食用菌固體培養(yǎng)基的研究進(jìn)展

食用菌固體培養(yǎng)基的研究進(jìn)展

食用不僅是一種方便的東西，而且是一種低能量、低脂肪的東西。它富含蛋白質(zhì)、食品纖維和維生素等養(yǎng)分。它已成為繼植物食品和刺激性食品之后的第三類食品，即蘑菇物理食品。此外,食用菌還是功能性多糖、萜類化合物等多種天然產(chǎn)物的來源之一,在提高人體免疫功能、防治多種慢性病和抗衰老等方面具有顯著的功效。因此食用菌越來越受到廣大消費(fèi)者的青睞,市場需求量不斷增大。中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物種類繁多、數(shù)量巨大,若這些廢棄物不能循環(huán)利用,則極易造成二次污染,如露天焚燒作物秸稈會(huì)嚴(yán)重降低地力、污染大氣、浪費(fèi)資源。若利用這些廢棄物通過合理組合和營養(yǎng)強(qiáng)化,用作食用菌的固體培養(yǎng)基原料,既可為食用菌栽培提供充足的栽培基質(zhì)、滿足不斷發(fā)展的食用菌生產(chǎn)需要,又能變廢為寶、產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)還可減少農(nóng)業(yè)廢棄物對環(huán)境的不良影響,可謂一舉多得,經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益兼而收之。1食用菌的蛋白質(zhì)培養(yǎng)基常見的食用菌固體培養(yǎng)基一般是在富含纖維素、木質(zhì)素的固形物(木屑、棉子殼、作物秸稈)中加入適量的輔助營養(yǎng)料(麩皮或米糠)再與水配制而成,如木屑培養(yǎng)基、棉子殼培養(yǎng)基等。棉子殼含粗蛋白4.0%、粗纖維44.9%、粗脂肪1.4%,是最重要的傳統(tǒng)碳源物質(zhì),除了營養(yǎng)物含量豐富外,其結(jié)構(gòu)外松內(nèi)實(shí),通氣性好,蓄水性也較強(qiáng),非常有利于食用菌的生長,是栽培食用菌的上等原料;麩皮含蛋白質(zhì)14.1%、粗纖維10.5%、脂肪3.9%,是主要的傳統(tǒng)氮源物質(zhì),多用于調(diào)整食用菌栽培料的碳氮比,還可為食用菌生長提供所需的各種維生素,如VB1、VB2等。傳統(tǒng)的食用菌固體培養(yǎng)基原料尤其是氮源物質(zhì)往往可作為飼料原料使用,因此價(jià)格還是不低的;而生產(chǎn)食用菌消耗的培養(yǎng)基原料數(shù)量很大,這導(dǎo)致食用菌成本居高不下。在全球糧食和飼料價(jià)格都不斷攀升的背景下,利用農(nóng)業(yè)廢棄物或農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物經(jīng)合理組合和營養(yǎng)強(qiáng)化而制備出優(yōu)質(zhì)、安全、價(jià)廉的食用菌固體培養(yǎng)基已成為研究的熱點(diǎn)。現(xiàn)在已經(jīng)報(bào)道的農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物營養(yǎng)物質(zhì)成分含量研究結(jié)果顯示出了巨大的應(yīng)用前景,如玉米皮含纖維素17.2%、半纖維素51.7%、木質(zhì)素0.9%,還有淀粉17.2%;花生殼中粗纖維含量為59.9%、粗蛋白7.7%、無氮浸出物10.4%;葡萄枝的營養(yǎng)成分也非常豐富,含有粗蛋白5.57%、纖維素64.38%、粗灰分3.81%;還有谷稈兩用稻草粉也是一種含有豐富氮素的原料,其粗蛋白含量達(dá)8.0%~10.0%;花椒子是花椒果皮生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)物,其蛋白質(zhì)含量為14.00%~15.89%、粗纖維37.00%~39.23%。