MPMS诱变技术选育榆黄蘑优良发酵菌株及应用

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在取得脱贫攻坚战的全面胜利之中,食用菌产业发挥了巨大贡献,许多地方政府将食用菌产业作为发展的重要产业之一。在接下来巩固脱贫攻坚成果、完成乡村振兴战略中食用菌产业仍有着重要角色地位,继续发挥作用。珍稀类食用菌作为朝阳产业仍有很大的发展潜力,但由于质地脆嫩等限制流通的原因,目前市场上榆黄蘑鲜品较少。而随着现代菌业与发酵工业的交叉,工厂化液体发酵成为食用菌行业进步的标志之一,采用液体发酵培养方式,利用其发酵醪液中丰富多样的次生代谢产物开展加工技术研发,成为食用菌类人工利用的现代生产模式。为了丰富和优化河北省榆黄蘑菌种种类,选育优良榆黄蘑菌株,提高发酵性能,本文首次使用多功能等离子体诱变育种技术(multifunctional plasma mutagenesis,简称MPMS)对研究所原有的榆黄蘑菌株进行诱变育种,确定榆黄蘑MPMS最佳诱变时间为50 s,共得到308株诱变菌株。后以出发株作为对照,通过拮抗进行初筛,得到了27株与出发株有明显拮抗反应的诱变菌株;通过复筛,对比生物量、多糖含量、漆酶活性、羧甲基纤维素酶活性4项指标,最终确定了诱变菌株YH67、YH103、YH122、YH265发酵性状优于出发株,且其中YH122性状最优,是本实验条件下最适宜液体发酵的榆黄蘑诱变菌株。利用ISSR分子标记技术,对诱变及筛选最终获得的4株榆黄蘑优良菌株YH67、YH103、YH122、YH265与出发株进行真实性鉴定,以进一步确定诱变菌株与出发株在分子水平上存在遗传差异。结果显示4株榆黄蘑优良诱变菌株与出发株的遗传相似系数在0.38-0.67之间,说明4株榆黄蘑优良诱变菌株与出发株在分子水平上均存在不同程度的遗传差异,最终确定YH122是榆黄蘑MPMS诱变育种获得的发酵优良菌株。针对优良菌株YH122对其液体发酵营养条件进行了优化探索,通过响应面法优化YH122的发酵条件,得到最优培养基配方为:葡萄糖3.40%、玉米粉0.70%、豆饼粉0.70%、酵母膏0.60%、磷酸二氢钾0.15%、硫酸镁0.16%、维生素B10.0013%。在此配方下榆黄蘑YH122菌株发酵生物量可达46.64 g/100 ml,较原培养基配方提高了18.80%;多糖含量26.52 mg/m L,较原培养基配方提高了16.77%;总黄酮含量可达46.48mg/L,较原培养基配方提高了13.25%,均明显优于基础培养基配方。以此配方进行榆黄蘑发酵,建立发酵动力学模型,包括YH122发酵菌丝体生长动力学模型、YH122底物消耗动力学模型、YH122多糖产物合成动力学模型,以此更好的掌握YH122在优化培养基中发酵的动态平衡。依据本研究所前期研究,增稠剂的应用已形成河北省黑木耳产业创新团队黑木耳液体菌种快速繁育技术成果,本文在此基础上探索了榆黄蘑YH122菌株液体发酵中不同种类和浓度增稠剂对其影响,最终确定了最适增稠剂为罗望子胶,添加量为0.15%,在麦粒培养基中满管时间为6天,明显优于原培养基液体菌种。本文还通过优化酿造工艺得到了以榆黄蘑YH122菌株发酵醪液为原料的榆黄蘑半干型发酵酒,及其优化制备工艺为蔗糖添加量24%、酵母接种量8%、温度30℃、p H 3.5、发酵时间96 h。按照该工艺酿造获得的榆黄蘑半干型发酵酒色泽透亮,酒香醇正,酒精度为11.2%vol,总糖含量为7.63 g/L,总酸(以柠檬酸计)3.78 g/L,多糖含量24.69mg/m L卫生指标符合国家相关标准,该产品的研究为榆黄蘑加工产业发展提供新的技术支撑。
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