栽培黑木耳的木屑和麥麩基質配方精準化研究*

張介馳，馬慶芳，馬銀鵬，奚新偉，劉佳寧，戴肖東，韓增華，孔祥輝，張丕奇

（黑龍江省科學院微生物研究所，黑龍江 哈爾濱 150010）

黑木耳（Auricularia heimuer）是世界上第三大人工栽培食（藥）用菌品種[1]。據中國食用菌商務網統計，2017年中國黑木耳產量已達到638萬噸[2]。自20世紀末黑木耳生產采用人工代料栽培以來，木屑和麥麩一直是最主要的基質原料。隨著栽培技術進步，更多作物的秸稈（棉籽殼、玉米芯、稻秸等）和糧食加工副產品（稻糠、玉米粉、黃豆粉等）應用于黑木耳栽培[3]，部分食用菌栽培菌渣用于黑木耳栽培也取得成功[4-5]。但在黑木耳栽培實踐中，麥麩仍作為最主要的氮源營養源而被廣泛使用，使用量在氮源中所占比例最高。

栽培基質配方是影響黑木耳產品質量和轉化率的重要因素，有研究者圍繞配方優化開展了許多試驗研究[6-8]，但以木屑和麥麩作為唯一碳氮源的經典配方進行精準化研究還未見報道。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

黑木耳菌株：黑耳2號（國品認菌2007018）和黑威15號（黑農委2015053），由黑龍江省科學院微生物研究所選育和保藏提供。

1.2 試驗設計

采用響應面法設計8個試驗處理組，見表1。每個處理300袋，試驗菌種為黑耳2號，在黑龍江省東寧縣食用菌基地進行菌絲培養和栽培出耳試驗，比較了菌絲生長、耳芽發生、出耳表現和產量質量等指標。在此基礎上，于2017年、2018年又進行了驗證試驗，試驗菌種為黑耳2號和黑威15號，每個配方500袋。重點比較出耳表現和產量指標的穩定性，并測定了用不同組方基質栽培的黑木耳子實體營養成分含量的差異。

1.3 培養基

母種培養基：馬鈴薯200 g（煮汁1 000 mL）、瓊脂粉14 g、葡萄糖20 g、磷酸二氫鉀3 g、硫酸鎂1.5 g、蛋白胨0.5 g、維生素B110 mg，pH自然。

原種培養基：柞木木屑78%、麩皮20%、石膏1%、石灰1%，含水量58%～60%。

栽培種培養基：柞木木屑和麥麩按照響應面法設計組方（表1），添加石灰1%，含水量56%～57%。

表1 栽培基質原料配方Tab.1 Formulations of culture substrate

1.4 菌種制作

原種培養容器為500 mL葡萄糖玻璃瓶，裝料400 g；栽培種培養容器為16.5 cm×35 cm聚乙烯折角袋，裝料1 000 g。原種及栽培種培養料121℃高壓蒸汽滅菌120 min，接種后原種25℃培養至長滿后使用；栽培種恒溫（22℃～23℃） 發菌至菌絲發滿，適當后熟后開口催芽。

1.5 栽培管理

各配方處理統一開小“Y”型口，開口大小6 mm，每袋開口192個。每個處理隨機抽取50袋，在智能出菇室控溫控濕集中催芽，溫度15℃～20℃、濕度85%～90%、適當通風和可見光刺激處理，考察出芽情況。田間出耳集中催芽后統一分床露地擺放、小口出耳，按照“干干濕濕、合理通風、及時采收”的要求進行常規管理，分潮次采收晾曬并收集測定。

1.6 測定指標

在菌絲生長階段，記錄菌絲生長速度和長勢。出耳階段記錄出芽時間，觀察記錄耳片大小、薄厚、顏色、軟硬等外觀性狀。子實體產量測定時每個處理隨機抽取100袋，采摘晾干后記算平均單袋產量。

1.7 黑木耳子實體營養成分測定標準及方法

蛋白質和脂肪測定參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準》。總糖測定參照GB/T 15672-2009《食用菌中總糖含量的測定》。粗纖維測定按照GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測定》。灰分測定參照GB 5009.4-2016《食品安全國家標準》進行。

復水率：將黑木耳子實體在20℃水中浸泡6 h后400 r·min-1甩干3 min，然后稱重，計算其重量與浸泡前子實體重量的比值。

2 結果與分析

2.1 黑木耳菌絲生長情況

黑木耳菌絲生長情況見表2。

表2 不同配方處理黑木耳菌絲生長情況比較Tab.2 Mycelial growth of Auricularia heimuer with different formulations

從表2可以看出，不同配方下菌絲長勢不同，其中配方3菌絲長勢最好，配方5和配方8菌絲長勢次之，配方4和配方6菌絲長勢最弱。不同配方下菌絲生長情況有差異，其中配方1、配方3、配方5、配方7和配方8菌絲潔白，吃料速度快，菌袋彈性好，配方2、配方4和配方6菌絲長速較慢，菌袋彈性差。這可能是由于不同碳氮比造成的，當碳氮比為（92.5～136.6）∶1時，黑木耳菌絲長勢好，菌絲生長情況好，為黑木耳較適宜碳氮比。

