微碱化栽培料对金针菇产量和质量的提升效应

张维瑞 刘盛荣 苏贵平 马立验 骆伏海 蔡贤贤

摘  要  为探讨栽培料提高碱性对金针菇菌丝生长、产量与质量的影响，在栽培料中添加壳灰，研究其对栽培料pH和金针菇菌丝生长、产量、子实体性状、营养成分、重金属含量的影响。结果表明：添加0.5%～4.0%壳灰的栽培料可提高栽培料pH以及产量。添加量为1.0%～1.5%壳灰的最佳，灭菌后pH为6.2～6.4，高于对照（pH 5.1）;生物学效率为107.6%～113.7%，高于对照（96%），提高了12.4%～18.4%;此外，子实体的粗蛋白和粗纤维含量提高，且子实体性状、商品率、重金属积累未发生改变。以壳灰为碱化剂，栽培料微碱化栽培金针菇可有效提高产量和营养，具有推广应用前景。

关键词  金针菇;壳灰;微碱化;栽培技术

中图分类号  S646.1+5      文献标识码  A

金针菇（Flammulina filiformis）[1]，也叫冬菇，有白色金针菇及黄色金针菇2个品系，其中白色品种是由黄色品种突变而来的，野生金针菇的子实体一般为黄色[2]。金针菇是一种高蛋白、低脂肪、低热量的营养食品，是中国、日本、韩国等国的主要商业化栽培食用菌。金针菇含有18种氨基酸，其中精氨酸、赖氨酸含量高，对青少年生长发育有促进作用，因此有“增智菇”之称[3]。此外，金针菇还具有很高的药用价值，主要活性成分为多糖，具有抗氧化、免疫调节及抗肿瘤活性[4-5]，因此，金针菇是一种营养及药用价值均很高的食用菌。

食用菌栽培料中通常需要添加石膏、轻质碳酸钙、石灰等作为食用菌生长钙来源，钙离子对食用菌菌丝生长、信号转导及分化具有重要作用[6-8]，还可避免或减轻培养过程培养料过度酸化。此外栽培料添加石膏等还具有改善栽培料质地，提高通气的作用[9]。Choi等[9]将煅烧的海星粉作为钙的来源用于杏鲍菇栽培发现1%添加量不会导致走菌时间延长以及推迟原基形成，但可显著提高子实体钙含量。目前，栽培者选择钙源种类以及添加量一般基于经验及个人偏好，针对不同食用菌优化的添加种类以及添加量尚未见报道。

煅烧贝壳粉，俗称壳灰（本文简称“壳灰”），是一种选用牡蛎壳等各种贝壳，经800～1600 ℃高温窑烧，研磨成粉，主要成分为氧化钙。目前，壳灰应用范围极广，如用于新型材料制备[10]、抑菌[11]以及环境重金属吸附[12]。为提高碱性，在栽培料中添加壳灰，研究其对培养料（灭菌前后以及生长过程）pH以及对金针菇菌丝生长、产量、子实体性状、营养成分以及重金屬积累的影响，为金针菇栽培提供新思路。

1  材料与方法

1.1  材料

1.1.1  供试菌种  金针菇F8801，由福建省三明真菌研究所提供。

1.1.2  栽培料配方  壳灰购于福建省宁德市蕉城区壳灰经营部;棉籽壳、麸皮、玉米芯、碳酸钙等购于福建省柘荣县。栽培料添加0.5%～4%壳灰，配方见表1。

1.2  方法

1.2.1  栽培方法  栽培方法参照张文艳等[13]的方法，菌袋规格为17.5 cm40 cm0.05 cm，每袋装料湿重（1080±10）g（干重410 g）。未添加壳灰的作为对照，共9个不同配方，每个配料3个重复，每重复45袋。