這些農(nóng)業(yè)廢棄物或農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物都具備作為食用菌固體培養(yǎng)基原料配料選擇的潛質(zhì),因此,以食用菌傳統(tǒng)栽培料的營養(yǎng)要求為標(biāo)準(zhǔn),通過將農(nóng)業(yè)廢棄物或農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物進(jìn)行合理組合與營養(yǎng)強(qiáng)化,就有可能制備出適合食用菌栽培的固體培養(yǎng)基。2食品固體培養(yǎng)基的開發(fā)2.1不同秸稈添加量對真菌生長和產(chǎn)量的影響每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生大量的農(nóng)作物秸稈,農(nóng)民通常采用焚燒而處理掉,這種處理方式極易污染環(huán)境并造成資源浪費(fèi)。煙稈作為烤煙生產(chǎn)的副產(chǎn)品含有大量的纖維素物質(zhì),石健林等利用煙稈代替部分棉子殼栽培真姬菇,結(jié)果菌絲生長快,單產(chǎn)和原料生物轉(zhuǎn)化率都高。劉連強(qiáng)等利用大豆秸稈栽培白靈菇,發(fā)現(xiàn)豆秸添加量為75.0%時(shí),白靈菇菌絲生長速度和子實(shí)體產(chǎn)量都會(huì)相應(yīng)增加。彭學(xué)文等以小麥秸稈為主料栽培雙孢蘑菇,當(dāng)麥秸添加量達(dá)47.6%時(shí),菌絲生長速度快、滿袋時(shí)間短,鮮菇產(chǎn)量也高。陳君琛等利用谷稈兩用稻草粉代替栽培料中50%的麥麩栽培珍稀食用菌秀珍菇、金福菇、茶樹菇,其生物轉(zhuǎn)化率分別提高了5.84%、7.98%、25.26%,同時(shí)降低了栽培袋的污染率,節(jié)省了大量麥麩。這些研究成果為農(nóng)作物秸桿的有效利用提供了一條新途徑。2.2柑橘皮渣和花椒子農(nóng)作物的皮、殼富含各類營養(yǎng)物質(zhì),是食用菌固體培養(yǎng)基較為理想的基質(zhì)材料。玉米皮屬于一種谷類外皮膳食纖維資源,具有較好的應(yīng)用價(jià)值。周帥等以玉米皮蒸煮后的濾渣接種靈芝進(jìn)行固體發(fā)酵,獲得了可觀的靈芝菌絲體產(chǎn)量,用其制成的含多糖和膳食纖維的產(chǎn)品具有較好的保健功效,經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高。菠蘿皮含有的營養(yǎng)成分與果肉的基本成分相接近,尤其是含有豐富的糖類物質(zhì);潘漫等用菠蘿皮替代部分棉子殼栽培猴頭菇,結(jié)果當(dāng)菠蘿皮所占比例為40%時(shí),猴頭菇菌絲生長速度最快,菌絲也較純白濃密,生物轉(zhuǎn)化率最高。柑橘皮渣是鮮食和生產(chǎn)果汁、水果罐頭后產(chǎn)生的廢棄物,含糖類物質(zhì)55.0%~65.0%、粗蛋白6.4%~8.1%、粗脂肪2.3%~2.6%、粗纖維9.5%~10.6%;張?jiān)迫愕纫愿涕倨ぴ鼮橹饕?以稻殼、豆粕等為輔料進(jìn)行了平菇袋栽試驗(yàn),配方中柑橘皮渣與輔料質(zhì)量比為12∶1時(shí),所得平菇的鮮菇產(chǎn)量和生物轉(zhuǎn)化率均較高?