鐵在平菇中的富集及其生長的影響

趙 巖，何 婷

（赤峰學院 生命科學系，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

鐵在平菇中的富集及其生長的影響

趙 巖，何 婷

（赤峰學院 生命科學系，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

以平菇為材料，分析了不同濃度的Fe2+在其菌絲體和子實體中的富集及其生長的影響.試驗表明:在液體培養(yǎng)基中添加150mg/L的Fe2+，平菇菌絲體中鐵的含量最高為1.4mg/100g干重；在液體培養(yǎng)基中添加100mg/L和150mg/L的Fe2+，平菇菌絲體吸收鐵的效率最高為2.0%；固體培養(yǎng)基Fe2+濃度為125mg/L時能明顯促進菌絲體的生長；子實體中添加5gFeSO4.7H2O時能明顯提高其產(chǎn)量，子實體中添加2.5gFeSO4.7H2O時吸收Fe2+的效率最高，為1.19%.

平菇；平菇菌絲體；平菇子實體；鐵；富集

1 引言

礦質(zhì)元素是人和動物機體的重要組成部分，具有重要的生理功能.礦質(zhì)元素能以穩(wěn)定的有機態(tài)在食用菌中富集并影響食用菌的生長及產(chǎn)量[1].鐵等礦質(zhì)元素均可在食用菌中富集，在適宜濃度可以促進菌絲體生長，增加子實體產(chǎn)量[2-4].富集礦質(zhì)營養(yǎng)元素的食用菌對人和動物的生理功能有相應的增強作用[5-7].

平菇屬于擔子菌綱、傘菌目、白蘑科、側(cè)耳屬（平菇屬），是栽培廣泛的食用菌.平菇肉質(zhì)肥厚，鮮嫩可口，營養(yǎng)豐富，是深受人們喜愛的“素食品”.平菇蛋白質(zhì)含量高，氨基酸、維生素和礦質(zhì)元素含量豐富.是人體所需要的維生素（硫胺素、核黃素、煙酸）和礦質(zhì)元素（磷、鐵、鉀）等的良好的營養(yǎng)源.平菇還具有良好的藥用價值.其代謝產(chǎn)物非常豐富，有抗腫瘤的多糖蛋白，有抗菌作用的抗生素，有降低血壓、防治腦血管障礙的微量?；撬?，還有利于胃腸作用的菌糖、甘露糖、維生素和幫助消化的各種酶.

鐵是人體內(nèi)含量最多的一種必需微量元素[8]，人體內(nèi)鐵含量約為4~5克，有兩種存在形式，一為“功能性鐵”，是鐵的主要存在形式，這些鐵發(fā)揮著鐵的功能作用，參與氧的轉(zhuǎn)運和利用.另一為“貯存鐵”，是以鐵蛋白和含鐵血黃素形式存在于血液、肝、脾與骨髓中.鐵為血紅蛋白與肌紅蛋白、細胞色素A以及一些呼吸酶的成分，參與體內(nèi)氧與二氧化碳的轉(zhuǎn)運、交換和組織呼吸過程.鐵還參與許多重要功能，如催化促進β－胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素A、嘌呤與膠原的合成、抗體的產(chǎn)生、脂類從血液中轉(zhuǎn)運以及藥物在肝臟的解毒等.

本實驗旨在通過鐵對平菇菌絲體、子實體生長的影響及富集作用，了解礦質(zhì)元素對平菇生長的影響，并初步探討平菇富集礦質(zhì)元素在食品保健中的應用前景.

2 材料與方法

2.1 材料

菌種：天達300平菇菌絲 購自江蘇天達食用菌研究所

礦質(zhì)離子：Fe2+(FeSO4·7H2O分析純)

培養(yǎng)基：PDA液體培養(yǎng)基：新鮮去皮土豆550g，蔗糖55g，H2O 2750ml.

PDA固體培養(yǎng)基：新鮮去皮土豆110g，蔗糖11g，瓊脂11g，H2O 550ml.

