小桐子壳栽培平菇研究

文留坤，刘绍雄，缪福俊，熊 智*（．西南林业大学，云南 昆明 6504；．中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所，云南 昆明，650；．云南省林业科学院，国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室，云南省森林植物培育与开发利用重点实验室，云南 昆明 6500）

小桐子壳栽培平菇研究

文留坤1，刘绍雄2，缪福俊3，熊 智1*
（1．西南林业大学，云南 昆明 650224；2．中华全国供销合作总社昆明食用菌研究所，云南 昆明，650221；3．云南省林业科学院，国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室，云南省森林植物培育与开发利用重点实验室，云南 昆明 650201）

为充分利用小桐子壳资源，探讨了小桐子壳作为栽培基质在平菇栽培方面的研究。采用脱毒处理方法对小桐子壳进行脱毒，并直接把小桐子壳作为主栽培养料，以稻草、木屑以及麦麸为供选择的辅料栽培平菇，研究其可行性，得到最优配方。0．5 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和1 g Na2O2分别处理的小桐子壳经70℃高温发酵后不含有佛波醇酯，其栽培平菇的最佳配方为小桐子壳70%、稻草15%、麦麸10%。小桐子壳作为平菇栽培主料安全可行。

小桐子壳；平菇；脱毒

麻疯树（Jatropha curcas L．），又名小桐子，为大戟科（Euphorbiaceae）麻疯树属（Jatropha）植物，其种子是发展生物柴油的重要原料[1]。近年来，随着小桐子大规模的种植，大量废弃的小桐子壳也随之产生[2]。据统计，中国未来几年小桐子的种植面积可望达到3×109hm2以上，每年可产生大约5．85×109t果壳[3]。目前，这些果壳处理方法大部分是堆积或者焚烧，给环境造成了严重的污染。由于小桐子壳中含有固定碳、氮、磷等有机成分[4]，如果对小桐子壳加以利用，将其转换成高附加值产品，不仅可以变废为宝，创造出较高的经济效益，而且也可以解决环境污染问题。

研究表明，小桐子壳本身具有毒性，毒性物质主要为抗营养因子和佛波醇酯[5]，其中佛波醇酯是主要的毒性成分[6-7]。不经过脱毒处理，直接将其作为栽培基质将会对植物的生长造成不良影响，严重限制了小桐子废物资源化[8]。据报道，小桐子壳脱毒的方法主要有热碱处理法、溶剂浸出法、微生物发酵法和酶解联合洗脱法[9]。Rakshit[10]、Martinez-Herrera等[11]研究表明，通过热碱法、溶剂浸出法等不同方法的脱毒处理，佛波醇酯的祛除率达90%以上。Joshi [1 1]研究表明，采用固态发酵法可完全降解佛波醇酯。由此说明小桐子壳中的佛波醇酯是可以脱除的。

近年来，随着我国食用菌产业不断发展，食用菌的年产量已经超过3 000万t，占世界总产量的3/ 4，年产值也达到了2 000多亿元。我国食用菌已成为农业领域仅次于粮、油、果、菜的第五大类种植业[12]。同时，伴随着食用菌产业的快速发展，在代料栽培食用菌技术中，传统栽培原料棉籽、甘蔗渣、杂木屑、作物秸秆等得到了大力的开发利用[13]。因此，大力发展小桐子壳在食用菌栽培应用领域的研究，对减少树木资源的消耗以及降低食用菌生产成本具有重要意义。本试验以脱毒处理后的小桐子壳和棉籽壳作为主栽培原料，通过比较平菇的出菇时间和出菇产量等指标，研究了小桐子壳栽培食用菌的可行性，为后期小桐子壳作为木腐真菌栽培的原料打下坚实的基础。

1 材料和方法

1.1 实验材料

食用菌：平菇（Pleurotus ostreatus） 89、凤8、凤2180原种，由总社昆明食用菌研究所提供；小桐子壳粉（5 mm）由云南神宇能源公司提供；辅料（木屑、麦麸、葡萄糖等）由昆明农业科学研究院食用菌中心提供。

