采用多粮浓香型白酒丟糟栽培香菇

任羽，游玲，王松，王涛*

(宜宾学院，固态发酵资源与应用四川省高校重点实验室，四川 宜宾，644000)

香菇[Lentinusedodes(Berk.)Sing]，又名香菌、花菇、香蕈，俗称中国蘑菇，在真菌学分类上属于菌物界(Kingdom Fungi)，担子菌门(Basidiomycota)，层菌纲(Hymenomycetes),伞菌目(Agaricales)，口蘑科(Tricholomataceae)，香菇属(Lentinus)[1]。我国是世界上香菇最大的生产国、出口国和消费国[2-3]。香菇传统的栽培基质是阔叶树木屑，近年来随着香菇产业的迅猛发展和林木资源日趋枯竭，香菇生产面临着栽培料资源紧缺的危机。

丢糟是浓香型白酒生产的主要副产物，富含有机物和矿质元素，目前除部分规模酒厂采取各种方式对丢糟进行集约化利用外，大量的中小型企业的丢糟尚未得以集约化综合利用，造成大量浪费的同时还带来严重的环境问题。近年来，利用丢糟可栽培金针菇[4]、猴头菇[5]、秀珍菇[6]、茶树菇[7]、杏鲍菇[8]、鸡腿菇[9]等多种食用菌，但利用丢糟栽培香菇却未见报道。

本实验采用均匀设计法，以菌丝生长情况、生产周期、产量及污染率为指标对丢糟代料培养料的配方进行筛选，以常规营养成分、氨基酸含量和挥发性物质为指标对香菇品质做出评估，并根据重金属和农药残留考察丢糟栽培香菇的安全性，以期为充分合理利用丢糟资源，生产优质安全的香菇提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

武香一号，由四川省农业科学院土壤肥料研究所提供；丟糟，由四川宜宾吉鑫酒业提供。

1.2 实验方法

1.2.1 香菇栽培管理

将鲜酒糟按照配方配比(表1)，利用石灰水调节pH值到 8后装入塑料袋，每袋装湿料1 000 g(含水量58%)，121 ℃灭菌2 h，冷却至30 ℃左右接种，接种后的菌袋直立于培养室架上于26～28 ℃、相对湿度70%～75%，菌丝满袋后移入栽培室，脱袋转色。栽培室温度控制在25～28 ℃，空气相对湿度控制在85%～95%，待子实体盖边缘内卷，孢子尚未弹射前采收。每袋处理50个重复。

记录各配方每次采收产量；计算生物转化率(BE)，即平均每袋的产量与每袋培养料的干重之比。

表1 供试培养料配方 单位：%

注：表中数据为质量百分比(%)，配方中玉米粉石膏添加量分别为9%和1%。

1.2.2 主要成分测定

培养料样品于65 ℃烘干粉碎后检测粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、灰分等营养成分指标，参照张丽英的常规营养成分测定方法进行[10]。

香菇样品于65 ℃烘干粉碎后粗蛋白参照国家标准 GB/T 15673—2009 食用菌中粗蛋白含量的测定；粗脂肪参照国家标准 GB 5009.6—2016 食品中粗脂肪测定；粗纤维参照国家标准 GB/T 5009.10—2003 植物类食品中粗纤维的测定；灰分参照国家标准 GB 5009.4—2010 食品中灰分的测定；氨基酸测定参照国家标准 GB/T 5009.124—2016 食品中氨基酸的测定。

1.2.3 香菇挥发性成分测定

取5.0 g鲜香菇子实体置于25 mL顶空瓶中，加入12.5 mL去离子水，65 ℃水浴中平衡5 min，插入50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头，吸附40 min，250 ℃解吸5 min。

GC条件：色谱柱HP-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm)；升温程序：50 ℃保持3 min，以5 ℃/min升至150 ℃，保持3 min，以10 ℃/min升至220℃，保持2 min；载气(He)，恒定流速1 mL/min；进样口250 ℃，不分流。

MS条件：电子轰击离子源(EI)，电子能量70 eV；离子源温度230 ℃，四级杆温度150 ℃， 接口温度280 ℃；质谱扫描范围m/z50～550。

通过NIST检索各质谱峰定性，采用峰面积归一化法求得各组分相对含量。

1.2.4 香菇安全性测定

重金属测定：Cu参照GB/T 5009.17—2003；Pb参照GB/T 5009.12—2003；Cd参照GB/T 5009.15—2003；Hg参照GB/T 5009.17—2003；As参照GB/T 5009.11—2003。

