玉木耳大豆秸稈栽培配方的優化*

呂志文，陳艷琦，2，徐敏慧，劉之潤，楊蕾蕾，王 媚，李 萌，宋 冰，2**

（1.吉林農業大學植物保護學院，吉林 長春 130118；2.吉林農業大學食藥用菌教育部工程研究中心，吉林 長春 130118）

玉木耳 （Auricularia cornea cv.Yu Muer）[1]隸屬擔子菌門（Basidiomycota）層菌綱（Hymenomycetes）木耳目 （Auriculariales）木耳科 （Auriculariaceae）木耳屬（Auricularia）[2]，亦稱白玉木耳，是吉林農業大學李玉院士團隊從毛木耳中選育出的白色變異品種[3]，其栽培方式與黑木耳（Auricularia heimuer）掛袋栽培相似[4]，但產量顯著高于黑木耳。玉木耳色澤靚麗、晶瑩剔透、口感筋脆，味道鮮美[5]，粗蛋白、粗脂肪、多糖和氨基酸等含量豐富[6]，營養價值高，且具有清肺益氣、吸塵排毒、抗腫瘤[7]等多種藥用功效，受到廣大消費者的喜愛。目前已在東北、東南、西北等地區的多個省份推廣[2]，累計推廣1億多袋菌包，產值達到3億人民幣以上。

東北地區是我國主要的糧食生產地之一，玉米、大豆和水稻種植面積均居國內前列，農作物秸稈資源豐富[8]。但大量秸稈被焚燒處理，得到充分利用的秸稈資源占比低。隨著國家禁伐政策的頒布，以木屑為主料的傳統木腐菌栽培基質受到限制[9]。利用農作物秸稈改良木腐菌基質受到了研究人員的廣泛關注，大豆秸稈含有豐富的粗纖維，纖維素、半纖維素及木質素等是食用菌原料的重要成分[10]。Zhou等[11]研究發現大豆秸稈是一種天然肥料，能起到保持水土的作用；Martelli-Tosi等[12]的研究表明，大豆秸稈可以作為深加工資源生產聚合物和獲得纖維的一種重要資源。由于其含氮量較高且纖維豐富，大豆秸稈已被廣泛用于食用菌的栽培。張玉梅等[13]利用大豆秸稈替代麩皮栽培香菇（Lentinula edodes），優化了香菇的栽培基質；徐德海[14]使用大豆秸稈熟料栽培平菇（Pleurotus ostreatus），探索了平菇的增產方法及大豆秸稈的最適顆粒度；王偉等[15]通過添加大豆秸稈進行黑木耳栽培，發現大豆秸稈用于黑木耳的袋料栽培完全可行。目前，利用大豆秸稈代替木屑進行玉木耳的栽培還未見報道。

試驗通過添加不同比例的大豆秸稈進行玉木耳的室內栽培，對比玉木耳的產量等農藝性狀、營養成分及經濟效益，篩選適宜栽培基質，為農作物秸稈的合理利用以及降低玉木耳的生產成本提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

玉木耳菌株（編號CCMJ2567），由吉林農業大學食藥用菌教育部工程研究中心提供。供試菌株活化后，在PDA培養基中25℃避光恒溫培養，長滿板后進行轉板為下一步試驗提供擴繁菌種。

1.2 試驗材料與主要試劑

所用材料均來自吉林農業大學菌菜基地，其中粗木屑的顆粒度為5 mm～6 mm，細木屑為1 mm～2 mm，大豆秸稈為2 mm～3 mm，玉米芯為3 mm～4 mm，其余輔料麥麩、石灰、石膏和豆粉均新鮮、干燥且無變質腐敗。瓊脂、葡萄糖、酵母浸粉、蛋白胨、磷酸二氫鉀、硫酸鎂均為分析純，購自北京化工廠。

1.3 儀器耗材

LGZE-450恒溫培養箱，杭州勒豐科技；YXQ-75SII高壓蒸汽滅菌鍋，上海博訊實業有限公司；JD220-4電子天平，沈陽龍騰電子有限公司，SPH-111B恒溫搖床，上海世平實驗設備有限公司，福瑞特770C恒溫烘干箱，典國電器科技有限公司；AZ7752型二氧化碳測試儀，臺灣衡欣科技股份有限公司；DT-882紅外線測溫儀，上海徐吉電氣有限公司；一次性培養皿，鄭州萊凱生物科技有限公司；V-1200可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；SpectraMax Paradigm酶標儀，美國美谷分子儀器有限責任公司；NAI-ZFCDY-4全自動粗脂肪測定儀，上海那艾精密儀器有限公司；K1160凱氏定氮儀，濟南海能儀器股份有限公司。

