以金針菇菌糠為培養(yǎng)基質(zhì)的猴頭菇高效栽培技術(shù)*

陳 熙，聶榮榮，葉志偉，魏 韜，鄒 苑，郭麗瓊**，林俊芳**

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院生物工程系，廣東 廣州 510640；2.廣東省微生態(tài)制劑工程技術(shù)研究中心，廣東 廣州 510640）

猴頭菇（Hericium erinaceus）是我國(guó)著名的食（藥）用菌，其子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)豐富并且含有多肽、多酚、萜類等多種天然活性物質(zhì)，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1-2]。猴頭菇的人工栽培開始于20世紀(jì)50年代末[3]。目前雖然已掌握猴頭菇栽培技術(shù)，但實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)仍較少，主要是因?yàn)楹镱^菇生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，生物轉(zhuǎn)化率低且缺少高效科學(xué)的栽培體系。猴頭菇是一種木腐真菌[4]，大部分栽培方式仍是以木屑為主料的代料栽培[5]，這不僅使得栽培成本高，也對(duì)環(huán)境資源造成一定的破壞。開發(fā)高效廉價(jià)的猴頭菇栽培料可以擴(kuò)大猴頭菇栽培規(guī)模，目前已有學(xué)者使用廢棄農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，如玉米秸稈、葛根廢渣、蘋果樹枝屑等進(jìn)行猴頭菇栽培，并取得良好的效果[6-8]。

金針菇（Flammulina velutiper）菌糠是指金針菇栽培后的廢棄栽培料，其中仍具有很多營(yíng)養(yǎng)成分未被利用。大部分金針菇菌糠都作為廢料焚燒掩埋，容易造成環(huán)境污染[9]。濾泥是蔗糖生產(chǎn)的副產(chǎn)物，是蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)等非糖有機(jī)物的沉淀[10]，目前對(duì)金針菇菌糠和濾泥尚無較好的利用途徑，如果將其成功應(yīng)用于猴頭菇的高效栽培中，將具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 菌種及材料

猴頭菇T3菌株，山東壽光食用菌研究所；金針菇菌糠，深圳達(dá)利時(shí)實(shí)業(yè)有限公司；愈創(chuàng)木酚，廣州天河精科化玻儀器批發(fā)部。

猴頭菇菌種培養(yǎng)基：馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基（PDA）；猴頭菇活力檢測(cè)培養(yǎng)基：玉米芯78%、麩皮20%、石膏1%、蔗糖1%，料水比為1∶1.5。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 猴頭菇液體菌種制備及活力測(cè)定

1）液體菌種制作

將活化好的猴頭菇T3固體菌種切成均勻的小塊接種于PDA液體培養(yǎng)基中，置于25℃，轉(zhuǎn)速150 r·min-1的搖床中震蕩培養(yǎng)8 d后再次接種于PDA液體培養(yǎng)基中，接種量為10%，置于25℃，轉(zhuǎn)速150 r·min-1的搖床中震蕩培養(yǎng)8 d。

2）搖瓶培養(yǎng)基選擇

猴頭菇搖瓶培養(yǎng)基配方見表1。

表1 猴頭菇搖瓶培養(yǎng)基配方Tab.1 Formulas of liquid medium of Hericium erinaceus

分別配制表1中各配方培養(yǎng)基，分裝于250 mL三角瓶中，每瓶裝100 mL，121℃滅菌30 min；每天取各配方培養(yǎng)基3瓶，為3次重復(fù)，接種上述PDA液體菌種，接種量10%；連續(xù)接種9 d，置于25℃，轉(zhuǎn)速150 r·min-1的搖床中培養(yǎng)，第10天同時(shí)取出檢測(cè)。

3）菌絲活力檢測(cè)

取不同搖瓶天數(shù)的猴頭菇液體菌種500 μL，接種于活力檢測(cè)培養(yǎng)基的平板中間，25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h，觀察培養(yǎng)基中菌絲生長(zhǎng)活力。

1.2.2 金針菇菌糠培養(yǎng)基配方的確定

猴頭菇子實(shí)體生長(zhǎng)階段所需的培養(yǎng)基碳氮比以30∶1～40∶1最適宜[11]，根據(jù)金針菇菌糠、濾泥、玉米芯、甘蔗渣、麩皮中碳氮含量，設(shè)計(jì)了碳氮比約為40∶1的6種猴頭菇栽培培養(yǎng)基配方進(jìn)行試驗(yàn)，猴頭菇菌糠栽培培養(yǎng)基配方見表2。

