天麻茎秆废弃物栽培平菇及其营养成分分析

贾长青 ，马瑞，苏旺苍，桂干北，郁建生

1. 铜仁职业技术学院民族中兽药国家工程中心（铜仁 554300）；2. 贵州梵净山农业高科技股份有限公司（铜仁 554300）；3. 河南省农业科学院植物保护研究所（郑州 450002）

平菇是一种大众餐桌上常见的食用菌，在我国各地广泛栽培，产量巨大，其栽培原料来源多样[1-2]。目前栽培平菇常用的主料有棉籽壳、玉米芯、稻草、木屑等。栽培原料需要为平菇生长提供必备的营养物质，如碳、氮、无机盐等[3]，其中合适栽培主料在平菇的生长和成本控制中占主导地位。随着食用菌产业的迅速发展，多地出现栽培主料短缺或价格高涨等，这制约食用菌产业的瓶颈。因此，发现新型食用菌培养主料、寻求廉价的栽培原料十分迫切，势在必行。除常用的栽培平菇主料外，已有文献报道有使用“林业三废”[4-5]、中药残渣[6]、混合药渣[7]、酒糟[8]等废弃物作主料栽培平菇。其研究结果表明，这些林业、中草药药渣均能作为主料栽培平菇，效果显著，在食用菌产业上也有广阔的前景。

天麻（Gastrodia elataBlume.）是贵州省“十大地道药材”之首，药用价值很高[9-13]，并被列入贵州省重点培育发展的“八大产业链”之一[14]。近年来，天麻种植及加工产业发展迅速[15-17]，潜力巨大。目前，仅贵州德江县天麻种植面积已经突破134 hm2。但是，在大量收获天麻药用块茎的同时，每年会产生十几吨的天麻茎秆副产品，除了一些用作造纸、沼气原料外，其余多被丢弃焚烧，可见天麻茎秆利用率很低。

鉴于目前贵州武陵山区栽培平菇主要原料棉籽壳、玉米芯等均不是来自于本地农副产品附加物，需从外地购买，近年来价格上涨迅速；而且目前尚没有关于利用天麻茎秆作为主料栽培食用菌的报道[19-21]。试验在前期工作的基础上[18]，对利用天麻地上茎秆栽培平菇可行性和其营养成分进行了初步探索，旨在有效地提高天麻茎秆再利用率，变废为宝，并为进一步利用天麻茎秆栽培其他食用菌提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

天麻地上茎秆部分，从德江县天麻种植基地应季采集，洗净阴干，利用粉碎机粉碎至长2 cm、宽0.2 cm的小碎片，备用。

供试平菇菌种为铜仁市广泛推广的平菇150，为铜仁市食用菌工程中心保存菌株。

1.2 方法

1.2.1 平菇栽培配方

1) 试验配方T1，天麻茎秆5.0 kg。配方：天麻茎秆90.5%，米糠9.0%，石灰粉0.5%；同时设置平行试验3个，配方一致。

2) 试验配方T2，天麻茎秆10.0 kg。配方：天麻茎秆90.0%，米糠9.5%，石灰粉0.5%；同时设置平行试验3个，配方一致。

3) 试验配方T3，天麻茎秆10.0 kg。配方：天麻茎秆87.0%，米糠12.5%，石灰粉0.5%；同时设置平行试验3个，配方一致。

4) 试验配方T4，天麻茎秆10.0 kg。配方：天麻茎秆84.0%，米糠15.5%，石灰粉0.5%；同时设置平行试验3个，配方一致。

5) 对照配方：CK，主料棉籽壳5 kg。配方：棉籽壳90.5%，米糠9.0%，石灰粉0.5%；同时设置平行试验3个。

1.2.2 平菇栽培管理

1) 将粉碎好的天麻茎秆碎片置于水池中加水浸泡3 h，取出浸透的天麻茎秆碎片，稍微沥干。

2) 堆肥发酵：将天麻茎秆碎片均匀铺开，按照配方加入米糠、石灰粉，反复混合均匀，聚拢成堆，于15～25 ℃堆肥发酵24 h。

3) 制棒接种：将堆肥后的原料装入圆柱形聚乙烯塑料袋，装填后压实，留出部分袋体。常压下蒸汽持续灭菌10 h，冷却至室温后，清洁环境下采用两端接种法接种。

4) 在室温下培养，当菌丝长满料袋后，置于大棚中，阴暗，温度控制在16～25 ℃之间，保证湿度在90%以上，培养大约36 d，开始出菇，47 d左右，平菇长成，采摘六七潮。平菇栽培管理方法均采用平菇正常生产条件下广泛采用的方法，对制棒、接菌不做严格的无菌处理，只要求在清洁环境下进行。

制棒数量：T1中每个平行试验制成菌棒10个；T2中每个平行试验制成菌棒20个；T3中每个平行试验制成菌棒20个；T4中每个平行试验制成菌棒20个；对照配方中每个平行试验制成菌棒10个。