1.2 实验方法

1．2．1 小桐子壳脱毒处理

本试验采用Ca（OH）2、H2O2、Na2O2处理小桐子壳，即分别将100 mL浓度为0．5 mol·L-1、1 mol·L-1、2 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和100 mL浓度为10%、20%、30%的H2O2溶液以及质量为1 g、5 g、10 g的Na2O2水溶液（体积为100 mL）加入100 g小桐子壳（壳颗粒度为5 mm）中，并搅拌均匀。每种物质的不同用量分为不同试验组，各种物质间均不得混合加入，共分为9组试验。对照组加水100 mL，按料液比为1∶1搅拌均匀后装入瓶中压紧。分别将其密封，放于70℃恒温箱中，培养8 d。

1．2．2 小桐子壳毒性检测

小桐子壳的毒性检测是采用高效液相色谱仪（HPLC）对其含量进行测定。整个体系以0．175%磷酸缓冲液为流动相A，以乙腈为流动相B，色谱过程的时间为46 min。分析过程在HPLC中进行，其实验梯度为60%～75%磷酸缓冲液A持续20 min，75%～100%磷酸缓冲液A持续10 min，75%～100%磷酸缓冲液A清洗柱子，再一次平衡10 min。实验的检测波长为230 nm，流速1．3 mL·min-1，柱温22℃，进量10滋L。

1．2．3 小桐子壳的直接效用

将平菇89、凤8、凤2180三个品种原种，直接接种在未添加任何辅料的已脱毒小桐子壳袋料中，每组5袋，每袋重330 g，放在温度为20℃～25℃，湿度为60%的菇房内出菇，每天观察记录，并与棉籽壳做对比。

1．2．4 辅料的选择

本组试验仅用平菇89品种，试验分为9组，每组5袋，每袋约重300 g，放在温度为20℃～25℃，湿度为60%的菇房内出菇，每天观察和记录，其目的是确定麦麸的最佳比例以及选择稻草还是木屑作为辅料。培养料配方见表1。

表1 培养料配方Tab．1 Formula of cultivation substrates

1．2．5 最佳培养袋料配方的选择

通过9组（A1组～C3组）试验出菇率的比较，发现B2组麦麸含量10%为最佳培养料配方，并且稻草作为辅料比木屑作为辅料好。本组试验确定最佳的稻草比例，分为4组，每组5袋，平均每组约装袋11 cm。放在温度为20℃～25℃，湿度为60%的菇房内出菇，每天观察记录，其配方见表2。

表2 培养袋料配方的选择Tab．2 Selection of cultivation substrates formula

2 结果与讨论

2.1 小桐子壳脱毒检测结果

通过碱处理和氧化处理处理小桐子壳，观察佛波醇酯含量的变化，结果见图1～图4。

图1 标准样品（A:2126．1）Fig．1 Standard sample（A:2126．1）

图2 0．5mol·L-1Ca（OH）2处理结果（A:7．5）Fig．2 Treatment results of 0．5mol·L-1Ca（OH）2（A:7．5）

图3 1g Na2O2处理结果（A:0）Fig．3 Treatment results of 1g Na2O2（A:0）

图4 对照组处理结果（A:0）Fig．4 Treatment results of control group（A:0）

试验结果表明，长时间的高温发酵处理后，再使用不同浓度H2O2处理，佛波醇酯的含量随着H2O2浓度的升高而降低；使用Ca（OH）2溶液和Na2O2处理结果显示，1 mol·L-1、2 mol·L-1的Ca（OH）2溶液处理的小桐子壳和5 g、10 g Na2O2粉末处理的小桐子壳含有佛波醇酯，但随浓度升高含量略有降低，而0．5 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和1 g Na2O2处理的小桐子壳，通过HPLC测定标准品（图1）与样品（图2、图3）对比结果显示不含有佛波醇酯。此外，仅加水100 mL的对照组经检测也未发现含有佛波醇酯（图4）。

2.2 小桐子壳栽培平菇的结果分析

2.2.1 小桐子壳的直接效用分析

平菇菌丝生长情况见图5。

图5 菌丝生长速度Fig.5 Growth rate of the hyphae

通过第1组试验表明，菌丝在未添加任何辅料的脱毒小桐子壳袋料中能够萌发，其菌丝日生长速度与棉籽壳栽培进行比较，其结果表明，棉籽壳栽培的菌丝日生长速度明显比小桐子壳的快，而小桐子壳中菌丝日生长速度先慢后快，不同品种之间还存在差异。这说明前期小桐子壳对碳的利用率低，加入一些葡萄糖之后，从产量来看，棉籽壳栽培产量平均值也明显高于小桐子壳。

