铁在平菇中的富集及其生长的影响

2010-10-09赵岩，何婷

赤峰学院学报·自然科学版 2010年3期

关键词：矿质菌丝体吸收率

赵岩，何婷

（赤峰学院生命科学系，内蒙古赤峰 024000）

铁在平菇中的富集及其生长的影响

赵岩，何婷

（赤峰学院生命科学系，内蒙古赤峰 024000）

以平菇为材料，分析了不同浓度的Fe2+在其菌丝体和子实体中的富集及其生长的影响.试验表明:在液体培养基中添加150mg/L的Fe2+，平菇菌丝体中铁的含量最高为1.4mg/100g干重；在液体培养基中添加100mg/L和150mg/L的Fe2+，平菇菌丝体吸收铁的效率最高为2.0%；固体培养基Fe2+浓度为125mg/L时能明显促进菌丝体的生长；子实体中添加5gFeSO4.7H2O时能明显提高其产量，子实体中添加2.5gFeSO4.7H2O时吸收Fe2+的效率最高，为1.19%.

平菇；平菇菌丝体；平菇子实体；铁；富集

1 引言

矿质元素是人和动物机体的重要组成部分，具有重要的生理功能.矿质元素能以稳定的有机态在食用菌中富集并影响食用菌的生长及产量[1].铁等矿质元素均可在食用菌中富集，在适宜浓度可以促进菌丝体生长，增加子实体产量[2-4].富集矿质营养元素的食用菌对人和动物的生理功能有相应的增强作用[5-7].

平菇属于担子菌纲、伞菌目、白蘑科、侧耳属（平菇属），是栽培广泛的食用菌.平菇肉质肥厚，鲜嫩可口，营养丰富，是深受人们喜爱的“素食品”.平菇蛋白质含量高，氨基酸、维生素和矿质元素含量丰富.是人体所需要的维生素（硫胺素、核黄素、烟酸）和矿质元素（磷、铁、钾）等的良好的营养源.平菇还具有良好的药用价值.其代谢产物非常丰富，有抗肿瘤的多糖蛋白，有抗菌作用的抗生素，有降低血压、防治脑血管障碍的微量牛磺酸，还有利于胃肠作用的菌糖、甘露糖、维生素和帮助消化的各种酶.

铁是人体内含量最多的一种必需微量元素[8]，人体内铁含量约为4~5克，有两种存在形式，一为“功能性铁”，是铁的主要存在形式，这些铁发挥着铁的功能作用，参与氧的转运和利用.另一为“贮存铁”，是以铁蛋白和含铁血黄素形式存在于血液、肝、脾与骨髓中.铁为血红蛋白与肌红蛋白、细胞色素A以及一些呼吸酶的成分，参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程.铁还参与许多重要功能，如催化促进β－胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、抗体的产生、脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等.

本实验旨在通过铁对平菇菌丝体、子实体生长的影响及富集作用，了解矿质元素对平菇生长的影响，并初步探讨平菇富集矿质元素在食品保健中的应用前景.

2 材料与方法

2.1 材料

菌种：天达300平菇菌丝购自江苏天达食用菌研究所

矿质离子：Fe2+(FeSO4·7H2O分析纯)

培养基：PDA液体培养基：新鲜去皮土豆550g，蔗糖55g，H2O 2750ml.

PDA固体培养基：新鲜去皮土豆110g，蔗糖11g，琼脂11g，H2O 550ml.

平菇料袋配料：棉籽壳900g，玉米面50g，石膏粉10g，石灰10g，水1500ml.

铁试验：在液体培养基中加入F e2+浓度分别为0m g/L(对照)，100m g/L，125m g/L，150m g/L，175m g/L，200m g/L.

在固体培养基中加入Fe2+浓度分别为0m g/L(对照)，100m g/L，125m g/L，150m g/L，175m g/L，200m g/L.

在平菇料袋中加入FeSO4·7H2O质量分别为0g(对照)，2.5g，5g，10g，15g.

2.2 培养方法

液体培养：将250mL培养基分别装入2个锥形瓶中，每瓶125ml，在超净工作台中接入直径为15mm的菌种，置于摇床中培养5天，摇床转速为200r/min,摇床内温度为20℃.

固体培养:将50mL培养基分装3个试管，121℃灭菌20min后制成斜面培养基，在超净工作台中接入直径为5mm的菌种，置于25℃培养箱中培养，每天测定菌丝长度并记录，连续测定7天.

