楊天偉,許欣景,何明霞,高 鋒,劉 靜,王文兵,方藝偉,王 云,張春霞
(云南省熱帶作物科學研究所,云南 景洪 666100)
暗褐網柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)俗稱“黑牛肝菌”,是目前唯一能夠進行工廠化栽培的可食用牛肝菌,已在經濟果林環境下實現了仿生栽培[1-4]。在自然界中,暗褐網柄牛肝菌菌絲通常與植物根系、根粉蚧形成特殊的“菌腔蟲癭”結構[5-8]。暗褐網柄牛肝菌人工栽培的成功[9-11],從根本上改變了人們對食用牛肝菌的認識,并引起了業界的廣泛關注,有望成為其他野生牛肝菌人工馴化栽培的模式物種和研究切入點[6]。
暗褐網柄牛肝菌味道鮮美,營養豐富,是珍稀美味的食用菌之一,受到了廣大消費者的青睞[12-14]。隨著市場需求加大,暗褐網柄牛肝菌栽培規模不斷擴大,而其副產物廢菌包也不斷增加。暗褐網柄牛肝菌對栽培基質的養分需求較高,但其生物轉化率較低,只有15%~30%,因此暗褐網柄牛肝菌廢菌包中余留了大量的營養物質。
暗褐網柄牛肝菌栽培基質中木屑、鋸末是主料,約占栽培基質的60%,其次是谷粒,約占栽培基質的30%[15]。然而,生物學特性、酶學特性及基因組學等研究發現暗褐網柄牛肝菌不是典型的腐生菌,其基因組中存在大量降解淀粉和蛋白的相關基因,缺少或只有極少量降解木質素和纖維素的調控基因[15-16]。栽培過程中暗褐網柄牛肝菌主要利用富含淀粉和蛋白質的米粒,而不能利用木質素、纖維素等營養成分。暗褐網柄牛肝菌采收后,廢菌包中的米粒被完全消耗,而谷殼、木屑、鋸末等始終未被利用,出菇前后木屑重量及堅硬度無明顯差異[15]。由此可知,暗褐網柄牛肝菌廢菌包中還含有大量木屑、谷殼、鋸末等富含纖維素和木質素的營養物質未被利用,同時暗褐網柄牛肝菌菌絲體在生長過程中積累的營養物質和多種代謝產物也殘留在廢菌包中。因此,如何有效地利用暗褐網柄牛肝菌廢菌包值得深入研究。
目前,數量龐大的暗褐網柄牛肝菌廢菌包除了少數被用于仿生栽培外,多數被直接丟棄,造成嚴重的資源浪費及環境污染。因此,科學有效地利用暗褐網柄牛肝菌廢菌包,可實現農業資源循環利用,既能節約生物資源,減少環境污染,又可以帶來一定的經濟效益和生態效益。
以暗褐網柄牛肝菌廢菌包為研究對象,在明確暗褐網柄牛肝菌栽培基質出菇前后營養成分變化情況的基礎上,研究利用暗褐網柄牛肝菌廢菌包在不脫袋、不粉碎、不發酵的條件下,僅通過補充適量水分并經高溫高壓滅菌后栽培平菇(Pleurotus ostreatus)、榆黃蘑 (Pleurotus citrinipileatus)和茶樹菇(Agrocybe aegerita)3種腐生食用菌的方法。為節約資源,充分利用暗褐網柄牛肝菌廢菌包營養成分,提高暗褐網柄牛肝菌栽培基質的生物轉化效率提供科學依據。
供試菌株:廣溫平菇(pg-2001)、榆黃蘑(yhm-2002)及茶樹菇(csg-2001)菌種,由云南省熱帶作物科學研究所食用菌課題組篩選并保藏。
暗褐網柄牛肝菌廢菌包:菌袋無破損、無裂痕的暗褐網柄牛肝菌收菇后菌包。
YJ-840無菌操作臺,蘇州蘇信環境科技有限公司;BSD-400培養箱,上海博迅實業有限公司醫療設備廠;YZM-60B高溫高壓滅菌鍋,廣州市豪爾生醫療設備有限公司。
1.3.1 樣品制備
按參考文獻[11]配制栽培基質,將配制好的栽培基質(原材料)烘干、粉碎、保存備用;分別取暗褐網柄牛肝菌菌絲滿袋及牛肝菌采收后的菌包,烘干、粉碎,作為暗褐網柄牛肝菌栽培出菇前及出菇后的基質樣品,備用。
1.3.2 營養成分測定
根據NB/T 34057.6-2017木質纖維素類生物質原料化學成分的測定 第6部分:灰分的測定[17]、NB/T 34057.5-2017木質纖維素類生物質原料化學成分的測定第5部分:纖維素、半纖維素、果膠和木質素的測定[18]、GB/T 35809-2018林業生物質原料分析方法蛋白質含量測定[19]、GB 2906-1982谷類、油料作物種子粗脂肪測定方法[20]等標準,測定暗褐網柄牛肝菌栽培基質原材料、出菇前、出菇后的灰分、纖維素、木質素、蛋白質、脂肪等營養成分含量。分別采用凱氏定氮法、硫酸-雙氧水消煮-鉬銻抗比色法和火焰光度法測定栽培基質的氮、磷、鉀含量[21]。比較暗褐網柄牛肝菌菌包出菇前后的營養成分變化情況,了解出菇后廢菌包中剩余的營養物質。
1.4.1 制備液體菌種
制備平菇、榆黃蘑、茶樹菇3種腐生菌的液體菌種。液體培養基的配方為:馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、酵母粉3 g、磷酸二氫鉀1 g、硫酸鎂1 g,水1 000mL。將配制好的培養液分裝到500mL的三角瓶中,每瓶200 mL。高溫高壓滅菌后分別接入平菇、榆黃蘑、茶樹菇菌種,置于搖床上進行培養。設置轉速為140 r·min-1,溫度26℃。
1.4.2 暗褐網柄牛肝菌廢菌包處理
除去暗褐網柄牛肝菌收菇后廢菌包的覆土層,然后向菌袋內補充適量的水分,使廢菌包緩慢吸水。當含水量達到60%~65%,套上菌環,擰緊蓋子,放入高溫高壓滅菌鍋中滅菌2 h,冷卻備用。
平菇、榆黃蘑、茶樹菇3種腐生菌的對照組栽培基質配方為:木屑40%、鋸末30%、麩皮28%、蔗糖1%、碳酸鈣1%,調節含水量達到60%~65%。栽培基質裝入菌袋,裝袋量與暗褐網柄牛肝菌廢菌包去除覆土層后的干重相當(約460 g),高溫高壓滅菌2 h,冷卻備用。
1.4.3 腐生菌接種及培養
向1.4.2中已滅菌的暗褐網柄牛肝菌廢菌包及對照組菌包內,接入平菇、榆黃蘑和茶樹菇的液體菌種,每種腐生菌接種100袋,其中廢菌包及對照組各50袋。接種后將菌包移入菌種培養室內進行避光培養,培養室溫度為25℃,空氣濕度為60%。培養室適時通風換氣,注意檢查發菌狀況,及時清理污染的菌袋,并觀察記錄每種腐生菌的菌絲生長情況。
1.4.4 出菇管理
平菇、榆黃蘑和茶樹菇的菌絲長滿袋后再培養5 d~10 d,可將菌包移入出菇場所,并打開菌袋蓋子。控制出菇場所空氣濕度為80%~85%,溫度為23℃~26℃,適當通風,促進原基分化、催生菇蕾。幼菇形成后,用光照強度為600 lx~1 000 lx的散射光照射,同時加強水分管理,調節通風量,促進子實體生長。待平菇、榆黃蘑生長成熟后及時采收,茶樹菇在菌蓋未開傘、孢子尚未彈射時及時采收。然后測定平菇、榆黃蘑和茶樹菇的產量,計算生物轉化率。生物轉化率(BCR,%)計算公式為:

