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研究生:陳志豪
研究生(外文):Chih-Hao Chen
論文名稱:杏鮑菇液態菌種培養之研究
論文名稱(外文):Studies of liquid spawn culture for Pleurotus eryngii
指導教授:詹効松石信德
指導教授(外文):Hsiao-Sung ChanHsin-Der Shih
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:生化科技研究所碩士班
學門:生命科學學門
學類:生物科技學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:123
中文關鍵詞:太空包攪拌式生物反應器杏鮑菇液態菌種培養回應曲面試驗設計法
外文關鍵詞:Pleurotus eryngiiliquid spawn culturestirred tank reactor (STR)Response Surface Methodology (RSM)bag cultivation.
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中文摘要
本研究目的是以杏鮑菇ESPS品系,開發液態菌種發酵技術,生產菌絲體以利於商業化栽培。利用CS基礎培養基分別添加數種單糖、雙糖與有機添加物,比較其對杏鮑菇菌絲體生長之影響,試驗結果顯示菌絲經15,000 rpm轉速均質化後以10 %接種量進行培養,在單因子試驗中之碳源種類試驗結果以蔗糖與葡萄糖產生的菌絲量較高;添加有機氮源部份之結果可發現酵母萃取物與蛋白腖對菌絲體生長的影響極為顯著。將上述4種因子進行回應曲面法試驗 (Response Surface Methodology, RSM),在一階迴歸方程式中顯示添加此4種因子對菌絲體生質量皆有正面影響,其中以酵母萃取物添加最為顯著,而在陡升路徑試驗中菌絲體生質量在試驗第4組時達到最高,則得到一新的中心混成試驗原點 (蔗糖2.48 %、葡萄糖1.11 %、酵母萃取物2.18 % 和蛋白腖0.68 %),將此中心混成原點進行中心混成試驗。所得實驗數據結果以多元迴歸技巧進行二階模式理論契合,由回應曲面法求得杏鮑菇菌絲體產生最大生質量之培養基組成,其生質量產量之理論預測值為9.48 g/L,經搖瓶試驗驗證結果為10.19 g/L,此顯示回應曲面模式之可靠性。相較於CS培養基,最適化培養基生產菌絲體之生質量為其10.7倍。將最適化培養基擴大至6公升攪拌式生物反應器培養8天,將培養之液態菌種接種於太空包,結果顯示所有液態菌種之接種條件走菌速度均高於木屑菌種,子實體產量也比木屑菌種高,其中以接種條件為20 mL之液態菌種菌絲長滿太空包平均時間為25天,而木屑菌種平均時間則為45天;子實體產量可達331.67±7.55 g/bag為木屑菌種的 (276.67±6.75 g/bag) 1.2倍;而生物效率為94.22 %對照組則為78.60 %。
Abstract‏
Pleurotus eryngii is an edible mushroom it has a thick, meaty white stem and a small tan cap. The mushroom has a good shelf life but an effective cultivation method is needed to enhance the biomass of this fungus for commercialization. Hence, the present work describes the use of different additives (sugars and nitrogen source) and treatments to enhance the biomass of commercially used P. eryngii ESPS strain for liquid spawn. The CS medium was used as basal medium and mycelium were grown in submerged culture conditions. The initial inoculums were obtained from the mycelia harvested from the petri dish and homogenized at 15,000 rpm. Approximately, 10 % (v/v) homogenized mycelia was used as initial inoculums and transferred to the 250 mL Erlenmeyer flask containing 50 mL of liquid CS medium. Effect of different monosaccharides, disaccharides and organic nitrogen source were examined one by one on mycelium growth. The significant growth response was observed with different carbon source (sucrose and glucose) and nitrogen source (yeast extract and peptone). Response Surface Methodology (RSM), was used to investigate the effect of these additives on mycelia growth. With the goal to achieve maximum mycelium production four components were tested in the process of media optimization. According to central component design and mathematical calculations the optimal concentration of sucrose, glucose, yeast extract and peptone were 24.8 g/L, 11.1 g/L, 21.8 g/L and 6.8 g/L respectively. The prediction of maximum mycelium production was 9.48 g/L, which coincides with the shaker-flask mycelium production 10.19 g/L. Based on results obtained from RSM, the experiment was extended to 6-L stirred tank reactor (STR) and mycelium were grown for eight days. About, 20 mL of this inoculum was poured as seed in bag cultivation as well as in sawdust. The high growth rate and fruiting body production were obtained in bag cultivation than the sawdust cultivation. An increase of 1.2 fold of the fruiting body production was obtained with bag cultivation (331.67 ± 7.55 g) compared to sawdust spawn (276.67 ± 6.75 g). The efficiency of cultivation was increased to 94.22% in bag cultivation compared to 78.60% in the control group. The present investigation on media optimization can be used for higher biomass production of P. eryngii ESPS strain and may be implemented to other Pleurotus strains.