料袋培养：将棉籽壳经堆料发酵，配置好的料装入17cm×30cm×15cm规格的料袋中，进行高压灭菌121℃×1.5小时，采用全开放式两端接种法接种.（全开放式两端接种法：首先打开菌种瓶外包装，用小木棒将原种挖成拇指大小的菌块，打开灭好菌的料袋一端接入10余块拇指菌块，袋嘴不可扎得过紧，袋嘴中央应该留出0.4cm的孔隙，扎好纤维绳后扯成花状，最后在菌种周围用消毒大针扎微孔，微孔间距为1cm左右，以便发菌时顺利地供给氧气，另一端也按上述方法操作，每袋菌种总用量为10%.）接种后置于培养室中遮光培养，温度为25℃±2℃，相对湿度在菌丝发育阶段为60% -70%，在子实体发育阶段保持在85%-90%，培养室需要每天通风.

2.3 测定方法

菌丝体产量的测定:将液体培养的菌丝体进行处理.第一次原液离心后弃去上清夜，加入请水；第二次离心后弃去上清液，加入蒸馏水；第三次离心后弃去上清夜，加入去离子水；经第四次离心后再弃去上清夜.每次离心的转速为2800r/min，离心10min，将得到的菌丝球置于温度为80℃-90℃的烘箱内烘干至恒重，称其干重，精确到0.1mg.

菌丝体富集元素的测定：待测样品中的铁含量经处理后,采用原子吸收分光光度法.

菌丝体长度的测定：试管培养，生长长度以新萌发的菌丝为起点进行测定，精确到0.1cm.

料袋生长平菇产量测定：采取平菇生长中的第一潮菇，采菇后置于烘箱中烘干，温度为37℃-42℃，烘干12小时，烘干后用电子称称重，精确到0.01g.

3 结果与分析

3.1 铁在平菇菌丝体中的富集

在液体培养基中分别添加100m g/L、125m g/L、150m g/L、175m g/L、200m g/L等不同浓度的F e2+，结果表明:菌丝体中F e2+含量随着培养基浓度的不同而有所不同.150m g/L组的菌丝体(100g干重)含铁最高，为1.4m g/100g.明显高于对照组菌丝体含铁量1.1m g.平菇菌丝体吸收F e2+的效率随着培养基浓度的增大有所不同（如图1）.100mg/L组菌丝体和150m g/L组菌丝体吸收率最高，为2.0%，200m g/L组菌丝体吸收率最低，为-0.5%.平菇菌丝体对不同浓度Fe2+有不同程度的富集能力.（表1）

3.2 铁对平菇菌丝体生长的影响

表1 平菇菌丝体对铁的富集

在固体培养基中添加不同浓度的Fe2+，结果表明，F e2+对平菇菌丝体的生长有一定的影响.

F e2+明显影响平菇菌丝体的生长和产量.适宜的浓度不但促进菌丝体的生长，提高菌丝体的产量，而且可以使菌丝体洁白、浓密、粗壮，与对照相比聚集成较大的菌丝球体（如图2）.在培养基中添加125m g/L的F e2+能明显促进菌丝体生长和提高菌丝体产量（表2）.菌丝体生长对F e2+需求的最适范围为100-150m g/L.

3.3 铁在平菇子实体中的富集及对其生长的影响

在平菇子实体中分别添加2.5g、5g、10g、15g等不同质量的F e S O4·7H2O，结果表明：子实体产量和含铁量并不是随着F e S O4·7H2O质量的增加而增加的（表3）.添加5g F e S O4·7H2O的子实体产量最高，为36.60g，其次是添加15g F e S O4·7H2O的子实体，产量为32.91g，二者明显高于对照组22.70g，添加2.5g和10g F e S O4·7H2O的平菇子实体产量不如对照组.

添加5g F e S O4·7H2O的子实体含铁量最高，为1.7m g/100g，其次为添加2.5g、15g、10g F e S O4·7H2O的子实体，含铁量分别为1.6m g/100g、1.5m g/100g、1.2m g/100g，均大于对照组1.0m g/100g.子实体对F e S O4·7H2O的吸收效率随着添加F e S O4·7H2O质量的不同而有所不同，添加2.5g F e S O4·7H2O的子实体吸收效率最高，为1.19%，添加10g F e S O4·7H2O的子实体吸收效率最低，为0.10%.而且添加适宜质量的F e S O4·7H2O还可以提前子实体的采菇期，缩短平菇生产的周期.

