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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(jì)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(shí)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(gè)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(jī)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(jìn)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(jì)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(jì)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(jì)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(bào)道很多,而在利用液體菌種直接用來生產(chǎn)食用菌子實(shí)體方面,國內(nèi)只有少量的報(bào)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(jìn)行了液體發(fā)酵菌種生產(chǎn)金針菇子實(shí)體的試驗(yàn),得到了菌絲生活力強(qiáng)、接種面大、發(fā)菌速度快的一些結(jié)果。但是這些試驗(yàn)一般也都停留在實(shí)驗(yàn)室階段,沒能在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。究其主要原因,是因?yàn)橐后w深層發(fā)酵的設(shè)備投入大、風(fēng)險(xiǎn)高,一般個(gè)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(shí)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(shí)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(kuò)大培養(yǎng)原種或栽培種時(shí),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?yàn)橐后w菌種有流動(dòng)性,各個(gè)菌絲球和菌絲片斷可以流散在不同的部位萌芽,發(fā)育點(diǎn)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(shí),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(shí)的菌絲體正值旺盛生長期,接種后萌發(fā)快,菌絲活力強(qiáng),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(shí)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(jī)械化、自動(dòng)化,有利于工作效率的提高,更適合食用菌的工廠化、標(biāo)準(zhǔn)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(jī)會(huì),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(shí),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(jìn)行自動(dòng)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(jì)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(shí)踐證明,液體菌種代替固體菌種在生產(chǎn)上是可行的,能擴(kuò)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(yùn)輸、保存等限制因素,可利用液體菌種作原種,擴(kuò)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(diǎn),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(jìn)性,但這一途徑比較適合我國食用菌生產(chǎn)的國情。現(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(hào)”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(shí)又起到示范推廣的作用,必將會(huì)在生產(chǎn)實(shí)踐中推動(dòng)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(shí)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(shí)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(jì)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(huì)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(shí)體或者其菌絲體與子實(shí)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(shí)體。現(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(jì)效益好等特點(diǎn),將是動(dòng)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(xiàn)
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