；ㄉ鷼ぶ泻掷w維59.9%,粗蛋白7.7%,無氮浸出物10.4%;祁跡利用花生殼替代棉子殼栽培平菇,在替代量為30%時(shí),產(chǎn)生了顯著的增產(chǎn)作用,并降低了成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益。核桃殼中含木質(zhì)素38.05%、纖維素30.88%、半纖維素27.26%,且含有Ca、Mg、Fe等無機(jī)營養(yǎng)元素;于海龍等以核桃加工下腳料核桃殼部分代替常用培養(yǎng)料中的木屑、玉米芯進(jìn)行刺芹側(cè)耳(杏鮑菇)栽培試驗(yàn),結(jié)果杏鮑菇發(fā)菌快,子實(shí)體蛋白質(zhì)含量高,單瓶產(chǎn)量與使用常規(guī)培養(yǎng)料栽培的相近,效果理想?；ń纷邮腔ń芳庸どa(chǎn)中的主要副產(chǎn)物,營養(yǎng)非常豐富,脫脂后的花椒子餅粕蛋白質(zhì)含量高達(dá)48.0%以上;胡燕等以棉子殼為主料,以花椒子殘?jiān)纣滬煘檩o料進(jìn)行姬菇的栽培試驗(yàn),結(jié)果當(dāng)花椒子殘?jiān)窟_(dá)到50%時(shí),姬菇子實(shí)體菌蓋直徑最大、菌柄最粗,姬菇子實(shí)體總濕重最大可達(dá)471.63g,粗脂肪含量最低為0.97%,多糖含量最高達(dá)2.59%,蛋白質(zhì)含量最高可達(dá)53.34%,是普通姬菇的數(shù)倍,因此花椒子餅粕可作為氮源替代物或營養(yǎng)強(qiáng)化劑用于姬菇栽培生產(chǎn)。2.3不同原料栽培對菇體生長和生物轉(zhuǎn)化率的影響樹枝、木屑作為經(jīng)濟(jì)林修剪廢棄物常常被當(dāng)作柴禾燒掉或不可利用的廢棄物丟掉;而事實(shí)上樹枝、木屑在營養(yǎng)成分上和棉子殼等相近,也可作為食用菌固體培養(yǎng)基的培養(yǎng)基質(zhì)使用。盧玉文等在培養(yǎng)基中加入35.0%的桑枝培育猴頭菇,結(jié)果菌絲生長速度快、污染率低、生物轉(zhuǎn)化率高,并且菌包后期失水少、出菇后勁足。張敏等利用桑枝屑替代棉子殼作為原料生產(chǎn)杏鮑菇也取得了良好效果。王德源等以果樹木屑為主,輔以其他原料,采用熟料栽培方式栽培鮑魚菇,結(jié)果其生物轉(zhuǎn)化率可達(dá)110%以上。肖勝剛等則以松木屑、杉木屑栽培鮑魚菇,同樣得到了菇體質(zhì)量高、口感好的產(chǎn)品。陳麗新等以葡萄枝為主要原料栽培秀珍菇,結(jié)果菌絲長勢好,且生物轉(zhuǎn)化率高,最高可達(dá)82.2%。邱發(fā)奮等、劉傳森等分別以10%~30%、30%~45%的煙稈屑部分代替木屑和棉子殼栽培金針菇、茶樹菇,結(jié)果金針菇和茶樹菇的菌絲生長快,產(chǎn)量和生物轉(zhuǎn)化率高。以上研究表明,以樹枝、木屑作為食用菌培養(yǎng)基基質(zhì)可以取得減少環(huán)境污染和有效利用資源的雙重效果。2.4對食用菌生長的影響葛藤莖葉是加工葛粉的副產(chǎn)物,含有豐富的纖維素、蛋白質(zhì)和果膠質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),且葛藤莖葉中豐富的果膠質(zhì)經(jīng)高溫處理后產(chǎn)生的降解產(chǎn)物———單糖及其衍生物能刺激食用菌菌絲的生長。王世強(qiáng)等利用葛藤莖葉栽培平菇,生物轉(zhuǎn)化率約為180%,比稻草對照組的生物轉(zhuǎn)化率提高了44%~56%。相似的還有香蕉莖葉含有蛋白質(zhì)13.8%、粗纖維21.3%以及Cu、Zn、Mn等多種無機(jī)營養(yǎng)元素,用于栽培平菇和秀珍菇也獲得了良好效果。