小桐子殼栽培平菇研究

文留坤，劉紹雄，繆福俊，熊 智*（．西南林業大學，云南 昆明 6504；．中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所，云南 昆明，650；．云南省林業科學院，國家林業局云南珍稀瀕特森林植物保護和繁育重點實驗室，云南省森林植物培育與開發利用重點實驗室，云南 昆明 6500）

小桐子殼栽培平菇研究

文留坤1，劉紹雄2，繆福俊3，熊 智1*
（1．西南林業大學，云南 昆明 650224；2．中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所，云南 昆明，650221；3．云南省林業科學院，國家林業局云南珍稀瀕特森林植物保護和繁育重點實驗室，云南省森林植物培育與開發利用重點實驗室，云南 昆明 650201）

為充分利用小桐子殼資源，探討了小桐子殼作為栽培基質在平菇栽培方面的研究。采用脫毒處理方法對小桐子殼進行脫毒，并直接把小桐子殼作為主栽培養料，以稻草、木屑以及麥麩為供選擇的輔料栽培平菇，研究其可行性，得到最優配方。0．5 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和1 g Na2O2分別處理的小桐子殼經70℃高溫發酵后不含有佛波醇酯，其栽培平菇的最佳配方為小桐子殼70%、稻草15%、麥麩10%。小桐子殼作為平菇栽培主料安全可行。

小桐子殼；平菇；脫毒

麻瘋樹（Jatropha curcas L．），又名小桐子，為大戟科（Euphorbiaceae）麻瘋樹屬（Jatropha）植物，其種子是發展生物柴油的重要原料[1]。近年來，隨著小桐子大規模的種植，大量廢棄的小桐子殼也隨之產生[2]。據統計，中國未來幾年小桐子的種植面積可望達到3×109hm2以上，每年可產生大約5．85×109t果殼[3]。目前，這些果殼處理方法大部分是堆積或者焚燒，給環境造成了嚴重的污染。由于小桐子殼中含有固定碳、氮、磷等有機成分[4]，如果對小桐子殼加以利用，將其轉換成高附加值產品，不僅可以變廢為寶，創造出較高的經濟效益，而且也可以解決環境污染問題。

研究表明，小桐子殼本身具有毒性，毒性物質主要為抗營養因子和佛波醇酯[5]，其中佛波醇酯是主要的毒性成分[6-7]。不經過脫毒處理，直接將其作為栽培基質將會對植物的生長造成不良影響，嚴重限制了小桐子廢物資源化[8]。據報道，小桐子殼脫毒的方法主要有熱堿處理法、溶劑浸出法、微生物發酵法和酶解聯合洗脫法[9]。Rakshit[10]、Martinez-Herrera等[11]研究表明，通過熱堿法、溶劑浸出法等不同方法的脫毒處理，佛波醇酯的祛除率達90%以上。Joshi [1 1]研究表明，采用固態發酵法可完全降解佛波醇酯。由此說明小桐子殼中的佛波醇酯是可以脫除的。

近年來，隨著我國食用菌產業不斷發展，食用菌的年產量已經超過3 000萬t，占世界總產量的3/ 4，年產值也達到了2 000多億元。我國食用菌已成為農業領域僅次于糧、油、果、菜的第五大類種植業[12]。同時，伴隨著食用菌產業的快速發展，在代料栽培食用菌技術中，傳統栽培原料棉籽、甘蔗渣、雜木屑、作物秸稈等得到了大力的開發利用[13]。因此，大力發展小桐子殼在食用菌栽培應用領域的研究，對減少樹木資源的消耗以及降低食用菌生產成本具有重要意義。本試驗以脫毒處理后的小桐子殼和棉籽殼作為主栽培原料，通過比較平菇的出菇時間和出菇產量等指標，研究了小桐子殼栽培食用菌的可行性，為后期小桐子殼作為木腐真菌栽培的原料打下堅實的基礎。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

食用菌：平菇（Pleurotus ostreatus） 89、鳳8、鳳2180原種，由總社昆明食用菌研究所提供；小桐子殼粉（5 mm）由云南神宇能源公司提供；輔料（木屑、麥麩、葡萄糖等）由昆明農業科學研究院食用菌中心提供。

1.2 實驗方法

1．2．1 小桐子殼脫毒處理

本試驗采用Ca（OH）2、H2O2、Na2O2處理小桐子殼，即分別將100 mL濃度為0．5 mol·L-1、1 mol·L-1、2 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和100 mL濃度為10%、20%、30%的H2O2溶液以及質量為1 g、5 g、10 g的Na2O2水溶液（體積為100 mL）加入100 g小桐子殼（殼顆粒度為5 mm）中，并攪拌均勻。每種物質的不同用量分為不同試驗組，各種物質間均不得混合加入，共分為9組試驗。對照組加水100 mL，按料液比為1∶1攪拌均勻后裝入瓶中壓緊。分別將其密封，放于70℃恒溫箱中，培養8 d。

