李鳳玉
(徐州市賈汪區江莊鎮農業技術推廣服務中心,江蘇 徐州 221000)
雙孢蘑菇培養基料隧道發酵的關鍵技術
李鳳玉
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介紹雙孢蘑菇培養基料隧道發酵技術三階段:原料配制,隧道一次發酵,隧道二次發酵。原料配制涉及原材料配比原則,原材料選擇,配方,原料預濕及混合處理。分別從發酵原理、發酵工藝和異常現象處理三方面詳細介紹雙孢蘑菇培養基料隧道一次發酵和隧道二次發酵技術。
雙孢蘑菇;基料;隧道發酵技術;一次發酵;二次發酵
利用隧道發酵技術制備雙孢蘑菇培養基料具有機械化程度高,生產成本低,節能降耗,基料質量穩定,病蟲少,栽培發菌快,產量高等顯著優勢和特點;可實現全年全天候制備雙孢蘑菇培養基料,滿足周年化生產對基料需求;實現規模化生產培養基料,可提供給菇農直接裝架生產,使菇農打破傳統制料招工難、基料質量不穩定、產量低的瓶頸,增加菇房年栽培次數,提高菇房利用率和生產效率。該技術易于標準化、規范化作業,符合現代菇業高產、高效、持續發展的客觀要求。
1.1 原材料配比原則 基料配制時,首先要計算初始含氮量,然后確定糞草比,最后確認基料中碳和氮的比例。以糞草基料配方為主的初始含氮量控制在1.5%~1.7%,糞/草比不能超過5/5;初始碳/氮比控制在23~27/1,碳/氮比在一次發酵時會逐漸降到21~26/1,在二次隧道發酵時會逐漸降到14~16/1,適于菌絲的生長發育。含氮量過低會減弱微生物的活動,使料溫低,發酵時間延長;含氮量偏高則會導致基料中積累NH3,抑制菌絲生長。因此,在配制基料時,主料和輔料的用量必須要按一定的比例進行。
1.2 原材料選擇
(1)主料。因地制宜選擇合適的主料,要考慮營養及培養料的通透性,麥草和雞糞是首選主料。小麥秸稈應新鮮無霉變,含水量18%~20%,含氮量0.4%~0.6%,黃白色草莖以長者為佳,無粘連結塊、淋雨色變,以當年的為好。雞糞含水量30%左右,含氮量3.0%~3.5%,以雛雞糞和肉雞糞營養價值高。
(2)輔料。①餅肥:蛋白質含量高,在用量上要適當減少,一般不宜超過5%。②石膏:可直接補充雙孢蘑菇菌絲生長的硫、鈣等營養元素,能減少培養料中氮素的損失,加速有機質的分解,提高培養料的保肥力,促進子實體的形成。宜選用醫用和食用石膏,添加量為1.0%~1.5%,禁用工業石膏,細度要求在80~100目。③石灰:呈堿性,常用于調節培養料的酸堿度,添加量為2%~4%。④過磷酸鈣:可補充磷、鈣的不足,能促進各種有益微生物的發酵腐熟,還能與培養料中的過量游離氨結合,形成氨化過磷酸鈣,防止培養料銨態氮的透散,若添加量超過2%,則培養料易出現酸化現象。
1.3 配方 配方一:干麥草50%,雞糞45%,餅肥2%,過磷酸鈣1%,石灰1%,石膏1%;配方二:干麥草50%,牛糞40%,餅肥3%,尿素3%,石灰2%,石膏1%,過磷酸鈣1%。
1.4 原料預濕及混合處理 主料在預濕池內完成,一般一次性投入秸稈及畜禽糞,浸料預濕混合,所需時間冬季72小時,春季60小時,夏季48小時。主料預濕混合期間要翻動碾壓2~3次,使浸水、混合均勻,然后撈出淋水備用建堆,3天后添加混合好的輔料建堆。原輔料達到“三均勻”,即主料與輔料均勻,水分均勻,酸堿度均勻。料pH值穩定在8.5~9,含水量在65%~70%。建堆3天可將原料運送到發酵隧道進行一次發酵。
2.1 一次發酵原理 一次發酵主要是由原料中嗜熱的高溫放線菌、腐質霉菌、假單孢桿菌等微生物來完成。中低溫微生物群體首先利用原料中較簡單的有機質,產生有機酸、CO2和熱量,隨著堆溫上升并超過45 ℃后,嗜熱性微生物開始替代不適應高溫環境的中溫性微生物,原料中的氮素在各種微生物的分解作用和化學反應下轉變為氨。當料溫進一步升高至70~80 ℃時,嗜熱微生物也逐漸消失,高溫高濕環境條件下,碳水化合物縮合脫水,不溶性焦糖多聚物的焦糖化反應和碳源得以濃縮,為雙孢蘑菇菌絲生長積存了一定的碳素營養。此外,料中氨基酸、多肽、蛋白質、維生素和醋酸鹽與碳水化合物脫水縮合發生美拉德反應,產生棕色不溶性的多聚糖胺化合物,使原料由黃白色轉為棕色至深棕色,麥秸表面的蠟質層也逐漸脫去,料體變得松軟,粘連性增強,易吸水,并具有很濃的刺鼻氨味。
