海鲜菇菌渣栽培茶薪菇配方试验

2021-12-17 05:48
农业科技通讯 2021年12期
关键词:鲜菇羧甲基菌渣

郑 峻

(福建省食用菌技术推广总站 福州 350001)

茶薪菇为担子菌亚门(Basidiomy cotina)、伞菌纲(Agaricomycetes)、伞菌目(Agaricales)、粪伞科(Bolbitiaceae)、田头菇属(Agrocybe)[1],以其良好的口感及较高的营养价值为人们所热爱。茶薪菇在江西广昌县、黎川县和福建古田县等多个地区被大规模推广种植并形成支柱产业。2018年我国茶薪菇年产量达到90万t,占当年食用菌总产量的2.34%,故茶薪菇在食用菌市场中具有重要的位置[2]。所以,降低茶薪菇生产成本、提升企业效益已成为一个亟待解决的问题。

有研究表明,海鲜菇菌包在培养前后基质中的总碳含量、总氮含量、碳氮比相差不大[3],除海鲜菇菌包本身配方营养含量高的原因外,工厂化生产海鲜菇的企业出于对产量的考虑,一般一批次只生产一茬。因此,营养丰富的海鲜菇菌渣能为其他食用菌生产提供生长所需的营养物质。若将海鲜菇菌渣合理应用到茶薪菇生产发酵中,不仅能实现生产成本的降低和企业经济效益的提高,还能减少因海鲜菇菌渣乱堆乱放和焚烧造成的环境污染问题。

以海鲜菇菌渣不同添加量作为二次基质来发酵茶薪菇菌丝,通过测定和比较各种生理生化参数,筛选出最适宜茶薪菇菌丝生长的固态发酵基质中海鲜菇菌渣的添加量,从而实现海鲜菇菌渣的二次基质利用及降低茶薪菇的生产成本,进而提高茶薪菇生产的经济效益。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

茶薪菇菌种来自福建农林大学(古田)菌业研究院;海鲜菇菌渣来自福建福泉鑫生物科技有限公司。

PDA加富固体培养基:土豆(去皮)200.0 g/L,葡萄糖20.0 g/L,蛋白胨3.0 g/L,酵母提取粉3.0 g/L,磷酸二氢钾1.5 g/L,硫酸镁1.5 g/L,维生素B10.1 g/L,琼脂粉20.0 g/L,pH自然,121℃灭菌20 min。

基础栽培配方:棉籽壳40%,木屑30%,麦麸20%,玉米粉9%,石膏1%,含水量65%,pH 7.5~8.0,121℃灭菌2.5 h,装瓶量240 g。

以基础栽培配方为对照(CK),将拌好的海鲜菇菌渣部分替代对照配方中的基础配方,具体试验配方见表1。

表1 试验各处理及编号

1.2 试验内容与方法

1.2.1 菌丝培养与生长速度测定将茶薪菇菌种在PDA加富固体培养基中进行活化,然后用接种器将活化好的菌种转接至栽培瓶,每一瓶呈等边三角形接种三块菌种,在24℃恒温养菌室培养。接种后,当菌丝长至瓶肩处后,每隔5 d在菌丝前端划一次垂直线,直至满瓶,以此来测量菌丝生长速度。

1.2.2 粗酶液的制备每隔5 d取一次样,准确称取10 g茶薪菇培养料用于制备粗酶提取液。所有试验设定3组平行,取平均值进行比较。将称量好的10 g茶薪菇培养料置于50 mL三角瓶中,加40 mL蒸馏水后置于震荡摇床,25℃、150 r/min,充分浸提2 h。接着使用三层纱布对浸提好的基质进行过滤,过滤后的滤液于室温下,9 000 r/min离心15 min。离心后的上清液即为粗酶液,用于测定生理生化指标。

1.2.3 生理生化指标测定采用pH计测定基质中pH;采用DNS法测定基质中还原糖含量,参考赵凯的方法[4];采用DNS法测定羧甲基纤维素酶活力,参考赵玉萍的方法[5];采用碘比色法测定淀粉酶活力,参考孙静的方法[6];采用福林-酚试剂法测定中性蛋白酶活力,参考GB/T 23527-2009的方法[7]。