2.2 黑木耳菌包耳芽發生情況

開口4 d時各試驗處理中菌包開口處菌絲均已愈合，各處理間差別不大。持續處理中各處理耳芽發生和生長情況差異明顯。比較耳芽發生時間，配方3現芽最早，第8天出現耳芽；配方5和配方8第9天現耳芽；配方1和配方7第10天現耳芽；配方2第11天現耳芽；配方4和配方6現芽最晚，在第12天現耳芽。

對耳芽生長情況進行比較，配方4和配方6生長最快；配方5和配方8子實體生長最慢；其他配方處理間未見到明顯差異，見圖1。

圖1結果可見，相同麥麩含量處理組表現一致，耳芽發生表現差異與麥麩含量直接相關。推測耳芽出現時期早晚應該與氮源營養脅迫相關，相同環境條件下，較低氮源含量可能會促進黑木耳由營養生長向生殖生長轉變，表現為出芽較早。

2.3 黑木耳出耳情況比較

不同配方處理黑木耳出耳情況、潮次、產量差異見表3、圖2。

表3 不同配方處理黑木耳出耳情況比較Tab.3 Fruiting body formation of Auricularia heimuer with different formulations

試驗結果表明，在相同管理條件下，基質中不同麥麩含量對出耳潮次、菌包形態、抗性表現都產生不同程度的影響，并最終影響單袋平均產量。按照麥麩含量從低到高順序，配方5、配方8麥麩含量為8%，單袋產量分別為49.0 g、48.2 g；配方3（麥麩含量11%） 單袋平均產量最高，達到53.0 g。這三組處理表現為出耳潮次多、菌包彈性及菌絲狀態好，菌包受到雜菌和青苔污染比例低，總體產量水平較高。隨著麥麩含量增加，在出耳過程中菌包彈性變差程度愈發嚴重，逐漸導致基質體積收縮、袋料分離，進而導致霉菌感染和青苔污染現象加劇，第二和第三潮次出耳受到較大影響，最終導致單產下降。麩皮添加量14%的配方1和配方7單袋產量分別為46.4 g和45.6 g；麩皮添加量17%的配方2單袋產量為38.4 g；麩皮添加量20%的配方4和配方6產量最低，分別為34.2 g、34.6 g。相同麥麩含量的不同處理組間出耳表現一致。相同潮次的出耳產量比較顯示，第一潮各處理間差異不大，第三潮差異是造成單袋產量差異的重要因素。可見確保黑木耳菌包較長時間維持較好狀態是單產提高的必要前提。

2.4 不同配方處理黑木耳子實體營養及復水率測定

對不同配方處理栽培獲得的黑木耳子實體隨機取樣，測定營養成分和復水率。結果見表4。

表4 不同配方處理黑木耳子實體營養成分及復水率比較Tab.4 Nutrient composition and rehydration rate of Auricularia heimuer with different formulations

從表4可以看出，隨著栽培基質中麥麩含量增加，相應黑木耳子實體中粗蛋白含量增加，最高提高比例達到32.4%，但麥麩含量達到20%時子實體中的粗蛋白含量反而下降。子實體中粗脂肪、總糖、粗纖維、灰分等指標變化規律不明顯。復水率測定結果表明高麥麩含量基質生產的黑木耳子實體復水率高，但易出現邊緣膨脹破損現象。基質麥麩含量8%的處理中黑木耳子實體泡發時表現為外表光滑不易破損，這可能與較高的粗纖維含量有關。

3 結論與討論

在上述試驗基礎上，筆者先后于2017年和2018年在東寧地區開展了擴大試驗，應用5個處理配方，相同管理環境下分別栽培500袋，獲得了相同的實驗結論。3年的試驗結果均表明“88∶11”是東北地區露地栽培適宜的木屑麥麩基質配方比例，可明顯提高黑木耳栽培質量和單袋產量，可在應用于后續科研工作和生產實踐。

栽培基質中不同原料成分會影響黑木耳菌絲對營養的吸收利用，并進一步影響黑木耳產量和子實體中營養成分含量。桑枝、梨枝、板栗枝和沙棘等替代雜木屑都表現出對栽培產量和子實體營養成分含量等因素的不同影響[10-12]。李純暉等[13]研究表明靈芝菌糠不同比例替代木屑栽培黑木耳會影響木質素和半纖維素的利用率，并同時影響子實體中的多糖和蛋白質含量。姜雄波等[14]研究表明不同氮源（麥麩、豆粉和玉米粉）和耳場環境對栽培所得的黑木耳子實體中的膠原蛋白含量有影響。本文的試驗結果也體現出這種影響。

黑木耳栽培的單袋產量和產品質量受到基質營養和環境條件的雙重影響。由于栽培試驗和生產實踐中基質原料配方差異帶來的干擾，影響了對栽培環境條件影響的準確評價和栽培環境調控技術創新。本文基于經典的“木屑麥麩”配方進行了組方比例的精準化研究，得到了最優配方，為進一步黑木耳栽培生理特性研究奠定基礎。