2.2 一次發酵工藝 原料一次發酵在自行設計的兩層板式隧道中完成,上層堆放原料,下層為通風裝置(風速壓力為5 500~8 000帕,風速流量為每噸每小時10~18立方米)。經均勻攪拌處理的培養料送入隧道后堆成高2.5米,寬視隧道寬度而定的料堆。相對而言,高壓的能穿透料層的風,比大量的供氧更重要,因此料倉的強制送風系統必須有穿透料層的能力。條件適宜情況下料溫會快速升至70~80 ℃,一般第3天料溫開始下降,這時需打開隧道,用拋料機把培養料轉到另一個隧道,進行再次發酵。一次發酵時間共9天左右:進一次隧道(3天)→1次倒倉(3天)→2次倒倉(3天)→二次隧道。
一次發酵后的培養料表面濕滑而有光澤,韌性較強,不易拉斷,為棕色和深棕色,粘附性中等,有較濃氨味,但無酸臭味。一次發酵技術參數為;水分70%~73%,pH 7.5~8.0,氨氣700~900毫克/升(ppm),氮含量1.65%~2.0%,碳/氮比22~25.5/1。
2.3 異常現象處理 ①料呈乳黃色,酸臭味較大。原因是原料水量偏多及堆心部位缺氧嚴重,須加大底層送風量,4~6小時后,酸臭味會自然消失。②原料粘性過大,呈水紅色或棕色,氣味偏酸。造成的原因是原料水量偏多,處理方法為增加一次倒倉。
3.1 二次發酵原理 二次發酵有兩個作用:一是通過巴氏消毒,殺滅培養料中有害微生物及蟲卵;二是進一步發酵使原料轉化為雙孢蘑菇菌絲生長需要的營養物質。
二次發酵是氨態氮轉化為菌體蛋白質的過程,由嗜熱微生物(細菌、放線菌和霉菌)對培養料進行分解和轉化。原料中的含氮化合物如蛋白質、多肽、氨基酸、尿素等,在發酵轉化過程中,先后被微生物利用,產生氨類化合物。氨類化合物小部分以氨氣形式在通風過程中散失,大部分被嗜熱放線菌固定,隨著放線菌的死亡而最終以菌體蛋白的形式存在,有利于雙孢蘑菇菌絲利用。
3.2 二次發酵工藝
(1)填料。經過一次隧道發酵的基料需要拋入二次發酵隧道進行巴氏滅菌,時間7~9天。填料非常關鍵,要用拋料機將一期末基料拋成松散一致的寬4米、高1.8~2.1米的料堆。隧道二次發酵分6個階段,分別是:①均溫階段,②升溫階段,③巴氏滅菌階段,④冷卻階段,⑤選擇培養階段,⑥降溫播種階段。
(2)通風升溫。填料后4小時左右可關閉隧道艙門進行均恒升溫,使不同層次的料溫趨于一致,料層溫度穩定一致后,以速度為每噸每小時150立方米的循環風將料溫逐步升到58℃。(3)巴氏滅菌。當料溫升至58℃時,恒溫保持8~10小時,嚴禁料溫高于60 ℃或低于55 ℃,否則會影響滅菌效果。
(4)降溫、培養。巴氏滅菌后逐漸將料溫降到48~50 ℃,保持 100小時。當培養料呈深棕色或褐色,料內伴有35%左右的灰白色放線菌等有益微生物的色斑,沒有氨味或其他刺鼻的異味,并略帶甜面包香味,培養料柔軟富有彈性,沒有粘連現象,容易被拉斷時,發酵工藝全部結束,可以通風降溫至30 ℃以下,以備播種。
二次發酵技術參數為;水分65%,pH 7.5, 氨氣80毫克/升,碳/氮比14~16/1。
3.3 異常現象處理
(1)培養料底部和隧道的兩側偏干。原因是底層風量過大或隧道空間溫度超過70 ℃。處理方法:人工噴灑加溫至80 ℃的熱水(內加1%石灰),切忌噴灑生冷水。
(2)原料呈片狀粘連。原因是培養料發酵期間的溫度低于45 ℃,引起細菌污染。處理方法:在發酵期間加大通風量(每噸每小時150立方米的循環風),40~45 ℃的停留期不得超過8小時。
(3)培養料氨味偏重。原因是巴氏滅菌溫度超過65 ℃,造成培養料過度發酵,并影響氨氣的吸附效果。處理方法:迅速將溫度降至52 ℃,保持3~5小時,也可向隧道空間噴灑5%甲醛溶液,及時清除隧道內的游離氨。