六六六、DDT、多菌灵等69种农药的测定：参照NY/T 761—2008、GB/T 19648—2006、GB/T 20769—2008和GB/T 5009.145—2003。

1.3 统计分析

利用Excel 2007和IBM SPSS Statistics 20.0进行数据处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同配方培养料的主要营养成分

分别对上述7种配方中的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维和灰分测定(表2)，测定结果发现对照配方中粗蛋白、粗脂肪和灰分含量均显著低于丢糟配方，而粗纤维却显著高于丢糟配方。

表2 不同配方培养料的主要营养成分 单位：%

2.2 不同配方培养料对香菇生长的影响

如表3所示，香菇菌丝在不同配方上均能生长，但生长时间均长于对照，配方D和E与对照相比未达到显著水平，仅长于对照0.73 d和1.02 d，其余皆达显著水平。 对照污染率为0%，而丢糟培养料污染率高于对照，达到2%～6%。从产量来看，配方料B和D产量皆显著高于对照，其转化率相对于对照分别提高10.65%和8.42%；配方料E和F产量稍高于对照(未达显著水平)，其转化率分别比对照高1.11%和3.06%；配方料A和C产量皆低于对照，前者达到显著水平，后者未达到显著水平。

表3 不同配方培养料对香菇生长的影响Table 3 Effects of different formulations on the growth of shiitake mushrooms

如表4所示，培养料的料高与丢糟比例呈极显著负相关性，是因为丢糟颗粒较杂木屑较小。同时生长天数与配方中丢糟比例、粗蛋白、粗脂肪、灰分呈一定正相关性，与料高及配方中粗纤维含量呈反比，但并未达到显著水平。配方中丢糟比例、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、灰分含量对香菇的总产量及生物转化率均有一定影响，但均未达到显著水平。

表4 培养料特性与香菇生长情况及产量的相关性Table 4 The correlation between characteristics of theculture medium and the growth of shiitake mushroomsand yield

注：**.在0.01 水平(双侧)上显著相关。

2.3 不同配方培养料对香菇营养成分的影响

如表5和表6所示，各处理的香菇粗蛋白均显著高于对照，配方E最高，相对对照提高7.53%，且香菇粗蛋白含量与配方中粗蛋白、粗脂肪、灰分呈显著正相关性，与配方中粗纤维含量呈显著负相关性。各处理及对照的粗脂肪含量介于1.05%～2.05%之间，配方F含量最高，相对于对照提高0.92%；配方料A、B和D含量显著高于对照，配方料C和E稍低于对照，但未达到显著水平；各处理的香菇粗纤维含量介于7.71%～10.48%之间，配方料A、B、F显著高于对照，配方F含量最高，相对于对照提高0.90%，其余皆显著降低。各处理的香菇灰分含量介于4.94%～5.75%之间，配方C含量最高，相对于对照提高0.41%；配方F含量最低，相对于对照降低0.40%；配方A、E含量显著高于对照，配方B稍高于对照，但未达到显著水平；配方D灰分含量稍低于对照，但未达到显著水平。

表5 不同配方培养料栽培香菇的主要营养成分单位：%

表6 培养料营养成分与香菇营养成分的相关性Table 6 The correlation between main nutrients of theculture medium and shiitake mushrooms

注： *在0.05 水平上显著相关。

2.4 香菇中氨基酸组成与含量测定

食用菌的高营养及其独特的风味均与其中的蛋白有关[11-14]，对香菇中的蛋白氨基酸的组成及含量分析见表7。

表7 香菇17种氨基酸的含量测定Table 7 The contents of 17 amino acids of shiitakemushrooms

注：* 必需氨基酸；-表示未检出；+鲜甜味氨基酸。

以这7种配方栽培的香菇中均含有除色氨酸(未检测)以外的7 种人体必需氨基酸；以酒糟为主料相对于杂木屑为主料栽培的香菇中的氨基酸总量均有所提高，各配方菇依次提高9.06%(A)、6.24%(B)、18.28%(C)、2.90%(D)、40.86%(E)、15.46%(F)；此外，必需氨基酸占氨基酸总量的比重也有所提高，依次提高0.48%(A)、10.32%(B)、8.85%(C)、12.88%(D)、10.59%(E)、14.56%(F)；说明以酒糟为主料栽培的香菇的营养更丰富。

