行業資訊
淺(qiǎn)談食用菌液體培養技術的發展和應(yīng)用
食用菌液體培(péi)養又稱深(shēn)層發酵或液體發酵。主(zhǔ)要原(yuán)理是(shì)在發酵罐或三角瓶中加(jiā)入(rù)液體培養(yǎng)基,通入無菌空氣以(yǐ)增加培養基中(zhōng)溶氧含量,提供食用菌菌絲體(tǐ)呼吸代謝所
需要的氧氣,同時加以攪拌或振蕩,並控製適宜的外界條件等,使菌體在液體深處繁殖發育,獲得大量的菌絲體或(huò)代(dài)謝產(chǎn)物。目前,國外的食用菌深層發酵研究(jiū)主要
是(shì)獲取風味(wèi)物質(食品)和特殊代謝產物(醫藥、飼料(liào)),國內研究則集中在液體菌種的生產及提取(qǔ)代謝產(chǎn)物等[1,2]。本文對食用菌(jun1)液體培養技術的發展、液
體培養技術生產食用菌菌種的優(yōu)勢及其在食品、生物(wù)醫藥等(děng)行業中(zhōng)的應用和發(fā)展前景等加以介紹。
1食用菌液體培養技術發展(zhǎn)狀況
1.1食用(yòng)菌液體(tǐ)培養法(fǎ)的起源與發展
食用菌的液體(tǐ)發酵是在抗生素發酵(jiào)技術的基礎上發展起來的,1947年美國的漢姆非特(Humfeld
H)首先提出了液體培養法生產蘑(mó)菇(gū)菌絲體(tǐ)。1948~1954年他們選出了(le)適合液體培養的蘑菇菌株。1953年美國人(rén)布洛克博(bó)士(S.S.Block)用
廢柑(gān)汁深層培養出了野生蘑(mó)菇(gū)。1958年沙克斯(Szuecs
J)第1個在發酵罐內培養出羊肚菌菌絲(sī)球。日本的杉森恒武等於1977年用1%的有機酸和0.5%的酵母膏組成液體培養基,取得大量香菇菌絲(sī)體。從此,食
用菌的培植(zhí)開始從農業生產跨入了工業生產(chǎn)的領域。
1.2我(wǒ)國食用菌(jun1)液(yè)體培養技(jì)術的發展
我國是在1958年開始研究蘑菇(gū)、側耳深層發酵(jiào)。到1963年,已經能進行羊肚菌的工業化商(shāng)品生(shēng)產。從此,食用菌產品的(de)獲得開(kāi)始由簡單的農業種植而轉入(rù)工
業(yè)發酵生產。20世紀60年代末期,我國已能大規模采用(yòng)深層發酵法(fǎ)生產食用菌,主要研究單位(wèi)有四(sì)川抗生(shēng)素研究所、三明真菌研究所、中國醫(yī)藥(yào)科學院藥物研(yán)究(jiū)
所、上海新型發酵廠等。研(yán)究主要集中在藥用菌的生產,如靈芝、蜜環菌、銀耳芽孢等菌類。20世紀70年代開始研究香菇、冬(dōng)蟲夏草、猴頭、黑木耳等食用菌的
液體發酵。20世紀90年代,由於發現食用菌多糖有抗癌活性,使得一些(xiē)具有生理活性物質的菌類(如雲(yún)芝、灰樹花等)引起(qǐ)了更多的關注,針對這些菌類的深層
發酵培養技術的研究也得到長足發展。
目前對食用菌液體發酵的(de)報道很多,而在(zài)利用液體菌種直接用來生產食用菌子實體方麵,國內隻有少量的報道。如甘肅省科學院生物研究所的李玉珍(zhēn)等研(yán)究了側(cè)耳液
體菌種在不同培養料上的性狀表現,重慶師專的朱健勇等進行了液體發(fā)酵(jiào)菌種生產金針菇子實(shí)體的試驗,得到了菌絲生(shēng)活力強、接種麵大(dà)、發菌速度快的一些結果。
但是這些試驗(yàn)一般(bān)也都停留在實驗室階段,沒能在生產上推廣應用。究其主要原(yuán)因,是因為液體(tǐ)深(shēn)層(céng)發酵的設備投入大、風險高,一般個體(tǐ)生產(chǎn)戶不願(yuàn)投入;接種技
術不(bú)過關,在接種過程中往往容(róng)易(yì)產生汙染;菌(jun1)種不易保存,發酵以後必須馬上投入使用等,因而造成了液體菌種(zhǒng)生產子實體技術一直未能推廣應用。
2液體培(péi)養技術製備食用菌菌種的優勢
2.1生產周期短
製備液體菌種一般(bān)隻要5~7d,周期短,速度快。而培養1瓶固體栽培菌種需要30d左右,僅發菌時間就比固(gù)體菌(jun1)種減少了1/2以上。此外,用液體菌種作為
母種或原種來(lái)擴大培養原(yuán)種或栽培種(zhǒng)時,也要比采(cǎi)用固體菌種快(kuài)得多。一般液體種要比固體種提前成熟10~20d。因為(wéi)液體菌種有流動性,各個菌絲(sī)球和菌絲片
斷可以流散(sàn)在不同的部位萌芽,發育點多,內外上下一(yī)起長,6~12h菌絲萌發,15~20d可長滿栽培袋,大多數品種10多天(tiān)就可出菇。
2.2菌齡一致
由(yóu)於固體菌種是靠接種塊上的菌絲體蔓延長成(chéng)的,這樣不僅培養菌種的速度慢,而且處在菌種(zhǒng)瓶(袋)上(shàng)部和(hé)下部的菌絲體菌齡差異較大,一般要差20~30d,
往往當下部菌絲體剛長到瓶(袋)底時,處在接種處的上部菌絲體就(jiù)接近老化。而液體菌種則生長發育均勻一致,菌齡整齊,液體發酵5~7d時(shí)的菌絲體正值旺盛(shèng)