1.2.4 出菇管理与采收称量菌丝长满菌袋后进行开袋出菇管理,根据茶薪菇品种特性调节最适宜的出菇温度、空气相对湿度,保持空气的新鲜,并给予一定散射光刺激。当子实体长至成熟时进行采收。采收时要轻轻旋转摘下,剪去菇根,并做好记录,记录两潮菇重。

2 结果与分析

2.1 菌渣添加量对菌丝生长速度的影响

发酵至10 d时,菌丝生长至瓶肩处,从第15 d开始测定菌丝生长速度。从图1中可以看出,在菌丝培养整个过程中,海鲜菇菌渣不同添加量培养下菌丝的生长趋势较一致,茶薪菇菌丝在15%海鲜菇菌渣添加量基质中生长较快,为0.282~0.338 cm/d,与对照的0.267~0.335 cm/d无显著差异。

图1 菌渣添加量对菌丝生长速度的影响

2.2 菌渣添加量对p H的影响

食用菌菌丝在发酵过程中,通过对营养物质的吸收与消耗,其代谢产物会呈现酸性或者碱性,进而影响基质的pH。因此,可以通过测定培养过程中基质的pH及研究其变化情况,从而反映出菌丝在发酵过程中的营养代谢情况。

从图2可以看出,茶薪菇菌丝在不同固态发酵基质的培养过程中基质的pH的变化规律较一致。随着茶薪菇栽培瓶培养时间的延长,发酵基质的pH逐渐上升,在20 d时达到最大值,随后略有下降,基本维持在一定水平(pH 7.30左右)。当海鲜菇渣的添加量为10%~20%时,其pH为7.45,显著低于对照组的7.69。说明适当添加海鲜菇菌渣并不会抑制茶薪菇的生长,反而提高了其菌丝的代谢强度。

图2 菌渣添加量对pH的影响

2.3 菌渣添加量对基质中还原糖含量的影响

食用菌菌丝在发酵过程中需要借助相应的酶系将不能直接利用的复杂营养元素(如纤维素、木质素等)降解成还原糖再进行利用,因此可以通过测定基质中还原糖含量的变化情况来间接体现食用菌对营养物质的转化能力。

从图3可以看出,在不同固态发酵基质中,还原糖含量在20 d时均达到最大值,20~25 d呈下降趋势,25 d后维持在一定的水平(1.60 mg/mL左右)。在不同固态发酵基质培养条件下,栽培瓶内的还原糖含量变化趋势虽然虽然相同,但是具体含量有明显的区别。其中,在海鲜菇菌渣添加量为10%~20%的固态发酵基质培养下,还原糖含量最高为2.74 mg/mL,与对照相比无显著性差异,但显著高于其他试验组。说明海鲜菇菌渣添加量在10%~20%之间,发酵过程中酶系活力强,还原糖含量高,有助于茶薪菇菌丝转化和菌丝的生长。

图3 菌渣添加量对基质中还原糖含量的影响

2.4 菌渣添加量对基质羧甲基纤维素酶活力和淀粉酶活力的影响

茶薪菇的主要发酵基质为棉籽壳、木屑和淀粉等大分子物质,故纤维素酶和淀粉酶是茶薪菇发酵过程中的重要分解酶系。纤维素酶将纤维素等大分子分解成小分子,淀粉酶将营养物质中的淀粉分解成小分子物质,这些小分子物质被菌丝吸收利用后,为茶薪菇菌丝的生长及发育提供能量。所以,通过测定发酵过程中羧甲基纤维素酶和淀粉酶的活力,能够反映出不同固态发酵基质中茶薪菇的生长发育情况。