平菇料袋配料：棉籽殼900g，玉米面50g，石膏粉10g，石灰10g，水1500ml.

鐵試驗：在液體培養(yǎng)基中加入F e2+濃度分別為0m g/L(對照)，100m g/L，125m g/L，150m g/L，175m g/L，200m g/L.

在固體培養(yǎng)基中加入Fe2+濃度分別為0m g/L(對照)，100m g/L，125m g/L，150m g/L，175m g/L，200m g/L.

在平菇料袋中加入FeSO4·7H2O質(zhì)量分別為0g(對照)，2.5g，5g，10g，15g.

2.2 培養(yǎng)方法

液體培養(yǎng)：將250mL培養(yǎng)基分別裝入2個錐形瓶中，每瓶125ml，在超凈工作臺中接入直徑為15mm的菌種，置于搖床中培養(yǎng)5天，搖床轉(zhuǎn)速為200r/min,搖床內(nèi)溫度為20℃.

固體培養(yǎng):將50mL培養(yǎng)基分裝3個試管，121℃滅菌20min后制成斜面培養(yǎng)基，在超凈工作臺中接入直徑為5mm的菌種，置于25℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天測定菌絲長度并記錄，連續(xù)測定7天.

料袋培養(yǎng)：將棉籽殼經(jīng)堆料發(fā)酵，配置好的料裝入17cm×30cm×15cm規(guī)格的料袋中，進行高壓滅菌121℃×1.5小時，采用全開放式兩端接種法接種.（全開放式兩端接種法：首先打開菌種瓶外包裝，用小木棒將原種挖成拇指大小的菌塊，打開滅好菌的料袋一端接入10余塊拇指菌塊，袋嘴不可扎得過緊，袋嘴中央應該留出0.4cm的孔隙，扎好纖維繩后扯成花狀，最后在菌種周圍用消毒大針扎微孔，微孔間距為1cm左右，以便發(fā)菌時順利地供給氧氣，另一端也按上述方法操作，每袋菌種總用量為10%.）接種后置于培養(yǎng)室中遮光培養(yǎng)，溫度為25℃±2℃，相對濕度在菌絲發(fā)育階段為60% -70%，在子實體發(fā)育階段保持在85%-90%，培養(yǎng)室需要每天通風.

2.3 測定方法

菌絲體產(chǎn)量的測定:將液體培養(yǎng)的菌絲體進行處理.第一次原液離心后棄去上清夜，加入請水；第二次離心后棄去上清液，加入蒸餾水；第三次離心后棄去上清夜，加入去離子水；經(jīng)第四次離心后再棄去上清夜.每次離心的轉(zhuǎn)速為2800r/min，離心10min，將得到的菌絲球置于溫度為80℃-90℃的烘箱內(nèi)烘干至恒重，稱其干重，精確到0.1mg.

菌絲體富集元素的測定：待測樣品中的鐵含量經(jīng)處理后,采用原子吸收分光光度法.

菌絲體長度的測定：試管培養(yǎng)，生長長度以新萌發(fā)的菌絲為起點進行測定，精確到0.1cm.

料袋生長平菇產(chǎn)量測定：采取平菇生長中的第一潮菇，采菇后置于烘箱中烘干，溫度為37℃-42℃，烘干12小時，烘干后用電子稱稱重，精確到0.01g.

