蜜环菌培养条件优化及液体深层发酵工艺探究

【摘要】：天麻是我国名贵的中药材,具有丰富的药用价值。蜜环菌作为天麻生长的共生菌,在天麻生产中扮演着重要角色。目前,蜜环菌的生产多采用固体接种、固体发酵的方式,该生产方式存在效率低、生产周期长等多种弊端。蜜环菌菌材的培养以麻栎、槲栎为主,但该产业依旧存在菌材树种选择范围窄、浪费严重等问题。为优化蜜环菌生产工艺,提高蜜环菌的生产效率,扩大菌材选择范围,探索梨树和苹果树作为生产材料的可能性,本研究以液体深层发酵为技术背景,对蜜环菌液体发酵工艺进行探究;使用梨树、苹果树制作培养基,并与天麻伴栽,对其使用性能进行探究。这将给蜜环菌生产及天麻种植业的发展提供参考。本研究以蜜环菌生产种M6菌株为对象,通过平板培养和摇瓶发酵,筛选该菌株的最适培养基;以摇瓶发酵结果为基础,通过液体深层发酵,对该菌株的发酵罐发酵工艺和高生物量产出条件进行优化;使用液体深层发酵产物作为液体菌种进行菌瓶接种,筛选了该菌株的最适栽种培养基;使用培养成熟的蜜环菌M6菌瓶进行天麻种植,验证了苹果树作为天麻生产菌材的可行性;同时,以蜜环菌YN3862为对象,通过平板培养评估其生长速度,使用200 L发酵罐探索该菌株的高密度发酵工艺,主要结果如下。蜜环菌M6最佳母种培养基为木屑100 g/L,麦麸100 g/L,葡萄糖20 g/L,牛肉膏5 g/L,琼脂15 g/L;最佳液体培养基为葡萄糖1%、蔗糖2%、蚕蛹粉3%、Mg SO_4·7H_2O 0.075%、KH_2PO_40.15%、乙醇1%;最佳液体深层发酵工艺为接种量5%,溶氧20%,p H 5-6,转速150 r/min;发酵温度28℃;在此发酵工艺控制下,菌丝体干重最高可达23.63 g/L。蜜环菌YN3862萌发快,延展面积大,生长性能好。最佳发酵工艺为接种量5%,溶氧55%,在发酵的0-24 h、24-36 h、36-48 h、48-144 h,转速分别设置为60、80、120、150 r/min;发酵温度25℃;在此发酵工艺控制下,菌丝体干重最高可达25.14 g/L,实现了高密度发酵。蜜环菌M6以梨树为主要原料,最适的栽种培养基配方为梨木70%,麦麸30%,葡萄糖0.6%,土豆粉6%;以苹果树为主要原料,最佳配方为苹果木70%,辅料30%(玉米芯/麦麸/不添加),葡萄糖0.4%,土豆液2%。以上配方生长的蜜环菌菌索洁白粗壮,分枝多,生长满瓶时间短。以苹果树为菌材,探索不同种植方式对天麻生长的影响,得出蜜环菌M6以苹果树为菌材能有效促进天麻生长,证明苹果树可替代其他树种,作为蜜环菌菌材生产使用。本研究探索了蜜环菌生产种M6菌株和蜜环菌YN3862的液体深层发酵工艺,对梨树、苹果树用作蜜环菌和天麻生产进行了探究,这对于蜜环菌生产及天麻种植业发展具有一定的推动作用。