基于非靶向代谢组学的平菇子实体发育过程中菌丝体差异代谢物分析

为了解平菇生长发育过程中子实体形成的代谢物基础,采用超高效液相色谱-电喷雾串联四级杆质谱(UPLC-ESI-MS/MS)技术结合多变量统计分析方法对发菌完成期(MM)、原基期(MP)及子实体分化期(MF)的平菇菌丝体进行代谢组学分析。结果表明,主成分(PCA)模型分析结果显示3个时期平菇菌丝体中的代谢产物具有明显差异。通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS‐DA),以VIP(varible importance in the projection)>1和差异倍数值(fold change)≥2或≤0.5为条件对MM vs MP、MM vs MF和MP vs MF中的差异代谢物进行比较分析,分别获得139个、147个和67个差异代谢物,变化倍数最大的物质包括氨基酸及其衍生物、脂质、生物碱、有机酸等,说明这些差异代谢物对平菇子实体发育具有重要影响。KEGG分析表明,苯丙氨酸代谢、色氨酸代谢、嘌呤代谢等20条代谢通路表现活跃。在子实体发育过程中,脂质、有机酸、核苷酸及其衍生物、氨基酸及其衍生物之间明显相关。以上研究结果为平菇子实体发育机制和标准化栽培提供了理论依据。

菌丝体-杨木颗粒多孔复合材料的制备及保温阻燃性能研究

石油基高分子多孔材料的大量使用导致了严重的塑料污染(“白色污染”)。在这项工作中,采用了一种绿色可持续的合成策略,通过在杨木颗粒上接种培养真菌菌丝体,使其生长贯穿整个颗粒,最终制备出了一种菌丝体-杨木颗粒多孔复合材料。结果表明,多孔复合材料具有较低的密度(0.165 g·cm^(-3))、较高的孔隙率(82.7%)和疏水性(接触角:131.8°),并展示出优异的力学性能(压缩强度2.39 MPa;杨氏模量9.79 MPa)。另外,多孔复合材料还具有较低的导热系数(0.066 W/mK)和优异的阻燃性能(氧指数为28.4%)。这项研究工作展示了一种简捷和清洁环保的菌丝体-杨木颗粒多孔复合材料制备方法,对农林生物质高值化利用具有重要的参考价值。

基于VGG-UNet的食用菌菌丝体表型参数自动测量方法

食用菌菌丝体表型特征是食用菌种质资源评价和科学育种的重要依据。针对传统阈值分割方法提取菌丝体区域易受到光照不均、菌丝体不规则生长和培养皿内产生代谢物等因素干扰的问题,制作食用菌菌丝体图像数据集,并提出一种基于深度学习的食用菌菌丝体表型参数自动测量方法。将U-Net网络编码器部分替换为VGG16的前13个卷积层,引入预训练权重,构建适用于菌丝体分割的VGG-UNet模型。测试集上对比实验表明,该模型的平均交并比达到98.18%,比原始U-Net模型高0.93个百分点。经该模型获取菌丝体分割图像后,利用OpenCV相关函数计算菌丝体的半径、周长、面积、覆盖度、圆整度这5个表型参数。将人工测量方法与本文方法进行线性回归分析,得出菌丝体半径、周长、面积和覆盖度的决定系数分别为0.979 5、0.991 5、0.975 0和0.975 0,均方根误差分别为2.20 mm、4.73 mm、176.74 mm^(2)和3.16%。经测试,本文方法能准确地完成食用菌菌丝体表型参数自动测量任务,为食用菌表型分析研究提供理论基础。

