食用菌生长所需的营养物质

更新于 2026年10月10日 版权声明
一、食用菌生长所需的营养物质

(一)碳源物质

凡是可以被食用菌用来构成细胞结构和提供生长所需能量的含碳化合物通称碳源物质。碳源既是食用菌细胞的主要构成物质,又是其生命活动的能量来源,是合成碳水化合物和核酸的主要原料。主要碳源物质有单糖、低聚糖、多糖、木质素等。多糖包括纤维素、半纤维素、淀粉等。有机酸和有机醇也可以作为食用菌的碳源物质。

1.单糖 葡萄糖是最易被食用菌利用的碳源物质,其次是果糖、甘露糖。利用单糖为营养物质时,因长时间高温灭菌易焦化,所以应高温短时灭菌。

2.低聚糖 双糖如麦芽糖、纤维二糖、海藻糖、蔗糖和乳糖等,还有三糖如棉籽糖也是食用菌可利用的低聚糖。

3.多糖 多糖是大部分食用菌可利用的碳源,包括纤维素、半纤维素、淀粉、果胶等。

纤维素是食用菌最常利用的多糖物质。纤维素是植物细胞壁的主要成分。它是由β-1,4葡萄糖苷键所连接的葡萄糖长链,每个纤维素分子大约由1万个以上的葡萄糖残基组成。天然纤维素以直链结构式存在,不溶于水。经过特殊处理可得到人工纤维素,称为羧甲基纤维素(CMC),其钠盐溶于水。

食用菌分解纤维素是通过分泌胞外纤维素酶的作用进行的。纤维素酶是一种复合酶,是水解纤维素成纤维二糖和葡萄糖的一类酶的总称,包括C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶三种。

不同食用菌所分泌胞外纤维酶的活性不同,其中纤维素酶以蜜环菌属、卧孔菌属、多孔菌属和灵芝属的最强;纤维二糖酶(葡萄糖苷酶)以松口蘑、金针菇和滑菇较高,香菇、双孢蘑菇次之。

4.木质素。木质素也是植物的主要成分,约占木材成分的20%~30%。其主要成分比较复杂,一般认为它是一个或多个苯酚丙烷单体所构成,是由松柏基、芥子基及香豆基醇所构成。真菌能产生大量胞外酚氧化酶(漆酶和酪氨酸酶),利用氧分子氧化酚和其他物质,生成水和有色物质。这些有色物质聚合成类黑色素物。

5.油脂。近年来,日本、美国等以油脂作为食用菌的碳源。他们在培养料中加1%~5%的豆油(或亚麻油、棉籽油、米糠油及动物油脂等)用以栽培双孢蘑菇、侧耳、香菇等,并取得丰收。但添加使用时要先将其乳化(常用的乳化剂有甘油脂肪酸、蔗糖脂酸脂等)。

食用菌对碳素的利用,Genits(1969)早已指出,担子菌转入生殖生长阶段后,营养要求有明显的变化;K.Hashimoto(1976)证实,甘露糖有利于平菇菌丝生长,并且肯定了双糖和多糖比单糖更有利于原基分化。

(二)氮源物质

凡能被食用菌利用的含氮物质称为氮源物质。氮源是合成食用菌细胞蛋白质、核酸和酶的主要原料。食用菌可利用的氮源包括无机氮(硝态氮、铵态氮)和有机氮(氨基酸、蛋白质等)。

1.无机氮的利用

(1)硝态氮。一般来说硝态氮、亚硝态氮是食用菌难于利用的氮源。硝态氮还原成氨才容易被利用。

(2)铵态氮 包括硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等。铵态氮比硝态氮易吸收利用,是因为铵的氮原子(化合价-3)与细胞有机成分的氮原子处于同等氧化水平。因此,氮的同化不需要氧化或还原。NH4+的同化一般有三种形式,一种反应是形成谷氨酸的氨基,NH3被固定后形成三种产物:谷氨酸、谷酰胺和天门冬酰胺。天门冬酰胺只能起固定作用,谷氨酸和谷酰胺还起转氨基和酰胺基的作用。

2.有机氮的利用

(1)尿素。经高温处理后易分解放出氨和氰氢酸,致使培养基的pH值升高并带有氨味,从而为害食用菌的生长。双孢蘑菇培养料发酵时应在第二次翻堆时(播种前20 d左右)加入尿素,以免氨气对菌丝产生毒害。

(2)氨基酸及多肽的利用。菌丝能直接吸收氨基酸和小分子的肽。食用真菌利用蛋白质和较大的肽(蛋白胨、牛肉膏、酪蛋白等)则需要经过胞外酶的作用。许多蛋白质和肽是水溶性的,并能扩散到菌体表面。超过3~5个氨基酸单位的肽不能完整进入细胞。因此,食用真菌对肽的利用受到膜运输的限制,需要分泌胞外蛋白酶,把肽分解成较小的肽或游离氨基酸后才能进入细胞。