2.5食用菌培養(yǎng)基基質(zhì)栽培過食用菌的菌糠中含有大量尚未完全利用的菌絲體及營養(yǎng)物質(zhì),可作為食用菌培養(yǎng)基基質(zhì)進(jìn)行循環(huán)利用。王勝蕊等、范可章等、宮志遠(yuǎn)等利用金針菇菌糠代替棉子殼栽培雞腿菇、平菇和秀珍菇都獲得了良好效果。柳青等也證明利用草菇下腳料替代新稻草栽培蘑菇是可行的。3用于固體培養(yǎng)基栽培和蘑菇的工藝準(zhǔn)備3.1培養(yǎng)基營養(yǎng)的補(bǔ)充食用菌在不同的生長階段需要的培養(yǎng)基碳氮比是不一樣的。一般情況下碳源的吸收利用率為25%,碳源不足,則菌絲容易早衰;氮源不足則菌絲生長弱、緩慢,氮源過量則菌絲過旺,不利于積累代謝產(chǎn)物。為了使食用菌能正常生長發(fā)育,培養(yǎng)基除具備足夠的營養(yǎng)物質(zhì)外,還應(yīng)注意碳、氮兩種營養(yǎng)元素之間的比例,使之既能保證菌絲生長階段對營養(yǎng)的需求,又能保證子實(shí)體發(fā)育的順利完成。盧偉等采用棉子殼、棉花秸稈和麩皮為主要原料,探索不同碳氮比的培養(yǎng)基對金針菇培育的影響,結(jié)果當(dāng)培養(yǎng)料的碳氮比為30∶1~40∶1時(shí)較為適宜,此時(shí)金針菇的栽培周期較短,產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量都較高。雷錦桂等以羽葉決明為主料、麩皮為輔料栽培雞腿菇,發(fā)現(xiàn)碳氮比在28∶1、32∶1的條件下雞腿菇產(chǎn)量較高,分別為285.5g和258.8g。3.2不同溫度對猴頭菇出菇、產(chǎn)量的影響溫度是影響食用菌生長發(fā)育的最重要環(huán)境因素之一,不同種類的食用菌需要的生長適宜溫度不一致,一般可分為低溫型、中溫型和高溫型三類。于海龍等研究了溫度對猴頭菇生長的影響,發(fā)現(xiàn)出菇適宜溫度為14~19℃,高于或低于該范圍則子實(shí)體將出現(xiàn)發(fā)紅現(xiàn)象,其中出菇最適溫度為16℃,此時(shí)出菇周期最短,并且產(chǎn)量最高;由此可知猴頭菇屬于低溫型食用菌類型。蔡愛群等采用斜面培養(yǎng)法在不同溫度條件下觀察,發(fā)現(xiàn)杏鮑菇不同品種菌絲的適宜生長溫度均為20~30℃,最適溫度為25℃,說明杏鮑菇屬于中溫型食用菌類型。韓麗榮等采用木屑、麩皮栽培鮑魚菇后發(fā)現(xiàn),原基分化子實(shí)體生長的最適溫度為25~30℃,環(huán)境溫度在10℃以下時(shí),鮑魚菇則不能正常生長發(fā)育。伍國明等研究發(fā)現(xiàn),在低于5℃和高于40℃的培養(yǎng)條件下,草菇菌絲均不能生長;在30℃和35℃培養(yǎng)條件下菌絲生長速度最快;說明鮑魚菇、草菇屬于高溫型食用菌類型。3.3最適宜生長ph的ph培養(yǎng)料pH是影響食用菌生長的環(huán)境因素之一,其會(huì)影響細(xì)胞內(nèi)酶的活性及酶促反應(yīng)的速度;不同種類的食用菌菌絲體生長所需要的基質(zhì)酸堿度是不同的,大多數(shù)食用菌喜偏酸性環(huán)境,適宜菌絲生長的pH在5~8,大部分食用菌在pH大于9.0時(shí)生長受阻,甚至生長停止。孫廷林等研究發(fā)現(xiàn),白靈側(cè)耳的菌絲生長最適宜的pH為5.02~7.24,此pH范圍內(nèi),菌絲生長快,菌落濃密,氣生菌絲直立旺盛;但當(dāng)pH大于9以后,菌絲生長極緩慢。