响应面试验优化杏鲍菇液体发酵菌种培养条件

张 杰 1,2,侯潞丹 1,贺志斌 1

(1.山西师范大学生命科学学院,山西 临汾 041000;2.国家微生物肥料技术研究推广中心第24号技术推广站,山西 临汾 041000)

摘 要:通过Box-Behnken响应面试验设计方法对杏鲍菇液体发酵菌种培养条件进行优化。通过单因素试验得出最佳pH值、接种量、转速、装液量。在此基础上通过响应面分析得到了四因素对菌丝干质量得率的影响,其顺序依次为转速>p H值>接种量>装液量。同时得到杏鲍菇液体发酵菌种的最佳培养条件,其具体参数为pH 5.90、接种量9.50%、转速147.00 r/min、装液量95.00 mL/250 mL,且在该条件下杏鲍菇菌丝干质量可到达1.265 7 g/100 mL。本研究结果为杏鲍菇液体菌种栽培技术和活性物质研究提供理论依据。

关键词:杏鲍菇;液体菌种;发酵条件;响应面分析

杏鲍菇(P leu ro tu s eryn g ii)又名刺芹侧耳,真菌门、担子菌纲、伞菌目、侧耳科、侧耳属,属于珍稀食用菌。杏鲍菇子实体色泽白、肉肥厚、质地脆,具有独特的杏仁香味和鲍鱼味,具有“菇中之王”的美誉 [1-2]。杏鲍菇含有丰富的蛋白质 [3]、必需氨基酸 [4]、膳食纤维和许多种类的微量元素 [5],且含大量生物活性物质,如多糖 [6-7]、萜类化合物 [8]、黄酮类化合物等。具有抗癌、降血脂、促进肠胃消化、防止心血管病等多种功效 [9],因此也是珍贵的药用真菌。

目前关于食用菌杏鲍菇的研究重点主要集中在杏鲍菇栽培技术 [10-15]、病虫害防治技术 [16]及杏鲍菇中活性物质的探究上 [17],如多糖的提取 [18]、多糖抗氧化性 [19]、黄酮类物质 [20]的研究等。然而却忽略了原材料的供给问题。随着对杏鲍菇中活性物质的进一步认识,研究开始从子实体中对活性物质进行提取。但子实体生产周期过长,且菌丝体和子实体所含活性物质不尽相同。因此,杏鲍菇液体发酵将为活性物质研究提供大量原材料,较子实体的培养明显缩短了原材料的获取时间。本研究通过响应面方法对杏鲍菇液体发酵菌种的培养条件进行优化,显著提高了杏鲍菇液体菌种的产量及品质,本研究可为杏鲍菇液体菌种栽培技术和活性物质研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 供试菌株

杏鲍菇菌种购于四川省农业科学院微生物研究中心,保存于山西师范大学生命科学学院微生物实验室。1.1.2 培养基的配制

马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)培养基:马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂15~20 g、水1 000 mL,自然pH值。

摇瓶种子培养基:马铃薯2 0 0 g、麸皮4 0 g(煮汁)、葡萄糖20 g、Mg SO 41.0 g、KH 2PO 41.5 g、水1 000 mL,自然pH值 [21]

液体发酵培养基:马铃薯1 0 0 g、麸皮3 0 g、红糖15 g、葡萄糖11 g、蛋白胨1.5 g、Mg SO 40.9 g、KH 2PO 41.5 g、水1 000 mL,自然pH值。

1.2 仪器与设备

FA22O4B型电子分析天平 上海精密科学仪器有限公司;PH-3CX酸度计 上海雷磁有限公司;YXO-LS-50-SII型全自动高压灭菌器、SPX-250B-D型数显振荡培养箱、SW-CJ-2FD双人垂直超净工作台、DEF-6050MBE真空干燥箱 上海博迅实业有限公司;Z36HK台式高速冷冻离心机 德国赫默公司。

1.3 方法

1.3.1 摇瓶种子的制备

在无菌条件下,从活化好的斜面菌种中挑取3 块大小均匀的菌块,接入摇瓶种子培养基中,26 ℃、120 r/min摇床振荡培养6 d获得一级种子,备用 [22]

1.3.2 单因素试验

本实验对杏鲍菇发酵过程中培养基的p H值、接种量、转速、装液量4 个因素进行了单因素试验,分别设置了不同梯度,通过测定发酵菌种的菌球密度及菌丝干质量选取最适的单因素水平。