大型真菌及菌丝体复合材料的应用研究进展

为深入探究新型真菌材料在可降解性、生物相容性、耐用性、隔音性等方面的应用研究,促进真菌复合材料的发展,对目前国内外大型真菌及菌丝体复合材料的研究现状进行了综述。首先,从材料角度出发,对平菇、金针菇、灵芝等大型真菌的主要结构、组成成分、活性物质和应用价值等内容进行了分类介绍,对比分析了固态发酵和液态发酵方式对真菌材料及其加工性能的影响。其次,综合分析了国内外有关纯菌丝体材料和菌丝体复合材料的研究进展,详细介绍了菌丝体复合材料在隔音材料、建筑板材、包装材料、纺织皮革以及医用敷料等方面的研究成果。最后,对真菌材料存在的生产污染、致病性、使用寿命等问题以及未来发展方向进行了分析与展望,希望为真菌复合材料的快速发展提供有益借鉴。

红托竹荪菌丝体多糖饮料的制备及其对小鼠运动耐力的影响

为研制红托竹荪菌丝体多糖饮料,采用单因素和正交试验优化饮料组分的最佳配比,并考察其对小鼠运动耐力的影响。结果表明,红托竹荪菌丝体多糖饮料的最佳配方为:红托竹荪菌丝体多糖添加量10%,蔗糖添加量3%,柠檬酸添加量0.06%,羧甲基纤维素钠添加量0.8%,采用该配方制得的饮料感官评分为(86.2±1.7)分。运动耐力实验结果表明,与空白对照组相比较,红托竹荪菌丝体多糖饮料(中、高剂量)能够明显延长小鼠的爬杆时间与游泳力竭时间,并显著降低运动后血清中乳酸与尿素氮的含量,表明该饮料有助于提高机体的运动耐力,从而可为相关运动食品的开发提供参考。

不同灵芝菌丝体水提物对乙醇诱导LO2肝细胞损伤的保护作用

为了探讨不同灵芝菌丝体水提物对乙醇诱导LO2肝细胞损伤的保护作用,本文分析了7种不同灵芝菌株发酵菌丝体水提物对乙醇诱导LO2细胞损伤的保护作用。利用乙醇诱导LO2细胞建立体外肝损伤模型,并以细胞存活率、谷丙转氨酶(Alanine Aminotransferase,ALT)、谷草转氨酶(Aspartate Aminotransferase,AST)、活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)和丙二醛(Malondiadehyde,MDA)水平为指标考察灵芝菌丝体水提物对乙醇诱导LO2细胞损伤的保护效果。结果表明,7种灵芝菌株的菌丝体水提物均具有不同程度的保护作用。综合比较,G0119与G0154菌丝体的水提物作用效果较优,相较模型组,LO2细胞存活率显著提高(P<0.05),细胞培养液中的ALT、AST活力显著降低(P<0.05),细胞内ROS水平显著降低(P<0.05),SOD活力、GSH含量显著升高(P<0.05),MDA含量显著降低(P<0.05)。经相关性分析,发现水提物中多糖组分2的分子量大小与其保肝活性呈正相关,即分子量越大,活性越强。综上,灵芝菌丝体水提物对乙醇诱导的体外肝损伤起到保护作用,并且G0119与G0154菌株的作用效果较优,其保肝作用与提取物中多糖组分的分子量大小相关。

产香云芝菌丝体的培养条件优化及其挥发性成分分析

为获得云芝菌丝体最佳产香培养条件和其挥发性成分,采用单因素试验法考察了不同碳源、氮源、pH值、培养基体积、培养温度、培养时间对云芝菌丝体产生挥发性成分的影响,通过响应面法优化其培养条件,并结合气相色谱-质谱联用法对云芝菌丝体挥发性成分进行分析。结果表明:培养基体积、培养时间、培养温度对云芝菌丝体挥发性成分具有显著影响,最佳培养条件为以蔗糖为碳源、不添加氮源、培养基体积120 mL、培养温度27.5℃、培养时间27 d,在此条件下验证试验结果与理论预测的误差为0.315%。从云芝菌丝体中共检测出6种挥发性成分,包括脂肪醇类3种、芳香族类1种、倍半萜烯类2种,其中1-表双环倍半水芹烯和(E)-菖蒲烯为主要成分,相对含量分别为29.96%和29.17%,为云芝菌丝体在微生物香料的进一步开发应用提供科学依据。