式中:FW為前三潮鮮菇產量合計(g);SDW為栽培基質干重(g)。
根據平菇、榆黃蘑和茶樹菇3種腐生菌的菌絲形態、生長速度、污染率、產量及生物轉化率等指標,評價利用暗褐網柄牛肝菌廢菌包直接栽培腐生菌的可行性。
暗褐網柄牛肝菌出菇前后栽培基質的營養成分測定結果見表1。

表1 暗褐網柄牛肝菌栽培基質出菇前后營養成分變化情況Tab.1 Changes of nutritional components before and after fruiting of Phlebopus portentosus culture substrate
由表1可知,暗褐網柄牛肝菌栽培基質原材料、出菇前和出菇后灰分含量分別為27.83%、36.51%、39.02%,出菇后灰分含量明顯升高;鉀含量呈現先增后減的變化趨勢;纖維素含量變化范圍在18.18%~18.72%,木質素含量變化范圍在 3.45%~3.79%,原材料及出菇前后栽培基質的纖維素、木質素等營養成分無明顯變化,表明暗褐網柄牛肝菌生長過程中對木屑、鋸末等栽培基質利用率低,收菇后的暗褐網柄牛肝菌廢菌包中余留了豐富的纖維素、木質素等營養物質。
暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培平菇、榆黃蘑及茶樹菇的菌絲生長情況見表2。