1.2.2  菌丝生长速度测定与长势观察  不同配方的栽培袋随机抽取3袋，菌丝生长至袋肩时每天

沿菌丝生长点划线，记录12 d，计算菌丝生长速度，并观察菌丝长势。

1.2.3  栽培料酸碱度测定  称取10 g灭菌前、灭菌后和不同生长期的培养料，加入20 mL去离子水，充分混合后用pH计测pH。

1.2.4  产量及子实体性状测定  将采收后的子实体按袋称重，计算商品菇率。每重复抽取3丛子实体，每丛抽取3根金针菇，测量每根菇的菌柄长度、菌柄直径和菌盖直径，取平均值。

1.2.5  检测方法  选取配方A4、A8以及对照组的子实体进行分析，每重复随机抽取5丛商品子实体，于食用菌脱水机中烘干至恒重。粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、粗多糖、灰分测定分别按GB 5009.5-2016、GB/T 5009.10-2003、GB 5009.6- 2016、NY/T 1676-2008、GB 5009.4-2016;砷、铅、镉、汞分别按GB 5009.11-2014、GB 5009.12- 2017、GB 5009.15-2014、GB 5009.17-2014方法测定。

1.3  数据处理

数据采用DPS7.05软件处理，统计方法为单因素方差分析，差异显著后进行LSD多重比较。

2  结果与分析

2.1  不同配方对菌丝生长速度及长势的影响

由表2可知，不同栽培料中添加不同比例的壳灰对菌丝生长均有促进作用，其中，壳灰含量为1.5%的配方（A3）处理的菌丝生长最快，且菌丝长势健壮，分别比配方A4和A2生长速度高出

1.24%和3.82%，但处理间差异不显著。与A1、CK、A5、A6、A7和A8相比，生长速度分别提高了9.76%、19.41%、7.24%、7.95%、8.31%和8.67%，差异达显著水平。

2.2  不同配方栽培料灭菌前后及各生长阶段的pH

由表3可知，灭菌前、灭菌后、菌丝满袋、出菇以及采收时添加壳灰的栽培料，pH均高于对照，差异显著，以A8最高，分别为10.48、6.89、7.42、7.13和6.48，对照CK最低，分别为6.06、5.15、7.10、6.71和6.17，分别提高了72.9%、33.8%、4.5%、6.3%和5.0%。

菌丝生长过程pH上升，pH越低上升幅度越大;菌丝后熟与出菇期pH持续下降，其中后熟期下降0.24～0.39，出菇期下降0.52～0.70。此外，不同配方栽培料从灭菌前至采收期pH差异不断缩小，从灭菌前相差4.42到采收时仅相差0.32。

2.3  不同配方下对白色金针菇培养料子实体产量、生物转化率、商品率及外观

由表4可知，添加壳灰的栽培料，子实体产量与生物学效率均高于对照，其中配方A3产量和生物学效率最高，分别为466 g/袋和113.7%，配方A3与配方A2、配方A8间没有显著差异，而与其他配方间有显著差异。添加壳灰对子实体商品率无影响;配方A2～A6产生的子实体，外观品质优于A1、A7、A8和对照，可见添加1%～3%壳灰可提高子实体外观品质。

2.4  不同壳灰添加量对子实体性状的影响

由表5可知，不同配方子实体菌盖直径在0.68～0.91 cm间，A3和A4最小，A8最大。菌柄中径范围在0.28～0.42 cm间，A2最小，A8最大;菌柄长度17.9～19.6 cm之间，A3菌柄最长，对照最短。显然，栽培料中添加壳灰对金针菇子实体农艺性状有一定影响。

2.5  不同比例壳灰添加量对子实体营养成分的影响

由表6可知，添加2%（A4）以及4%（A8）壳灰的栽培料，子实体与对照组子实体的粗脂肪、粗多糖和灰分含量相近，无统计学差异。但粗蛋白以及粗纤维含量均显著高于对照。因此，栽培料中添加壳灰能提高金针菇子实体粗蛋白和粗纤

维的含量，而对粗脂肪、粗多糖和灰分不会产生影响。

2.6  不同配方对4种重金属污染物含量的影响

由表7可知，不同壳灰含量配方所生产的子实体的重金属含量，配方A4子实体砷和铅含量最高，但与对照差异不显著，A8低于对照，具显著差异;A8处理中子实体镉含量最高，但与对照组和A3配方间的差异不显著;不同配方子实体的汞含量均极低，在0.01 mg/kg以下。由此可见，栽培料中添加壳灰不会导致重金属积累。4种检测重金属含量均低于国家标准《食品安全国家标准-食品中污染物限量》（GB 2726-2017）规定的食用菌重金属标准。