紫色红曲霉菌丝体多糖体外肠道酵解特性的研究

为研究红曲霉不同菌丝体胞内多糖(endopolysaccharides,MPS)组分MPS-1、MPS-2、MPS-3和MPS-4的肠道酵解特性,采用体外猪结肠模型,测定不同酵解时间多糖分子量、猪结肠短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFAs)和肠道菌群的变化。结果表明,经肠道酵解后,各多糖处理组中乙酸、丙酸和丁酸产量较高。在酵解48 h时,MPS-2和MPS-3处理组酵解产生的总SCFAs含量显著(P<0.05)增加,分别从22.80、17.20 mmol/L增至63.08、71.61 mmol/L,各多糖处理组总SCFAs含量从高到低顺序为MPS-3>MPS-2>MPS-1>MPS-4。16S rDNA结果显示,MPS处理后,在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是主要的优势菌门,且降低了Firmicutes/Bacteroidetes的比例。在属水平上,随着酵解时间的延长,拟杆菌属(Bacteroides)、普雷沃菌属(Prevotella)和副拟杆菌属(Parabacteroides)等有益菌的丰度升高,有害菌属包括链球菌(Streptococcus)、梭菌属(Clostridium)等的丰度显著(P<0.05)下降,其中MPS-2和MPS-3处理组酵解过程中有益菌的相对丰度较大,有害菌的相对丰度较低。综上,红曲霉菌丝体多糖作为益生元在功能性食品及生物医药领域具有很大的应用潜力。

灰树花菌丝体不同培养时期代谢组学分析

为了解不同生长时期灰树花(Grifola frondosa)菌丝体的代谢产物差异及其通路,该研究采用HPLC-MS/MS分析方法对培养10、20、30 d的灰树花菌丝体进行分析。结果表明:(1)共42类584种代谢物被鉴定出,其中159种、47种和165种代谢物在对照组(10 d vs 20 d、20 d vs 30 d、10 d vs 30 d)中表现出不同的积累模式,不同培养时间的代谢物成分差异显著。(2)培养10 d产生较多与促进菌丝体生长和氧化供能有关的物质,培养20 d产生或积累了多种对人体有益的次生代谢物,如橄榄苦甙、甘胆酸、N-甲基酪胺、Alprazolam,培养30 d菌丝体中含有多种与产生香气有关的物质。(3)KEGG代谢通路富集分析,10 d vs 20 d比较组、20 d vs 30 d比较组和10 d vs 30 d比较组分别富集到163条、81条、137条代谢通路,氨基酸代谢在菌丝体不同培养时间中的影响最大。该研究初步探索了灰树花菌丝体的差异代谢物及代谢通路,并发现不同培养时间灰树花菌丝体代谢产物具有明显的差异,以及菌丝体中部分成分含量与培养时间有关,对灰树花菌丝体的质量控制和机理研究具有一定的参考价值。

虎奶菌菌核及其发酵菌丝体中的成分比较

该研究通过测定虎奶菌菌核及其发酵菌丝体中的主要营养成分、活性成分和组成成分并对其进行分析比较。采用国家标准方法测定虎奶菌菌丝体及其菌核中的脂肪、蛋白质、维生素C、氨基酸、脂肪酸等营养成分,利用传统比色法测定其多糖、三萜、多酚等活性成分,GC-MS技术对其组分进行测定分析。结果显示,营养成分中虎奶菌菌核和发酵菌丝体的总糖、蛋白质、脂肪酸、维生素C、氨基酸和矿物质元素含量差异显著(P<0.05),并且菌核中脂肪、维生素C、脂肪酸含量均高于菌丝体,而菌丝体中蛋白质和氨基酸含量均高于菌核。活性成分中虎奶菌菌丝体与菌核的黄酮含量差异不显著(P>0.05),其余活性成分中菌核与菌丝体含量差异显著(P<0.05)。在虎奶菌菌丝体和菌核的组分主要是酸类、酯类和酮类化合物,菌丝体和菌核的共性成分有亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、亚麻酸甲酯、2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4(H)-吡喃-4-酮。在菌丝体中主要化合物分别为亚麻酸甲酯、亚油酸、二十碳烯酸、5-羟甲基二氢呋喃-2-酮,菌核中主要为亚麻酸、丙三醇、硬脂酸,对比研究发现,菌丝体和菌核的化合物均以不饱和脂肪酸为主。通过实验结果可以看出,虎奶菌菌丝体与菌核相比,其营养成分、活性成分组成基本一致,菌丝体的组分更为丰富。因此,虎奶菌液体发酵菌丝体同样具有较高的营养价值和开发前景。