表2 猴頭菇菌糠栽培培養(yǎng)基配方Tab.2 Formulas of culture medium of Hericium erinaceus

1.2.3 金針菇菌糠培養(yǎng)基配方的優(yōu)化

為探究最適金針菇菌糠所占比例，設(shè)計(jì)配方見表3。

表3 金針菇菌糠培養(yǎng)基梯度配方Tab.3 Formulas of culture medium with different appending proportions of waste culture substrate of Flammulina velutiper

如表3所示，以配方S2作為對(duì)照，設(shè)計(jì)金針菇菌糠梯度試驗(yàn)。

1.2.4 培養(yǎng)基中麩皮添加量試驗(yàn)

為探究麩皮對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)的影響，以玉米芯為主料的配方（玉米芯78%、麩皮20%、石膏1%、蔗糖1%，料水比為1∶1.5）作為對(duì)照，設(shè)計(jì)梯度試驗(yàn)，具體配方見表4。

表4 麩皮梯度試驗(yàn)配方Tab.4 Formulas of culture medium with different appending proportions of bran

如表4所示，根據(jù)金針菇菌糠占比為48%～58%設(shè)計(jì)3種麩皮添加量梯度試驗(yàn)。

1.2.5 不同培養(yǎng)方式的試驗(yàn)

對(duì)配方S2進(jìn)行口徑、搔菌、裝料量對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)影響的試驗(yàn)，8組試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表5。

表5 不同栽培方式試驗(yàn)Tab.5 Experiment on different cultivation methods

1.2.6 猴頭菇袋裝栽培及出菇管理

按各配方中各組分的重量分別進(jìn)行稱重，料水比為1∶1.5，栽培袋規(guī)格為12 cm×22 cm，每袋裝料量300 g。裝料完畢后高壓滅菌1.5 h，冷卻后接種，隨后放入菇房進(jìn)行管理。菌絲生長(zhǎng)階段，菇房溫度為25℃，待原基形成后開蓋，菇房溫度保持在20℃左右，空氣相對(duì)濕度保持在85%～90%。試驗(yàn)期間記錄菌絲萌發(fā)時(shí)間、菌絲生長(zhǎng)速度、菌絲滿袋時(shí)間、現(xiàn)蕾時(shí)間。

1.2.8 猴頭菇子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分分析

對(duì)通過新型栽培體系培養(yǎng)的猴頭菇子實(shí)體與傳統(tǒng)栽培培養(yǎng)基栽培的猴頭菇子實(shí)體進(jìn)行含水量、粗總蛋白、總多糖、纖維素、灰分測(cè)定的比較。總多糖的測(cè)定使用分光光度計(jì)比色法[12]，粗總蛋白的測(cè)定使用凱氏定氮法[13]，纖維素的測(cè)定使用化學(xué)滴定法[14]，灰分的測(cè)定使用灼燒法[15]，水分含量的測(cè)定使用直接干燥法[16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 猴頭菇液體菌種的制備及菌種活力檢測(cè)

猴頭菇在不同配方的液體培養(yǎng)基中菌絲活力情況見圖1。

圖1 猴頭菇在不同配方的液體培養(yǎng)基中菌絲生長(zhǎng)情況Fig.1 Growth condition of Hericium erinaceus mycelial in different liquid medium

由圖1可知，不同液體培養(yǎng)基培養(yǎng)的猴頭菇菌種活力檢測(cè)結(jié)果顯示，不同培養(yǎng)基配方培養(yǎng)的猴頭菇菌絲在不同天數(shù)生長(zhǎng)情況下的菌絲活力存在差異。菌絲活力先增強(qiáng)后減弱，其中配方H1、配方H2培養(yǎng)的猴頭菇菌絲在第5天時(shí)活力最強(qiáng)，配方H3培養(yǎng)的猴頭菇菌絲在第4天時(shí)活力最強(qiáng)，而后菌絲活力均開始下降。配方H3菌絲生長(zhǎng)更快，因此確定液體菌種配方為H3。

2.2 猴頭菇菌糠培養(yǎng)基質(zhì)研究

2.2.1 金針菇菌糠培養(yǎng)基配方的確定

不同培養(yǎng)基栽培猴頭菇的生長(zhǎng)情況見表6。

表6 不同培養(yǎng)基栽培猴頭菇的生長(zhǎng)情況Tab.6 Growth condition of Hericium erinaceus cultured with different mediums