图4 和图5分别反映了发酵过程中羧甲基纤维素(CMC)酶和淀粉酶的酶活力变化情况,羧甲基纤维素(CMC)酶和淀粉酶酶活力变化情况较为一致。2种酶活力随着发酵时间的延长而迅速升高,到20 d时2种酶活力达到最大值,20~25 d后2种酶活力均存在一定程度的下降。综合比较酶活力数据后发现,当海鲜菇菌渣添加量为15%时,羧甲基纤维素酶活力最大值为26.00 U/mL,淀粉酶酶活力最高达17.61 U/mL,羧甲基纤维素酶活力和淀粉酶活力均大于其他试验组,与对照组无较大差异。说明海鲜菇菌渣添加量为15%的基质相比于其他的试验组更适合茶薪菇菌丝的生长。

图4 菌渣添加量对基质羧甲基纤维素酶活力的影响

图5 菌渣添加量对基质淀粉酶活力的影响

2.5 菌渣添加量对基质中性蛋白酶酶活力的影响

中性蛋白酶在菌丝吸收氮类营养素过程中起着至关重要的作用,是菌丝生长过程中不可缺少的一种酶类。中性蛋白酶可以将外源营养物质中的蛋白质分解成小分子,使菌丝可以直接吸收氮源,保证菌丝生长过程中的营养需求。

从图6可以看出,每一种基质中的中性蛋白酶活力变化趋势较一致,酶活力随着发酵时间的延长而迅速升高,到20 d时达到最大值,20~35 d开始呈下降趋势,可能是因为基质中氮源逐渐消耗,菌丝对氮源的需求降低。海鲜菇菌渣添加量为15%的固态发酵基质中的中性蛋白酶活力最高,在20 d时酶活力高达5.63 U/mL,降解蛋白质能力最强。说明海鲜菇菌渣添加量为15%的基质相比于其他的试验组更适合茶薪菇菌丝的生长。

图6 菌渣添加量对基质蛋白酶酶活的影响

2.6 菌渣添加量对茶薪菇产量的影响

基于前期的试验的结果分析,发现海鲜菇菌渣添加量分别为15%、20%和25%时,对茶薪菇菌丝的生长具有较好的促进作用。因此考虑到生产成本问题,后期仅采用海鲜菇菌渣添加量为0、15%、20%和25%的配方研究子实体的产量情况。

采收成熟后的茶薪菇,对每种基质的新鲜茶树菇进行称重、测量比较,统计数据见表2。从表2可以看出,不同菌渣添加量下,各试验组茶薪菇产量有明显差别。海鲜菇菌渣的添加会显著提高第一潮的出菇产量,其中15%添加量下,茶薪菇菌包产量可达44.13 g/瓶;对照组第二潮出菇产量较第一潮的有显著提高,为45.92 g/瓶,略高于15%添加量的41.57 g/瓶,但差异不显著。两潮合计产量,当海鲜菇菌渣添加量为15%时,茶薪菇产量最高,两潮合计产量为81.42 g/瓶,显著高于对照的66.69 g/瓶。

表2 菌渣添加量对茶薪菇产量的影响

3 结论与讨论

通过试验茶薪菇在海鲜菇菌渣不同添加量制成的固态发酵基质中的培养情况,发现利用海鲜菇菌渣栽培茶薪菇是可行的。其中海鲜菇菌渣添加量为15%的基质最能促进茶薪菇菌丝的生长,主要体现在菌丝生长速度快,每个阶段的菌丝生长速度都高于其他试验组;还原糖含量高,多种酶酶活力高;茶薪菇单瓶鲜重两潮合计达81.42 g,高于其他试验组。与对照组相比,产量无显著差异,但表现出生长周期短、成本低等特点。

采用海鲜菇菌渣添加量为15%的配方进行栽培,每袋栽培原料成本可节约0.15元,按1个农村合作社年生产100万袋统计,可节约原料成本15万元。该试验结果为茶薪菇工厂化栽培基质的制备提供了科学依据,不仅可以降低发酵基质的成本,还可实现海鲜菇菌渣的二次使用,变废为宝,使海鲜菇厂和茶薪菇厂均受益,从而提高经济效益。

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