对照配方按同种栽培方法管理。

1.2.3 平菇采收

根据具体出菇情况采收，统计自菌棒接种完成之日起每个重复菌丝长满菌袋天数、初次出菇天数、杂菌污染菌棒数比例、初次采收天数、鲜平菇产量。

每千克主料转化产出鲜平菇的量（kg/kg）=每个重复鲜平菇产量/栽培主料投入量 （1）

1.3 平菇营养成分测定方法与数据处理

所有干重样品营养成分检验均委托贵州省流通环节食品安全检测中心进行检验。除水分含量外，其他蛋白质、总糖、氨基酸、微量元素的含量均为除去水分后干平菇中测定所得的含量。

1.3.1 水分的测定

于80 ℃杀青10 min，然后在55 ℃干燥至恒重。测定前后质量的差异，计算水分。

1.3.2 蛋白质的测定按照GB 5009.5—2016食用菌中粗蛋白的测定标准测定供试干平菇中的蛋白质。

1.3.3 16种氨基酸的测定

按照GB 5009.124—2016食用菌中氨基酸的测定标准测定。

1.3.4 总糖的测定

按照GB/T 15672—2009食用菌中糖的测定标准测定。

1.3.5 微量元素的测定

按照GB 5009.92—2016、GB 5009.90—2016、GB 5009.14—2017、GB 5009.24—2017、GB 5009.13—2017、GB 5009.87—2016和GB 5009.242—2017标准分别测定干平菇中的钙、铁、锌、镁、铜、磷、锰。

1.3.6 数据处理

数据处理采用SPSS 25.0进行处理。

2 结果与分析

2.1 菌丝及平菇生长、杂菌污染及产量情况

通过持续观察（图1，以T1为例），平菇菌丝在天麻茎秆为主料的配方的菌棒上生长良好。平菇菌丝生长浓密、粗壮、整齐，接种后菌丝平均21 d左右长满菌棒，36 d左右开始出菇，47 d左右可以采摘第一潮，共可采摘六七潮。

图1 天麻茎秆作主料栽培平菇中不同时期菌丝生长情况

从差异显著性分析结果（表1）来看，试验配方和对照配方之间，在0.05和0.01水平下，初次出菇天数、初次采收天数、杂菌污染比例3个指标上均无显著性差异；在菌丝布满菌棒所需天数指标上，试验配方和对照配方间差异极显著，天麻茎秆作为主料时，菌丝长满菌棒所需天数较短，这表明天麻茎秆主料较适宜平菇菌丝生长。

表1 不同重复下平菇生长情况

试验发现试验配方和对照配方间杂菌污染指标上并没有显著性差异，有轻度杂菌污染的情况下，正常菌丝仍能长满菌棒（图3中标注），但在每千克主料产出新鲜平菇产量指标上，试验配方和对照配方之间差异极显著，试验配方4个处理的单位产量明显高于对照配方（图2）。一方面表明菌丝生长过程中轻度杂菌污染对菌丝布满菌棒和单位产量没有显著影响；另一方面也表明采用天麻茎秆作为栽培主料，生物转化率较高，产量优于采用棉籽壳作为主料。

图2 不同配方中每千克主料产出新鲜平菇的质量比较

图3 平行试验中杂菌污染情况

2.2 不同主料栽培的平菇中的水分、蛋白质、总糖的质量分数

天麻茎秆作为主料栽培的平菇（试验配方）和棉籽壳作为主料栽培的平菇（对照配方）的水分、蛋白质、总糖结果如表2所示。差异显著性分析显示，在0.05和0.01水平上，试验配方4个处理间5个指标差异不显著；但4个试验配方和对照配方间差异极显著：试验配方平菇中水分质量分数低于对照配方；试验配方所得干平菇中的蛋白质质量分数和总糖质量分数也均低于对照配方。

表2 不同主料栽培平菇中的水分、蛋白质、总糖

2.3 不同主料栽培的平菇中的氨基酸质量分数

不同配方下，天麻茎秆作为主料栽培的平菇（试验配方）和棉籽壳作为主料栽培的平菇（对照配方）的氨基酸质量分数和差异显著性分析结果如表3所示。首先从总体上来看，除天门冬氨酸外，在其他15种氨基酸质量分数测定结果上，试验配方和对照配方间差异极显著，说明不同主料所栽培的平菇在氨基酸质量分数分布上有很大的不同。而试验配方4个处理间的氨基酸质量分数测定结果差异不显著。其次，在试验配方下，氨基酸总量均值为12.09 g/100 g，低于对照配方平菇中的氨基酸总量，差异极显著。从必需氨基酸总量的占氨基酸总量的比例来看，试验配方和对照配方平菇必需氨基酸的占比均值分别为31.08%和41.51%，天麻茎秆作为主料栽培的平菇必需氨基酸占比较低，差异极显著。在检测的16种氨基酸中，对于风味氨基酸来说，试验配方平菇的甜味氨基酸（甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸）占氨基酸总量的均值为17.25%，对照配方平菇的甜味氨基酸占氨基酸总量的18.75%，两种配方下，对照配方中甜味氨基酸的占比较高。从鲜味氨基酸（谷氨酸、天门冬氨酸）方面来看，试验配方和对照配方平菇中的鲜味氨基酸占比分别为34.04%和24.23%。天麻茎秆作为主料栽培的平菇中鲜味氨基酸的占比远高于对照配方平菇。试验配方和对照配方栽培的平菇中，谷氨酸质量分数的最高均值分别为2.91 g/100 g和2.61 g/100 g。天门冬氨酸质量分数在试验配方和对照配方栽培的平菇中也较高，均值分别达到1.21 g/100 g和1.19 g/100 g。