3  讨论

食用菌栽培生长过程中培养料主要成分如纤维素、木质素、半纤维素[14-15]以及参与主要成分降解的酶的酶活性如纤维素酶、漆酶、果胶酶等的变化[16-18]一直受到研究人员重视，但有关菌丝生长及出菇阶段培养料pH的变化及其对菌丝生长及出菇的影响的极少报道。报道显示香菇[19]、平菇[20]菌丝生长过程培养料pH不断下降，研究人员认为香菇、平菇等菌丝生长向胞外分泌有机酸，使栽培过程栽培料pH会持续下降。本研究中发现金针菇菌丝生长过程中菌丝后熟前pH持续上升，与上述报道不相一致，其细胞代谢机制需深入探讨。

钙源添加在食用菌栽培中起着不可或缺的作用，生产实践中通常在栽培料中添加石灰、轻质碳酸钙、石膏等作为钙的来源。近年来，一些新的添加物如贝壳粉作为钙源用于食用菌栽培[21]，效果好，降低了生产成本，提高了再生资源的利用率。本研究中利用壳灰作为额外钙源用于金针菇培养。

栽培料中添加一定量壳灰能提高金针菇子实体粗蛋白和粗纤维的含量，而粗脂肪、粗多糖和灰分含量未发生改变，显示子实体营养品质得到提升。主要营养成分含量的提高可能与以下2个原因有密切关系：一是培养料中额外添加壳灰提高了其pH，灭菌过程中高pH使栽培料成分易发生化学反应，可能使某些大分子物质降解更完全或使一些菌丝生长抑制性物质降解为无抑制作用的成分，这显然有利于食用菌菌絲生长和对其利用，二是栽培料pH的提高会影响盐的溶解性以及底物离子状态，影响菌丝对营养物质吸收和利用[22-23]。

食用菌易吸附土壤以及栽培料中的重金属[24]，致使子实体重金属含量超标，影响食用菌的品质及其食品安全性，因此，食用菌栽培中添加物对食用菌重金属含量的影响是一项重要的研究内容。本研究发现栽培料中额外添加壳灰，子实体中的重金属含量与对照无统计学意义上的差异，因此栽培料中额外添加壳灰不会导致子实体中重金属积累，不会影响金针菇的产品质量及其安全性。最后，钙作为人体重要的矿质元素，强化食用菌菌丝体钙含量成为重要的研究课题[25]，本研究栽培料添加壳灰对金针菇子实体钙含量的影响需要开展后续研究。

4  结论

栽培料中添加0.5%～4.0%的壳灰可有效提高栽培料的碱性，以1.0%～1.5%添加量为佳，可有效促进菌丝生长，提高子实体产量，而不影响商品率和子实体性状，同时还提高其营养价值，也不导致重金属积累，因此，利用壳灰作为一种碱化剂，微碱化栽培金针菇完全可行。

参考文献

Wang P M， Liu X B， Dai Y C， et al. Phylogeny and species delimitation of Flammulina： taxonomic status of winter mushroom in East Asia and a new European species identified using an integrated approach[J]. Mycological Progress， 2018， 17（9）： 1013-1030.

刘丽娜， 张  平. 金针菇一个新变型的形态学鉴定及ITS序列分析[J]. 菌物研究， 2016， 14（1）： 38-42， 51.

黄来年， 林志彬， 陈国良， 等.中国食药用菌学[M]. 上海： 上海科学技术文献出版社， 2010： 937-978.

Cai H H， Liu X L， Chen Z Y， et al. Isolation， purification and identification of nine chemical compounds from Flammulina velutipes fruiting bodies[J]. Food Chemistry， 2013， 141（3）： 2873-2879.

