食用菌液體菌種的制備及應(yīng)用研究概況

管 婉 陳業(yè)橋 唐利華 李福后

（1江蘇海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇連云港222005；2上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，上海奉賢201403；3宿遷華珍生物有限公司，江蘇宿遷223800）

食用菌是一種口感鮮美、風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富的絕佳食材，富含多種人體所需的營養(yǎng)物質(zhì)，并含多糖、低聚糖、腺苷等多種活性成分。食用菌備受關(guān)注的藥用價(jià)值極大程度地帶動了食用菌行業(yè)及其下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。隨著食用菌價(jià)值理念的深入人心及其產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，如今的食用菌產(chǎn)業(yè)已是我國創(chuàng)新性農(nóng)業(yè)快速發(fā)展至關(guān)重要的一環(huán)，是解決我國“三農(nóng)”問題的重要抓手。

高質(zhì)量食用菌生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一在于掌握食用菌液體菌種技術(shù)。液體菌種生產(chǎn)效率高、純度高，接種后發(fā)菌污染率低，子實(shí)體質(zhì)量、產(chǎn)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)固體菌種。采用液體菌種栽培金針菇、杏鮑菇、香菇、平菇等食用菌，有效地解決傳統(tǒng)食用菌行業(yè)勞動密集型生產(chǎn)問題[2]。液體菌種相比傳統(tǒng)固體菌種優(yōu)勢明顯，應(yīng)用前景廣闊[3]。筆者多方面闡述我國食用菌液體菌種的制備技術(shù)及生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀，為液體菌種生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1 食用菌液體菌種的制備

1.1 液體菌種培養(yǎng)基

不同種類的食用菌液體菌種培養(yǎng)需要不同培養(yǎng)基。金針菇液體菌種培養(yǎng)基的搖瓶配方：黃豆粉5%，KH2PO40.05%，可溶性 淀粉4%，維生 素B20.0075%[4]。杏鮑菇液體菌種培養(yǎng)基的搖瓶配方：黃豆餅粉60 g/L，葡萄糖10 g/L，蛋白胨5 g/L，KH2PO40.5 g/L，MgSO40.5 g/L，維生素B10.01 g/L[5]。海鮮菇液體菌種培養(yǎng)基的搖瓶配方（加水至200 mL）：土豆淀粉4.8 g，玉米淀粉0.6 g，麩皮12 g，蛋白胨3 g，葡萄糖12 g，KH2PO41.2 g，F(xiàn)eSO40.6 g，維生素B11片，另加一滴消泡劑。海鮮菇液體菌種培養(yǎng)基的發(fā)酵罐配方（700 L發(fā)酵罐用量）：豆粕粉2 500 g，酵母 膏1 500 g，白 糖10 000 g，KH2PO4500 g，MgSO4250 g，檸檬酸150 g，加水?dāng)嚢钑r(shí)添加消泡劑58 mL?？梢?，不同食用菌的液體菌種培養(yǎng)基配方有明顯差異。

1.2 液體菌種培養(yǎng)

1.2.1 搖瓶振蕩培養(yǎng)

液體菌種培養(yǎng)基配制后及時(shí)裝入三角瓶內(nèi)，同時(shí)加入0～10粒小鋼珠，緊密包扎封口后滅菌20 min，取出冷卻至室溫后再接入斜面菌種。不同的搖床設(shè)備所設(shè)置的溫度、頻率等有差異。往復(fù)式搖床振蕩培養(yǎng)菌種時(shí)，振蕩頻率為80～100次/min，振幅為6～10 cm，溫度為23～25℃較為合適。旋轉(zhuǎn)式搖床培養(yǎng)菌種時(shí)，溫度為24～25℃，旋轉(zhuǎn)頻率為200～220 r/min，培養(yǎng)時(shí)間視食用菌種類而定，一般為7 d左右。一般瓶內(nèi)培養(yǎng)基通透并含有較多菌絲球，同時(shí)散發(fā)出該菌類獨(dú)特的氣味時(shí)，搖瓶液體菌種培養(yǎng)結(jié)束。

1.2.2 發(fā)酵罐培養(yǎng)

發(fā)酵罐培養(yǎng)液體菌種的過程為：配制培養(yǎng)基—滅菌—冷卻—接種—發(fā)酵罐培養(yǎng)—接種栽培袋[6]。發(fā)酵罐培養(yǎng)液體菌種要求有整套的發(fā)酵設(shè)備，如發(fā)酵罐、鍋爐、空氣壓縮機(jī)、凈化裝備等。

1.3 液體菌種的優(yōu)勢分析

培養(yǎng)液體菌種，操作自動化，工序簡單明了（相對于固體菌種，極大簡化了制種工藝）。液體菌種培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，接種后菌絲能快速萌發(fā)（占據(jù)生長優(yōu)勢），從而降低污染率，縮短菌種的培養(yǎng)周期；同時(shí)，液體菌種生產(chǎn)成本優(yōu)勢明顯。液體菌種的應(yīng)用對國內(nèi)食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、工廠化、規(guī)?；l(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