1.4 菌種制作

1.4.1 母種制作

將活化的原種接入配制好的PDA培養基上，放入25℃恒溫培養箱中培養。平板長滿后，用于配方初篩時接種。

1.4.2 液體菌種制作

為減短生產周期，采用液體菌種進行出耳試驗。液體菌種配方為去皮馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、酵母浸粉5 g、蛋白胨5 g、磷酸二氫鉀3 g、硫酸鎂1.5 g，蒸餾水1 000 mL。用500 mL的培養瓶進行分裝，每瓶裝液250 mL，于121℃滅菌30 min。冷卻至室溫后進行接種，每瓶接入直徑8 mm的菌種5塊，靜置1 d～2 d待菌絲塊表面萌發出菌絲之后，放入25℃恒溫搖床中以90 r·min-1震蕩培養，1周左右即可使用。

1.5 大豆秸稈栽培配方的初篩

1.5.1 初篩栽培配方培養基的制作

通過添加不同比列的木屑、大豆秸稈和玉米芯，共設計梯度配方13個，見表1。

表1 試驗配方Tab.1 Test formula

將玉米芯，粗木屑在室溫下提前12 h預濕，按表1配方進行拌料，輔料添加比例為麥麩15%、大豆粉2%、石灰1%、石膏1%，含水量60%。采用高10.8 cm，直徑為7.0 cm的玻璃瓶進行裝瓶，每瓶裝料200 g，用可透氣塑料蓋進行封口，每配方5個重復，在121℃下滅菌120 min。冷卻至室溫進行接種，每瓶接入活化母種10 g，于25℃恒溫培養箱進行培養。

1.5.2 配方初篩

待菌絲長滿料面，每隔24 h觀察菌絲長勢，劃線記錄。滿瓶之后統計數據，對不同配方菌絲生長速度取平均值，將菌絲生長較快的配方作為候選配方。

1.6 大豆秸稈栽培配方的復篩

1.6.1 菌包制作

候選配方栽培料在室溫下提前預濕，采用石灰水拌料，待主料拌好之后再加入混勻的輔料一起拌勻，所加輔料比例為麥麩15%、大豆粉2%、石灰1%、石膏1%。使用pH試紙測量栽培料出耳前的pH，采用手握法測含水量（取料堆中間料，用手緊握，若指縫中間有水分滲出但無水珠滴落則含水量為60%左右量，否則需調整水料的比例）[16]。使用10.0 cm ×8.3 cm × 35.7 cm 的聚丙烯菌袋進行裝袋，每袋裝料（1 000±0.05）g，每個配方裝20包。

1.6.2 滅菌接種

采用高壓蒸汽滅菌121℃下120 min，滅菌結束后推入無菌間冷卻降溫，至室溫后在超凈工作臺接種，每包接入液體菌種20 mL。

1.6.3 玉木耳栽培管理

1）養菌

對菇房內進行徹底打掃清潔，使用濃度為1 mg·m-3的二氧化氯氣體消毒劑對菇房進行消毒，12 h后打開菇房進行通風，待無刺激性氣味后將菌包移入菇房，采用40 cm×40 cm的塑料筐進行擺架培養。調節菇房溫度至25℃恒溫養菌，養菌期間適當通風，（35±5）d后菌絲長滿，后熟培養15 d[4]。

2）打孔掛袋

待菌包后熟結束后，采用立式手壓打孔機對菌包進行打孔，調整每根打孔針之間的間距保證耳片的出耳空間，打孔前采用75%的酒精對打孔機進行徹底消毒。在出耳室內利用長250 cm×50 cm×180 cm的雙排出耳架進行掛袋，每串掛6袋，架間留40 cm的觀察采耳通道。

3）刺激出耳

待孔內菌絲恢復后，調節菇房溫度，使溫度降到20℃下，進行低溫刺激，加速原基形成，待原基形成后記錄原基個數，統計出芽率并調節菇房環境。

4）采耳晾曬

當耳片長至4 cm～5 cm即可采收，每隔2 d采收1次，采收期40 d，記錄鮮耳重量，用50℃烘干箱烘干并記錄干重。

1.7 出耳后菌包參數統計

待出耳結束后，對菌包的高度和重量進行測量，將菌包剖開從中間取樣測定菌包的含水量和pH，使用pH計和烘干箱測定，每個配方取3次重復。

1.8 營養成分測定

利用可見分光光度計測總糖含量[17]；根據茚三酮反應[18]利用酶標儀測總氨基酸的含量；根據GB 5009.6-2016食品安全國家標準食品中脂肪的測定法，使用全自動粗脂肪測定儀測定粗脂肪含量[19]；根據GB 5009.5-2016食品安全國家標準食品中蛋白質的測定法，利用凱氏定氮儀K1160測定蛋白質含量[19]。