Leung M Y K， Fung K P， Choy Y M. The isolation and characterization of an immunomodulatory and anti-tumor polysaccharide preparation from Flammulina velutipes[J]. Immunopharmacology， 1997， 35： 255-263.

Rose D J， Sanchez-Vazquez J E. Influence of precipitated calcium carbonate （CaCO3） on shiitake （Lentinula edodes） yield and mushroom size[J]. Bioresource Technology， 2003， 90： 225-228.

Roth-Bejerano N， Mendlinger S， Kagan-Zur V. Effect of calcium on growth of submgerged Terfezia boudieri mycelium[J]. Mycoscience， 2004， 45： 30-34.

Xu Y N， Zhong J J. Impacts of calcium signal transduction on the fermentation production of antitumor ganoderic acids by medicinal mushroom Ganoderma lucidum[J]. Biotechnology Advance， 2012， 30（6）： 1301-1308.

Choi U K， Bajpai V K， Lee N H. Influence of calcinated starfish powder on growth， yield， spawn run and primordial germination of king oyster mushroom （Pleurotus eryngii）[J]. Food and Chemical Toxicology， 2009， 47： 2830-2833.

楊子明， 李普旺， 李思东， 等. 天然橡胶/纳米贝壳粉复合材料微观结构及其力学性能研究[J]. 广东化工， 2015， 42（22）： 64-66.

任  惠， 张志胜， 刘  媛， 等. 高温煅烧贝壳粉抑菌效果研究[J]. 食品工业， 2012（12）： 102-106.

陈立新， 王业松， 周  原. 贝壳粉处理重金属离子废水的研究[J]. 湖南工程学院学报（自然科学版）， 2014（4）： 43-46.

张文艳， 王淑华. 金针菇工厂化栽培技术规程[J]. 特种经济动植物， 2011（2）： 42-44.

Li X， Pang Y， Zhang R. Compositional changes of cottonseed hull substrate during P. ostreatus growth and the effects on the feeding value of the spent substrate[J]. Bioresource Technology， 2001， 80： 157-161.

Peksen A， Yakupoglu G， Yakupoglu T， et al. Changes in chemical compositions of substrates before and after Ganoderma lucidum cultivation[J]. World Journal of Microbiology and Biotechnology， 2011， 27： 637-642.

Wood D A， Goodenough P. Fruiting of Agaricus bisporus changes in extracellular enzyme activities during growth and fruiting[J]. Archives of Microbiology， 1977， 144： 161-165.

倪新江， 潘迎捷， 冯志勇， 等. 香菇生长过程中几种胞外酶活性变化规律[J]. 食用菌学报， 1995， 2（4）： 22-27.

Chao E E， Gruen H E. Intracellular activity of mycelial proteinases during fruit-body development in Flammulina velutipes[J]. Canadian Journal of Botany， 1987， 65： 518-525.

黄  毅. 食用菌栽培[M]. 北京： 高等教育出版社， 2008： 109.

申进文， 薛  元， 黄千慧， 等. 石灰添加量对平菇生长发育的影响[J]. 北方园艺， 2015（6）： 130-132.

范丽军， 金群力， 冯伟林， 等. 不同钙源和添加量对金针菇生长和产量的影响[J]. 食药用菌， 2018， 26（2）： 91-93.

Wang Y C， McNeil. pH effects on exopolysaccharide and oxalic acid production in cultures of Sclerotium glucanicum[J]. Enzyme and Microbial Technology， 1995， 17（2）： 124-130.

Ali M A， Mehmood M I， Asif Hanif R N M， et al. Influence of substrate pasteurization methods on the yield of oyster mushroom （Pleurotus species）[J]. Pakistan Journal of Agricultural Sciences， 2007， 44（2）： 300-303.

Purkayastha R P， Mitra A K， Bhattacharyya B. Uptak and toxicological effects of some heavy metals on Pleurotus sajor-caju （Fr.） Singer[J]. Ecotox iology and Environmental Safety， 1994， 27： 7-13.

卜庆梅， 王丽娟， 刘林德， 等. 3种食用菌菌丝体富钙的研究[J]. 食品科学， 2009， 30（21）： 172-174.