CN105110961A - 一种香菇液体发酵培养基及其生产香菇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种香菇液体发酵培养基，以麸皮、豆粕、葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁、羧甲基纤维素钠为主要原料组成。本发明还提供了一种利用所述香菇液体发酵培养基通过液体菌种技术生产香菇的方法。本发明改变了传统香菇菌种的生产方法，在香菇菌种生产中利用液体菌种技术，既提高了生产效率，又大大地节约了生产成本，而且本发明的生产方法工艺简单、生产的菌种利用率高、污染率低。

Description

一种香菇液体发酵培养基及其生产香菇的方法

技术领域

本发明属于食用菌生产领域，尤其涉及一种香菇液体发酵培养基及其利用液体菌种技术生产香菇的方法。

背景技术

香菇，别称香蕈、香菌，为侧耳科植物香蕈的子实体，营养价值很高。香菇是世界第二大食用菌，也是我国特产之一，在民间素有“山珍”之称。

香菇蛋白质含量高达18.6％，脂肪含量低至4.8％，碳水化合物含量为71％，粗纤维含量为9.6％，含有人体必需的8种氨基酸、多种维生素、矿物元素等，特别是富含维生素B群、铁、钾、维生素D原(经日晒后转成维生素D)。

香菇具有多种生物活性及药理作用。香菇味甘，性平，主治食欲减退，少气乏力，是高蛋白、低脂肪的营养保健食品。香菇中麦角甾醇含量很高，对防治佝偻病有效；香菇多糖(β～1，3葡聚糖)能增强细胞免疫能力，从而抑制癌细胞的生长；香菇含有六大酶类的40多种酶，可以纠正人体酶缺乏症；香菇中的脂肪所含脂肪酸，对人体降低血脂有益。

传统香菇的生产普遍采用固体菌种进行接种培养，所用菌种主要是木屑菌种、枝条菌种等常规固体菌种，该方法生产周期长，一般需要55-60天、工艺繁锁、生产方法效率低；菌种生产过程需要较大的空间，需投人大量的人力、物力、成本高；菌丝培养周期长，培养基内菌丝菌龄上下差异较大，前端菌丝处于萌动状态时，基质表面菌丝已接近老化，导致栽培种出菇不整齐，不能达到香菇规模化生产，难以满足人们的生产要求。取而代之的是采用液体培养技术进行生产，液体培养具有生产周期短，菌丝生长快，且菌丝分散性好、萌发点多、短时间能够得到大量的菌丝体和代谢产物，并适于工厂化生产等特点，可以利用其菌丝体及发酵液生产保健品和提取有效成分，是发展香菇生产的一条崭新途径。

然而，采用液体发酵生产香菇的过程中，最关键的是所用的液体培养基的配方是否优良，培养条件是否适宜，它直接决定着香菇菌丝体的生长和代谢产物的形成。现有技术中，徐思炜等通过对香菇液体菌种培养条件进行优化，筛选了适宜的碳源、氮源、液体菌种培养基、培养条件等多因素，即确定最适用碳源为麦芽糖，相反葡萄糖因高温灭菌过程中发生不明显焦化现象，导致实际利用率较低，且其生产周期需要20-30天。上述文献中，对于液体培养基或液体培养香菇的方法的研究，多停留在研究单因素实验方面，针对香菇液体发酵过程中各个因素之间的相互作用研究还很少，未能从根本上解决香菇生产方法效率低、成本高、菌丝培养周期长的问题。

发明内容

为了解决现有技术中香菇生产方法效率低，成本高，菌丝培养周期长的问题，本发明提供一种生产效率高、菌丝培养周期短、成本低的香菇液体菌种生产方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种香菇液体发酵培养基，以重量百分比计，包括以下组份：麸皮2％，豆粕1％，葡萄糖0.6％，磷酸二氢钾0.1％，硫酸镁0.05％，羧甲基纤维素钠0.02％，余量为水。

所述的麸皮、豆粕纯度在90％以上，所述的葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁、羧甲基纤维素钠均为分析纯。