1.4 液體菌種制備技術(shù)難點(diǎn)

1.4.1 對生產(chǎn)環(huán)境要求高

與固體菌種相比，液體菌種制備對菌絲生長環(huán)境控制要求非常高，稍有不慎就極可能引起雜菌污染，導(dǎo)致制種失敗[7]。

1.4.2 貯藏運(yùn)輸困難

自然條件下，大部分食用菌的液體菌種僅能保存1～2 d，如果經(jīng)過降溫保壓處理，可適當(dāng)延長儲藏期2～3 d，但具體要視品種和培養(yǎng)基營養(yǎng)成分而定[8]。液體菌種若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未用完，菌絲球就會出現(xiàn)自溶現(xiàn)象，而自溶的菌種不能再應(yīng)用于生產(chǎn)。

1.4.3 抗逆能力弱

在不利生長環(huán)境中，液體菌種的生長存活能力不及固體菌種，抗逆能力較弱。配方不合理、接種操作不規(guī)范、培養(yǎng)條件不適宜等原因都有可能造成液體菌種大批量污染?？梢?，制備液體菌種時(shí)，需要精準(zhǔn)掌握每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)[9]。

1.4.4 發(fā)酵罐難清洗

合適的生物發(fā)酵罐是液體菌種培養(yǎng)的必備設(shè)備[10]。殘留發(fā)酵液為發(fā)酵罐內(nèi)主要污染源之一，如何清洗是一大難題。

2 食用菌液體菌種應(yīng)用研究概況

2.1 黑木耳液體菌種應(yīng)用研究概況

近些年，雖然黑木耳產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但仍沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的工廠化栽培黑木耳，原因與沒有成熟的黑木耳液體菌種培養(yǎng)技術(shù)有關(guān)。因此，黑木耳工廠化栽培需要借鑒金針菇、杏鮑菇工廠化生產(chǎn)成功經(jīng)驗(yàn)，積極探索黑木耳液體菌種工廠化生產(chǎn)技術(shù)。車星星等[11]研究黑木耳液體菌種生產(chǎn)技術(shù)，篩選出最佳黑木耳液體菌種培養(yǎng)基配方，最適pH為7.0，最佳培養(yǎng)溫度為25℃。張介馳等[12]創(chuàng)建了針對黑木耳液體菌種的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測評價(jià)方法。王晨等[13]通過ARTP誘變技術(shù)及液體發(fā)酵試驗(yàn)對比篩選出黑木耳優(yōu)良液體發(fā)酵菌株Aa66，其總多糖含量可達(dá)28.67 g/L。碳源和氮源是食用菌液體菌種培養(yǎng)基的重要組成成分，顯著影響著食用菌菌絲體的生長發(fā)育。李超等[14]試驗(yàn)表明，黑木耳液體培養(yǎng)基的碳源對黑木耳菌絲生長量影響最大，菌絲對有機(jī)氮源利用效果最佳。

黑木耳液體菌種老化問題一直被研究者關(guān)注。為提高黑木耳液體菌種質(zhì)量，許修宏等[15]研究不同添加物對黑木耳菌絲生長的影響，結(jié)果表明，向黑木耳液體培養(yǎng)基中添加KH2PO4及維生素B1可有效延緩菌絲老化。隨著現(xiàn)今黑木耳液體菌種培養(yǎng)技術(shù)的不斷改進(jìn)，深入研究黑木耳菌絲老化機(jī)制對解決黑木耳液體菌種保藏問題尤為關(guān)鍵。

2.2 蛹蟲草液體菌種應(yīng)用研究概況

蛹蟲草又名北蟲草，作為冬蟲夏草的理想替代品，頗受國內(nèi)外市場青睞。方華舟等[16]試驗(yàn)得出蛹蟲草液體菌種培養(yǎng)工藝參數(shù)：裝液量小于培養(yǎng)容器1/2，接種量為0.5%，振蕩頻率為120 r/min。左雪枝等[17]探討光照對蛹蟲草液體菌種生長的影響，結(jié)果表明，蛹蟲草在不同生長階段采用不同光照強(qiáng)度有利于提高其產(chǎn)量。蘇丹等[18]對蛹蟲草液體發(fā)酵條件進(jìn)行優(yōu)化，最終篩選出最佳培養(yǎng)基配方：蔗糖30 g/L，蛋白胨2.5 g/L，K2HPO41 g/L，MgSO40.1 g/L。液體培養(yǎng)基對蛹蟲草菌絲生長、子實(shí)體生長都有顯著影響，徐方旭等[19]的試驗(yàn)結(jié)果表明，碳源和氮源是蛹蟲草液體培養(yǎng)基中影響蛹蟲草菌絲生長的最重要因素。