3 結(jié)果與分析

3.1 鐵在平菇菌絲體中的富集

在液體培養(yǎng)基中分別添加100m g/L、125m g/L、150m g/L、175m g/L、200m g/L等不同濃度的F e2+，結(jié)果表明:菌絲體中F e2+含量隨著培養(yǎng)基濃度的不同而有所不同.150m g/L組的菌絲體(100g干重)含鐵最高，為1.4m g/100g.明顯高于對照組菌絲體含鐵量1.1m g.平菇菌絲體吸收F e2+的效率隨著培養(yǎng)基濃度的增大有所不同（如圖1）.100mg/L組菌絲體和150m g/L組菌絲體吸收率最高，為2.0%，200m g/L組菌絲體吸收率最低，為-0.5%.平菇菌絲體對不同濃度Fe2+有不同程度的富集能力.（表1）

3.2 鐵對平菇菌絲體生長的影響

表1 平菇菌絲體對鐵的富集

在固體培養(yǎng)基中添加不同濃度的Fe2+，結(jié)果表明，F(xiàn) e2+對平菇菌絲體的生長有一定的影響.

F e2+明顯影響平菇菌絲體的生長和產(chǎn)量.適宜的濃度不但促進菌絲體的生長，提高菌絲體的產(chǎn)量，而且可以使菌絲體潔白、濃密、粗壯，與對照相比聚集成較大的菌絲球體（如圖2）.在培養(yǎng)基中添加125m g/L的F e2+能明顯促進菌絲體生長和提高菌絲體產(chǎn)量（表2）.菌絲體生長對F e2+需求的最適范圍為100-150m g/L.

3.3 鐵在平菇子實體中的富集及對其生長的影響

在平菇子實體中分別添加2.5g、5g、10g、15g等不同質(zhì)量的F e S O4·7H2O，結(jié)果表明：子實體產(chǎn)量和含鐵量并不是隨著F e S O4·7H2O質(zhì)量的增加而增加的（表3）.添加5g F e S O4·7H2O的子實體產(chǎn)量最高，為36.60g，其次是添加15g F e S O4·7H2O的子實體，產(chǎn)量為32.91g，二者明顯高于對照組22.70g，添加2.5g和10g F e S O4·7H2O的平菇子實體產(chǎn)量不如對照組.

添加5g F e S O4·7H2O的子實體含鐵量最高，為1.7m g/100g，其次為添加2.5g、15g、10g F e S O4·7H2O的子實體，含鐵量分別為1.6m g/100g、1.5m g/100g、1.2m g/100g，均大于對照組1.0m g/100g.子實體對F e S O4·7H2O的吸收效率隨著添加F e S O4·7H2O質(zhì)量的不同而有所不同，添加2.5g F e S O4·7H2O的子實體吸收效率最高，為1.19%，添加10g F e S O4·7H2O的子實體吸收效率最低，為0.10%.而且添加適宜質(zhì)量的F e S O4·7H2O還可以提前子實體的采菇期，縮短平菇生產(chǎn)的周期.

表2 鐵對平菇菌絲體生長的影響

表3 鐵在平菇子實體中的富集及對其生長的影響

4 討論

食用菌對礦質(zhì)元素的富集作用研究非常廣泛.礦質(zhì)元素在食用菌菌絲體和子實體均可富集[3,4,9].在食用菌中礦質(zhì)元素90%以上以有機態(tài)存在,具有良好的穩(wěn)定性,便于儲存、運輸及更好地與其他成分相配伍[10].其中大部分與蛋白質(zhì)、糖類和脂肪類物質(zhì)結(jié)合[11]，有利于礦質(zhì)元素的吸收和利用.

本試驗中，液體培養(yǎng)基平菇菌絲體干重最多是添加125m g/LF e2+的菌絲體，為1.1170g/100ml；鐵富集最多的是添加150m g/LF e2+的菌絲體，為1.4m g/100g干重；吸收率最高的是添加100m g/L和150m g/LF e2+的菌絲體，吸收率為2.0%.由此看出，液體培養(yǎng)基中菌絲體干重、菌絲體含鐵量、菌絲體對F e2+的吸收率三者并不是成正比.在液體培養(yǎng)基中添加150m g/L的F e2+，菌絲體與F e2+的結(jié)合能力最好，添加125m g/L的F e2+能明顯促進菌絲體生長.添加200m g/L的F e2+時，菌絲體對F e2+的吸收率為負值，其原因可能為：F e2+濃度過高，改變了培養(yǎng)基的P H值，抑制了菌絲體對F e2+的吸收，同大多數(shù)木腐菌一樣，平菇喜歡在偏酸性的環(huán)境中生長，P H以5.8-6.5范圍為宜[12]，P H值過高或過低都會影響菌絲體對F e2+的吸收.

