優(yōu)化培養(yǎng)基配方減少無機(jī)硒對(duì)粗毛纖孔菌的抑制作用，同時(shí)提高富硒菌絲的產(chǎn)量（三）
2.2響應(yīng)面法優(yōu)化粗毛纖孔菌菌絲富硒培養(yǎng)基配方
2.2.1響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及方差分析通過Design-Expert 8.06軟件設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn),基于單因素結(jié)果,以麩皮(X1)、葡萄糖(X2)及硒(X3)為自變量,以粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速率平均值為響應(yīng)值(Y),進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn),試驗(yàn)方案與結(jié)果見表2。通過Design-Expert 8.06對(duì)表2結(jié)果進(jìn)行分析,得到的3因素與菌絲生長(zhǎng)速度(Y)之間的回歸模型可以表述為:
表2 BBD實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
2.2.2各因素交互作用對(duì)粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度的響應(yīng)面分析為考慮交互作用對(duì)粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度的影響,在另一因素條件固定不變(編碼水平為零)的情況下,分析兩兩因素交互作用對(duì)其菌絲生長(zhǎng)速度的影響。通過Design-Expert 8.06軟件處理上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得到3D響應(yīng)曲面圖和等高線分析圖(圖5),可以直觀地看出各個(gè)因子之間的交互作用對(duì)粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度的影響。響應(yīng)面分析中,等高線的形狀可以反映兩因素間交互作應(yīng)對(duì)響應(yīng)值影響的強(qiáng)弱大小,圓形表示不顯著,橢圓形則與之相反;等高線的稀疏情況反映響應(yīng)面圖像的平陡情況。從圖5可以看出,兩兩因素之間的等高線形狀均為橢圓形,表明其交互作用顯著。由圖5A可知,粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度(Y)隨麩皮添加量(X1)和葡萄糖添加量(X2)的增加而增加;由圖5B可見,粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度(Y)隨麩皮添加量(X1)的增加和硒添加量(X3)的減小而增加;在較小硒添加(X3)情況下,麩皮添加量(X1)
表3菌絲生長(zhǎng)速度響應(yīng)模型的方差分析
圖5兩兩因素交互作用對(duì)粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度影響的響應(yīng)曲面圖和等高線分析圖
在很大的范圍內(nèi)均可取到較大的Y值;圖5C也表現(xiàn)出與圖5B相同的趨勢(shì),表明硒添加對(duì)粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)不利,但可以通過其他因素與其交互作用減少其對(duì)粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)抑制作用的影響。綜合各圖,各因素之間的交互作用與回歸模型的方差分析結(jié)果相吻合。由Design-Expert 8.06軟件分析得到最大響應(yīng)值(Y)時(shí)最優(yōu)培養(yǎng)基配方為:麩皮56.8 g/L、葡萄糖49 g/L、Se 22.4 mg/L、MgSO40.75 g/L、KH2PO41 g/L、VB11 mg/L、瓊脂15 g/L,此時(shí)富硒粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度預(yù)測(cè)值為8.19 mm/d。
2.3驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