1．2．2 小桐子殼毒性檢測

小桐子殼的毒性檢測是采用高效液相色譜儀（HPLC）對其含量進行測定。整個體系以0．175%磷酸緩沖液為流動相A，以乙腈為流動相B，色譜過程的時間為46 min。分析過程在HPLC中進行，其實驗梯度為60%～75%磷酸緩沖液A持續20 min，75%～100%磷酸緩沖液A持續10 min，75%～100%磷酸緩沖液A清洗柱子，再一次平衡10 min。實驗的檢測波長為230 nm，流速1．3 mL·min-1，柱溫22℃，進量10滋L。

1．2．3 小桐子殼的直接效用

將平菇89、鳳8、鳳2180三個品種原種，直接接種在未添加任何輔料的已脫毒小桐子殼袋料中，每組5袋，每袋重330 g，放在溫度為20℃～25℃，濕度為60%的菇房內出菇，每天觀察記錄，并與棉籽殼做對比。

1．2．4 輔料的選擇

本組試驗僅用平菇89品種，試驗分為9組，每組5袋，每袋約重300 g，放在溫度為20℃～25℃，濕度為60%的菇房內出菇，每天觀察和記錄，其目的是確定麥麩的最佳比例以及選擇稻草還是木屑作為輔料。培養料配方見表1。

表1 培養料配方Tab．1 Formula of cultivation substrates

1．2．5 最佳培養袋料配方的選擇

通過9組（A1組～C3組）試驗出菇率的比較，發現B2組麥麩含量10%為最佳培養料配方，并且稻草作為輔料比木屑作為輔料好。本組試驗確定最佳的稻草比例，分為4組，每組5袋，平均每組約裝袋11 cm。放在溫度為20℃～25℃，濕度為60%的菇房內出菇，每天觀察記錄，其配方見表2。

表2 培養袋料配方的選擇Tab．2 Selection of cultivation substrates formula

2 結果與討論

2.1 小桐子殼脫毒檢測結果

通過堿處理和氧化處理處理小桐子殼，觀察佛波醇酯含量的變化，結果見圖1～圖4。

圖1 標準樣品（A:2126．1）Fig．1 Standard sample（A:2126．1）

圖2 0．5mol·L-1Ca（OH）2處理結果（A:7．5）Fig．2 Treatment results of 0．5mol·L-1Ca（OH）2（A:7．5）

圖3 1g Na2O2處理結果（A:0）Fig．3 Treatment results of 1g Na2O2（A:0）

圖4 對照組處理結果（A:0）Fig．4 Treatment results of control group（A:0）

試驗結果表明，長時間的高溫發酵處理后，再使用不同濃度H2O2處理，佛波醇酯的含量隨著H2O2濃度的升高而降低；使用Ca（OH）2溶液和Na2O2處理結果顯示，1 mol·L-1、2 mol·L-1的Ca（OH）2溶液處理的小桐子殼和5 g、10 g Na2O2粉末處理的小桐子殼含有佛波醇酯，但隨濃度升高含量略有降低，而0．5 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和1 g Na2O2處理的小桐子殼，通過HPLC測定標準品（圖1）與樣品（圖2、圖3）對比結果顯示不含有佛波醇酯。此外，僅加水100 mL的對照組經檢測也未發現含有佛波醇酯（圖4）。

2.2 小桐子殼栽培平菇的結果分析

2.2.1 小桐子殼的直接效用分析

平菇菌絲生長情況見圖5。

圖5 菌絲生長速度Fig.5 Growth rate of the hyphae

通過第1組試驗表明，菌絲在未添加任何輔料的脫毒小桐子殼袋料中能夠萌發，其菌絲日生長速度與棉籽殼栽培進行比較，其結果表明，棉籽殼栽培的菌絲日生長速度明顯比小桐子殼的快，而小桐子殼中菌絲日生長速度先慢后快，不同品種之間還存在差異。這說明前期小桐子殼對碳的利用率低，加入一些葡萄糖之后，從產量來看，棉籽殼栽培產量平均值也明顯高于小桐子殼。

2.2.2 輔料的選擇結果分析

培養配方對平菇營養生長和出菇影響的情況，見表3。

表3 培養配方對平菇營養生長及子實體產出量的影響Tab.3 Effect of cultivation formula on the growth and output of Pleurotus ostreatus

平均出菇時間最短的是B2組，產量最高的是B1組，但B2組子實體品質較B1組好，而A1組、A2組雖然出菇時間短，但在菇產量上卻沒有B組高。因此，綜上所述本組選定10%麥麩為最佳麥麩含量，稻草為最佳輔料。

2.2.3 稻草最佳比例的確定

本組試驗以10%麥麩為標準，設置稻草含量的梯度比，得出最佳優化配方，其結果見表4。

表4 稻草作為栽培輔料的最佳比例比較Tab.4 Optimal proportion of straw as a cultivation substrate

通過第3組試驗分析比較得出，稻草含量為15%的試驗組，無論是在菌絲生長速度還是出菇時間以及產量品質上都較其他組有優勢，雖與第2組結果上有所差異，可能在于培養的條件存在了一定差異。