芒果汁液体培养平菇菌丝体的优化

以芒果汁添加比例、蛋白胨添加比例和菌丝接种量作为变量,研究优化平菇芒果汁液体培养基的营养配方。培养5 d平菇菌丝,通过测定菌丝干质量和以硫酸-苯酚法测定胞外多糖含量进行单一变量试验。同时,以L9(33)正交试验,最终确定最佳的液体培养基配方。结果表明,菌丝干质量随芒果汁添加量增加而先增后减,菌丝干质量在芒果汁添加量40%时最高;菌丝干质量和胞外多糖含量随蛋白胨添加先增后减,在蛋白胨添加比例为0.6%时最高;菌丝干质量和胞外多糖含量随接种量增加先增后减,在接种量为0.8%时最高。由正交实验可知,最佳的平菇芒果汁液体培养基营养配方的芒果汁添加量为40%、蛋白胨添加量为0.6%和接种量为0.8%。

外源添加物对桑黄液体发酵菌丝体和多糖含量的影响

为了探究外源添加物对桑黄液体发酵菌丝体产量及胞内、胞外多糖含量的影响,在桑黄液体发酵培养基中分别加入不同浓度的油酸、α-萘乙酸、维生素B2和桑白皮水提物4种添加物,经液体发酵后,测定了菌丝体产量及胞内、胞外多糖含量。试验结果显示,4种外源添加物都能显著增加桑黄菌丝体产量和多糖含量(P<0.05),其中最优外源添加物为油酸,当油酸浓度2.4 mL/L时,菌丝体产量最高,达2.86 mg/mL,是空白对照的7.15倍,在此油酸浓度下,胞外多糖含量最大,达56.04 mg/mL,是空白对照的7.71倍;当油酸浓度1.2 mL/L时,桑黄胞内多糖含量最高,达60.07 mg/g,是空白对照的3.96倍。其他3种添加物也可以不同程度地提高桑黄菌丝体及胞内、胞外多糖含量(P<0.05)。4种外源添加物是有效提高桑黄液体发酵菌丝体产量和多糖含量的诱导因子。

Na_(2)SeO_(3)对药食用真菌羊肚菌菌丝体生长的影响

【目的】分析不同浓度亚硒酸钠对羊肚菌菌丝体在不同培养基上生长的影响,筛选出最佳的培养浓度,掌握多种培养基的最适富硒配方,为开发富硒羊肚菌产品提供技术支撑。【方法】以六妹羊肚菌作为富硒载体,亚硒酸钠为硒源,进行制备试验,通过平板、原种和栽培种制备试验,系统分析在不同培养基上,不同硒浓度对羊肚菌菌丝的生长趋势,菌丝密度,菌丝形态的影响。【结果】在液体摇培中,硒浓度≤20 mg/L,菌丝形态无明显变化,且随浓度升高,对羊肚菌菌丝促生作用增强,且20 mg/L时干重最大;在母种培养基上,硒浓度≤20 mg/L,对羊肚菌的菌丝生长,菌丝密度,菌丝形态均没有影响;在原种培养基上,硒浓度≤20 mg/L,菌丝密度与菌丝形态无明显变化,且对羊肚菌的菌丝有促生作用,在10 mg/L时最强;在栽培种培养基上,硒浓度20 mg/L,对羊肚菌菌丝体的促生作用最强,菌丝密度与菌丝形态均无明显变化。【结论】以亚硒酸钠作为硒源,硒浓度在10~20 mg/L效果最好,可作为羊肚菌富硒栽培较为理想的浓度。