表2 铁对平菇菌丝体生长的影响

表3 铁在平菇子实体中的富集及对其生长的影响

4 讨论

食用菌对矿质元素的富集作用研究非常广泛.矿质元素在食用菌菌丝体和子实体均可富集[3,4,9].在食用菌中矿质元素90%以上以有机态存在,具有良好的稳定性,便于储存、运输及更好地与其他成分相配伍[10].其中大部分与蛋白质、糖类和脂肪类物质结合[11]，有利于矿质元素的吸收和利用.

本试验中，液体培养基平菇菌丝体干重最多是添加125m g/LF e2+的菌丝体，为1.1170g/100ml；铁富集最多的是添加150m g/LF e2+的菌丝体，为1.4m g/100g干重；吸收率最高的是添加100m g/L和150m g/LF e2+的菌丝体，吸收率为2.0%.由此看出，液体培养基中菌丝体干重、菌丝体含铁量、菌丝体对F e2+的吸收率三者并不是成正比.在液体培养基中添加150m g/L的F e2+，菌丝体与F e2+的结合能力最好，添加125m g/L的F e2+能明显促进菌丝体生长.添加200m g/L的F e2+时，菌丝体对F e2+的吸收率为负值，其原因可能为：F e2+浓度过高，改变了培养基的P H值，抑制了菌丝体对F e2+的吸收，同大多数木腐菌一样，平菇喜欢在偏酸性的环境中生长，P H以5.8-6.5范围为宜[12]，P H值过高或过低都会影响菌丝体对F e2+的吸收.

在固体培养基中添加125m g/L的F e2+时，菌丝体日平均长速最快，为1.13cm/d,而且与其他组相比较，菌丝体更加洁白、浓密、生长整齐、不产生色素及气生菌丝少，这与孟丽等[13]在研究铁对食用菌菌丝体生长发育的影响中的结果基本一致.在固体培养基中添加175m g/L的F e2+时，菌丝体日平均长速最慢，为1.03cm/d,低于对照组1.06cm/d,可见在固体培养基中添加175m g/L的F e2+时抑制平菇菌丝体生长.

对比平菇菌丝体在液体、固体培养基中的生长情况，固体培养基中菌丝体的日平均长速与液体培养基中菌丝体的干重并非成正比.在两种培养基中添加125m g/L的F e2+，日平均长速和生物量干重最高，最能促进菌丝体生长.铁促进生长的作用与其在菌丝体内的存在形式和生理功能密切相关，铁在有机体内主要是作为酶系组分和具有重要生理功能的蛋白质成分，大约有10种含铁酶.

在平菇料袋中添加5g F e S O4·7H2O，其子实体产量最高，为36.60g.子实体含铁量最高为1.7m g/100g干重，是添加5g F e S O4·7H2O的料袋.子实体对铁的吸收率最高为1.19%，是添加2.5g F e S O4·7H2O的料袋.与铁在菌丝体中的富集相比，菌丝体对铁的吸收率更高，原因可能是菌丝体的培养环境相对简单，影响因素较少，比较容易控制.而平菇料袋的培养环境比较复杂，温度、湿度、阳光、空气等外界因素均会对平菇生长产生直接的影响，由于试验条件有限，对于这些因素的控制很难做到理想程度上的统一，影响了子实体对铁的富集.另外，由于我们仅对第一潮菇进行了采集，后期管理没有到位，影响了平菇的产量及对铁的富集.出菇管理还有待于进步.对于铁在平菇菌丝体和子实体中的结合状态有待于进一步研究.矿质元素对食用菌的生长发育及其产量均有影响.

在平菇料袋中添加适量的F e S O4·7H2O，不仅可以提高铁的吸收率，而且与对照组相比，第一潮菇的采摘日期提前了25天左右，而在平菇的生长周期中要采3-4潮菇，这样可以大大缩短平菇的生长周期，缩短了周期，也就意味着增加了经济收益.

富集矿质元素的食用菌对人和动物的生理功能有相应的增强作用.本试验结果证明适宜的铁浓度可以提高菌丝体内铁含量，这为提高食用菌的食用价值和保健功能提供了理论基础.同时适宜质量的F e S O4·7H2O对平菇子实体的产量有促进作用，适宜的铁浓度对平菇菌丝体的生长有明显的促进作用，此结果可用于平菇母种的制备，具有用量少、使用方便、经济实惠等特点.是否适宜于栽培种有待进一步研究.本试验只限于单因子对菌丝体及子实体的影响，正交试验统计分析结果如何有待进一步验证.

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