1.9 統計分析

采用SPSS 23.0對不同配方的農藝性狀，營養成分及經濟效益進行顯著性和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同配方對菌絲平均生長速度的影響

菌絲在不同基質上的生長速度見圖1。

圖1 初篩配方菌絲平均生長速度Fig.1 The average mycelium growth rate of primary selection formula

由圖1可知，添加不同比例的玉米芯和大豆秸稈，玉木耳的菌絲生長速度存在明顯差異。配方5菌絲生長速度與CK相比有顯著性差異；配方1、配方4、配方11、配方12菌絲生長速度與CK相比差異較小且長勢良好；配方2、配方3、配方5、配方6、配方7、配方8、配方9、配方10生長速度明顯低于CK。為符合生產需要將生長速度低于CK及未含大豆秸稈的配方篩除，通過出耳試驗對配方1、配方4、配方5、配方11、配方12進行復篩。

2.2 不同配方對菌包理化參數的影響

出耳前后菌包參數的變化情況見表2，采收前后菌包對比見圖2（比例尺為5.0 cm）。

圖2 采收前后菌包對比圖Fig.2 Comparison of cultivation bags(before and after harvest)

表2 出耳前后菌包參數的變化Tab.2 The changes of cultivation bags（before and after fruiting）

由表2、圖2可知，出耳后配方1和配方11的pH明顯提高，菌包含水量與秸稈的添加量成正比。這與Funda[20]對香菇栽培基質研究中發現的菌包變化一致。添加秸稈配方出耳后菌包形態出現不同成度的收縮，配方1收縮表現最明顯。

2.3 不同配方對農藝性狀的影響

對不同配方菌包的碳氮比，打孔數、出芽率、耳片干鮮比、單包干耳產量及生物學效率進行統計分析，統計結果見表3。

表3 不同配方玉木耳的生物性狀Tab.3 The biological characters of Auricularia cornea with different formulas

由表3可知，打孔數隨秸稈添加比例的增加而增加，孔數最多為配方1，但其出芽率低，與其他配方相比存在顯著差異。不同配方采收獲得的耳片干鮮比無顯著差異。配方5的干耳產量最高，且與配方1、配方11、配方12、CK之間存在顯著性差異，隨碳氮比的升高生物學效率呈現出提高的趨勢。

2.4 不同配方對營養成分的影響

不同配方中氨基酸、粗脂肪、總糖及粗蛋白的測定結果見圖3。

圖3 不同配方干耳營養成分含量Fig.3 Main nutrient contents of dried fruiting bodies with different formulas

由圖3可知，在栽培基質中添加秸稈可改善營養成分。隨著大豆秸稈添加量的增加，粗蛋白和氨基酸均有顯著提高，其中配方1的粗蛋白、氨基酸含量為最高。張玉梅等[13]通過添加大豆秸稈栽培香菇，發現大豆秸稈可以增加香菇的氨基酸含量。由此可見，添加一定比例的大豆秸稈可以使玉木耳的含氮類營養物質更加豐富。

2.5 不同配方理化參數對營養成分及產量的相關性分析

對單包干耳產量，營養成分及生物學效率與菌包含水量，含碳量、含氮量、碳氮比及pH的相關性進行分析，結果見表4。

表4 玉木耳營養成分及產量與基質理化性質的相關性Tab.4 The correlation between the production of Auricularia cornea cv.Yu Muer with the basic physicochemical compositions of substrate

由表4可知，總氨基酸和粗蛋白含量與菌包的pH和氮含量成顯著正相關，與碳含量及碳氮比成顯著負相關。單包產量和生物學效率與菌包pH及氮含量成顯著負相關，與碳氮比成顯著正相關。菌包的含水量與粗蛋白含量成負相關。基質成分的改變對粗脂肪及總糖的含量未形成線性影響。

2.6 不同栽培配方投入產出比分析

不同配方投入產出比統計結果見表5。

表5 玉木耳試驗配方投入產出比分析Tab.5 Analysis of input and output ratio of test formula of Auricularia cornea