培养基的p H值分别设置为4、5、6、7、8;接种量设置为4%、6%、8%、10%、12%;装液量指在250 mL三角瓶中分别装入60、80、100、120 mL和140 mL发酵培养基;摇床转速分别设置为 80、100、120、140、160 r/min进行摇瓶培养,培养5 d,分别测定各处理组的菌球密度及菌丝干质量。

1.3.3 响应面法对杏鲍菇液体菌种发酵条件的优化

在单因素试验的基础上,采用响应面法,根据Box-Behnken试验设计原理,以发酵培养基最初pH值、接种量、转速、装液量4 个因素为自变量,以菌丝产量即菌丝干质量为响应值,设计了优化杏鲍菇液体菌种培养条件的四因素三水平试验。试验设计、数据处理和模型建立皆采用Design-Expert 8.0.6来进行统计分析。

1.3.4 菌球密度及菌丝干质量测定

取100 m L发酵液,八层纱布过滤获得菌丝球,置于1 05 ℃鼓风干燥箱中烘干称质量,即为菌丝干质量(g/100 mL)。取1 mL发酵液,稀释10 倍,取1 mL稀释发酵液对其菌球数进行统计,菌球密度可由下式得出:

菌球密度/(个/L)=A×B×10 3

式中:A为发酵液原液所取体积/mL;B为发酵液稀释倍数;10 3为1 000 mL。

1.3.5 响应面试验设计

在单因素试验基础上,通过Box-Behnken试验对培养基的初始p H值、接种量、转速、装液量4 个因素进行了分析设计,试验因素与水平设计如表1所示。

表1 响应面试验设计因素与水平
Table 1 Independent variables and their levels used in the response surface design

因素水平-1 0 1 X 1pH 5 6 7 X 2接种量/%6 8 10 X 3转速/(r/min)130 140 150 X 4装液量/(mL/250 mL)80 100 120

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

图1 不同培养条件对杏鲍菇菌球密度的影响
Fig. 1 Effects of different culture parameters on the mycelial density of P. eryngii

图2 不同培养条件对杏鲍菇菌丝产量的影响
Fig. 2 Effects of different culture parameters on the yield of mycelium production of P. eryngii

由图1A、2A可知,杏鲍菇菌种在pH 4~8时均可生长,但菌球密度及菌丝干质量存在显著性差异,随着培养基pH值的升高,菌球密度及菌丝干质量均增加,且在p H 6时,菌球密度达到峰值,菌丝干质量也保持在较高水平,与其他实验组间存在显著性差异,说明杏鲍菇菌种更适合在微酸的环境中生长,且pH 6时为杏鲍菇菌种生长的最佳条件。

菌种浓度过低,往往会导致生长缓慢,而种子浓度过高则会引起菌体过早进入衰亡期,导致发酵能力下降 [23]。图1 B、2 B显示,菌球密度及菌丝干质量均会随着接种量的变化而变化,同时在接种量为8%时,两者均达到峰值,菌球密度为1.37×10 5个/L,菌丝干质量为1.18 g/100 mL,同时与其他接种量实验组菌球密度差异显著。当接种量超过8%时,菌球密度与菌丝干质量均有所下降,可能是由于接种量过大,导致菌丝快速繁殖,进而导致了培养基中氧气的减少,使得菌丝密度急剧降低,当接种量为8%时,菌球密度及菌丝产量最高。

由图1C、2C可知,当转速80 r/min时,菌球密度最小,为1.1×10 4个/L,当转速为100 r/min时,菌球密度最大,为5.85×10 4个/L,之后,随着转速的增加,菌球密度随之减小;而当转速在80~120 r/min,菌丝干质量没有显著性差异,当转速提高140 r/min时,菌丝干质量显著增加,引起这一现象的原因可能是在140 r/min的条件下,培养基中溶氧高,适合菌丝快速生长,但过高的转速又会对菌丝造成机械损伤,因此,当转速为1 6 0 r/m in时,菌丝干质量又显著降低。综上所述,140 r/min被选择为最适转速。

由图1D、2D可得,当装液量由80 mL增加到100 mL时,菌球密度显著增加,达到最大值,当装液量超过1 00 mL时,菌球密度也随之下降。不同的装液量对菌丝干质量影响显著,当装液量过少时,菌丝前期生长正常,但随着培养时间的延长,菌丝生长所需营养不足;随着装液量的增加,菌丝生物量逐渐增加,菌丝干质量随之增加,在装液量为100 mL/250 mL时,菌丝干质量达到最大;当超过100 mL/250 mL时,可能由于培养基中溶氧量减少,影响菌丝生长,进而使菌丝生物量减少。因此,最适装液量为100 mL/250 mL。