2.2.2 辅料的选择结果分析

培养配方对平菇营养生长和出菇影响的情况，见表3。

表3 培养配方对平菇营养生长及子实体产出量的影响Tab.3 Effect of cultivation formula on the growth and output of Pleurotus ostreatus

平均出菇时间最短的是B2组，产量最高的是B1组，但B2组子实体品质较B1组好，而A1组、A2组虽然出菇时间短，但在菇产量上却没有B组高。因此，综上所述本组选定10%麦麸为最佳麦麸含量，稻草为最佳辅料。

2.2.3 稻草最佳比例的确定

本组试验以10%麦麸为标准，设置稻草含量的梯度比，得出最佳优化配方，其结果见表4。

表4 稻草作为栽培辅料的最佳比例比较Tab.4 Optimal proportion of straw as a cultivation substrate

通过第3组试验分析比较得出，稻草含量为15%的试验组，无论是在菌丝生长速度还是出菇时间以及产量品质上都较其他组有优势，虽与第2组结果上有所差异，可能在于培养的条件存在了一定差异。

通过棉籽壳和小桐子壳为主栽培料栽培平菇出菇时间和出菇产量的对比，棉籽壳比小桐子壳在出菇时间上快7 d，而在产量上小桐子壳略高，其棉籽壳和小桐子壳的一次平均每袋出菇产量分别为46.57 g和47.16 g。

3 讨论

本试验对小桐子壳栽培食用菌探究的关键在于对佛波醇酯的脱除处理，目前常用醇提方法进行佛波醇酯的脱除，脱除率为97．54%，不能完全脱除[14]，碱类反应脱除有相关文献提及，但是没有具体定量，而将碱、氧化剂处理的小桐子壳经高温发酵进行佛波醇酯脱除的方法尚未见报道。由于碱化学试剂来源广，种类多，安全性好，价格相对便宜。因此，试验中采用了碱Ca（OH）2、氧化剂H2O2以及同时具备氧化剂和碱性的Na2O2处理，并对其通过高温发酵脱除佛波醇酯。由试验结果可知氧化剂处理的效果不是太理想，不能完全脱除佛波醇酯。而用低浓度的碱处理能脱除佛波醇酯或者直接加水，按料液比1∶1进行高温发酵也可脱除佛波醇酯。本研究中，用pH试纸对发酵罐内物质发酵前后进行pH测定，发现对照组的pH偏酸性，而其它碱处理组的pH降低。出现以上结果的具体原因可能有以下几方面：佛波醇酯为有机大分子物质，有机大分子物质在高温下会互相发生复杂的化学反应；佛波醇酯在进行发酵时可能产生了有机酸，酸更能改变佛波醇酯的化学性质，所以直接加水的小桐子壳发酵后检测没有佛波醇酯，而浓度较低的碱溶液一方面与小桐子壳中的佛波醇酯发生反应，另一方面与小桐子壳产生的有机酸发生中和作用，之后有机酸接着和小桐子壳中的佛波醇酯反应，最后脱除；高温发酵时由于体系处于密封状态，基质会进行厌氧发酵并产生CO2，而CO2与水反应生成碳酸，然后与小桐子壳成分进行反应，从而达到脱除的效果。

本研究将小桐子壳进行脱毒后作为主栽培原料栽培平菇是安全可行的，通过试验确定了其最佳配方：小桐子壳70%、稻草15%、麦麸10%，产量、表观质量可与棉籽壳作为主料栽培配方相当，甚至略高。在出菇时间方面虽有一定的差距，但差距不是相当明显。本试验只是对小桐子壳作为肥料基质在食用菌栽培方面可行性的初步探究，相信在不久的将来，小桐子壳作为主要栽培料的培养配方会得到更多的优化以及改进，其结果定能缩短食用菌的栽培周期。目前小桐子壳的综合利用仍是一个热点，将小桐子壳作为饲料或者栽培基质利用将是必然的趋势。

[1]Adolf W,Opferkueh H,Heeher E．Irritant phorbol derivatives from four Jalopha species[J]．Phytoehemistry,1988,23（1）: 129-132．

