食用菌液體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用淺議

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 論文關(guān)鍵詞 食用菌液體培養(yǎng);發(fā)展?fàn)顩r;優(yōu)勢;應(yīng)用前景
    論文摘要 食用菌液體培養(yǎng)技術(shù)因其生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量大、質(zhì)量高、經(jīng)濟效益突出等優(yōu)勢而被廣泛研究和應(yīng)用。對食用菌液體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展、食用菌液體菌種技術(shù)的優(yōu)勢以及液體培養(yǎng)技術(shù)在食品、醫(yī)藥等行業(yè)中的應(yīng)用前景作了綜述。
    食用菌液體培養(yǎng)又稱深層發(fā)酵或液體發(fā)酵。主要原理是在發(fā)酵罐或三角瓶中加入液體培養(yǎng)基,通入無菌空氣以增加培養(yǎng)基中溶氧含量,提供食用菌菌絲體呼吸代謝所需要的氧氣,同時加以攪拌或振蕩,并控制適宜的外界條件等,使菌體在液體深處繁殖發(fā)育,獲得大量的菌絲體或代謝產(chǎn)物。目前,國外的食用菌深層發(fā)酵研究主要是獲取風(fēng)味物質(zhì)(食品)和特殊代謝產(chǎn)物(醫(yī)藥、飼料),國內(nèi)研究則集中在液體菌種的生產(chǎn)及提取代謝產(chǎn)物等[1,2]。本文對食用菌液體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展、液體培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)食用菌菌種的優(yōu)勢及其在食品、生物醫(yī)藥等行業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展前景等加以介紹。
    1食用菌液體培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
    1.1食用菌液體培養(yǎng)法的起源與發(fā)展
    食用菌的液體發(fā)酵是在抗生素發(fā)酵技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,1947年美國的漢姆非特(Humfeld H)首先提出了液體培養(yǎng)法生產(chǎn)蘑菇菌絲體。1948~1954年他們選出了適合液體培養(yǎng)的蘑菇菌株。1953年美國人布洛克博士(S.S.Block)用廢柑汁深層培養(yǎng)出了野生蘑菇。1958年沙克斯(Szuecs J)第1個在發(fā)酵罐內(nèi)培養(yǎng)出羊肚菌菌絲球。日本的杉森恒武等于1977年用1%的有機酸和0.5%的酵母膏組成液體培養(yǎng)基,取得大量香菇菌絲體。從此,食用菌的培植開始從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)跨入了工業(yè)生產(chǎn)的領(lǐng)域。
    1.2我國食用菌液體培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展
    我國是在1958年開始研究蘑菇、側(cè)耳深層發(fā)酵。到1963年,已經(jīng)能進行羊肚菌的工業(yè)化商品生產(chǎn)。從此,食用菌產(chǎn)品的獲得開始由簡單的農(nóng)業(yè)種植而轉(zhuǎn)入工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)。20世紀60年代末期,我國已能大規(guī)模采用深層發(fā)酵法生產(chǎn)食用菌,主要研究單位有四川抗生素研究所、三明真菌研究所、中國醫(yī)藥科學(xué)院藥物研究所、上海新型發(fā)酵廠等。研究主要集中在藥用菌的生產(chǎn),如靈芝、蜜環(huán)菌、銀耳芽孢等菌類[3]。20世紀70年代開始研究香菇、冬蟲夏草、猴頭、黑木耳等食用菌的液體發(fā)酵。20世紀90年代,由于發(fā)現(xiàn)食用菌多糖有抗癌活性,使得一些具有生理活性物質(zhì)的菌類(如云芝、灰樹花等)引起了更多的關(guān)注,針對這些菌類的深層發(fā)酵培養(yǎng)技術(shù)的研究也得到長足發(fā)展。
    目前對食用菌液體發(fā)酵的報道很多,而在利用液體菌種直接用來生產(chǎn)食用菌子實體方面,國內(nèi)只有少量的報道[4]。如甘肅省科學(xué)院生物研究所的李玉珍等研究了側(cè)耳液體菌種在不同培養(yǎng)料上的性狀表現(xiàn),重慶師專的朱健勇等進行了液體發(fā)酵菌種生產(chǎn)金針菇子實體的試驗,得到了菌絲生活力強、接種面大、發(fā)菌速度快的一些結(jié)果。但是這些試驗一般也都停留在實驗室階段,沒能在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。究其主要原因,是因為液體深層發(fā)酵的設(shè)備投入大、風(fēng)險高,一般個體生產(chǎn)戶不愿投入;接種技術(shù)不過關(guān),在接種過程中往往容易產(chǎn)生污染;菌種不易保存,發(fā)酵以后必須馬上投入使用等,因而造成了液體菌種生產(chǎn)子實體技術(shù)一直未能推廣應(yīng)用。
    2液體培養(yǎng)技術(shù)制備食用菌菌種的優(yōu)勢
    2.1生產(chǎn)周期短
    制備液體菌種一般只要5~7d,周期短,速度快。而培養(yǎng)1瓶固體栽培菌種需要30d左右,僅發(fā)菌時間就比固體菌種減少了1/2以上。此外,用液體菌種作為母種或原種來擴大培養(yǎng)原種或栽培種時,也要比采用固體菌種快得多。一般液體種要比固體種提前成熟10~20d。因為液體菌種有流動性,各個菌絲球和菌絲片斷可以流散在不同的部位萌芽,發(fā)育點多,內(nèi)外上下一起長,6~12h菌絲萌發(fā),15~20d可長滿栽培袋,大多數(shù)品種10多天就可出菇。