目 錄

中文摘要…………………………………………………………………I
Abstract‏………………………………………………………………….III
表目錄……………………………………………………………….…VII
圖目錄…………………………………………………………………...X
第一章、 前言……………………………………………………………1
第二章、 前人研究………………………………………………………4
第三章、 材料方法……………………………………………………..30
第四章、 結果與討論…………………………………………………..46
第五章、 結論…………………………………………………………109
參考文獻………………………………………………………………111
附錄……………………………………………………………………121








表目錄
表2-1. 真菌中分離出的生物活性物質歸類…………………...............7
表2-2. 目前在日本已成功量產上市的菇類多醣體抗腫瘤製劑……...8
表2-3. 不同種菌培養方式之比較…….……………………………….13
表3-1. 杏鮑菇固態培養基……………………………………………..31
表3-2. CS培養基組成…………………………………………………..31
表3-3. 回應曲面法二階層(一階)因子實驗設計表…………………...36
表3-4. 回應曲面法陡升路徑之實驗設計表…………………………..37
表3-5. 回應曲面法中心混成(二階)實驗設計表...................................38
表4-1. 液態菌種搖瓶試驗,於固定接種量5 %條件下,不同均質
轉速對杏鮑菇菌絲體生長之影響……………………………..49
表4-2. 液態菌種搖瓶試驗,於固定接種量10 %條件下,不同均質
轉速對杏鮑菇菌絲體生長之影響……………………………..49
表4-3. 不同碳源種類及濃度培養對杏鮑菇菌絲乾重、殘醣量及最
終pH值之變化………………………………………………..52
表4-4. 不同氮源種類及濃度培養對杏鮑菇菌絲乾重、殘醣量及最
終pH值之變化………………………………………………..55
表4-5. 回應曲面法二階層(一階)因子試驗設計之結果……….……..61
表4-6. 回應曲面法陡升路徑之實驗結果…………………………….64
表4-7. 回應曲面法中心混成(二階)實驗之結果……………………...67
表4-8. 四種因子中心混成實驗之迴歸分析表………………………..69
表4-9. 二階RSM模式之變異係數分析(ANOVA)……………………70
表4-10. 中心混成試驗預測杏鮑菇菌絲體產生最大生質量之培養
基組成………………………………….…………………….71
表4-11. 中心混成試驗預測杏鮑菇菌絲體產生最大生質量之驗證…71
表4-12. 杏鮑菇液態菌種培養4天後以不同接種體積接入太空包之
走菌百分比……………………………………………………82
表4-13. 杏鮑菇液態菌種培養6天後以不同接種體積接入太空包之
走菌百分比…………………………………………………..82
表4-14. 杏鮑菇液態菌種培養8天後以不同接種體積接入太空包之
走菌百分比…………………………………………………..85
表4-15. 杏鮑菇液態菌種培養10天後以不同接種體積接入太空包
之走菌百分比……………………………………………….85
表4-16. 杏鮑菇液態菌種培養8天後以不同稀釋倍數接入太空包
之走菌百分比……………………………………………….92
表4-17. 杏鮑菇液態菌種培養8天後以不同稀釋均質處理接入太空
包之走菌百分比.……….……………………………………..92
表4-18. 杏鮑菇液態菌種不同接種量及稀釋倍數處理對子實體
產量及生物效率之影響………………………………………107
























圖目錄
圖1-1. 杏鮑菇液態培養系統建立之試驗架構………………………...3
圖2-1. 菇類生長週期.............................................................................14
圖2-2 回應曲面試驗設計法流程圖…………………………………..22
圖2-3 二階層因子設計法之概念圖…………………………………..23
圖2-4 陡升路徑法之概念圖…………………………………………..27
圖2-5 攪拌器葉片形式………………………………………………..29
圖3-1. P. eryngii分別於第0天和第14天之固態培養生長情況……..30
圖3-2. 液態菌種均質處理試驗………………………...……………..45
圖3-3. 太空包走菌測量示意圖……………………………………….45
圖4-1. 杏鮑菇菌絲體固態培養以不同均質轉速處理後接種10 %,
於顯微鏡菌絲體生長狀況……………………………………48