在固體培養(yǎng)基中添加125m g/L的F e2+時，菌絲體日平均長速最快，為1.13cm/d,而且與其他組相比較，菌絲體更加潔白、濃密、生長整齊、不產(chǎn)生色素及氣生菌絲少，這與孟麗等[13]在研究鐵對食用菌菌絲體生長發(fā)育的影響中的結(jié)果基本一致.在固體培養(yǎng)基中添加175m g/L的F e2+時，菌絲體日平均長速最慢，為1.03cm/d,低于對照組1.06cm/d,可見在固體培養(yǎng)基中添加175m g/L的F e2+時抑制平菇菌絲體生長.

對比平菇菌絲體在液體、固體培養(yǎng)基中的生長情況，固體培養(yǎng)基中菌絲體的日平均長速與液體培養(yǎng)基中菌絲體的干重并非成正比.在兩種培養(yǎng)基中添加125m g/L的F e2+，日平均長速和生物量干重最高，最能促進菌絲體生長.鐵促進生長的作用與其在菌絲體內(nèi)的存在形式和生理功能密切相關(guān)，鐵在有機體內(nèi)主要是作為酶系組分和具有重要生理功能的蛋白質(zhì)成分，大約有10種含鐵酶.

在平菇料袋中添加5g F e S O4·7H2O，其子實體產(chǎn)量最高，為36.60g.子實體含鐵量最高為1.7m g/100g干重，是添加5g F e S O4·7H2O的料袋.子實體對鐵的吸收率最高為1.19%，是添加2.5g F e S O4·7H2O的料袋.與鐵在菌絲體中的富集相比，菌絲體對鐵的吸收率更高，原因可能是菌絲體的培養(yǎng)環(huán)境相對簡單，影響因素較少，比較容易控制.而平菇料袋的培養(yǎng)環(huán)境比較復雜，溫度、濕度、陽光、空氣等外界因素均會對平菇生長產(chǎn)生直接的影響，由于試驗條件有限，對于這些因素的控制很難做到理想程度上的統(tǒng)一，影響了子實體對鐵的富集.另外，由于我們僅對第一潮菇進行了采集，后期管理沒有到位，影響了平菇的產(chǎn)量及對鐵的富集.出菇管理還有待于進步.對于鐵在平菇菌絲體和子實體中的結(jié)合狀態(tài)有待于進一步研究.礦質(zhì)元素對食用菌的生長發(fā)育及其產(chǎn)量均有影響.

在平菇料袋中添加適量的F e S O4·7H2O，不僅可以提高鐵的吸收率，而且與對照組相比，第一潮菇的采摘日期提前了25天左右，而在平菇的生長周期中要采3-4潮菇，這樣可以大大縮短平菇的生長周期，縮短了周期，也就意味著增加了經(jīng)濟收益.

富集礦質(zhì)元素的食用菌對人和動物的生理功能有相應的增強作用.本試驗結(jié)果證明適宜的鐵濃度可以提高菌絲體內(nèi)鐵含量，這為提高食用菌的食用價值和保健功能提供了理論基礎(chǔ).同時適宜質(zhì)量的F e S O4·7H2O對平菇子實體的產(chǎn)量有促進作用，適宜的鐵濃度對平菇菌絲體的生長有明顯的促進作用，此結(jié)果可用于平菇母種的制備，具有用量少、使用方便、經(jīng)濟實惠等特點.是否適宜于栽培種有待進一步研究.本試驗只限于單因子對菌絲體及子實體的影響，正交試驗統(tǒng)計分析結(jié)果如何有待進一步驗證.

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1673-260X（2010）03-0134-04