其中，羧甲基纤维素钠作为纤维素酶诱导素，在培养基中起到诱导产生纤维素酶的作用。微生物细胞内的酶可分为组成酶和诱导酶，组成酶是细胞内一直存在的酶，它的合成仅受遗传物质控制即受内因控制；诱导酶是在环境中有诱导物(一般是反应的底物)存在时，微生物会因诱导物存在而产生一种酶就是诱导酶，香菇作为一种真核微生物，在诱导素羧甲基纤维素钠的诱导下产生纤维素酶，可以分解木屑中的木质素，木质素是纤维素的一种，达到充分利用木屑中的纤维木质素的作用。

本发明还提供了一种液体菌种技术生产香菇的方法，包括以下步骤：

备料：以重量百分比计，称取麸皮2％，豆粕1％，葡萄糖0.6％，磷酸二氢钾0.1％，硫酸镁0.05％，羧甲基纤维素钠0.02％，备用；

配液：将称取的原材料加水搅拌溶解，煮沸持续20分钟后过滤，滤液加水定容，加入新鲜豆油0.07％，得到液体备用；

灭菌：在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃时，将发酵罐空消2小时；将上述配液步骤中配制得到的液体罐装于发酵罐，在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121条件下实消40min；

液体菌种的制备：待发酵罐内液体内部温度冷却至28℃以下，在无菌条件下接种，注入香菇摇瓶液体母种1000mL，接种量以体积百分比为2％；发酵培养温度为23±2℃，通风量为105±5m³/h，初始pH值7.0，发酵6天，既得香菇工厂化生产液体菌种；

培养：对香菇料棒经121℃，在蒸汽压力0.13—0.15Mpa灭菌2小时，冷却至28℃以下，利用液体菌种进行接种，接种量20mL/棒，后经过菌丝培养、出菇管理、采收等工序，即得到利用液体菌种技术生产的香菇。

上述培养方法中，优选培养过程中香菇料棒灭菌温度121℃，蒸汽压力0.13—0.15Mpa，冷却至28℃以下，接种量以体积百分比为2％。

本发明所述一种香菇液体菌种生产方法，优选为包括以下步骤：

一，根据麸皮配方，按500L标准发酵罐称取：麸皮10000g，豆粕5000g，葡萄糖3000g，磷酸二氢钾500g，硫酸镁250g，CMC-Na(纤维素酶诱导素)100g，放入200L不锈钢煎煮锅中，加水100L搅拌溶解，煮沸持续20min后过滤，将滤液加水定容500L，并加入新鲜豆油350g，备用。

二，发酵罐在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下空消2小时；将上述配制好液体发酵罐培养基装罐，在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下实消40min。待发酵罐内液体内部温度冷却至28℃以下，在无菌条件下接种，接种量为2％(v/v)。

三，发酵培养温度为23±2℃，通风量为105±5m³/h，初始pH值7.0，发酵6天，即得香菇工厂化生产液体菌种。

四，对香菇菌棒经灭菌、冷却，利用液体菌种进行接种后经过菌丝培养、出菇管理、采收等工序，即完成液体菌种生产香菇菌棒的应用。

本发明所述的麦皮即麦麸，是小麦加工磨取面粉后筛出的麦粒种皮。麦皮主要成分包括：纤维、糊粉、一些矿物质和维生素。

本发明所述的豆粕是大豆提取豆油后得到的一种副产品。按照提取的方法不同，可以分为一浸豆粕和二浸豆粕二种。其中以浸提法提取豆油后的副产品为一浸豆粕，而先以压榨取油，再经过浸提取油后所得的副产品称为二浸豆粕。在整个加工过程中，对温度的控制极为重要，温度过高会影响到蛋白质含量，从而直接关系到豆粕的质量和使用；温度过低会增加豆粕的水份含量，而水份含量高则会影响储存期内豆粕的质量。一浸豆粕的生产工艺较为先进，蛋白质含量高，是中国国内目前现货市场上流通的主要品种。

