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食用菌液体菌种生产技术标准现状与对策*

2017-06-05姚璐晔

中国食用菌 2017年3期
关键词:工厂化技术标准菌种

宋 驰,姚璐晔,徐 兵,冀 宏

(常熟理工学院生物与食品工程学院,江苏 常熟 215500)

〈育种与驯化〉

食用菌液体菌种生产技术标准现状与对策*

宋 驰,姚璐晔,徐 兵,冀 宏**

(常熟理工学院生物与食品工程学院,江苏 常熟 215500)

菌种技术是食用菌产业健康发展的关键,对我国现行食用菌菌种技术标准情况进行了梳理分析,特别指出了食用菌工厂化生产新常态下液体菌种技术标准体系建设的必要性和迫切性。根据已有的研究结果,为液体菌种生产和检测标准的制定提出一些建议。

食用菌;液体菌种;菌种质量;技术标准

目前,我国食用菌产业正在实现由数量型向质量型的转型升级,以科技、资本和工业装备为代表的食用菌工厂化生产模式逐渐成为产业发展的趋势和主流[1]。据中国食用菌商务网统计,2014年我国食用菌工厂化企业729家,平均日产超过6 000 t,年产 200万 t左右。其中,金针菇全国日产量为2 439.77 t,杏鲍菇全国日产量为2 156.29 t。

众所周知,在食用菌生产工艺中,菌种生产是首道工序,其直接关系到食用菌产量的高低与品质的优劣,是生产成败的关键[2]。工厂化生产中普遍使用的固体菌种存在制种周期长,隐性污染几率大,菌龄不齐难以标准化管理等弊端,导致企业生产成本升高,生产风险加大。兴起于本世纪初的液体菌种技术为改变现状、实现突破提供了可行的思路与方案。近年来,食用菌液体菌种技术不断创新,随着国内食用菌产业向设施化、标准化生产转型升级的步伐逐渐加快,液体菌种技术在国内进行大规模应用推广的环境和时机已经成熟。

近些年,我国食用菌菌种标准体系和标准制修订工作取得了一些进展,但是和产业发展需求相比,食用菌菌种标准还存在标准体系不完善、标准内容不合理、技术参数少等问题。尤其是还没有针对食用菌液体菌种质量检测和菌种活力测定的具体指标和方法,这也成为影响食用菌产业提档升级的技术“瓶颈”。同时还面临着来自日本、韩国等的技术垄断危机。液体菌种相关标准的制定应加快步伐,规范液体菌种的技术规程和质量标准。

1 食用菌菌种标准制订现状及问题分析

从目前我国食用菌菌种技术标准体系框架来看,已经基本构成了以国家、行业标准为主体,地方标准为补充,强制性标准与推荐性标准互为参考、合理配置的体系格局[3]。建立和制定了多项食用菌菌种生产、使用和鉴别的标准体系,为菌种生产规范操作提供了依据。然而,国家标准体系基本以传统固体菌种为主,缺乏食用菌液体菌种的相关技术规范。

1.1 现行食用菌菌种标准体系情况

1.1.1 国家和行业食用菌菌种技术标准的制订

我国现行食用菌菌种标准体系共计16项,其中国家标准6项,农业部行业标准10项。涵盖了大宗食用菌菌种质量标准、生产操作规范和真实性鉴定等内容。详见表1。从时间上看,16项标准都是2000年以后制订的。

表1 我国现行食用菌菌种国家和行业标准一览表Tab.1 Current national and industry standards for edible mushroom spwan

表2 我国现行食用菌菌种地方标准一览表Tab.2 Current provincial standards for edible mushroom spwan

1.1.2 地方食用菌菌种技术标准的制订

我国现行食用菌菌种地方标准48项,详见表2。

从表2可以看出,地方标准体系根据地域产业特点和产业技术需求提出并发布,涵盖的食用菌种类更为丰富,涉及的内容更为广泛。其中,最为显著的特点是部分地区,如安徽、辽宁、山东等少数食用菌生产大省适应产业技术创新发展的需要,出台了食用菌液体菌种的相关技术规程。

