鄭 峻
(福建省食用菌技術推廣總站 福州 350001)
茶薪菇為擔子菌亞門(Basidiomy cotina)、傘菌綱(Agaricomycetes)、傘菌目(Agaricales)、糞傘科(Bolbitiaceae)、田頭菇屬(Agrocybe)[1],以其良好的口感及較高的營養價值為人們所熱愛。茶薪菇在江西廣昌縣、黎川縣和福建古田縣等多個地區被大規模推廣種植并形成支柱產業。2018年我國茶薪菇年產量達到90萬t,占當年食用菌總產量的2.34%,故茶薪菇在食用菌市場中具有重要的位置[2]。所以,降低茶薪菇生產成本、提升企業效益已成為一個亟待解決的問題。
有研究表明,海鮮菇菌包在培養前后基質中的總碳含量、總氮含量、碳氮比相差不大[3],除海鮮菇菌包本身配方營養含量高的原因外,工廠化生產海鮮菇的企業出于對產量的考慮,一般一批次只生產一茬。因此,營養豐富的海鮮菇菌渣能為其他食用菌生產提供生長所需的營養物質。若將海鮮菇菌渣合理應用到茶薪菇生產發酵中,不僅能實現生產成本的降低和企業經濟效益的提高,還能減少因海鮮菇菌渣亂堆亂放和焚燒造成的環境污染問題。
以海鮮菇菌渣不同添加量作為二次基質來發酵茶薪菇菌絲,通過測定和比較各種生理生化參數,篩選出最適宜茶薪菇菌絲生長的固態發酵基質中海鮮菇菌渣的添加量,從而實現海鮮菇菌渣的二次基質利用及降低茶薪菇的生產成本,進而提高茶薪菇生產的經濟效益。
茶薪菇菌種來自福建農林大學(古田)菌業研究院;海鮮菇菌渣來自福建福泉鑫生物科技有限公司。
PDA加富固體培養基:土豆(去皮)200.0 g/L,葡萄糖20.0 g/L,蛋白胨3.0 g/L,酵母提取粉3.0 g/L,磷酸二氫鉀1.5 g/L,硫酸鎂1.5 g/L,維生素B10.1 g/L,瓊脂粉20.0 g/L,pH自然,121℃滅菌20 min。
基礎栽培配方:棉籽殼40%,木屑30%,麥麩20%,玉米粉9%,石膏1%,含水量65%,pH 7.5~8.0,121℃滅菌2.5 h,裝瓶量240 g。
以基礎栽培配方為對照(CK),將拌好的海鮮菇菌渣部分替代對照配方中的基礎配方,具體試驗配方見表1。

表1 試驗各處理及編號
1.2.1 菌絲培養與生長速度測定將茶薪菇菌種在PDA加富固體培養基中進行活化,然后用接種器將活化好的菌種轉接至栽培瓶,每一瓶呈等邊三角形接種三塊菌種,在24℃恒溫養菌室培養。接種后,當菌絲長至瓶肩處后,每隔5 d在菌絲前端劃一次垂直線,直至滿瓶,以此來測量菌絲生長速度。
1.2.2 粗酶液的制備每隔5 d取一次樣,準確稱取10 g茶薪菇培養料用于制備粗酶提取液。所有試驗設定3組平行,取平均值進行比較。將稱量好的10 g茶薪菇培養料置于50 mL三角瓶中,加40 mL蒸餾水后置于震蕩搖床,25℃、150 r/min,充分浸提2 h。接著使用三層紗布對浸提好的基質進行過濾,過濾后的濾液于室溫下,9 000 r/min離心15 min。離心后的上清液即為粗酶液,用于測定生理生化指標。
1.2.3 生理生化指標測定采用pH計測定基質中pH;采用DNS法測定基質中還原糖含量,參考趙凱的方法[4];采用DNS法測定羧甲基纖維素酶活力,參考趙玉萍的方法[5];采用碘比色法測定淀粉酶活力,參考孫靜的方法[6];采用福林-酚試劑法測定中性蛋白酶活力,參考GB/T 23527-2009的方法[7]。
1.2.4 出菇管理與采收稱量菌絲長滿菌袋后進行開袋出菇管理,根據茶薪菇品種特性調節最適宜的出菇溫度、空氣相對濕度,保持空氣的新鮮,并給予一定散射光刺激。當子實體長至成熟時進行采收。采收時要輕輕旋轉摘下,剪去菇根,并做好記錄,記錄兩潮菇重。
發酵至10 d時,菌絲生長至瓶肩處,從第15 d開始測定菌絲生長速度。從圖1中可以看出,在菌絲培養整個過程中,海鮮菇菌渣不同添加量培養下菌絲的生長趨勢較一致,茶薪菇菌絲在15%海鮮菇菌渣添加量基質中生長較快,為0.282~0.338 cm/d,與對照的0.267~0.335 cm/d無顯著差異。

圖1 菌渣添加量對菌絲生長速度的影響
食用菌菌絲在發酵過程中,通過對營養物質的吸收與消耗,其代謝產物會呈現酸性或者堿性,進而影響基質的pH。因此,可以通過測定培養過程中基質的pH及研究其變化情況,從而反映出菌絲在發酵過程中的營養代謝情況。
從圖2可以看出,茶薪菇菌絲在不同固態發酵基質的培養過程中基質的pH的變化規律較一致。隨著茶薪菇栽培瓶培養時間的延長,發酵基質的pH逐漸上升,在20 d時達到最大值,隨后略有下降,基本維持在一定水平(pH 7.30左右)。當海鮮菇渣的添加量為10%~20%時,其pH為7.45,顯著低于對照組的7.69。說明適當添加海鮮菇菌渣并不會抑制茶薪菇的生長,反而提高了其菌絲的代謝強度。