本发明所述的葡萄糖又称为玉米葡糖、玉蜀黍糖，简称为葡糖。是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它是一种多羟基醛。纯净的葡萄糖为无色晶体，有甜味但甜味不如蔗糖(一般人无法尝到甜味)，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于***。水溶液旋光向右，故属于“右旋糖”。葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物，即生物的主要供能物质。植物可通过光合作用产生葡萄糖。在糖果制造业和医药领域有着广泛应用。

本发明所述的磷酸二氢钾(化学式：KH₂PO₄)密封保存，空气中稳定，在400℃时失去水，变成偏磷酸盐，用于配制缓冲液，测定砷、锑、磷、铝和铁，配制磷标准液，配制培养基，测定血清中无机磷、碱性磷酸酶活力。各省均由当地的农科院所、土肥站等专家机构针对磷酸二氢钾适用于各类典型作物进行了很多的相关应用实验，通过各地对各类型作物的实际施用效果证明磷酸二氢钾具有显著增产增收、改量优化品质、抗倒伏、抗病虫害、防治早衰等许多优良作用。硫酸钾和硫酸钠外观发白，而磷酸二氢钾晶体透明，因此可以从外观上简单识别。磷酸二氢钾也通常用于食用菌生产作微量元素添加。

本发明所述的硫酸镁属于纯度高的硫酸镁，在农业和园艺，硫酸镁是用来改良缺镁的土壤(镁是一个叶绿素分子的基本要素)，最常见的用于盆栽植物，或含镁作物，如马铃薯，玫瑰，西红柿，辣椒和***。施用硫酸镁的优势超过其他硫酸镁镁土壤改良剂(如白云质石灰)是它的高溶解性。硫酸镁也通常用于食用菌生产作微量元素添加。

本发明所述的CMC-Na(羧甲基纤维素钠)：是天然纤维素经化学改性后得到的纤维素衍生物，是纤维素的羧甲基醚化物，羧甲基纤维素钠作为纤维素酶诱导素，在培养基中起到诱导产生纤维素酶的作用。

本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：

(1)克服了现有技术中葡萄糖无法作为最优的碳源的技术缺陷，在液体培养基的选择中，即使将葡萄糖作为碳源，仍然可以获得配方优良的液体培养基；

(2)液体培养基中采用了羧甲基纤维素钠，这一原料的加入使得香菇作为一种真核微生物，在诱导素羧甲基纤维素钠的诱导下产生纤维素酶，可以分解木屑中的木质素，木质素是纤维素的一种，达到充分利用木屑中的纤维木质素的作用。

(3)生产周期短：香菇固体菌种培养需要55-60天，本发明香菇液体菌种生产周期为14-15天，发酵时间6天，周期短，速度快。

(4)生产过程实现自动控制：在发酵工序实现了在线自动溶氧检测发酵罐溶氧，灭菌、摇瓶、培养全部实现自动控制。

(5)节约成本：液体菌种生产成本是固体菌种生产成本的三分之一，产量高，原料便宜。

(6)菌龄一致：液体菌种菌丝活力强，菌丝生长速度较一致，现蕾及出菇时间一致，便于管理、采收、加工。

(7)本发明培养过程中加入豆油，所述豆油来源容易，价格低，属于简单的消泡剂，在液体菌种中使泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭，是天然的消泡剂，该种机理的起源是将植物油撒在泡沫上，当其溶入泡沫液，会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小，表面张力的降低仅限于泡沫的局部，而泡沫周围的表面张力几乎没有变化，表面张力降低的部分被强烈地向四周牵引、延伸，最后破裂。

(8)与固体菌种培养方法相比，本发明液体菌种培养污染率低至3‰，而固体菌种培养污染率高达10％；本发明液体菌种养菌期短至40天，而固体菌种培养污染率长达60天；本发明液体菌种培养时间仅需96小时，而固体菌种培养长达55-60天；本发明液体菌种培养时灭菌温度仅需121℃、40-50分钟，大大节省能耗，而固体菌种培养时灭菌温度高达125℃、保持3.5-4小时，耗能费时；本发明液体菌种每天接种1万棒仅需2人，而固体菌种接种需要8人，液体菌种接种方法可节省人工高达75％。