[2]杨成梅，李明，刘祥义，等．小桐子种壳加工成型木炭的方法研究[J]．云南化工，2009，36（2）：29-31．

[3]段昕辉，张利波，彭金辉，等．小桐子壳利用研究进展与发展趋势[J]．化工科技，2009，17（5）：54-56．

[4]Martinez-Herrera J．,Siddhuraju P．,Francis G．,et al．Chemical composition,toxic/antimetabolic constituents,and effects of different treatments on their levels,in four provenances of Jatropha curcas L．from Mexico[J]．Food Chemistry,2006,96（1）:80-89．

[5]Makkar H．P．S．,Aderibigbe A．O．,Becker K．．Comparative evaluation of non-toxic and toxic varieties of Jatropha curcas for chemical composition,digestibility,protein degradability and toxic factors[J]．Food Chemistry,1998,62（2）:207-215．

[6]Adolf W,Opferkuch HJ,Hecker E．Irritant phorbol derivatives from four Jatropha species[J]．Phytochemistry,1984（23）: 129-132．

[7]Makkar H．P．S．,Becker K．,Sporer F．,et al．Studies on nutritive potential and toxic constituents of different provenanaces of Jatropha curcas[J]．Journal of Agriculture and Food Chemistry,1997,45（8）:3152-3157．

[8]阎书一，梁渠，和丽丽，等．麻疯树种子中毒蛋白的提取分离研究[J]．四川化工，2007，7（6）：4-6．

[9]龚宽俊．双氧水对小桐子油饼的脱毒研究[D]．昆明：昆明理工大学，2013：15-16．

[10]Rakshit K．D．,Darukeshwara J．,Rathina Raj K．,et al．Toxicity studies of detoxified Jatropha meal（Jatropha curcas）in rats[J]．Food and Chemical Toxicology,2008,46（12）: 3621-3625．

[11]Chetna Joshi,Priyanka Mathur,Khare S．K．．Degradation of phorbol esters by Pseudomonas aeruginosa PseA during solid-state fermentation of deoiled Jatropha curcas seed cake[J]．Bioresource Technology,2011,102（7）: 4815-4819．

[12]王爽．食用菌成为我国第五大农业作物年产值两千亿元[EB/OL]．（2014-09-17）[2016-01-28]．http://news．xinhuanet．com/fortune/2014-09/17/c_1112520250．htm．

[13]覃宝山，覃勇荣．新型培养料栽培食用菌研究的现状及展望[J]．中国农学通报，2010，26（16）：223-228．

[14]肖建辉，刘宜锋．麻疯树籽饼粕中脂溶性毒素脱除的研究[J]．饲料资源开发与利用，2009，5（33）：45．

Study on the Utilization of Jatropha curcas Shell for Pleurotus ostreatus Cultivation

WEN Liu-kun1,LIU Shao-xiong2,MIAO Fu-jun3,XIONG Zhi1
（1．Southwest Forestry University,Kunming 650224,China;2．Kunming Edible Fungi Institute of All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives,Kunming 650223,China;3．Key Laboratory for Conservation of Rare,Endangered&Endemic Forest Plants,State Forestry Administration,Yunnan Provincial Key Laboratory of Cultivation and Exploitation of Forest Plants, Yunnan Academy of Forestry,Kunming 650201,China）

To make full use of resources of the Jatropha curcas shell,we explored the J.curcas shell used as a substrate for Pleurotus ostreatus cultivation．J.curcas shell should be processed by the detoxification treatment．This test was directly made, using the J.curcas shell as the main material,adding straw,sawdust,wheat bran and other accessories for the cultivation of P. ostreatus.Its feasibility was studied and the best formula was gotten．The phorbol myristate acetate has been removed after high temperature fermentation at 70℃unless 0．5 mol·L-1Ca（OH）2solution and 1 g Na2O2dispose of J.curcas shell,respectively．The optimal formula for P.ostreatus cultivation is 70%of J.curcas shells,15%of straw,10%of wheat bran．It is safe and feasible for the J.curcas shell to cultivate P.ostreatus．

Jatropha curcas shell;Pleurotus ostreatus;detoxification

S646.1

A

1003-8310（2017）01-0019-05

10．13629/j．cnki．53-1054．2017．01．005

文留坤（1992-），男，在读硕士研究生，研究方向：资源微生物开发利用研究。E-mail:2674235492＠qq．com

*通信作者：熊智（1965-），男，博士，教授，主要从事微生物学和分子生物学、农林产品二次资源利用研究。E-mail:zhix＠swfu．edu．cn

2016-11-19