李凤玉
(徐州市贾汪区江庄镇农业技术推广服务中心,江苏 徐州 221000)
双孢蘑菇培养基料隧道发酵的关键技术
李凤玉
(徐州市贾汪区江庄镇农业技术推广服务中心,江苏 徐州 221000)
介绍双孢蘑菇培养基料隧道发酵技术三阶段:原料配制,隧道一次发酵,隧道二次发酵。原料配制涉及原材料配比原则,原材料选择,配方,原料预湿及混合处理。分别从发酵原理、发酵工艺和异常现象处理三方面详细介绍双孢蘑菇培养基料隧道一次发酵和隧道二次发酵技术。
双孢蘑菇;基料;隧道发酵技术;一次发酵;二次发酵
利用隧道发酵技术制备双孢蘑菇培养基料具有机械化程度高,生产成本低,节能降耗,基料质量稳定,病虫少,栽培发菌快,产量高等显著优势和特点;可实现全年全天候制备双孢蘑菇培养基料,满足周年化生产对基料需求;实现规模化生产培养基料,可提供给菇农直接装架生产,使菇农打破传统制料招工难、基料质量不稳定、产量低的瓶颈,增加菇房年栽培次数,提高菇房利用率和生产效率。该技术易于标准化、规范化作业,符合现代菇业高产、高效、持续发展的客观要求。
1.1 原材料配比原则 基料配制时,首先要计算初始含氮量,然后确定粪草比,最后确认基料中碳和氮的比例。以粪草基料配方为主的初始含氮量控制在1.5%~1.7%,粪/草比不能超过5/5;初始碳/氮比控制在23~27/1,碳/氮比在一次发酵时会逐渐降到21~26/1,在二次隧道发酵时会逐渐降到14~16/1,适于菌丝的生长发育。含氮量过低会减弱微生物的活动,使料温低,发酵时间延长;含氮量偏高则会导致基料中积累NH3,抑制菌丝生长。因此,在配制基料时,主料和辅料的用量必须要按一定的比例进行。
1.2 原材料选择
(1)主料。因地制宜选择合适的主料,要考虑营养及培养料的通透性,麦草和鸡粪是首选主料。小麦秸秆应新鲜无霉变,含水量18%~20%,含氮量0.4%~0.6%,黄白色草茎以长者为佳,无粘连结块、淋雨色变,以当年的为好。鸡粪含水量30%左右,含氮量3.0%~3.5%,以雏鸡粪和肉鸡粪营养价值高。
(2)辅料。①饼肥:蛋白质含量高,在用量上要适当减少,一般不宜超过5%。②石膏:可直接补充双孢蘑菇菌丝生长的硫、钙等营养元素,能减少培养料中氮素的损失,加速有机质的分解,提高培养料的保肥力,促进子实体的形成。宜选用医用和食用石膏,添加量为1.0%~1.5%,禁用工业石膏,细度要求在80~100目。③石灰:呈碱性,常用于调节培养料的酸碱度,添加量为2%~4%。④过磷酸钙:可补充磷、钙的不足,能促进各种有益微生物的发酵腐熟,还能与培养料中的过量游离氨结合,形成氨化过磷酸钙,防止培养料铵态氮的透散,若添加量超过2%,则培养料易出现酸化现象。
1.3 配方 配方一:干麦草50%,鸡粪45%,饼肥2%,过磷酸钙1%,石灰1%,石膏1%;配方二:干麦草50%,牛粪40%,饼肥3%,尿素3%,石灰2%,石膏1%,过磷酸钙1%。
1.4 原料预湿及混合处理 主料在预湿池内完成,一般一次性投入秸秆及畜禽粪,浸料预湿混合,所需时间冬季72小时,春季60小时,夏季48小时。主料预湿混合期间要翻动碾压2~3次,使浸水、混合均匀,然后捞出淋水备用建堆,3天后添加混合好的辅料建堆。原辅料达到“三均匀”,即主料与辅料均匀,水分均匀,酸碱度均匀。料pH值稳定在8.5~9,含水量在65%~70%。建堆3天可将原料运送到发酵隧道进行一次发酵。
2.1 一次发酵原理 一次发酵主要是由原料中嗜热的高温放线菌、腐质霉菌、假单孢杆菌等微生物来完成。中低温微生物群体首先利用原料中较简单的有机质,产生有机酸、CO2和热量,随着堆温上升并超过45 ℃后,嗜热性微生物开始替代不适应高温环境的中温性微生物,原料中的氮素在各种微生物的分解作用和化学反应下转变为氨。当料温进一步升高至70~80 ℃时,嗜热微生物也逐渐消失,高温高湿环境条件下,碳水化合物缩合脱水,不溶性焦糖多聚物的焦糖化反应和碳源得以浓缩,为双孢蘑菇菌丝生长积存了一定的碳素营养。此外,料中氨基酸、多肽、蛋白质、维生素和醋酸盐与碳水化合物脱水缩合发生美拉德反应,产生棕色不溶性的多聚糖胺化合物,使原料由黄白色转为棕色至深棕色,麦秸表面的蜡质层也逐渐脱去,料体变得松软,粘连性增强,易吸水,并具有很浓的刺鼻氨味。