圖2 菌渣添加量對pH的影響
食用菌菌絲在發酵過程中需要借助相應的酶系將不能直接利用的復雜營養元素(如纖維素、木質素等)降解成還原糖再進行利用,因此可以通過測定基質中還原糖含量的變化情況來間接體現食用菌對營養物質的轉化能力。
從圖3可以看出,在不同固態發酵基質中,還原糖含量在20 d時均達到最大值,20~25 d呈下降趨勢,25 d后維持在一定的水平(1.60 mg/mL左右)。在不同固態發酵基質培養條件下,栽培瓶內的還原糖含量變化趨勢雖然雖然相同,但是具體含量有明顯的區別。其中,在海鮮菇菌渣添加量為10%~20%的固態發酵基質培養下,還原糖含量最高為2.74 mg/mL,與對照相比無顯著性差異,但顯著高于其他試驗組。說明海鮮菇菌渣添加量在10%~20%之間,發酵過程中酶系活力強,還原糖含量高,有助于茶薪菇菌絲轉化和菌絲的生長。

圖3 菌渣添加量對基質中還原糖含量的影響
茶薪菇的主要發酵基質為棉籽殼、木屑和淀粉等大分子物質,故纖維素酶和淀粉酶是茶薪菇發酵過程中的重要分解酶系。纖維素酶將纖維素等大分子分解成小分子,淀粉酶將營養物質中的淀粉分解成小分子物質,這些小分子物質被菌絲吸收利用后,為茶薪菇菌絲的生長及發育提供能量。所以,通過測定發酵過程中羧甲基纖維素酶和淀粉酶的活力,能夠反映出不同固態發酵基質中茶薪菇的生長發育情況。
圖4 和圖5分別反映了發酵過程中羧甲基纖維素(CMC)酶和淀粉酶的酶活力變化情況,羧甲基纖維素(CMC)酶和淀粉酶酶活力變化情況較為一致。2種酶活力隨著發酵時間的延長而迅速升高,到20 d時2種酶活力達到最大值,20~25 d后2種酶活力均存在一定程度的下降。綜合比較酶活力數據后發現,當海鮮菇菌渣添加量為15%時,羧甲基纖維素酶活力最大值為26.00 U/mL,淀粉酶酶活力最高達17.61 U/mL,羧甲基纖維素酶活力和淀粉酶活力均大于其他試驗組,與對照組無較大差異。說明海鮮菇菌渣添加量為15%的基質相比于其他的試驗組更適合茶薪菇菌絲的生長。

圖4 菌渣添加量對基質羧甲基纖維素酶活力的影響

圖5 菌渣添加量對基質淀粉酶活力的影響
中性蛋白酶在菌絲吸收氮類營養素過程中起著至關重要的作用,是菌絲生長過程中不可缺少的一種酶類。中性蛋白酶可以將外源營養物質中的蛋白質分解成小分子,使菌絲可以直接吸收氮源,保證菌絲生長過程中的營養需求。
從圖6可以看出,每一種基質中的中性蛋白酶活力變化趨勢較一致,酶活力隨著發酵時間的延長而迅速升高,到20 d時達到最大值,20~35 d開始呈下降趨勢,可能是因為基質中氮源逐漸消耗,菌絲對氮源的需求降低。海鮮菇菌渣添加量為15%的固態發酵基質中的中性蛋白酶活力最高,在20 d時酶活力高達5.63 U/mL,降解蛋白質能力最強。說明海鮮菇菌渣添加量為15%的基質相比于其他的試驗組更適合茶薪菇菌絲的生長。

圖6 菌渣添加量對基質蛋白酶酶活的影響
基于前期的試驗的結果分析,發現海鮮菇菌渣添加量分別為15%、20%和25%時,對茶薪菇菌絲的生長具有較好的促進作用。因此考慮到生產成本問題,后期僅采用海鮮菇菌渣添加量為0、15%、20%和25%的配方研究子實體的產量情況。
采收成熟后的茶薪菇,對每種基質的新鮮茶樹菇進行稱重、測量比較,統計數據見表2。從表2可以看出,不同菌渣添加量下,各試驗組茶薪菇產量有明顯差別。海鮮菇菌渣的添加會顯著提高第一潮的出菇產量,其中15%添加量下,茶薪菇菌包產量可達44.13 g/瓶;對照組第二潮出菇產量較第一潮的有顯著提高,為45.92 g/瓶,略高于15%添加量的41.57 g/瓶,但差異不顯著。兩潮合計產量,當海鮮菇菌渣添加量為15%時,茶薪菇產量最高,兩潮合計產量為81.42 g/瓶,顯著高于對照的66.69 g/瓶。

表2 菌渣添加量對茶薪菇產量的影響
通過試驗茶薪菇在海鮮菇菌渣不同添加量制成的固態發酵基質中的培養情況,發現利用海鮮菇菌渣栽培茶薪菇是可行的。其中海鮮菇菌渣添加量為15%的基質最能促進茶薪菇菌絲的生長,主要體現在菌絲生長速度快,每個階段的菌絲生長速度都高于其他試驗組;還原糖含量高,多種酶酶活力高;茶薪菇單瓶鮮重兩潮合計達81.42 g,高于其他試驗組。與對照組相比,產量無顯著差異,但表現出生長周期短、成本低等特點。
采用海鮮菇菌渣添加量為15%的配方進行栽培,每袋栽培原料成本可節約0.15元,按1個農村合作社年生產100萬袋統計,可節約原料成本15萬元。該試驗結果為茶薪菇工廠化栽培基質的制備提供了科學依據,不僅可以降低發酵基質的成本,還可實現海鮮菇菌渣的二次使用,變廢為寶,使海鮮菇廠和茶薪菇廠均受益,從而提高經濟效益。