热压作用下菌丝体粘接杨木单板的机理研究

菌丝体复合材料在成型过程中,菌丝体作为粘合剂发挥着至关重要的作用。基质表面与菌丝体形成特殊的胶合界面,热压可改善界面的结合性能,对于复合材料的力学性能具有重要影响。以杨木单板为研究对象,采用云芝栓孔菌(Trametes versicolor)、木蹄层孔菌(Fomes fomentarius)和血红密孔菌(Pycnoporus sanguineus)3种白腐菌对其定殖14 d,在热压作用下构建菌丝体/木材胶合界面,并通过单搭接拉伸剪切试验评估杨木单板/菌丝体的界面胶合强度。结果表明:菌丝体/杨木单板胶合界面的形成过程中,白腐菌腐朽引起单板表面性质的变化,热压促进了界面层的反应。血红密孔菌菌丝体膜的胶合性能最优,在150℃,1.5 MPa的热压条件下,其胶合强度可达(1.34±0.11)MPa。菌丝体与木材之间的胶合界面通过机械互锁、氢键、席夫碱反应和木质素再聚合形成。研究结论可为菌丝体复合材料的性能调控提供参考。

灵芝菌丝体发酵酸奶的研制

目的:为研究灵芝菌丝体发酵酸奶的制作工艺,提高灵芝功能性酸奶的品质和风味。方法:以灵芝菌丝体发酵液和纯牛奶为主要原料,经过杀菌、添加发酵剂(保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌双菌),以甜菊糖苷和蔗糖为复配糖,通过单因素试验及正交试验研究灵芝菌丝体发酵液酸奶的发酵时间和制作工艺。结果:最佳的工艺条件为复配糖添加5 g蔗糖,0.025 g甜菊糖苷,灵芝菌丝体发酵液添加量为11 mL,发酵剂使用量0.2 g,发酵时间4 h,发酵温度为43℃。此工艺制成的酸奶食用口感最佳,风味最香醇。通过极差分析可知,复配糖添加量对酸奶产生的影响最大。研究为食药用菌酸奶的开发、制作提供思路和方法。

猴头菌子实体与液态发酵菌丝体活性成分差异及其在改善胃部疾病中的应用进展

猴头菌是传统的食药两用菌,具有猴头菌多糖、猴头菌素、猴头菌酮、麦角甾醇等多种活性成分,对胃炎、胃溃疡、胃癌等胃部疾病具有有益调节作用。猴头菌有子实体和菌丝体两种形态,菌丝体又分为固态发酵菌丝体与液态发酵菌丝体。本文主要对比阐述了猴头菌子实体与液态发酵菌丝体活性成分差异以及它们在改善胃部疾病中相关研究成果,以期为猴头菌液态发酵菌丝体规模化、工业化、自动化生产,以及功能食品和食用菌基天然药物的开发提供依据和参考。

黑皮鸡枞菌菌丝体发酵富硒条件优化及菌丝体多糖抗氧化活性研究

目的优化黑皮鸡枞菌(Oudemansiella raphanipes,O.raphanipes)菌丝体发酵条件,考查其富硒规律及菌丝体多糖的体外抗氧化活性。方法以菌丝体干重、菌丝体多糖含量和硒利用率为主要考察指标,分别考察外源硒浓度和发酵条件对黑皮鸡枞菌菌丝体发酵富硒的影响。以3种自由基清除率为指标,考察菌丝体多糖及富硒菌丝体多糖的体外抗氧化能力。结果黑皮鸡枞菌菌丝体富硒的最佳条件为:硒元素添加量5 mg/L、发酵温度25℃、装液量250 mL(500 mL三角瓶)、发酵起始pH 7.0。在该条件下,黑皮鸡枞菌的生物量、菌丝体多糖含量、硒利用率分别为(7.68±0.48)g/L、(3.82±0.24)%和(9.28±2.11)%。当富硒菌丝体多糖质量浓度为0.7mg/L时,其对羟自由基、超氧阴离子自由基和1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基的清除率分别为(49.05±1.94)%、(52.43±3.05)%和(63.87±2.95)%,分别比对照组(不添加硒)高80.84%、7.75%和34.01%。结论低浓度硒(5 mg/L)可以促进菌丝体生长及菌丝体多糖的累积,但高浓度硒(≥15 mg/L)会对菌丝体生长和菌丝体多糖累积产生抑制。硒利用率主要受菌丝体产量及菌丝体硒含量的影响。通过富硒培养,可以提高菌丝体多糖的抗氧化性。