2.3 香菇液體菌種應(yīng)用研究概況

傳統(tǒng)的家庭式栽培香菇模式逐步減少，而以液體菌種為創(chuàng)新技術(shù)的工廠化栽培香菇必將成為新的模式。為滿足制備香菇液體菌種的高技術(shù)要求，唐業(yè)剛等[20]對香菇搖瓶培養(yǎng)基的碳源、無機(jī)鹽配比、氮源進(jìn)行優(yōu)化，并探討硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）在富鐵培養(yǎng)基中的最適添加量，以及黃豆粉在富鐵培養(yǎng)基中的最佳添加量，結(jié)果優(yōu)化后的培養(yǎng)基（馬鈴薯20%，可溶性淀粉2%，酵母膏1.5%，蛋白胨0.2%，KH2PO41.0%，MgSO40.05%）培養(yǎng)的香菇菌絲球得率為0.932 g/100 mL；當(dāng)培養(yǎng)基中硫酸亞鐵含量為0.336 mg/100 mL（最佳硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液添加量為6 mL）時(shí)，香菇菌絲球得率最高，為1.274 g/100 mL，菌絲球最高總富鐵量為0.1 008 mg/100 mL；當(dāng)黃豆粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%時(shí)，菌絲球得率最高為1.4 260 g/100 mL，菌絲球總富鐵量最高為0.1 547 mg/100 mL。

陳文杰[21]試驗(yàn)篩選出高實(shí)用性的香菇液體菌種培養(yǎng)基配方：玉米粉2 g，馬鈴薯淀粉2 g，葡萄糖20 g，酵母膏2 g，KH2PO41 g，MgSO41 g，加水1 000 mL；該配方的搖瓶菌種接種木屑培養(yǎng)基后菌絲生長速度最快，對香菇液體菌種生產(chǎn)及應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院多年來一直進(jìn)行工廠化生產(chǎn)香菇的液體菌株選育以及培養(yǎng)工藝研究。周峰等[22]以日產(chǎn)4萬袋香菇為例，多因素對比分析得出，使用液體菌種相較于固體菌種，每年可節(jié)約菌種費(fèi)用至少100萬元以上，且能縮短發(fā)菌周期，降低能耗，提高庫房使用率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。由此可知，香菇液體菌種有望被企業(yè)廣泛使用。

2.4 羊肚菌液體菌種應(yīng)用研究概況

羊肚菌是一種極其珍貴的野生菌，主要產(chǎn)于我國新疆、云南、西藏等?。▍^(qū)），因其營養(yǎng)價(jià)值高且風(fēng)味獨(dú)特而備受關(guān)注。目前，野生羊肚菌已不能滿足市場需求，因此人工栽培羊肚菌發(fā)展迅速，其液體菌種的研究也備受關(guān)注。劉衛(wèi)紅[23]試驗(yàn)結(jié)果，用玉米粉4.0%，葡萄糖1.0%，黃豆粉2.0%，酵母0.3%，KH2PO40.2%，MgSO40.1%，CaSO40.1%培養(yǎng)的液體菌種，發(fā)菌快，菌齡一致，能夠快速規(guī)?；a(chǎn)。

許瀛引等[24]研究得出羊肚菌液體菌種最佳培養(yǎng)溫度為25℃，培養(yǎng)時(shí)間為1～3 d。鄭旋等[25]通過單因素試驗(yàn)和正交優(yōu)化試驗(yàn)，分別研究平板培養(yǎng)、靜置天數(shù)、裝液量、玻璃珠、增稠劑等對液體培養(yǎng)的六妹羊肚菌菌絲形態(tài)、菌絲生物量、菌絲球數(shù)量的影響。結(jié)果表明，在500 mL基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加含0.9%羧甲基纖維素鈉的液體培養(yǎng)基300 mL，25℃黑暗條件下，先靜置培養(yǎng)1 d后，150 r/min培養(yǎng)4 d，培養(yǎng)菌絲球均勻，數(shù)量為3.55×103個(gè)/mL，菌絲體生物量最高為8.17 mg/mL。此方法有利于羊肚菌菌絲球的形成，且菌球數(shù)量多，生物量高，對羊肚菌液體菌種培養(yǎng)具有重要參考價(jià)值。

3 展望

目前，我國大多數(shù)食用菌生產(chǎn)仍以小規(guī)模家庭作坊式的生產(chǎn)模式為主，既無投資液體菌種設(shè)備，也無這方面技術(shù)人員。因此，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，研發(fā)出各種需求的液體菌種設(shè)備；同時(shí)，加大技術(shù)人才的培養(yǎng)力度，同時(shí)制定液體菌種標(biāo)準(zhǔn)化接種操作規(guī)程，從而實(shí)現(xiàn)食用菌液體菌種制備技術(shù)的推廣和發(fā)展。

液體菌種技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，未來在食用菌生產(chǎn)中應(yīng)用必將越來越廣泛[26]，對其研究須更深入。