2.2 响应面试验结果

2.2.1 Box-Behnken试验设计及结果

响应面法常被应用在多个影响因素共同存在的优化研究工作中 [2 0],这种方法较传统方法而言具有节约时间、空间以及原材料的优点 [24-26]。通过Box-Behnken试验设计共得到29 组试验,其中1~24组为析因试验,2 5~2 9组为中心试验,其目的在于减少误差。由表2可以得出,在29组试验组中,菌丝干质量变化范围为0.516 0~1.324 0 g/100 mL。

表2 响应面试验设计与结果
Table 2 Response surface central composite design with experimental values of mycelial biomass

试验号X pH X接种量X转速X装液量菌丝干质量/ 1234(g/100 mL)1-1 0 0 1 0.959 7 2-1 0 1 0 1.013 5 3-1 1 0 0 1.141 4 4 0 1-1 0 0.634 0 5 0-1 0 1 1.047 8 6 1 0 0-1 0.533 6 7 0-1 0-1 0.663 4 8-1 0 0-1 0.884 0 9 0 0 1 1 1.025 9 10-1 0-1 0 0.740 2 11 0-1 1 0 0.871 7 12 1 0 1 0 0.756 6 13 0 0-1 1 0.733 7 14 1-1 0 0 0.516 0 15 0-1-1 0 0.537 6 16 0 1 0-1 0.965 8 17 1 1 0 0 0.802 1 18 0 1 1 0 1.309 0 19 0 1 0 1 0.923 8 20-1-1 0 0 0.976 6 21 0 0-1-1 0.516 2 22 0 0 1-1 1.024 0 23 1 0 0 1 0.867 5 24 1 0-1 0 0.629 1 25 0 0 0 0 1.054 6 26 0 0 0 0 1.200 1 27 0 0 0 0 1.324 0 28 0 0 0 0 1.192 4 29 0 0 0 0 0.964 0

2.2.2 模型的建立与显著性分析

通过Design-Expert 8.0.6软件对表2中所得数据进行二次多项回归拟合,可获得发酵培养基pH(X 1)、接种量(X 2)、转速(X 3)、装液量(X 4)四因素及菌丝干质量(Y)之间的二多项式回归方程,如下式所示:

Y=1.1 5-0.1 3 X 1+0.0 9 7 X 2+0.1 8 X 3+0.1 8 X 4+ 0.030X 1X 2-0.036X 1X 3+0.065X 1X 4+0.085X 2X 3-0.11X 2X 4-0.054X 3X 4-0.18 -0.11 -0.19 -0.14

通过对统计测试模型进行方差分析,菌丝产量即菌丝干质量的二次多项式拟合模型的方差分析和回归方程系数见表3。二次回归模型中R 2为0.885 0,说明有88.50%的差异可由此回归模型来解释。与此同时,P值与F值的大小也可反映模型是否有意义,P值越小,F值越大,模型更有意义 [27-28]。表3显示,模型的P值为0.000 2,F值为7.69,均可说明此模型显著。且回归方程中失拟项检验不显著(P值为0.828 8),说明未知因素对菌丝干质量干扰性小,方程拟合度好。同时表3结果表明,因素X 1、X 2、X 3对菌丝干质量影响极显著,因素X 4对菌丝干质量具有显著性影响,且4 个单因素对菌丝产量的影响作用从大到小依次为X 3>X 1>X 2>X 4;交互项均不显著;二次项 均显著影响菌丝干质量。综合结果表明该模型与试验值拟合很好,能够较好地反映杏鲍菇菌丝干质量与培养基初始pH值、接种量、转速、装液量之间的关系,因此所得的回归方程能较好地预测杏鲍菇液体发酵菌种产量在不同条件下的变化规律。

表3 响应面回归模型方差分析
Table 3 Analysis of variance of estimated regression model for relationship between response variables and independent variables