2.2 一次发酵工艺 原料一次发酵在自行设计的两层板式隧道中完成,上层堆放原料,下层为通风装置(风速压力为5 500~8 000帕,风速流量为每吨每小时10~18立方米)。经均匀搅拌处理的培养料送入隧道后堆成高2.5米,宽视隧道宽度而定的料堆。相对而言,高压的能穿透料层的风,比大量的供氧更重要,因此料仓的强制送风系统必须有穿透料层的能力。条件适宜情况下料温会快速升至70~80 ℃,一般第3天料温开始下降,这时需打开隧道,用抛料机把培养料转到另一个隧道,进行再次发酵。一次发酵时间共9天左右:进一次隧道(3天)→1次倒仓(3天)→2次倒仓(3天)→二次隧道。
一次发酵后的培养料表面湿滑而有光泽,韧性较强,不易拉断,为棕色和深棕色,粘附性中等,有较浓氨味,但无酸臭味。一次发酵技术参数为;水分70%~73%,pH 7.5~8.0,氨气700~900毫克/升(ppm),氮含量1.65%~2.0%,碳/氮比22~25.5/1。
2.3 异常现象处理 ①料呈乳黄色,酸臭味较大。原因是原料水量偏多及堆心部位缺氧严重,须加大底层送风量,4~6小时后,酸臭味会自然消失。②原料粘性过大,呈水红色或棕色,气味偏酸。造成的原因是原料水量偏多,处理方法为增加一次倒仓。
3.1 二次发酵原理 二次发酵有两个作用:一是通过巴氏消毒,杀灭培养料中有害微生物及虫卵;二是进一步发酵使原料转化为双孢蘑菇菌丝生长需要的营养物质。
二次发酵是氨态氮转化为菌体蛋白质的过程,由嗜热微生物(细菌、放线菌和霉菌)对培养料进行分解和转化。原料中的含氮化合物如蛋白质、多肽、氨基酸、尿素等,在发酵转化过程中,先后被微生物利用,产生氨类化合物。氨类化合物小部分以氨气形式在通风过程中散失,大部分被嗜热放线菌固定,随着放线菌的死亡而最终以菌体蛋白的形式存在,有利于双孢蘑菇菌丝利用。
3.2 二次发酵工艺
(1)填料。经过一次隧道发酵的基料需要抛入二次发酵隧道进行巴氏灭菌,时间7~9天。填料非常关键,要用抛料机将一期末基料抛成松散一致的宽4米、高1.8~2.1米的料堆。隧道二次发酵分6个阶段,分别是:①均温阶段,②升温阶段,③巴氏灭菌阶段,④冷却阶段,⑤选择培养阶段,⑥降温播种阶段。
(2)通风升温。填料后4小时左右可关闭隧道舱门进行均恒升温,使不同层次的料温趋于一致,料层温度稳定一致后,以速度为每吨每小时150立方米的循环风将料温逐步升到58℃。(3)巴氏灭菌。当料温升至58℃时,恒温保持8~10小时,严禁料温高于60 ℃或低于55 ℃,否则会影响灭菌效果。
(4)降温、培养。巴氏灭菌后逐渐将料温降到48~50 ℃,保持 100小时。当培养料呈深棕色或褐色,料内伴有35%左右的灰白色放线菌等有益微生物的色斑,没有氨味或其他刺鼻的异味,并略带甜面包香味,培养料柔软富有弹性,没有粘连现象,容易被拉断时,发酵工艺全部结束,可以通风降温至30 ℃以下,以备播种。
二次发酵技术参数为;水分65%,pH 7.5, 氨气80毫克/升,碳/氮比14~16/1。
3.3 异常现象处理
(1)培养料底部和隧道的两侧偏干。原因是底层风量过大或隧道空间温度超过70 ℃。处理方法:人工喷洒加温至80 ℃的热水(内加1%石灰),切忌喷洒生冷水。
(2)原料呈片状粘连。原因是培养料发酵期间的温度低于45 ℃,引起细菌污染。处理方法:在发酵期间加大通风量(每吨每小时150立方米的循环风),40~45 ℃的停留期不得超过8小时。
(3)培养料氨味偏重。原因是巴氏灭菌温度超过65 ℃,造成培养料过度发酵,并影响氨气的吸附效果。处理方法:迅速将温度降至52 ℃,保持3~5小时,也可向隧道空间喷洒5%甲醛溶液,及时清除隧道内的游离氨。