覃曉娟等發(fā)現(xiàn)初始pH在6.0~8.0時(shí),草菇菌絲生長速度最快,為13.5mm/d,且菌絲長勢強(qiáng);當(dāng)pH在9.0~11.0時(shí),菌絲日生長速度逐漸降低,菌絲長勢依次減弱。張敏等研究發(fā)現(xiàn),賓王菇菌絲生長最適宜pH為6~9,其中pH為8時(shí)最好,此時(shí)菌絲生長速度最快,長勢旺盛,菌絲濃密;而pH低于6或高于9時(shí),菌絲生長緩慢,pH達(dá)到11時(shí)菌絲易老化。3.4培養(yǎng)料用量對子實(shí)體形成和生長的影響水分是食用菌生長發(fā)育所必需的重要物質(zhì),它與食用菌對養(yǎng)料的吸收及運(yùn)輸、代謝廢料排泄等緊密相關(guān)。在食用菌菌絲生長階段,培養(yǎng)料的適宜含水量一般為60%~65%;子實(shí)體形成階段需水量更大。陳秀炳等研究發(fā)現(xiàn),杏鮑菇菌絲生長的培養(yǎng)料適宜含水量為65%~75%,最適含水量為75%。涂永勤等研究發(fā)現(xiàn),冬蟲夏草子實(shí)體的形成需要充足的水分和較高的空氣相對濕度,保持基質(zhì)含水量為60%~80%、空氣相對濕度為95%~100%為宜,當(dāng)含水量達(dá)70%時(shí),子實(shí)體形成率高達(dá)84.4%。3.5不同光照對感官生長的影響光照是食用菌生長發(fā)育過程中一個(gè)不可忽略的因素,不同食用菌對不同可見光的光反應(yīng)不一;光照具有兩重性,既可刺激食用菌發(fā)育,也可抑制食用菌生長。王立華等采用新型半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)光源設(shè)置不同光質(zhì)來栽培靈芝,發(fā)現(xiàn)藍(lán)光處理及黑暗對照條件下靈芝菌絲體生長較快,黑暗對照條件下菌絲體形態(tài)纖細(xì)、菌落淡薄,藍(lán)光、白光處理菌絲體粗壯、菌落濃密,白光處理菌絲體生物量積累最高,藍(lán)光次之。羅茂春等研究發(fā)現(xiàn),黑暗條件有利于紅平菇菌絲體的生長,白光和自然光照條件下紅平菇子實(shí)體生長發(fā)育最好、數(shù)目多、成菇率高,生長發(fā)育最優(yōu)的光照條件是40W散射白光、每天光照8h左右、光照度控制在1020lx。4不同種類茶酒廢水的理化性質(zhì)利用農(nóng)業(yè)廢棄物或農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物替代培養(yǎng)料栽培食用菌,不僅可使廢棄物變廢為寶,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的利用最大化,同時(shí)為食用菌生產(chǎn)提供了充足的原料,能滿足食用菌生產(chǎn)快速發(fā)展的需要。在農(nóng)業(yè)廢棄物或農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物制備食用菌固體培養(yǎng)基的相關(guān)研究與實(shí)踐中還證明,通過食用菌栽培過程中培養(yǎng)基的碳氮比、pH、溫度、水分和光照等因素的優(yōu)化,可以顯著提高食用菌的質(zhì)量與產(chǎn)量。廣西壯族自治區(qū)作為主要糖產(chǎn)區(qū),甘蔗種植面積大,除大部分蔗糖被提取出來制備成品糖外,有機(jī)非糖分物質(zhì)大都被轉(zhuǎn)移到了糖廠的副產(chǎn)物中,主要有蔗渣、浮渣、濾泥等。其中干蔗渣含全纖維59.01%、灰分1.20%,纖維含量比麩皮含量還高;濾泥含蛋白質(zhì)9.50%、粗纖維