注:R 2=0.885 0 =0.770 0;*. P<0.05,差异显著,**. P<0.01,差异极显著。

来源平方和自由度均方值F值P值模型1.36 14 0.097 7.69 0.000 2** X 1pH 0.22 1 0.22 17.17 0.001 0** X 2接种量0.11 1 0.11 8.95 0.009 7** X 3转速0.41 1 0.41 32.33<0.000 1** X 4装液量0.079 1 0.079 6.25 0.025 5* X 1X 20.003 7 1 0.003 7 0.29 0.597 3 X 1X 30.005 3 1 0.005 3 0.42 0.526 4 X 1X 40.017 1 0.017 1.32 0.269 1 X 2X 30.029 1 0.029 2.31 0.151 0 X 2X 40.045 1 0.045 3.61 0.078 2 X 3X 40.012 1 0.012 0.92 0.352 9 X 20.22 1 0.22 17.14 0.001 0** 1 X 20.080 1 0.080 6.38 0.024 3* 2 X 20.22 1 0.22 17.82 0.000 9** 3 X 20.13 1 0.13 10.35 0.006 2** 4残差0.18 14 0.013失拟项0.098 10 0.009 8 0.50 0.828 8误差0.078 4 0.020总和1.53 28

2.2.3 响应面分析

图3 各因素交互作用对杏鲍菇菌丝干质量影响的响应面及等高线图
Fig. 3 Response surface and contour plots showing the effects of culture parameters on the yield of dry mycelial biomass

固定不变因素为0水平值。图3a表明,当接种量一定时,杏鲍菇菌丝干质量随着p H值的升高仅有微量增加;当pH值一定时,菌丝干质量随着接种量的增加也无明显变化,从而说明了p H值与接种量的交互作用对菌丝干质量影响不显著。由图3b可知,当转速一定时,菌丝干质量随着p H值的升高而微量增加,当p H值过高时菌丝产量反而有所减少;当p H值一定时,菌丝干质量随着转速的增加也有所升高,但并不显著。由图3c可以看出,响应面为开口向下的曲面,但并不突出。同时,也可看出其等高线图近似圆形,说明两因素交互作用对菌丝干质量并不显著。由图3d可知,当转速一定时,接种量对菌丝干质量的影响较为明显,且随着接种量增加,菌丝干质量增加,并能达到最值;当接种量一定时,菌丝干质量随着转速的增加变化不明显。且接种量和转速两因素的交互作用对菌丝干质量的影响较为明显。由图3e、f可知,菌丝干质量得率随着2 个因素的增大并无显著增加,趋向平缓和降低,两因素交互作用并不显著,转速固定不变时,随着装液量的增加,干质量先快速增加后趋向于平缓;装液量一定时,菌丝得率随着转速的增加而增加后微量减少。同时等高线图显示近圆形,表明两因素间交互作用并不显著。

2.2.4 杏鲍菇液体发酵菌种培养条件优化与验证结果

通过Desig n-Exp ert 8.0.6软件对回归模型进行分析,从而获取了杏鲍菇液体发酵菌种的最佳培养条件为p H 5.85、接种量9.57%、转速147.53 r/min、装液量95.01 mL/250 mL,在此培养条件下菌丝干质量可达到1.272 6 g/100 mL。考虑到实际操作的可行性,对最优条件进行修正,结果为p H 5.90、接种量9.50%、转速147.00 r/min、装液量95.00 mL/250 mL,在此培养条件下进行3 次重复实验,求得均值为1.265 7 g/100 mL,与最优值接近,进而说明模型的可靠性良好,拟合度良好。

3 结 论

本研究在单因素试验基础上测定了杏鲍菇液体发酵菌种培养基pH值、接种量、转速、装液量对杏鲍菇菌球密度及菌丝干质量的影响,得出了最优值。进而通过Box-Behnken响应面试验设计,得到了4 个因素对菌丝干质量的影响顺序依次为转速>pH值>接种量>装液量。同时得到了杏鲍菇液体发酵菌种的最佳培养条件,其参数为pH 5.90、接种量9.50%、转速147.00 r/min、装液量95.00 mL/250 mL,且在该条件下杏鲍菇菌丝干质量可到达1.265 7 g/100 mL。毛栋等 [29]通过正交试验对杏鲍菇液体发酵条件进行了研究,并得出了最适培养条件且发酵周期为7 d,杏鲍菇菌丝产量到达了1.134 0 g/100 mL。本研究结果与之比较,在培养周期缩短为5 d的基础上,在最优条件下菌丝产量增加达到1.265 7 g/100 mL。这不仅为液体深层发酵提供新的依据,同时也为杏鲍菇栽培技术提供科学依据。由于杏鲍菇含有大量的活性物质,本课题组将继续对其进行探究。

参考文献:

[1] 马璐, 杜双田, 金凌云, 等. 杏鲍菇营养生理研究[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2010, 38(9): 129-134. DOI:10.13207/j.cnki. jnwafu.2010.09.026.