在配方B、C、D、E和F菇中，Cys和His均未检测出，为限制性氨基酸。除配方E和F外，以酒糟为主料的其他配方相对于杂木屑为主料栽培的香菇中的与风味相关的Asp和Glu等鲜味和甜味氨基酸的总量占氨基酸总量的比重均有所提高，说明其香菇的呈味可能更好。

2.5 香菇挥发性成分分析

从7个香菇样品中共提取出27种共有成分12种含硫化合物、6 种醛类、4种醇类、2 种酮类、2种烃类、1种呋喃，同时剔除对香气一般没有贡献的烷烃类，即确定的25种共有成分可作为香菇特征香气的判别及其质量评价的重要依据，见表8。

表8 香菇中挥发性成分的鉴定结果Table 8 Identification of volatile components inshiitake mushrooms

不同处理香菇的主要风味物质均为含硫化合物、醇类和酮类，而醇类和酮类均以八碳化合物为代表。由香菇对照组、A、D、E和F的主要风味物质为含硫化合物，而香菇B和C则反之，其主要风味物质为八碳化合物。

从聚类分析树状图(图1)可以看出，当欧氏距离增至16时，7个香菇样品可被划分为两大类群，类群I包括样品B和C，类群II包括样品对照组、A、D、E和F。挥发性成分聚类图中样品E和F在最小距离形成两个聚类，表示他们之间的相似性最大；且从整体上看不存在某个偏差较大，即被孤立形成一个类群的情况，因此不存在较大差异。

图1 香菇挥发性成分聚类树状图Fig.1 Cluster pedigree diagram of active-volatiles of L.edodes

2.6 香菇食用安全性评估

2.6.1 香菇的重金属含量分析

从表9可以看出，以酒糟为主料相对于杂木屑为主料栽培的香菇中的Pb含量均有所降低；配方料B和D菇中的五种重金属含量均低于对照配方。

表9 不同配方培养料对香菇重金属的影响单位：μg/kg

注：“-”表示未检出，检出限为20 μg/kg。

2.6.2 香菇农药残留分析

多粮浓香型白酒丟糟的主要原料有高粱、玉米、小麦、大米、糯米等。这些农作物种植过程中涉及多种农药的施用，因此根据相关标准(详见材料与方法)，检测了香菇中69种常见农药的含量，结果发现其含量均低于0.01 mg/kg。

3 讨论

本实验开展的白酒丢糟栽培香菇的技术研究发现，香菇菌丝在不同配方上均能生长，但生长时间均长于对照，且丢糟比例与生长时间呈一定的正相关性(表4)，这可能是因为随着丢糟比例增加导致培养料溶氧量减少(丢糟比例与料高极显著负相关)，而香菇是好气性腐生菌，因此生长时间长于对照，但丢糟比例与生长天数的相关性不显著，说明培养料溶氧量并不是限制香菇菌丝生长的唯一因素；从化学成分来看，丢糟含大量醛、酮、有机酸类等物质[4-6]，可能对菌丝生长产生抑制；生长天数普遍长于杂木屑配方，也有可能是因为丢糟与杂木屑的组成成分差异较大，微生物细胞在不同的生长条件中通过基因的选择性表达会根据培养基中不同的物质组成而分泌不同酶等物质，考虑到香菇菌种尚未完全适应丢糟环境，经过一段时间的栽培驯化，还有进一步提升的空间，有望最终超过木屑培养料。适量的丢糟替代常规培养料比例对香菇产量起到增产的作用，这与王涛[5]利用丢糟栽培秀珍菇，何元丽[6]利用丢糟栽培猴头菇可获高产研究结果相似；各处理的营养成分等变化规律与产量并没有显著相关关系。对照污染率为0%，说明此次实验环境条件控制较好；但丢糟培养料污染率普遍高于对照，达到2%～6%，可能是因为丟糟中含有耐高温的芽孢杆菌，且糠壳的热穿透性较差，导致灭菌不充分，质地较硬，两端尖锐容易刺破菌袋，也容易导致杂菌污染，因此在扩大规模生产时，可考虑选用较厚实、耐高温的栽培袋、延长菌袋灭菌时间、严格控制无菌操作及加强环境消毒工作来降低污染率；配方D、E和F的污染率为2%～3%，与实际生产情况大体吻合。综上，在本试验条件下丢糟栽培香菇的最佳配方为：鲜丢糟72.5%、杂木屑17.5%、玉米粉9%、石膏粉1%，该配方栽培香菇，接种至满袋天数83.55 d，头二茬菇产量平均达310.97 g/袋，转化率达74.04%。