表3 不同主料栽培的平菇氨基酸的组成及质量分数

2.4 不同主料栽培的平菇中的微量元素质量分数

天麻茎秆作为主料栽培的平菇（试验配方）和棉籽壳作为主料栽培的平菇（对照配方）的微量元素质量分数及差异显著性分析结果如表3所示。从0.05和0.01水平下显著差异性分析结果来看，试验配方4个处理中各微量元素的质量分数差异不显著，但是与对照配方中各微量元素质量分数差异极显著，一方面说明试验配方重现性较好；另一方面说明在配方差别不大的情况下，使用不同主料栽培平菇，对平菇中各种微量元素的质量分数影响极其显著。两种配方下，试验配方平菇中的铁、锌、铜、锰质量分数均显著低于对照配方平菇中质量分数。但天麻茎秆作为主料栽培的平菇（试验配方）中的钙、镁、磷的质量分数远远高于对照配方平菇中的质量分数，均值分别达到126.21，1269.41和618.67 mg/kg（图4）。结果表明，天麻茎秆主料栽培平菇（试验配方）中，平菇对钙、镁、磷这三种微量元素的富集作用较强。

图4 不同配方中钙、镁、磷质量分数比较

表4 不同主料栽培的平菇的微量元素质量分数

3 结论与讨论

目前，平菇栽培常用的主料有棉籽壳、玉米芯、稻草、大豆秸、木屑等。近年来，由于栽培食用菌主料价格上涨和食用菌产业的迅猛发展，寻找适宜本地食用菌产业发展的廉价的栽培原料势在必行。已有实践证明，桉树皮等“林业三废”、中药提取剩余的混合药渣、中成药加工残渣、酒糟等，均能用作主料栽培平菇。试验首次采用天麻茎秆作为栽培主料栽培平菇，并对其可行性和营养成分进行了分析。结果表明：采用天麻茎秆作为主料栽培平菇完全可行。其生物转化率高，产量优于同等条件下采用棉籽壳作为主料。这不仅解决了天麻茎秆再利用率低的问题，而且使贵州武陵山区本地栽培平菇的主要原料有了更多选择。

不同栽培主料栽培的平菇营养成分在分布和比例上存在明显的差异，但平菇营养成分质量分数与栽培原料的营养成分质量分数之间并没有相关性。从试验对两种不同配方栽培的平菇的营养成分分析结果可以看出：1）天麻茎秆作为主料栽培平菇中的蛋白质质量分数和总糖质量分数均低于对照配方。因试验配方要兼顾天麻茎秆栽培平菇的可行性研究，配方选用要尽可能简单，排除其他主料影响。下一步工作将进行配方的优化，以期得到更优的配方。2）在氨基酸分析中，4个试验配方与对照配方之间差异极显著。天麻茎秆作为主料栽培的平菇中氨基酸总量低于棉籽壳作为主料栽培的平菇中氨基酸总量。其中在必需氨基酸占比上，天麻茎秆作为主料栽培的平菇也明显低于棉籽壳作为主料栽培的平菇。但从鲜味氨基酸占比上来看，天麻茎秆作为主料栽培的平菇中鲜味氨基酸占比远高于棉籽壳作为主料栽培的平菇。3）对其微量元素分析表明，不同配方下，平菇对微量元素的富集有极显著不同。天麻茎秆作为主料栽培的平菇（试验配方）中的钙、镁、磷的质量分数远远高于棉籽壳作为主料栽培的（对照配方）平菇中的质量分数。4）从单位产量、蛋白质质量分数、总糖质量分数、氨基酸质量分数、微量元素质量分数等指标比较来看，T1配方为优选配方。

综上所述，天麻茎秆是栽培平菇所用主料的优质选择之一，单位产量颇高。采用天麻茎秆作为主料栽培的平菇中，钙、镁、磷的含量尤为丰富，可根据栽培目的和消费者需要的不同，培育含有不同营养成分的特定平菇。另外，使用天麻茎秆作为主料在栽培其他食用菌方面的应用还待进一步开发。