表2 暗褐網柄牛肝菌廢菌包直接栽培3種腐生菌的菌絲生長情況Tab.2 Mycelial growth of three saprophytic edible fungi cultivated with the waste edible fungibags of Phlebopus portentosus
由表2可知,平菇、榆黃蘑和茶樹菇在暗褐網柄牛肝菌廢菌包中能夠快速生長,菌絲濃密、潔白,長勢良好。其中平菇在暗褐網柄牛肝菌廢菌包中的生長速度最快,達到11.84 mm·d-1,略低于平菇對照組的菌絲生長速度(12.41 mm·d-1),接種后28 d長滿菌袋。茶樹菇在暗褐網柄牛肝菌廢菌包中的生長速度為6.25 mm·d-1,低于平菇及榆黃蘑的菌絲生長速度,其菌絲滿袋時間需要45 d。
計算暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培平菇、榆黃蘑及茶樹菇的產量及生物轉化率,結果見表3。

表3 暗褐網柄牛肝菌廢菌包直接栽培3種腐生菌的產量及生物轉化率Tab.3 Yield and biological efficiency of three saprophytic edible fungi cultivated with the waste edible fungi bags of Phlebopus portentosus
由表3可知,利用滅菌后的暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培平菇、榆黃蘑和茶樹菇3種腐生菌,出菇整齊、長勢良好。平菇第一潮的平均產量達到149.64 g/袋,前三潮鮮菇平均產量合計達到380.82 g/袋,生物轉化率為82.79%;榆黃蘑和茶樹菇的前三潮鮮菇平均產量合計分別為311.68 g/袋和295.55 g/袋,生物轉化率分別達到67.76%和64.25%。說明平菇、榆黃蘑和茶樹菇等腐生菌能夠進一步利用暗褐網柄牛肝菌廢菌包中余留的營養物質,提高原材料利用率。平菇、榆黃蘑及茶樹菇對照組前三潮產量合計分別為 414.96 g/袋、350.76 g/袋、323.21 g/袋,生物轉化率分別為 90.21%、76.25%、70.26%。與對照組相比,采用暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培3種腐生菌的產量及生物轉化率均略低于對照組。
栽培成本按市場價格核算,暗褐網柄牛肝菌廢菌包260元/t,木屑、鋸末800元/t,麩皮2 500元/t,蔗糖1 000元/t,碳酸鈣600元/t。暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培3種腐生菌的經濟效益見表4。

表4 暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培3種腐生菌的經濟效益Tab.4 Economic benefits of three saprophytic edible fungi cultivated with thewaste edible fungus bags of Phlebopus portentosus
由表4可知,采用暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培3種腐生菌,每袋可以節省材料費0.53元,節省用工費0.15元。暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培平菇、榆黃蘑和茶樹菇3種食用菌的經濟效益為4.15元/袋、3.32 元/袋和 3.13 元/袋,分別高于對照組 0.27 元/袋、0.21 元/袋和 0.35 元/袋。
暗褐網柄牛肝菌出菇后的基質中灰分含量高于出菇前,這與香菇 (Lentinus edodes)、黑木耳(Auricularia auricula)、靈芝 (Ganoderma lucidum)3種腐生菌出菇后菌棒灰分含量高于未出菇菌棒的結論一致[22]。原材料、出菇前和出菇后暗褐網柄牛肝菌栽培基質的纖維素、木質素含量變化范圍分別在 18.18~18.72%和 3.45~3.79%;纖維素、木質素含量無明顯變化,表明暗褐網柄牛肝菌對木屑、鋸末、谷殼等栽培基質利用率低,收菇后的菌包中余留了豐富的纖維素、木質素等營養物質。這與酶學特性、基因組學等研究發現暗褐網柄牛肝菌不是典型的腐生菌,其基因組缺少降解木質素和纖維素的調控基因,無法利用富含木質素和纖維素的營養物質的結論相符[15]。
平菇、榆黃蘑和茶樹菇在暗褐網柄牛肝菌廢菌包中能夠快速生長,菌絲濃密、潔白,長勢良好;其中平菇的菌絲生長速度最快,產量最高前三潮鮮菇平均產量合計達到380.82 g/袋,生物轉化率達到82.79%。這說明平菇、榆黃蘑和茶樹菇3種腐生菌能夠進一步利用暗褐網柄牛肝菌廢菌包中余留的營養物質,提高原材料利用率。雖然這3種腐生菌在廢菌包中的產量及生物轉化率均低于對照組,但在經濟效益、資源高效利用及資源節約等方面具有明顯優勢。
利用暗褐網柄牛肝菌廢菌包栽培腐生食用菌,能夠充分利用廢菌包中余留的營養成分,整體提高暗褐網柄牛肝菌栽培基質的生物轉化率,實現了資源高效利用,延伸了食用菌產業鏈,對食用菌產業綠色發展具有重要意義。