由表6可知，配方S2和配方S3的子實(shí)體重量最高，平均每袋分別為46.58 g和47.00 g，顯著高于其他試驗(yàn)組。生物轉(zhuǎn)化率分別為18.6%和18.8%，菌絲滿袋時(shí)間較短，分別為 35.33 d和35.67 d，配方S2、配方S3組間差異不顯著。表明利用金針菇菌糠和玉米芯（配方S2、配方S3）栽培猴頭菇優(yōu)于其他基質(zhì)，由于配方S2的菌絲生長(zhǎng)速度更快為0.46 cm·d-1，認(rèn)為是最優(yōu)配方。因此在后續(xù)優(yōu)化中以配方S2作為對(duì)照組。而5%的麩皮添加量對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)影響作用不明顯，需進(jìn)一步設(shè)計(jì)試驗(yàn)考證。

2.2.2 金針菇菌糠培養(yǎng)基配方的優(yōu)化

不同金針菇菌糠比例的培養(yǎng)基栽培猴頭菇的生長(zhǎng)情況見表7。

表7 不同金針菇菌糠比例的培養(yǎng)基栽培猴頭菇的生長(zhǎng)情況Tab.7 Growth condition of Hericium erinaceus with different mediums with appending proportions of cultivation substrate of Flammulina velutiper chaff

由表7可知，以配方S2作為對(duì)照組，通過改變金針菇菌糠和玉米芯的比例對(duì)猴頭菌生長(zhǎng)的影響顯著。其中配方C2、配方C3栽培的猴頭菇菌絲生長(zhǎng)速率快，均達(dá)到0.47 cm·d-1，菌絲滿袋時(shí)間均為29 d，現(xiàn)蕾時(shí)間分別為23.00 d和22.67 d，并且子實(shí)體重量較高，分別為85.00 g和86.33 g。2組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，均高于對(duì)照組。因此判斷使用金針菇菌糠添加比例為48%～58%的栽培培養(yǎng)基較為適合猴頭菇的栽培。

2.3 麩皮添加量對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)的影響

不同麩皮添加比例的培養(yǎng)基栽培猴頭菇的生長(zhǎng)情況見表8。

表8 不同麩皮添加比例的培養(yǎng)基栽培猴頭菇的生長(zhǎng)情況Tab.8 Growth condition of Hericium erinaceus cultured with different mediums with appending proportions of bran

由表8可知，配方W2菌絲生長(zhǎng)速度、菌絲滿袋時(shí)間、現(xiàn)蕾時(shí)間、子實(shí)體重量及生物轉(zhuǎn)化率都較其他對(duì)比配方和對(duì)照組好，配方W2菌絲生長(zhǎng)速度為 0.49 cm·d-1，滿袋時(shí)間為 32.0 d，現(xiàn)蕾時(shí)間為23.0 d，產(chǎn)量為101.67 g，生物轉(zhuǎn)化率達(dá)34%，相比于對(duì)照組配方，產(chǎn)量提高44%。

因此，當(dāng)最優(yōu)金針菇菌糠占比為48%～58%時(shí)，一定比例的麩皮添加對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)也有一定的影響，麩皮占比過多或過少均不利于猴頭菇生長(zhǎng)。所試驗(yàn)的配方W2能夠使得猴頭菇生長(zhǎng)更快，子實(shí)體重量更高。

2.4 培養(yǎng)方式對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)的影響

不同培養(yǎng)方式栽培猴頭菇生長(zhǎng)情況見表9。

表9 不同培養(yǎng)方式栽培猴頭菇生長(zhǎng)情況Tab.9 Growth condition of Hericium erinaceus with different cultivation methods

由表9可知，T1、T4、T7、T8試驗(yàn)菌絲滿袋時(shí)間較短，T2、T3、T5、T6試驗(yàn)菌絲滿袋時(shí)間較長(zhǎng)。T2、T4、T6、T8試驗(yàn)現(xiàn)蕾時(shí)間顯著高于T1、T3、T5、T7。T2、T4試驗(yàn)猴頭菇產(chǎn)量顯著高于T1、T3；T1、T3試驗(yàn)猴頭菇產(chǎn)量顯著高于T6、T8試驗(yàn)；T6、T8試驗(yàn)猴頭菇產(chǎn)量顯著高于T5、T7試驗(yàn)。

