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食用菌木质纤维素酶系统由纤维素酶、半纤维素酶、木质素酶三大类酶组成。在木质纤维素酶的作用下菌丝将大分子、不可溶的木质纤维素逐步降解为小分子、可溶并利于吸收利用的小分子糖类物质。
本文以杏鲍菇(Pleurotus eryngii)为实验材料,首先分析温度、pH等理化指标对杏鲍菇木质纤维素酶活力的影响,接着系统研究了工厂化栽培杏鲍菇整个生长周期还原性糖、可溶性蛋白、木质纤维素酶的变化情况,揭示杏鲍菇木质纤维素酶分泌规律,从生理层面为工厂化栽培杏鲍菇降低生产成本,提高经济效益奠定理论基础。主要研究结果如下:
1.杏鲍菇菌丝生长适宜pH为6.0-8.0。不同来源菌株最适生长pH一致,但菌丝生长速度因菌株而异。通过液体发酵方法研究发现,纤维素酶、半纤维素酶的最适反应pH在5.2-6.4区间,与生长环境pH值相适应。纤维素酶、半纤维素酶的最适反应温度在45-50℃区间,菌丝生长环境温度并不利于纤维素酶、半纤维素酶的最大酶活性的发挥。木质素酶系统中LaC酶的最适温度和pH分别为40℃和2.8。用不同方法均未检测到LiP、MnP酶活力。通过分析pH、温度对木质纤维素酶的影响,可以了解杏鲍菇木质纤维素酶对pH、温度的敏感性。
2.跟踪观察杏鲍菇工厂化栽培过程中还原性糖、可溶性蛋白、木质纤维素酶变化。结果显示,纤维素酶、半纤维素酶在菌丝营养生长阶段活力较低,而生殖生长阶段活力较高;木质素酶在菌丝营养生长阶段活力较高,而生殖生长阶段活力较低。纤维素酶、半纤维素酶活性高峰与子实体的发育相对应,而木质素酶则随着子实体的不断发育而下降。可溶性蛋白整体呈上升趋势。初始培养料中还原性糖含量较高,在整个生长过程中呈现先下降后上升的趋势,峰值与子实体发育相对应。菌丝对木质纤维素各组分的降解具有明显的次序,即先降解木质素类物质,再降解纤维素类物质。纤维素的降解也存在明显的次序,菌丝营养生长阶段纤维素酶组分中限速酶EG酶受葡萄糖反馈抑制活性受阻,进入生殖生长阶段,反馈阻碍解除,纤维素酶活性迅速上升。
菌丝营养生长阶段对木质素的大量降解为菌丝降解纤维素类物质提供了极为有利的空间条件,而菌丝生殖生长阶段对纤维素类物质的降解则为出菇提供了充足的能量物质,满足了子实体的迅速生长。