[2] 姚祥坦, 张敏, 徐素琴. 不同桑枝屑配比培养料对杏鲍菇生长季产量影响[J]. 中国食用菌, 2009, 28(2): 65-66. DOI:10.13629/ j.cnki.53-1054.2009.02.010.

[3] LI Xiaobei, FENG Tao, ZHOU Feng, et al. Effects of drying methods on the tasty compounds of Pleurotus eryngii[J]. Food Chemistry, 2015, 166: 358-364. DOI:10.1016/j.foodchem.2014.06.049.

[4] 宋爱荣, 岳运勇, 徐坤. 四个杏鲍菇品种的氨基酸分析与比较[J]. 菌物研究, 2005, 3(4): 11-14. DOI:10.13341/j.jfr.2005.04.003.

[5] 赵婧, 冮洁. 食用菌富集微量元素的研究进展[J]. 食品工业科技, 2015, 36(17): 396-399. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2015.17.074.

[6] REN Daoyuan, JIAO Yadong, YANG Xingbin, et al. Antioxidant and antitumor effects of polysaccharides from the fungus P leurotus ab a lonus[J]. Chemico-Biological Interactions, 2015, 237: 166-174. DOI:10.1016/j.cbi.2015.06.017.

[7] ZHANG B Z, YAN P S, CHEN H, et al. Optimization of production conditions for mushroom polysaccharides with high yield and antitumor activity[J]. Carbohydrate Polymers, 2012, 87(4): 2569-2575. DOI:10.1016/j.carbpol.2011.11.042.

[8] GERIS R, SIMPSON T J. Meroterpenoids produced by fungi[J]. Natural Product Reports, 2009, 26: 1063-1094. DOI:10.1039/B820413F.

[9] 刘鹏. 杏鲍菇研究进展[J]. 食用菌, 2011(6): 6-8. DOI:10.3969/ j.issn.1000-8357.2011.06.003.

[10] WEI S, HELSPER J P F G, van GRIENSVEN L J L D. Phenolic compounds present in medicinal mushroom extracts generate reactive oxygen species in human cells in v itro[J]. International Journal of Medicinal Mushrooms, 2008, 10(1): 1-13. DOI:10.1615/ IntJMedMushr.v10.i1.20.

[11] 徐全飞. 工厂化栽培杏鲍菇生产工艺研究[J]. 中国食用菌, 2010, 29(3): 29-31. DOI:10.3969/j.issn.1003-8310.2010.03.010.

[12] 姜性坚, 王春晖, 胡汝晓, 等. 杏鲍菇工厂化生产关键技术的研究[J]. 中国食用菌, 2011, 30(1): 23-25. DOI:10.3969/j.issn.1003-8310.2011.01.007.

[13] 李志刚, 宋婷, 冯翠萍, 等. 不同温度对杏鲍菇减压贮藏品质的影响[J]. 农业工程学报, 2015, 31(3): 332-338. DOI:10.3969/ j.issn.1002-6819.2015.03.045.

[14] 黎德荣. 杏鲍菇高产高效优质栽培试验[J]. 中国食用菌, 2012, 31(3): 22-24. DOI:10.3969/j.issn.1003-8310.2012.03.008.

[15] 赵丽, 朱学军, 白雪萍, 等. 杏鲍菇栽培环境湿度建模与控制器设计及仿真[J]. 中国农机化学报, 2016, 37(6): 79-83. DOI:10.13733/ j.jcam.issn.2095-5553.2016.06.18.

[16] 郭海增. 杏鲍菇发菌期杂菌的发生原因及防治措施[J]. 中国食用菌, 2012, 31(5): 55-56. DOI:10.13629/j.cnki.53-1054.2012.05.006.

[17] CHEN Wei, WANG Weiping, ZHANG Huashan, et al. Optimization of ultrasonic assisted extraction of water soluble polysaccharides from Boletus edulis mycelia using response surface methodology[J]. Carboh ydrate Polymers, 2012, 8 7: 614-619. DOI:10.1016/ j.carbpol.2011.08.029.

[18] 田平平, 王杰, 秦晓艺, 等. 采后处理对杏鲍菇贮藏品质及抗氧化酶系统的影响[J]. 中国农业科学, 2015, 48(5): 941-951. DOI:10.3864/ j.issn.0578-1752.2015.05.12.

[19] 张俊会, 王谦. 杏鲍菇多糖的抗氧化活性研究[J]. 中国食用菌, 2003, 22(2): 38-39. DOI:10.13629/j.cnki.53-1054.2003.02.024.