各处理的香菇粗蛋白均显著高于对照，培养料粗蛋白、粗脂肪和灰分含量与香菇粗蛋白含量呈显著正相关性，而培养料粗纤维含量与香菇粗蛋白呈显著负相关性，这可能是因为酒糟培养料配方中粗蛋白含量明显高于对照，可以为香菇合成自身蛋白质提供现成的原料，与申进文[15]等人得出平菇的营养成分含量与原料营养成分含量之间不存在相关性相反；各培养料对香菇粗脂肪、粗纤维和灰分等营养成分含量均有不同影响，其营养成分之间无显著相关性，与申进文[15]得出的结论相似。丢糟培养料菇的氨基酸总量和必需氨基酸量占氨基酸比值均高于杂木屑，说明丢糟培养料菇的氨基酸更为丰富。

各培养料对香菇挥发性成分均有不同影响，但总体不存在较大差异，其挥发性成分主要为含硫化合物及八碳化合物，与WASOWICZ E等人的结论相似。本实验报道的挥发性成分中,邻苯二硫醇，1,2,3,4-四硫杂环戊烷，1,2,3-三硫杂环己烷，Hexathiepane属首次被报道。含硫化合物含量的差异导致了香菇风味特征的浓郁和清淡，如二甲基三硫醚具有洋葱的气味，在丟糟配方中均相对含量较高(5.0%以上)，杂木屑配方中相对含量较低(0.45%)；三(甲硫基)甲烷具有蘑菇味和霉味[16]，在配方D中相对含量较高(5.28%)；二甲基四硫醚在丟糟配方中均相对含量较高(>2.0%)，杂木屑配方中相对含量较低(0.2%)。八碳化合物风味阈值较低，提供浓郁的蘑菇风味，如1-辛烯-3-醇又称“蘑菇醇”，呈现出略带金属味的蘑菇特征性风味[17]，各配方中均相对含量较高；3-辛醇在配方C中相对含量较高(13.16%)；2-辛烯-1-醇具有肥皂和塑料味，苯乙醇具有甜味和玫瑰香味[16]。香菇中的醛类、酮类、酯类、呋喃、烃类等挥发性物质，在风味中起着调和、协同或互补的作用。微量的醛可使香气更加醇厚，如苯甲醛具有坚果、苦杏仁和樱桃香，苯乙醛具有甜味和巧克力味，壬醛具有柑橘味，阿托醛具有肉桂芳香气味，癸醛橘皮味和动物脂味[16]；酮类化合物有特殊的香气，如3-辛酮具有的蘑菇特征风味[18]，在各配方中均有较高相对含量，尤其在配方C中相对含量较高(20.50%)，苯乙酮具有杏仁味[16]；酯类化合物是经低级饱和脂肪酸与醇类化合而成，具有各种果实香味[18]；2-戊基呋喃轻微焦糖味[16]；烷烃类一般对对香气没有贡献[19]。因人体对各种挥发性物质的敏感度、阈值不同，香菇的风味是不能以组分的绝对含量来考量的，风味是不同成分及含量的集体贡献，有些含量极低的成分也可能是其主香成分。

各培养料栽培香菇的重金属和农药残留均在国家安全限量之内，表明丢糟栽培料与杂木屑栽培料均不会对香菇的安全性造成影响。

综上所述，丢糟栽培料可实现香菇的高产、优质、安全等特性，是替代传统栽培原料的理想材料。2016年，中国白酒年产量达1 300万t，白酒丢糟的产量达3 900万t，且白酒行业呈现较为良好的增长走势[20]。目前鲜丢糟80元/t，而杂木屑价格却要 400～500元/t，利用丢糟生产香菇可大大降低生产成本，对有较好的灭菌、蒸汽升温条件的酒企来说除建菇房外可以说是零投资，加之丢糟未受任何污染，酒企利用其生产符合有机食品要求的香菇就能创造出2 000元/t的价值，每年能创造相当可观的商业利润，生产香菇的菌糠还可以用于生产饲料，进一步提高丢糟利用率，创造高附加值的同时又减少了环境污染，因此丢糟生产香菇具有相当广阔的应用前景。