桦褐孔菌菌丝体多糖提取工艺优化及其降血糖能力测定

以桦褐孔菌(Inonotus obliquus)菌丝体为试验材料,多糖提取率为评价指标,采用Box-Behnken响应面法从提取时间、液料比和提取温度3个因素优化桦褐孔菌菌丝体多糖的提取工艺,并研究粗多糖对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性的影响。结果表明,桦褐孔菌菌丝体多糖的最佳提取条件为提取温度97℃、液料比51∶1(mL/g)、提取时间1.9 h、提取3次,在此条件下多糖提取率为(8.02±0.45)%。体外酶抑制试验表明,桦褐孔菌菌丝体多糖浓度为10 mg/mL时,对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制率分别为(77.64±1.78)%和(39.20±1.17)%,二者的半抑制浓度(half maximal inhibitory concentration,IC_(50))分别为3.07 mg/mL和17.20 mg/mL,对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用明显,表明其具有较好的降血糖能力。

基于LC-QTOF-MS代谢组学解析牛樟芝子实体和菌丝体中氨基酸代谢差异

为分析氨基酸在牛樟芝子实体和菌丝体代谢中的差异,采用LC-QTOF-MS系统质谱技术对牛樟芝子实体和菌丝体等3组样品进行代谢组分析,运用SIMCA软件(V16.0.2)对差异氨基酸代谢物进行筛选,分析重要氨基酸及其代谢途径,挖掘潜在标记物用于牛樟芝品种多样性和差异性分析。样品间主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)表明样品间在负离子条件下具有显著差异,在t检验P<0.05,VIP>1的条件下,牛樟芝子实体(ACFB)与液体培养14 d菌丝体(ACM-14)中有288个显著差异代谢物,其中主要差异氨基酸有15种;在ACFB与液体培养28 d菌丝体(ACM-28)中有332个显著差异代谢物,其中主要差异氨基酸有11种;ACM-14与ACM-28间存在283个显著差异代谢物,其中主要差异氨基酸有14种。牛樟芝子实体与菌丝体间氨基酸代谢差异大于菌丝体间,其中以L-精氨酸差异尤为显著。本研究为挖掘牛樟芝子实体、菌丝体氨基酸标记性代谢物和开发产品等提供理论参考。

食用菌菌丝体的营养品质及其在肉制品中的应用

肉类及肉制品是人类日常饮食中获取营养物质的主要来源,食用营养和健康的肉制品已成为人们健康饮食的消费观念。然而,由于肉制品供应难以满足全球人口快速增长的需求、过量摄入红肉可能导致的健康隐患及肉类生产对环境造成的负面影响等问题,新型肉类替代品的出现为消费者提供了更多的选择。其中,食用菌在我国具有悠久的食用历史,其菌丝体的营养成分与子实体相近,且栽培消耗的资源少。因此,将食用菌菌丝体应用于肉制品中极具开发潜力。本文结合近年的研究成果,主要介绍了当前典型工业栽培食用菌(双孢菇、香菇、平菇、金针菇)菌丝的性质特点和营养价值,重点综述了食用菌菌丝蛋白的生产加工技术及其在肉制品中的应用,并分析了目前食用菌菌丝体在肉制品中应用的阻碍因素,为食用菌菌丝体肉制品的研发提供理论基础。