為了檢測(cè)響應(yīng)面結(jié)果的準(zhǔn)確性,以改良PDA培養(yǎng)基為陰性對(duì)照,以等量硒添加改良PDA培養(yǎng)基為陽(yáng)性對(duì)照,配制上述最優(yōu)培養(yǎng)基配方進(jìn)行富硒粗毛纖孔菌菌絲培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),每組八個(gè)重復(fù),測(cè)得粗毛纖孔菌及富硒粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度見圖6。響應(yīng)面優(yōu)化培養(yǎng)基實(shí)測(cè)值8.41 mm/d>預(yù)測(cè)值8.19 mm/d>改良PDA實(shí)測(cè)值6.79 mm/d>等量硒添加改良PDA實(shí)測(cè)值 4.28 mm/d,且優(yōu)化后的富硒培養(yǎng)基培養(yǎng)的粗毛纖孔菌菌絲的稠密度更高(圖6)。與等量硒添加改良PDA相比,以響應(yīng)面優(yōu)化培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度提高了0.965倍。此外,通過電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)對(duì)最優(yōu)培養(yǎng)基培養(yǎng)菌絲的硒富集量進(jìn)行檢測(cè),測(cè)得富硒粗毛纖孔菌菌絲硒富集量為31.584μg/g。說明采用響應(yīng)面法獲得的模型能較好地預(yù)測(cè)富硒粗毛纖孔菌菌絲的生長(zhǎng)情況,該富硒培養(yǎng)基配方可以減少外源硒對(duì)粗毛纖孔菌菌絲抑制作用的影響,使其能夠在富硒的同時(shí)正常甚至更好地生長(zhǎng),提高富硒菌絲的產(chǎn)量,具有一定的實(shí)用價(jià)值。
圖6驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3結(jié)論
首次針對(duì)粗毛纖孔菌對(duì)無機(jī)硒的耐受度進(jìn)行探索,發(fā)現(xiàn)該菌菌絲的生長(zhǎng)情況受外源硒影響較大,當(dāng)硒濃度達(dá)到或大于37.25 mg/L時(shí),該菌菌絲生長(zhǎng)受到顯著的抑制作用(P<0.05)。因此,本研究通過響應(yīng)面法對(duì)該菌富硒培養(yǎng)基成分進(jìn)行優(yōu)化,旨在保證該菌菌絲在正常生長(zhǎng)情況下合理富集、積累并轉(zhuǎn)化無機(jī)硒為有機(jī)硒,提高富硒粗毛纖孔菌菌絲的產(chǎn)量。
經(jīng)響應(yīng)面法優(yōu)化得到富硒粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)最優(yōu)培養(yǎng)基配方為:麩皮56.8 g/L、葡萄糖49 g/L、Se 22.4 mg/L、MgSO40.75 g/L、KH2PO41 g/L、VB11 mg/L、瓊脂15 g/L。其中葡萄糖添加量、麩皮添加量和硒添加量對(duì)富硒粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)均具有極顯著作用;且麩皮與葡萄糖、麩皮與硒添加、葡萄糖與硒添加之間的兩兩交互作用對(duì)富硒粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)均具有顯著作用(P<0.01)。在此條件下,富硒粗毛纖孔菌實(shí)際菌絲生長(zhǎng)速度達(dá)到8.41 mm/d,與預(yù)測(cè)值相符,且硒富集量達(dá)到31.584μg/g。說明采用響應(yīng)面法優(yōu)化獲得的富硒粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)培養(yǎng)基配方具有一定的實(shí)用價(jià)值。
該配方通過培養(yǎng)基內(nèi)因素間的交互作用減少了外源硒對(duì)粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)抑制作用的影響,確定了合理的硒添加比例,與等量硒添加改良PDA相比,優(yōu)化后粗毛纖孔菌菌絲生長(zhǎng)速度提高了約1倍(0.965倍);與同配方無硒添加培養(yǎng)基相比,菌絲硒含量增加為31.584μg/g。國(guó)際營(yíng)養(yǎng)聯(lián)合會(huì)規(guī)定缺硒人群每人每天食用硒量不少于50μg,每人每天食用本研究富硒粗毛纖孔菌制品1.58 g即可完全滿足此要求。本研究在硒抑制與菌絲生長(zhǎng)之間找到平衡點(diǎn),獲得了最優(yōu)配方,為富硒粗毛纖孔菌菌絲體的大量制備、富硒粗毛纖孔菌子實(shí)體的栽培及其它后續(xù)研究提供了理論依據(jù)。
相關(guān)新聞推薦
1、兔支氣管敗血波氏桿菌藥物敏感性試驗(yàn)及動(dòng)物致病性試驗(yàn)
2、不同溫度和pH對(duì)白三葉草鏈格孢菌菌落生長(zhǎng)的影響【實(shí)驗(yàn)結(jié)果】
3、稻花香馫香型根霉曲、中高溫大曲和高溫大曲的酶活力和微生物數(shù)量統(tǒng)計(jì)（上）