力，說明添加秸稈能促進(jìn)滑菇的菌絲產(chǎn)生半纖維素酶。半纖維素酶含量與分解能力呈正相關(guān)［14］。半纖維素酶活隨著培養(yǎng)料添加秸稈的比例增加先上升后下降，當(dāng)添加秸稈的比例為1∶2時(shí)，達(dá)到最大值0.419 U/g，比純木屑基料的半纖維素酶活提高了17.69%。富鋅條件下半纖維素酶活力均比普通組低，說明富鋅培養(yǎng)會(huì)抑制半纖維素的產(chǎn)生，半纖維素酶活隨著培養(yǎng)料添加秸稈的比例增加而增加，說明添加秸稈能提高纖維素酶的產(chǎn)生。

2.1.4 β-葡萄糖苷酶活力測定

在不同的培養(yǎng)料上不同時(shí)期的β-葡萄糖苷酶活力如表4所示。

表4 β-葡萄糖苷酶活力測定結(jié)果Table 4 The determination of β-glucosidase

由表4可知，β-葡萄糖苷酶活隨著添加秸稈量增加而上升，添加秸稈量為2/3的培養(yǎng)料的酶活最高，達(dá)到0.236 U/g，比純木屑栽培提高了162.22%，純秸稈培養(yǎng)料β-葡萄糖苷酶活與純木屑培養(yǎng)料β-葡萄糖苷酶活之間無明顯差異，說明木屑和秸稈混合的基料能促進(jìn)β-葡萄糖苷酶的產(chǎn)生，且隨著秸稈量的增加而增加，但單一的木屑或秸稈無法促使β-葡萄糖苷酶活提高。富鋅條件下，β-葡萄糖苷酶活隨著添加秸稈量增加先上升后下降，在添加秸稈量為1/2時(shí)達(dá)到最大，達(dá)到0.168 U/g，比沒有富鋅栽培時(shí)提高了15.86%，純秸稈培養(yǎng)料β-葡萄糖苷酶活明顯高于純木屑培養(yǎng)料β-葡萄糖苷酶活，達(dá)到0.389U/g，比純木屑基料的β-葡萄糖苷酶活提高了332.22%，比沒富鋅栽培時(shí)提高了309.47%，說明富鋅栽培可以促進(jìn)純秸稈栽培時(shí)的β-葡萄糖苷酶的產(chǎn)生。

2.2 滑菇生長過程中漆酶的測定

在不同的培養(yǎng)料上不同時(shí)期的漆酶活力如表5所示。

表5 漆酶的測定實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 5 The determination of Lac

漆酶可以改善纖維特性，漆酶在菌絲生長階段，是一種前期參與木質(zhì)素分解較為重要的酶類［15-16］。漆酶活性均隨食用菌栽培時(shí)間的延長由高逐漸降低［17］。由表5可知，由于木屑中木質(zhì)素的含量要高于秸稈中木質(zhì)素的含量，秸稈與木屑混合的培養(yǎng)料漆酶活隨著添加秸稈量增加而下降，均低于純木屑培養(yǎng)料的漆酶活力。富鋅條件下，能有效提高秸稈與木屑混合的基料和純秸稈基料的漆酶酶活，均比沒富鋅栽培時(shí)是提高，添加秸稈量為1/3，1/2，2/3的基料的酶活分別提高了67.50%，523.70%，450.00%，純秸稈培養(yǎng)料的漆酶活遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他組，達(dá)到1.983U/g，比沒富鋅時(shí)提高了693.20%，說明富鋅栽培可以促進(jìn)滑菇在有秸稈栽培的情況下的漆酶的產(chǎn)生。

2.3 滑菇生物轉(zhuǎn)化率測定

在不同的培養(yǎng)料上滑菇生物轉(zhuǎn)化率測定結(jié)果如表6所示。

表6 滑菇生物轉(zhuǎn)化率測定結(jié)果Table 6 The biological transformation rate of Pholiota nameko

由表6可知，普通組和富鋅組都變現(xiàn)出生物轉(zhuǎn)化率隨秸稈的添加量增加先增后減，在秸稈與木屑的比例為1∶1時(shí)達(dá)到最大，其中富鋅條件，秸稈與木屑的比例為1∶1時(shí)，滑菇生物轉(zhuǎn)化率最高，達(dá)到55.48%，在富鋅培養(yǎng)的情況下，可以提升5% ～20%左右的生物利用率。

3 結(jié)論

在滑菇栽培過程中，可以秸稈替代部分木屑為基料，富鋅栽培更利于生物轉(zhuǎn)化率的提高。添加秸稈可使滑菇菌絲體的纖維素酶活提高，而漆酶酶活下降，主要原因是秸稈中纖維素和半纖維素的含量更多，纖維素可做為滑菇子實(shí)體生長階段的主要碳源，而木屑中木質(zhì)素的含量較多。富鋅栽培可一定程度的抑制纖維素酶的產(chǎn)生，增加漆酶的產(chǎn)生，并能提高滑菇的生物轉(zhuǎn)化率。用秸稈部分替代木屑進(jìn)行滑菇栽培是可行的，為秸稈的開發(fā)利用提供了新的途徑。

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