(三)矿质营养(https://www.daowen.com)

食用菌生长发育还需要一定量的矿质营养。食用菌需要的矿质元素可分为大量元素和微量元素两大类。大量元素包括磷、钾、钙、镁、硫、钠等,微量元素包括铁、硼、铜、锌、钼和钴等。

无机盐类的生理功能主要是:①构成细胞组分;②构成酶的组分和维持酶的活性;③调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等。

食用菌生产中常用的矿物质主要有过磷酸钙、钙镁磷肥、碳酸钙、石膏、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸锌、氯化钴、硫酸铜、硫酸亚铁、氯化锰等。

1.磷 主要作为细胞合成核酸、磷脂、核苷酸的重要元素,是NADP、NAD、ATP等的组成物。

2.钾 钾是核苷酸合成核苷酸转甲酰酶等许多酶的激活剂,对细胞的渗透,物质的运输起着重要的作用。如钾供应量不足,糖的利用率不高。

3.镁 镁在食用菌有氧呼吸中,主要是酶的激活剂,如镁在二磷酸腺苷(ADP)生成三磷酸腺苷(ATP)能量物质中起着重要作用,催化ADP+Pi→ATP时起着辅助因子的作用。镁作为必要元素参与ATP以及核酸、核蛋白等各种含磷化合物的合成;镁在细胞内还起着稳定核糖体、细胞质膜和核酸的作用。

4.钙 钙是蛋白质的激活剂,能提高线粒体的蛋白质含量;能和钾、镁对抗,克服过量的钾、镁所引起的毒害;能调节细胞内的酸碱度,有利于酶的催化活性。

5.硫 常以硫酸盐的方式吸收。图示首先经ATP活化,形成腺苷酰硫酸,硫还原,最后转移到胱氨酸、蛋氨酸。所以硫是胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸的组分;巯基(-SH,也称硫氢基)具有重要的生物学意义,有的与各种酶的蛋白质结合,有的与辅酶结合,如硫氨素、辅酶A、生物素等都含有巯基;巯基为保持正常的活体内氧化还原电势起着极重要的作用。

6.铁 铁是过氧化氢酶、过氧化物酶、细胞色素和细胞色素氧化酶的组成成分,是起电子传递作用的重要元素。铁参与产生自由能的呼吸作用,从而影响能量运行。

7.铜 铜是各种氧化酶活化基的核心元素,如多酚氧化酶(酪氨酸酶、漆酶等)、抗坏血酸氧化酶等都是含有一定量铜的酶。

8.锌 锌是酶的激活剂,是多种脱氢酶、肽酶和脱羧酶的辅助因子。

9.锰 锰是一些对磷化物起作用的酶类的激活剂,有影响物质合成分解、呼吸等作用。

10.钴 钴含于维生素B12中,对精氨酸酶的活化和丙酮酸脱羧酶的活化都有作用。过量的钴抑制生长。

11.钼 钼参与硝酸盐的还原,参与钼黄蛋白酶的构成。

12.硼 硼促进钙和其他阳离子的吸收,从而促进细胞壁质和细胞间质的形成。

(四)生长因子

生长因子是一类调节和刺激细胞生长的物质,包括维生素、核酸、萘乙酸、吲哚乙酸、赤霉素、三十烷醇等。这些物质用量甚微,但对菌丝生长、原基形成有明显的促进效果。

1.维生素 维生素B1(硫胺素)是许多真菌必需的生长因子,它对子实体发生极为有利,对顺利进行碳代谢起重要作用。维生素B1是丙酮酸氧化脱羧酶、α-酮戊二酸氧化脱羧酶的辅酶。米糠和麦麸含有大量维生素B1。在木屑、棉籽壳培养基中加米糠、麦麸之类的物质就可以满足食用菌对维生素B1的需要。维生素B1不耐热,在120℃以上迅速分解。

食用菌菌丝除需要维生素B1外,还需要微量的维生素B2、维生素B5、维生素B6、维生素B7等。这些B族维生素多存在于马铃薯、麦麸、米糠、麦芽、酵母中。在生产中这些微生素不必专门添加。

2.激素类 萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)及赤霉素(GA)等生长激素在食用菌栽培上也有一定的应用。不同的激素对食用菌的生理效应有所不同。试验证明,NAA能促进蛋白酶和脂肪酶的活性,并增强了对磷的吸收,因而促进了子实体的形成,增加产量。

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