由表5中可知，投入費用包含大豆秸稈0.2元/kg、粗木屑 0.7 元/kg、細木屑 0.7 元/kg、玉米芯0.35元/kg、麥麩2.55元/kg。本次試驗按照每個配方20包進行計算，菌種、人工、能源動力、包裝袋及其他的輔料等為2元/包。玉木耳干品售價按120元/kg計算，配方5的投入產出比最高，配方12、配方4略低于配方5，配方1的投入產出比最低，配方11和CK居于中間。因此從經濟效益角度來看，配方5及配方4可以作為未來玉木耳大豆秸稈代料栽培的選擇之一。

3 討論

3.1 大豆秸稈栽培玉木耳配方篩選

通過對大豆秸稈栽培配方的初篩和復篩，以玉木耳的農藝性狀、營養成分及經濟效益等因素綜合比較，最終篩選到2個優良的大豆秸稈栽培配方。同時也證明了添加適量的大豆秸稈可以增加玉木耳的產量、改善營養品質，為大豆秸稈的利用及玉木耳的生產基質的改良提供了實踐基礎及理論依據，與Song等[8]在灰樹花生產中添加大豆秸稈可以提高灰樹花的產量和質量的結論相近。

玉木耳的栽培生產流程與黑木耳類似，若生產中菌絲生長過慢，將增加玉木耳的生產周期。本試驗通過統計玉木耳在不同大豆秸稈添加配方上菌絲生長速度對配方進行了初篩，選取長速高于CK的的配方進行進一步的出耳復篩，這對玉木耳生長周期的縮短有一定的幫助，與Barreto等[21]在灰樹花大豆秸稈栽培中的結果類似。

3.2 大豆秸稈添加量與產量

由于大豆秸稈結構蓬松、密度低，在相同重量規格條件下，基質中添加大豆秸稈的菌包高度顯著高于純木屑菌包，打孔后使添加大豆秸稈的菌包在出耳過程中有孔數優勢，這也是添加大豆秸稈可增加產量的原因之一。與純木屑菌包相比，在基質中添加大豆秸稈之后，配方中碳氮比有所下降，但產量有所提升，這可能是因為純木屑配方并未達到最優的碳氮比。還需進一步探索玉木耳的最適碳氮比生長條件。

出耳時期發現大豆秸稈含量高的菌包在出第一潮耳后，菌包會變松軟，而后開始收縮，還會在出耳后期發生不同程度的蟲害和污染情況，導致產量下降。根據觀察，這可能由于料袋分離，有蟲卵及雜菌進入菌包導致。且在菌包收縮的同時，空氣中的水分也進入了菌包內部，使其含水量升高，導致栽培料的pH發生變化也影響了菌絲生長，進而影響產量。因此解決大豆秸稈含量與菌包緊實度之間的關系是利用其進行玉木耳栽培的重要因素。

3.3 大豆秸稈添加量與營養成分

大豆秸稈中含有豐富的氮元素，添加大豆秸稈后配方中氮含量顯著增加。氮含量與玉木耳中的氨基酸，粗蛋白含量成正相關，且秸稈含量越高，氨基酸和粗蛋白的含量增加越明顯，但秸稈含量過高時產量會有所下降。這與Kurt等[22]發現的含氮量過高會降低菌絲的活力結果一致。考慮到秸稈成本的廉價，在后續的研究中可考慮利用秸稈作為基質進行食用菌的液體發酵，將發酵所得的菌絲體添加到動物飼料中培育優質的食用肉禽品種。

3.4 社會及經濟效益

大豆秸稈屬于農作物廢棄物，其價格相比木屑有很大的優勢，添加大豆秸稈進行玉木耳栽培的生產成本明顯降低，這與Guan-xi等[23]對食用菌產業的生產調查結果一致。劉明廣等[24]利用大豆秸稈進行的榆黃蘑（Pleurotus citrinopileatus）的基質優化，發現其生產成本大幅降低，經濟效益增加。Wang等[25]調查發現隨著社會的發展，農業廢棄物不斷增加，這意味著將來農作物廢棄物的利用優勢將會更加明顯。Han等[26]對農作物秸稈的調查發現，合理利用秸稈可以降低秸稈焚燒對環境的污染，利用農作物秸稈栽培食用菌將降低由于秸稈不合理利用造成的環境污染問題。

4 結論

在玉木耳的栽培配方中添加大豆秸稈不僅可以使玉木耳增產，而且其干耳中粗脂肪、總氨基酸、蛋白質及總糖的含量有顯著提高。在大豆秸稈的添加量達到16.2%時，玉木耳的產量顯著高于純木屑配方。因此利用大豆秸稈進行玉木耳基質的改良是可行的，為進一步增產，仍需通過調配基質材料、改良菌包制作工藝等方法解決袋料分離問題，依據適宜碳氮比區間優化配方，以進行不同栽培規模生產試驗。