生長期,接種後萌(méng)發快,菌絲活力強,發育(yù)健壯。用其拌料栽培,其菌絲生長速(sù)度較一致(zhì),現蕾及(jí)出菇時間一致,便於管理、采(cǎi)收與加(jiā)工。
2.3接種簡便
流質狀態的液體(tǐ)菌種還便於接種工(gōng)作的機(jī)械化、自動化,有利(lì)於工作效率的(de)提高,更適合食用菌的工廠化、標準化生產。並且液體菌種萌發速度超過了雜菌滋長速度,雜菌幾乎沒有滋生的機會,因此(cǐ)克服了雜菌汙染的(de)技術難題(tí),保證了產品質量。
2.4降低成本
采用三(sān)角(jiǎo)瓶或發酵罐生產液體菌種,產量(liàng)高,原料便宜,成本不到(dào)固體菌(jun1)種的1/3。同時,由於其生(shēng)產周期短,不使用菌種(zhǒng)瓶,可省去裝瓶、挑棄汙(wū)染(rǎn)瓶、接種、挖瓶等繁雜工藝,節省了勞力(lì)、電耗和空間。
2.5效(xiào)益顯(xiǎn)著
液體菌種的生產廠房麵積(jī)小(xiǎo),生產效率高,易進行自動化控製,產品質量穩定,產(chǎn)品易於提取和精製,使得質量與產量(liàng)明顯高(gāo)於傳統的生產方式,經濟效(xiào)益顯(xiǎn)著。
2.6液體菌種是食用菌產業化的必由之路
實踐證明,液體菌種代替固體(tǐ)菌種在生產上是可行(háng)的,能擴大(dà)生產規模、提高(gāo)生產效率、降低生產成本、縮短生產周期,為食用菌的工業化、集約化生產奠定(dìng)了(le)基
礎。由於液體菌種(zhǒng)具有不便運輸、保存等限製因素(sù),可利用(yòng)液體菌種作原種,擴繁成固(gù)體栽(zāi)培(péi)種(zhǒng),可明顯縮短製種(zhǒng)周期。這樣既克服液體菌種的缺(quē)點,又能(néng)發揮其優
勢,雖然這樣(yàng)不能(néng)充分體現液體菌種的先進性,但這一途徑比較適合我國食用菌生產的國情。現在一些大型的食用菌生(shēng)產(chǎn)加工企業,正成為液體菌種推(tuī)廣的示範基(jī)
地。例如山東九發的雙孢蘑菇工業化(huà)生(shēng)產線,北(běi)京天吉龍食用菌公司的白靈菇生產線,上海浦東天(tiān)廚菇業有限公司(sī)的“天廚一號(hào)”純白金針菇生產工廠。這些現代化
的食用菌工廠,既是液體菌種的使用者,同時又起到示(shì)範推廣的作用,必將會在生(shēng)產實(shí)踐中推(tuī)動(dòng)液體菌種生產使用技(jì)術的不斷發展。
3食(shí)用菌液體培養技術的應(yīng)用與前景
3.1食品工業上的應用
液體發酵食用菌菌絲(sī)體的營養成分,無(wú)論是蛋白質、氨基酸,還是維生素的含量,都類似於子實體。目(mù)前食用(yòng)菌液態發酵正在大量研究開發中,由於用(yòng)工業化(huà)液體發
酵來生產食用菌蛋白質,要(yào)比飼養家禽或家畜來獲取蛋白質的時間短、效率高、成(chéng)本低。因此,食用菌的深層發(fā)酵在食(shí)品工業方麵將有很大的發展前(qián)途,將有望成(chéng)為
21世紀(jì)人類所需(xū)的主要蛋白(bái)質的來源之一。
3.2生物醫藥產(chǎn)業上的應用
食用菌在深層培養過程中會產生多糖、生物堿、萜類化合物、甾醇、酶(méi)、核酸、維生素、具抗生(shēng)素作用的多種化合物以及植物激素等多種生理活性(xìng)物質,這些物質分
別具有對心血管、肝髒、神經係統、腎等人體器官的防病治病(bìng)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,許多液體發酵的食用菌菌
絲體可用於(yú)製藥(yào),對於那些在人(rén)工栽培條件下不易形成子(zǐ)實體或者其菌(jun1)絲(sī)體與子實體含(hán)相類似有效成分(fèn)的覃菌(jun1),可以利用發酵產物代替子實體。現在,我國市場上(shàng)供
應的(de)食用真(zhēn)菌藥物,如蜜環片、靈芝菌片(piàn)、寧心寶膠囊等均已采(cǎi)用液體發酵菌絲(sī)體(tǐ)製造。
3.3其他行業上應用
液體發酵形成的菌絲體以及含有多(duō)種代謝產物的發酵液,是上等的飼料,一般作為蛋白質原料加入到飼(sì)料中,具有(yǒu)易吸收、轉(zhuǎn)化效率高、經濟(jì)效益好等特點,將是動物飼料中蛋白質的重要來源。
4結論(lùn)
隨著科學技術的發展,尤其是微(wēi)生物學、蕈菌學、發酵工(gōng)藝學和工程學(xué)的(de)相互滲透和(hé)交叉,特別是發酵產物分(fèn)離技術的發展,食用菌液體發酵技術在食品和醫藥等行
業上的應用將更廣泛、前景更寬闊。食用菌(jun1)液體培養技術在製備食用菌菌種上的突(tū)出優勢使其將成為(wéi)我國食用菌生產工廠化、規模化的必(bì)由之(zhī)路,並將促使我國的食
用菌發展得到質的飛(fēi)躍。