[20] 孙琼, 张直峰, 李月梅. 响应面法优化超声辅助提取杏鲍菇黄酮类化合物工艺研究[J]. 食品工业科技, 2015, 36(10): 264-268. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2015.10.047.

[21] 王庆武. 杏鲍菇液体菌种培养及接种栽培试验[J]. 食用菌, 2009, 31(2): 53-54. DOI:10.3969/j.issn.1000-8357.2009.02.035.

[22] 邓清仙, 侯潞丹, 贺志斌, 等. 杏鲍菇液体种子发酵培养基的优化[J]. 中国酿造, 20 16, 3 5(11): 128-132. DOI:10.118 82/ j.issn.0254-5071.2016.11.026.

[23] 王夫杰, 赵金杨, 张金兰, 等. 响应面法优化食用菌农平1号固态发酵豆渣的条件[J]. 食品科学, 2015, 36(9): 89-96. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201509017.

[24] LIU Jianzhong ,WENG Liping, ZHANG Qianling, et al. Optimization of glucose oxidase production by A spergillus n ig er in a benchtop bioreactor using response surface methodology[J]. World Journal of Microbiology Biotechnology, 2003, 19: 317-323. DOI:10.1023/ A:1023622925933.

[25] LUO Jianguang, LIU Jun, KE Chunling, et al. Optimization of medium composition for the production of exopolysaccharides from Phellinus baumii Pilát in submerged culture and the immuno-stimulating activity of exopolysaccharides[J]. Carbohydrate Polymers, 2009, 78: 409-415. DOI:10.1016/j.carbpol.2009.04.038.

[26] LI Xiaoyu, WANG Zhenyu, WANG Lu, et al. Ultrasonic assisted extraction of polysaccharides from H o h en b u eh elia sero tin a by response surface methodology[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2012, 51: 523-530. DOI:10.1016/ j.ijbiomac.2012.06.006.

[27] GUO Xia, ZOU Xiang, SUN Min. Optimization of extraction process by response surface methodology and preliminary characterization of polysaccharides from Phellinus igniarius[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 80: 344-349. DOI:10.1016/j.carbpol.2009.11.028.

[28] LU Z Q J. Optimum experimental designs, with SAS[J]. Journal of the Royal Statistical Society, 2008, 171(2): 504. DOI:10.1111/j.1467-985X.2007.00528_2.x.

[29] 毛栋, 陆玲. 杏鲍菇液体发酵条件筛选研究[J]. 食品科技, 2010, 35(5): 19-27. DOI:10.13684/j.cnki.spkj.2010.05.057.

Optimization of Culture Conditions for Liquid-State Fermentation of Pleurotus eryngii by Response Surface Methodology

ZHANG Jie 1,2, HOU Ludan 1, HE Zhibin 1
(1. School of Life Science, Shanxi Normal University, Linfen 041000, China; 2. The No.24 Technology Extending Station of National Technology Research and Extension Center of Microbial Fertilizer, Linfen 041000, China)

Abstract:In this work, a three-level Box-Behnken factorial design was employed to optimize the culture conditions for liquid-state fermentation of Pleurotus eryngii. By the combined use of one-factor-at-a-time method and response surface methodology, the effect of four different factors on dry mycelial biomass was determined to be in the order of rotation speed > initial p H > inoculum quantity > medium volume and their optimal levels were 147.00 r/min, 5.90, 9.50% and 95.00 mL/250 mL, respectively. Under these conditions, the dry mycelial biomass was 1.265 7 g/100 mL. In conclusion, this study will provide evidence for the cultivation and bioactive components analysis of P. eryngii.

Key words:Pleurotus eryngii; liquid starter culture; fermentation conditions; response surface methodology

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201706023

中图分类号:Q939.96

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2017)06-0147-06

引文格式:

张杰, 侯潞丹, 贺志斌. 响应面试验优化杏鲍菇液体发酵菌种培养条件[J]. 食品科学, 2017, 38(6): 147-152. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201706023. http://www.spkx.net.cn

ZHANG Jie, HOU Ludan, HE Zhibin. Optimization of culture conditions for liquid-state fermentation of Pleurotus eryngii by response surface methodology[J]. Food Science, 2017, 38(6): 147-152. (in Chinese with English abstract)

DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201706023. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2016-04-19

基金项目:山西师范大学科技开发基金项目(YK1201)

作者简介:张杰(1978—),男,副教授,博士,主要从事微生物肥料研究。E-mail:604072014@qq.com