圖4-2. 杏鮑菇菌絲體固態培養以不同均質轉速處理後接種10 %,
培養15天菌絲體之生長狀況………………………………..48
圖4-3. 菌絲於不同碳源培養15天之生長情況………………………52
圖4-4. 不同氮源種類及濃度對菌絲體生質量之影響……………….56
圖4-5. 培養基添加不同氮源於搖瓶培養15天後之照片……………56
圖4-6. 杏鮑菇菌絲體時序培養之生質量及比生長速率變化………..59
圖4-7. 杏鮑菇菌絲體時序培養之殘糖量及pH值變化……………...59
圖4-8. 利用回應曲面試驗設計法,針對4種參試因子進行二階層
因子試驗設計後,培養基組成參照表4-5,於搖瓶培養8天
之照片 (A~R)為表4-5之1~18………………………………62
圖4-9. 利用回應曲面試驗設計法,針對4種參試因子進行陡升路
徑試驗,培養基組成參照表4-6,於搖瓶培養8天之照片 (A~I)
為表4-6之1~9………………………………………….…….64
圖4-10. 利用回應曲面試驗設計法,針對4種參試因子進行中心混成
試驗設計後,培養基組成參照表4-7,於搖瓶培養8天之照片
(A~Z)為表4-5之1~26…………………………………...….….68
圖4-11. 蔗糖和葡萄糖對菌絲體生質量之回應曲面圖………………72
圖4-12. 蔗糖和酵母萃取物對菌絲體生質量之回應曲面圖………...73
圖4-13. 蔗糖和蛋白腖對菌絲體生質量之回應曲面圖………………74
圖4-14. 葡萄糖和酵母萃取物對菌絲體生質量之回應曲面圖………75
圖4-15. 葡萄糖和蛋白腖對菌絲體生質量之回應曲面圖……………76
圖4-16. 酵母萃取物和蛋白腖對菌絲體生質量之回應曲面圖………77
圖4-17. 杏鮑菇菌絲體於最適化培養基時序培養之生質量及比生長
速率變化………………………………………………………80
圖4-18. 杏鮑菇菌絲體於最適化培養基時序培養之殘糖及pH值變
化………………………………………………………………80
圖4-19. 杏鮑菇液態菌種培養4天後以不同接種體積接入太空包之
生長曲線………………………………………………………86
圖4-20. 杏鮑菇液態菌種培養6天後以不同接種體積接入太空包之
生長曲線………………..……………………………………..86
圖4-21. 杏鮑菇液態菌種培養8天後以不同接種體積接入太空包之
生長曲線……………………………..………………………..87
圖4-22. 杏鮑菇液態菌種培養10天後以不同接種體積接入太空包之
生長曲線………………………………………………………87
圖4-23. 杏鮑菇液態菌種培養4及6天後接入太空包培養20天之菌絲
走菌情況……………………………………..……………….88
圖4-24. 杏鮑菇液體菌種培養8及10天後接入太空包培養20天之菌絲
走菌情況………………………………………………………88
圖4-25. 杏鮑菇液態菌種培養4、6、8及10天菌絲於太空包之生長斜
率………………………………………………………………89
圖4-26. 杏鮑菇液態菌種培養8天以不同稀釋倍數接入太空包之生
長曲線………………………………………………………..93
圖4-27. 杏鮑菇液態菌種培養8天以不同稀釋均質處理接入太空包
之生長曲線…………………………………………………..93

圖4-28. 杏鮑菇液態菌種培養8天以不同稀釋倍數及稀釋加均質處理
後接入太空包培養20天之菌絲走菌情況…………………....94
圖4-29. 杏鮑菇液態菌種培養8天不同稀釋倍數及稀釋均質處理後菌
絲於太空包之生長斜率………………………………………95
圖4-30. 杏鮑菇菌絲體以攪拌式生物反應器培養7天之情形………97
圖4-31. 液態菌種於搖瓶培養添加不同濃度消泡劑對菌絲體生質量
之影響…………………………………………………………97
圖4-32. 時序培養8天,接種量5 %及10 %對於菌絲體生質量之影響.99
圖4-33. 時序培養8天,接種量5 %及10 %對於殘糖量之影響………99
圖4-34. 時序培養8天,接種量5 %及10 %對於pH變化之影響……100
圖4-35. 5 %接種量於培養過程中溶氧變化之趨勢圖………………100
圖4-36. 杏鮑菇液態菌種培養8天以不同接種量及稀釋倍數處理後
接入太空包生長25天之菌絲走菌情況…………..………104
圖4-37. 木屑菌種及液態菌種完成走菌時間之差異……………….104
圖4-38. 太空包經刺激處理後栽培第14天之出菇狀況……………105
圖4-39. 杏鮑菇液態菌種以不同接種量及稀釋倍數處理後子實體栽
培16-19天之生長狀況……………………………………..106
圖4-40. 杏鮑菇子實體長度分級 (上為木屑接菌 下為液態接菌)...108
圖4-41. 木屑菌種栽培之子實體受病害感染之生長情況………….108
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