    2.2菌齡一致
    由于固體菌種是靠接種塊上的菌絲體蔓延長成的,這樣不僅培養(yǎng)菌種的速度慢,而且處在菌種瓶(袋)上部和下部的菌絲體菌齡差異較大,一般要差20~30d,往往當(dāng)下部菌絲體剛長到瓶(袋)底時,處在接種處的上部菌絲體就接近老化。而液體菌種則生長發(fā)育均勻一致,菌齡整齊,液體發(fā)酵5~7d時的菌絲體正值旺盛生長期,接種后萌發(fā)快,菌絲活力強,發(fā)育健壯。用其拌料栽培,其菌絲生長速度較一致,現(xiàn)蕾及出菇時間一致,便于管理、采收與加工。
    2.3接種簡便
    流質(zhì)狀態(tài)的液體菌種還便于接種工作的機械化、自動化,有利于工作效率的提高,更適合食用菌的工廠化、標準化生產(chǎn)。并且液體菌種萌發(fā)速度超過了雜菌滋長速度,雜菌幾乎沒有滋生的機會,因此克服了雜菌污染的技術(shù)難題,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
    2.4降低成本
    采用三角瓶或發(fā)酵罐生產(chǎn)液體菌種,產(chǎn)量高,原料便宜,成本不到固體菌種的1/3。同時,由于其生產(chǎn)周期短,不使用菌種瓶,可省去裝瓶、挑棄污染瓶、接種、挖瓶等繁雜工藝,節(jié)省了勞力、電耗和空間。
    2.5效益顯著
    液體菌種的生產(chǎn)廠房面積小,生產(chǎn)效率高,易進行自動化控制,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,產(chǎn)品易于提取和精制[5],使得質(zhì)量與產(chǎn)量明顯高于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,經(jīng)濟效益顯著。
    2.6液體菌種是食用菌產(chǎn)業(yè)化的必由之路
    實踐證明,液體菌種代替固體菌種在生產(chǎn)上是可行的,能擴大生產(chǎn)規(guī)模、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期,為食用菌的工業(yè)化、集約化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。由于液體菌種具有不便運輸、保存等限制因素,可利用液體菌種作原種,擴繁成固體栽培種,可明顯縮短制種周期。這樣既克服液體菌種的缺點,又能發(fā)揮其優(yōu)勢,雖然這樣不能充分體現(xiàn)液體菌種的先進性,但這一途徑比較適合我國食用菌生產(chǎn)的國情?，F(xiàn)在一些大型的食用菌生產(chǎn)加工企業(yè),正成為液體菌種推廣的示范基地。例如山東九發(fā)的雙孢蘑菇工業(yè)化生產(chǎn)線,北京天吉龍食用菌公司的白靈菇生產(chǎn)線,上海浦東天廚菇業(yè)有限公司的“天廚一號”純白金針菇生產(chǎn)工廠。這些現(xiàn)代化的食用菌工廠,既是液體菌種的使用者,同時又起到示范推廣的作用,必將會在生產(chǎn)實踐中推動液體菌種生產(chǎn)使用技術(shù)的不斷發(fā)展。
    3食用菌液體培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用與前景
    3.1食品工業(yè)上的應(yīng)用
    液體發(fā)酵食用菌菌絲體的營養(yǎng)成分,無論是蛋白質(zhì)、氨基酸,還是維生素的含量,都類似于子實體。目前食用菌液態(tài)發(fā)酵正在大量研究開發(fā)中,由于用工業(yè)化液體發(fā)酵來生產(chǎn)食用菌蛋白質(zhì),要比飼養(yǎng)家禽或家畜來獲取蛋白質(zhì)的時間短、效率高、成本低。因此,食用菌的深層發(fā)酵在食品工業(yè)方面將有很大的發(fā)展前途,將有望成為21世紀人類所需的主要蛋白質(zhì)的來源之一。
    3.2生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用
    食用菌在深層培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生多糖、生物堿、萜類化合物、甾醇、酶、核酸、維生素、具抗生素作用的多種化合物以及植物激素等多種生理活性物質(zhì),這些物質(zhì)分別具有對心血管、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)、腎等人體器官的防病治病作用以及抗癌、消炎、抗衰老、抗菌、提高免疫力等功效[6,7]。目前,許多液體發(fā)酵的食用菌菌絲體可用于制藥,對于那些在人工栽培條件下不易形成子實體或者其菌絲體與子實體含相類似有效成分的覃菌,可以利用發(fā)酵產(chǎn)物代替子實體?，F(xiàn)在,我國市場上供應(yīng)的食用真菌藥物,如蜜環(huán)片、靈芝菌片、寧心寶膠囊等均已采用液體發(fā)酵菌絲體制造。
    3.3其他行業(yè)上應(yīng)用
    液體發(fā)酵形成的菌絲體以及含有多種代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液,是上等的飼料,一般作為蛋白質(zhì)原料加入到飼料中,具有易吸收、轉(zhuǎn)化效率高、經(jīng)濟效益好等特點,將是動物飼料中蛋白質(zhì)的重要來源。
    4結(jié)論
    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是微生物學(xué)、蕈菌學(xué)、發(fā)酵工藝學(xué)和工程學(xué)的相互滲透和交叉,特別是發(fā)酵產(chǎn)物分離技術(shù)的發(fā)展,食用菌液體發(fā)酵技術(shù)在食品和醫(yī)藥等行業(yè)上的應(yīng)用將更廣泛、前景更寬闊。食用菌液體培養(yǎng)技術(shù)在制備食用菌菌種上的突出優(yōu)勢使其將成為我國食用菌生產(chǎn)工廠化、規(guī)?；谋赜芍?并將促使我國的食用菌發(fā)展得到質(zhì)的飛躍。
    參考文獻
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