通過棉籽殼和小桐子殼為主栽培料栽培平菇出菇時間和出菇產量的對比，棉籽殼比小桐子殼在出菇時間上快7 d，而在產量上小桐子殼略高，其棉籽殼和小桐子殼的一次平均每袋出菇產量分別為46.57 g和47.16 g。

3 討論

本試驗對小桐子殼栽培食用菌探究的關鍵在于對佛波醇酯的脫除處理，目前常用醇提方法進行佛波醇酯的脫除，脫除率為97．54%，不能完全脫除[14]，堿類反應脫除有相關文獻提及，但是沒有具體定量，而將堿、氧化劑處理的小桐子殼經高溫發酵進行佛波醇酯脫除的方法尚未見報道。由于堿化學試劑來源廣，種類多，安全性好，價格相對便宜。因此，試驗中采用了堿Ca（OH）2、氧化劑H2O2以及同時具備氧化劑和堿性的Na2O2處理，并對其通過高溫發酵脫除佛波醇酯。由試驗結果可知氧化劑處理的效果不是太理想，不能完全脫除佛波醇酯。而用低濃度的堿處理能脫除佛波醇酯或者直接加水，按料液比1∶1進行高溫發酵也可脫除佛波醇酯。本研究中，用pH試紙對發酵罐內物質發酵前后進行pH測定，發現對照組的pH偏酸性，而其它堿處理組的pH降低。出現以上結果的具體原因可能有以下幾方面：佛波醇酯為有機大分子物質，有機大分子物質在高溫下會互相發生復雜的化學反應；佛波醇酯在進行發酵時可能產生了有機酸，酸更能改變佛波醇酯的化學性質，所以直接加水的小桐子殼發酵后檢測沒有佛波醇酯，而濃度較低的堿溶液一方面與小桐子殼中的佛波醇酯發生反應，另一方面與小桐子殼產生的有機酸發生中和作用，之后有機酸接著和小桐子殼中的佛波醇酯反應，最后脫除；高溫發酵時由于體系處于密封狀態，基質會進行厭氧發酵并產生CO2，而CO2與水反應生成碳酸，然后與小桐子殼成分進行反應，從而達到脫除的效果。

本研究將小桐子殼進行脫毒后作為主栽培原料栽培平菇是安全可行的，通過試驗確定了其最佳配方：小桐子殼70%、稻草15%、麥麩10%，產量、表觀質量可與棉籽殼作為主料栽培配方相當，甚至略高。在出菇時間方面雖有一定的差距，但差距不是相當明顯。本試驗只是對小桐子殼作為肥料基質在食用菌栽培方面可行性的初步探究，相信在不久的將來，小桐子殼作為主要栽培料的培養配方會得到更多的優化以及改進，其結果定能縮短食用菌的栽培周期。目前小桐子殼的綜合利用仍是一個熱點，將小桐子殼作為飼料或者栽培基質利用將是必然的趨勢。

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Study on the Utilization of Jatropha curcas Shell for Pleurotus ostreatus Cultivation

WEN Liu-kun1,LIU Shao-xiong2,MIAO Fu-jun3,XIONG Zhi1
（1．Southwest Forestry University,Kunming 650224,China;2．Kunming Edible Fungi Institute of All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives,Kunming 650223,China;3．Key Laboratory for Conservation of Rare,Endangered&Endemic Forest Plants,State Forestry Administration,Yunnan Provincial Key Laboratory of Cultivation and Exploitation of Forest Plants, Yunnan Academy of Forestry,Kunming 650201,China）

To make full use of resources of the Jatropha curcas shell,we explored the J.curcas shell used as a substrate for Pleurotus ostreatus cultivation．J.curcas shell should be processed by the detoxification treatment．This test was directly made, using the J.curcas shell as the main material,adding straw,sawdust,wheat bran and other accessories for the cultivation of P. ostreatus.Its feasibility was studied and the best formula was gotten．The phorbol myristate acetate has been removed after high temperature fermentation at 70℃unless 0．5 mol·L-1Ca（OH）2solution and 1 g Na2O2dispose of J.curcas shell,respectively．The optimal formula for P.ostreatus cultivation is 70%of J.curcas shells,15%of straw,10%of wheat bran．It is safe and feasible for the J.curcas shell to cultivate P.ostreatus．

Jatropha curcas shell;Pleurotus ostreatus;detoxification

S646.1

A

1003-8310（2017）01-0019-05

10．13629/j．cnki．53-1054．2017．01．005

文留坤（1992-），男，在讀碩士研究生，研究方向：資源微生物開發利用研究。E-mail:2674235492＠qq．com

*通信作者：熊智（1965-），男，博士，教授，主要從事微生物學和分子生物學、農林產品二次資源利用研究。E-mail:zhix＠swfu．edu．cn

2016-11-19