具体实施方式

以下实施例中所涉及的麸皮、豆粕纯度在90％以上，所述的葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁、羧甲基纤维素钠均为分析纯。

实施例1

根据麸皮配方，按500L标准发酵罐称取：麸皮10000g，豆粕5000g，葡萄糖3000g，磷酸二氢钾500g，硫酸镁250g，CMC-Na(纤维素酶诱导素)100g，放入200L不锈钢煎煮锅中，加水100L搅拌溶解，煮沸持续20min后过滤，将滤液加水定容500L，并加入新鲜豆油350g，备用。发酵罐在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下空消2小时；将上述配制好液体发酵罐培养基装罐，在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下实消40min。待发酵罐内液体内部温度冷却至28℃以下，在无菌条件下接种，接种量为2％(v/v)。发酵培养温度为23±2℃，通风量为105±5m³/h，初始pH值7.0，发酵6天，既得香菇工厂化生产液体菌种。对香菇菌棒经灭菌、冷却，利用液体菌种进行接种后经过菌丝培养、出菇管理、采收等工序，即完成液体菌种生产香菇菌棒的应用。

实施例2

根据麸皮配方，按500L标准发酵罐称取：麸皮10000g，豆粕5000g，葡萄糖3000g，磷酸二氢钾500g，硫酸镁250g，CMC-Na(纤维素酶诱导素)100g，放入200L不锈钢煎煮锅中，加水100L搅拌溶解，煮沸持续20min后过滤，将滤液加水定容500L，并加入新鲜豆油350g，备用。发酵罐在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下空消2小时；将上述配制好液体发酵罐培养基装罐，在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下实消40min。待发酵罐内液体内部温度冷却至28℃以下，在无菌条件下接种，注入香菇揺瓶液体母种1000mL，接种量为2％(v/v)。发酵培养温度为23±2℃，通风量为105±5m³/h，初始pH值7.0，发酵6天，既得香菇工厂化生产液体菌种。对香菇料棒经121℃，在蒸汽压力0.13—0.15Mpa灭菌2小时，冷却至28℃以下，利用液体菌种进行接种，接种量20mL/棒，后经过菌丝培养、出菇管理、采收等工序，即完成液体菌种生产香菇菌棒的应用。

对比例1

根据麸皮配方，按500L标准发酵罐称取：麸皮10000g，豆粕5000g，葡萄糖3000g，磷酸二氢钾500g，硫酸镁250g，不加入羧甲基纤维素钠，放入200L不锈钢煎煮锅中，加水100L搅拌溶解，煮沸持续20min后过滤，将滤液加水定容500L，并加入新鲜豆油350g，备用。灭菌、培养方法与实施例1中相同。

对比例2

根据麸皮配方，按500L标准发酵罐称取：麸皮10000g，豆粕5000g，葡萄糖4000g，磷酸二氢钾500g，硫酸镁250g，CMC-Na(纤维素酶诱导素)100g，放入200L不锈钢煎煮锅中，加水100L搅拌溶解，煮沸持续20min后过滤，将滤液加水定容500L，不加入新鲜豆油，备用。灭菌、培养方法与实施例1中相同。

对比例3

根据麸皮配方，按500L标准发酵罐称取：麸皮10000g，豆粕5000g，葡萄糖3000g，磷酸二氢钾500g，硫酸镁250g，CMC-Na(纤维素酶诱导素)100g，放入200L不锈钢煎煮锅中，加水100L搅拌溶解，煮沸持续20min后过滤，将滤液加水定容500L，并加入新鲜豆油350g，备用。发酵罐在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下空消2小时；将上述配制好液体发酵罐培养基装罐，在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下实消40min。待发酵罐内液体内部温度冷却至28℃以下，在无菌条件下接种，接种量为2％(v/v)。发酵培养温度为23±2℃，通风量为105±5m³/h，初始pH值5.0，发酵6天，既得香菇工厂化生产液体菌种。对香菇菌棒经灭菌、冷却，利用液体菌种进行接种后经过菌丝培养、出菇管理、采收等工序，即完成液体菌种生产香菇菌棒的应用。