將口徑、搔菌、裝料量對(duì)猴頭菇子實(shí)體重量的影響進(jìn)行多元線性回歸分析，結(jié)果顯示，子實(shí)體重量對(duì)口徑 （X）1、搔菌 （X）2、裝料量 （X）3的非標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)為-7.325、7.525、0.013；口徑、搔菌的回歸系數(shù)顯著性水平 Sig.＝0均小于 0.05，裝料量的回歸系數(shù)的顯著性水平Sig.＝0.338，所以口徑、搔菌對(duì)子實(shí)體重量有顯著性影響，裝料量對(duì)子實(shí)體重量影響不顯著。回歸分析得回歸方程計(jì)算公式為：

式中：X1為口徑（cm）；X2為搔菌（搔菌即為1，不搔菌為0）；X3為裝料量（g）。

基于上述試驗(yàn)結(jié)果分析，不搔菌猴頭菇試驗(yàn)（T2、T4、T6、T8）子實(shí)體重量顯著高于其他試驗(yàn)且現(xiàn)蕾時(shí)間更短。小口徑試驗(yàn)（T1、T2、T3、T4）猴頭菇子實(shí)體重量顯著高于大口徑試驗(yàn)。裝料量對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)影響不顯著。進(jìn)一步多元回歸線性分析結(jié)果表明，對(duì)猴頭菇子實(shí)體重量影響因素大小順序依次為搔菌、口徑、裝料量。

2.5 新型培養(yǎng)體系與傳統(tǒng)栽培的猴頭菇營(yíng)養(yǎng)成分分析

猴頭菇子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比見表10。

表10 猴頭菇子實(shí)體營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比Tab.10 Comparison of nutritional contents of Hericium erinaceus fruiting body

由表10可知，配方W2與對(duì)照組配方栽培的猴頭菇在總多糖含量無顯著差異。使用配方W2栽培的猴頭菇在總粗蛋白含量、纖維素、灰分均高于對(duì)照組，而含水量低于對(duì)照組。通過營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分析可以判斷猴頭菇子實(shí)體的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值差異。總體來說，配方W2栽培的猴頭菇優(yōu)于傳統(tǒng)栽培方式培養(yǎng)的猴頭菇。

3 討論與結(jié)論

食用菌在生長(zhǎng)過程中會(huì)分解利用栽培料中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因此在菌糠中未被利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在二次栽培中可以更快速地得到利用，從而使得試驗(yàn)中新型配方栽培的猴頭菇具有更良好的生物學(xué)性狀[17]。麩皮作為小麥加工的副產(chǎn)物，其中所包含的微量元素可能是促進(jìn)猴頭菇生長(zhǎng)的重要原因。在試驗(yàn)中使用的濾泥是通過堆積發(fā)酵形成，含水量較高且氣味較大，雖也具有較多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但也容易造成栽培過程中的污染，因此對(duì)于濾泥的利用還需尋求更好的途徑。

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)搔菌在一定程度上會(huì)增加現(xiàn)蕾時(shí)間和減少子實(shí)體重量，可能是由于搔菌步驟破壞了原先形成的菌皮，菌絲不能順利形成原基[18]，因此猴頭菇的生長(zhǎng)過程并不需要進(jìn)行搔菌。小口徑試驗(yàn)猴頭菇子實(shí)體重量顯著高于大口徑試驗(yàn)，小開口的栽培袋中猴頭菇子實(shí)體形成較快，形態(tài)良好，不容易出現(xiàn)畸形菇，開口較大后形成的無效子實(shí)體無法繼續(xù)生長(zhǎng)。裝料量對(duì)猴頭菇生長(zhǎng)影響不顯著，說明試驗(yàn)用裝料量提供的營(yíng)養(yǎng)已足夠猴頭菇生長(zhǎng)所需。

以傳統(tǒng)方式進(jìn)行的猴頭菇栽培需要耗費(fèi)巨大的木屑栽培料，將其替換為金針菇菌糠后，可以節(jié)約購(gòu)買木屑的成本，還能夠收獲更高的猴頭菇產(chǎn)量，這在農(nóng)業(yè)物質(zhì)循環(huán)利用中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，適用于猴頭菇工業(yè)化栽培。

以金針菇菌糠、玉米芯和麩皮制作的猴頭菇栽培培養(yǎng)基W2進(jìn)行栽培時(shí)菌絲具有較高的生長(zhǎng)速率、滿袋和現(xiàn)蕾時(shí)間以及更高的子實(shí)體重量。與傳統(tǒng)以玉米芯為主料的栽培料對(duì)比，新型栽培方式栽培的猴頭菇子實(shí)體具有更高的營(yíng)養(yǎng)成分含量和更低的含水量，說明新型栽培方式培育的猴頭菇更具有優(yōu)勢(shì)，可以推廣使用。