刘 晶,骈跃斌,杨 杰,徐青松
(山西省农业科学院食用菌研究所,山西 太原030031)
我国栽培香菇的历史长达800多年,从1987年开始,我国就成为世界上最大的香菇产出国。在最近三十年左右,我国香菇开始迅速发展开来,早在2015年总产量就达到了766万吨,使得香菇同时成为我国最大的生产和消费食用菌种[1]。香菇在发展的同时,也带动了其生产方式的改变,消费者也对香菇的生产工艺以及香菇品质都提出了更高的要求。其中作为生产的首道工序,菌种的生产起着非常重要的作用,菌种生产方式的优劣将会对生产结果造成直接的影响。
液体菌种的生产方式主要是利用生物发酵罐内的液体培养基经过发酵技术而培养出的可食用菌种。在发酵过程中,需通入无菌空气以确保液体培养基的溶解氧含量,并给菌丝生长提供一个良好的生长环境,如合适的酸碱度、温度等,使其快速生长,待一个发酵周期完成后,便可终获得大量菌种。其生产工艺与金针菇等其它菌类品种大致相似,母种均是接种到三角瓶后,待培养后又转移到发酵罐,发酵结束后得到菌种,最终经过培养后得到香菇。
母种的培养基需要包含多种营养成分,一般可以在其中添加去皮的马铃薯、葡萄糖、琼脂条(粉)以及水等。培养基质量的高低会对菌种的质量造成影响,质量较差的培养基中的菌丝生长慢、菌种质量不能得到保证。因此,为了确保母种的制作质量,可以采用进口培养基。需要注意的是,试管母种从冷藏箱中取出后需要经过活化处理才能转接到平皿,一般在12~14后,待菌丝恢复活力后方可转接到三角瓶[2]。
为了提供液体三角瓶菌种培养基中营养成分,一般用葡萄糖或者蔗糖提供碳元素,用豆粉提供氮元素,并且,还需添加少量的KH2PO4、MgSO4以及蛋白胨或者酵母粉等。需要注意的是,为使豆粉不出现絮状沉淀,需要逐瓶添加;三角瓶在经过高温灭菌,需要冷却后才能进行接种。此外,需要在三角瓶中恒温培养12天到14天后,方可转接至发酵罐。
发酵罐中的培养基在三角瓶培养基的基础上加入少量消泡剂即可,但是在加入发酵罐前,需要在水桶内加水搅拌,过筛后方可加入发酵罐。发酵罐同样需要进行高温高压灭菌处理,待其冷却后便可进行接种。一般在通入无菌空气后,培养9~11天便可进行接种菌包。
我国是从1957年开始进行的香菇固体菌种培养研究,发展至今,因其低要求以及低风险,深受农户和小型企业的欢迎。但是随着生产规模的扩大,受到其繁琐的工艺限制,将会使其投资成本远超过液体菌种。
固体菌种的母种制作方法参考液体菌种的母种制作方法。
固体三角瓶菌种的培养基一般包含木屑、麸皮、石膏或者轻质碳酸钙,亦可添加红糖用以加速菌丝定植。待三角瓶装好培养基后,在中心位置打孔用以接种,然后经过高压灭菌、冷却后便可进行接种。需要注意的是,接种孔径在控制在1cm左右,每个三角瓶接种6到8处,培养室温需控制在22℃,经过一个月的培养后便可扩繁原种。
培养基配方同固体三角瓶菌种培养基,在原种和栽培种的制作过程中,需要将800~1000g的培养基装至聚丙烯塑料袋中。需要注意的是,待菌包中心插入打孔棒后,再进行高温高压灭菌,并于冷却后拔出打孔棒,这样能够缩短发菌周期,提高菌龄的一致性,同样地,发菌时间在一个月。
液体菌种从平皿接种到三角瓶,再从三角瓶接种到发酵罐中,需要36(±3)天,而固体菌种从平皿到最后的逐级扩繁需要95(±5)天的时间,可以看出液体菌种的制种周期远低于固体菌种。
无论是液体菌种还是固体菌种,其生产成本无外乎来自原材料、人工、灭菌处理、冷冻处理以及能耗等。一般而言,液体菌种的每棒菌种生产成本为0.05元,而固体菌种的每棒菌种生产成本则为0.13元,约为液体菌种生产成本的2.6倍。
接种需要用到接种机,液体菌种生产有液体接种机,每台接种机每小时能生产约3000到3500个菌棒,需要2到3名工人操作[3];而固体菌种生产有固体接种机,每台接种机每小时能生产约800到1000个菌棒,需要3到4名工人操作。可以看出,固体菌种的接种效率仍然低于液体菌种。
得益于液体菌种良好的流动性和分散性,其发菌周期比固体菌种约少7到10天左右。此外,液体菌种出菇速度快,在68天后即可正常出菇,并且每包产量能够达到325g,出菇整齐;而固体菌种在68天,出菇量较少,每包产量也只有85g左右,菇蕾分布也不均匀。
液体菌种制作的设备要求高,需要用到空气过滤系统和发酵罐,若按照每日产4万个菌棒算,一共需要至少48个发酵罐,按9500元的单价算,再加上空气过滤系统的安装成本,其总费用至少在63万以上;而固体菌种制作的门槛相对较低,对设备要求也较低,但是需要大面积的培养室,再加上其它各类费用,其总成本不一定会低于液体菌种的投资成本。
从以上的对比可以看出,若是大规模的生产香菇,液体菌种不管是生产成本还是使用效果都要优于固体菌种的;但是对于普通农户而言,采用固体菌种的方式不需要花费大量的资金去购买生产设备,这对农户又是有利的。但是从长远来看,固体菌种已经无法满足目前规模化与批量化的香菇生产要求,不管是普通农户还是大型生产工厂,都需要与时俱进,才能在激烈的市场环境中生存下去。