对比例4

根据麸皮配方，按500L标准发酵罐称取：麸皮10000g，豆粕5000g，麦芽糖3000g，磷酸二氢钾500g，硫酸镁250g，CMC-Na(纤维素酶诱导素)100g，放入200L不锈钢煎煮锅中，加水100L搅拌溶解，煮沸持续20min后过滤，将滤液加水定容500L，并加入新鲜豆油350g，备用。灭菌、培养方法与实施例1中相同。

将实施例1与对比例1-4生产过程中的菌丝生物量为制备，每试验组重复3次取平均值，研究不同条件下对香菇菌丝生物量的影响，结果见表1。

表1.不同条件下香菇菌丝生物量

注：菌丝生物量单位为g/100ml

由表1结果可知，对比例1仅省略了羧甲基纤维素钠，其生产过程中香菇菌丝生物量有明显的下降，说明羧甲基纤维素钠的引入，可以显著提高液体菌种法生产香菇的产率及效果。对比例2、对比例4分别改变了葡萄糖的用量以及碳源的种类，改变后香菇菌丝生物量有明显的下降，说明葡萄糖的引入，可以显著提高液体菌种法生产香菇的产率及效果。对比例3改变了培养过程中初始pH值，香菇菌丝生物量有明显的下降，说明pH值的升高，可以显著提高液体菌种法生产香菇的产率及效果。

上述实验充分说明，相比于现有技术，本发明的液体培养基所含有的营养成分更能满足香菇菌丝对营养的需求，麦麸高温处理后可溶性蛋白含量较高，同时富含各种维生素，适宜菌丝生长。以葡萄糖为碳源菌丝生长快，生物量高，并且价格低廉，是香菇液体培养基首选的原料。配合本发明的液体培养基，本发明采用的液体菌种技术生产的菌种则在菌种同化过程中加入的有机载体.不但对菌丝球(菌丝)起到提高适应新环境能力、延长菌种寿命的作用，同时也对菌种进行了无需培养的放大，降低了菌种成本。

尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域一个熟练的技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种香菇液体发酵培养基，其特征在于：以重量百分比计，包括以下组份：麸皮2％，豆粕1％，葡萄糖0.6％，磷酸二氢钾0.1％，硫酸镁0.05％，羧甲基纤维素钠0.02％。

2.根据权利要求1所述的香菇液体发酵培养基，其特征在于，所述的麸皮、豆粕纯度在90％以上，所述的葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁、羧甲基纤维素钠均为分析纯。

3.根据权利要求2所述的香菇液体发酵培养基，其特征在于，所述豆粕优选为一浸豆粕。

4.一种液体菌种技术生产香菇的方法，其特征在于，包括以下步骤：

备料：以重量百分比计，称取麸皮2％，豆粕1％，葡萄糖0.6％，磷酸二氢钾0.1％，硫酸镁0.05％，羧甲基纤维素钠0.02％，备用；

配液：将称取的原材料加水搅拌溶解，煮沸持续20分钟后过滤，滤液加水定容，加入新鲜豆油0.07％，得到液体备用；

灭菌：在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃时，将发酵罐空消2小时；将上述配液步骤中配制得到的液体罐装于发酵罐，在蒸汽压力0.13-0.15Mpa、温度121℃条件下实消40min；

液体菌种的制备：待发酵罐内液体内部温度冷却至28℃以下，在无菌条件下注入香菇揺瓶液体母种1000mL，接种量以体积百分比为2％；发酵培养温度为23±2℃，通风量为105±5m³/h，初始pH值7.0，发酵6天，即得香菇工厂化生产液体菌种；

培养：将得到的香菇液体菌种灭菌、冷却，利用液体菌种进行接种，后经过菌丝培养、出菇管理、采收等工序，即得到利用液体菌种技术生产的香菇。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述培养过程中灭菌温度为121℃，香菇料棒经121℃，在蒸汽压力0.13-0.15Mpa灭菌2小时，冷却至28℃以下，利用液体菌种进行接种，接种量20mL/棒。