1.2 食用菌菌种标准制订中的问题分析

1.2.1 菌种标准体系有待进一步完善

(续表2)

现有的标准体系只涉及了香菇、黑木耳、平菇、双孢蘑菇、杏鲍菇和白灵菇部分内容。产量较高的金针菇和毛木耳,国家层面的菌种生产和管理标准尚未发布。

食用菌菌种真实性的鉴定方法有待进一步更新,随着分子生物学和基因组学的快速发展,涌现出了多种分子鉴定的方法,ISSR和RAPD的检测方法略显陈旧且准确性不高[4]。

地方标准实用性较强,更新速度快,部分省市建立食用菌菌种技术标准体系,有利于保证高质量的食用菌生产。但是地方标准的适用范围易受区域限制,通用性差,部分省市对同一食用菌产品的技术标准要求差异较大,甚至还有相互矛盾的地方,这些因素都不利于食用菌菌种的规范生产,尤其不利于实施国家食用菌产业发展战略。

1.2.2 液体菌种标准体系尚属空白

虽然食用菌菌种的质量直接影响食用菌的生产管理过程以及产品质量与产量,但是在我国现已颁布实施的食用菌菌种质量标准中,只规定了固体菌种标准,尚无统一的检测液体菌种活力的方法和质量标准。目前涉及液体菌种的地方标准也只有3项且针对性不强,液体菌种质量检测方法较粗放。生产中常用的液体菌种质量鉴定方法,大多是通过实际栽培应用,依靠“经验判断”或者凭感觉生产和使用,不仅周期过长,而且缺乏具体的、统一的指标参数;加之设备不完善和技术不成熟,使用效果也极不稳定,导致生产中问题频发,直接遏制了国内液体菌种技术的持续创新与良性发展[5]。

2 食用菌液体菌种技术标准体系亟待建立

食用菌的“液体菌种”是相对于“固体菌种”而言的,“液体”指的是菌种的物理状态。与传统食用菌生产的菌种(固体菌种)相比,液体菌种只是形态上的不同,作为菌种的功能是相同的,液体菌种无论在技术研究领域还是在实际生产领域,都已经成为食用菌菌种不可或缺的重要内容和组成部分,并且已经成为食用菌工厂化栽培生产乃至下一代菌种工艺改良的主要技术创新方向[2]。因此,无论是食用菌产业提档升级发展需求还是国际食用菌技术创新竞争的需要,都不得不加快建立我国食用菌液体菌种技术标准体系的步伐。

2.1 食用菌产业转型升级发展的需要

食用菌工厂化生产有袋栽和瓶栽2种不同的生产技术模式,由于历史发展形成的原因,我国食用菌生产一直采用料袋栽培模式,即以不同规格大小的塑料袋为容器,内装培养基质进行育菇栽培,简称为袋栽模式。这种方式投入少、成本低,塑料袋透明度高、透气性好,适宜各类食用菌生长代谢要求,因此,生物转化率较高,综合生产效益高。但是塑料袋壁薄质脆,易破损不耐搬运,更不易于定型和定位,因此并不适于以机械化和自动化为特征的工厂化生产,所以国外食用菌工厂化生产均采用成本更高,更加坚固,易于机械定位、运送的塑料瓶容器栽培方式(简称瓶栽模式),其相应的生产设施、技术工艺均围绕瓶栽生产开发和定型。

在初期的由传统栽培向工厂化生产转型过程中(2000年至2009年间),我国采用的生产线全部由日、韩引进,袋栽模式因不适应设施机械化操作,曾一度被许多生产企业“放弃”。2010年左右,在经历了“痛苦的挣扎期”后,袋栽生产因其显著的低成本和可观的产量优势,在日趋激烈的市场竞争中又重新焕发“活力”!不乏业内有识之士开始围绕袋栽模式研发生产设施装备和技术[6-8],经过一系列技术创新,具有中国特色的袋栽工厂化工程装备技术已日渐成熟,袋栽食用菌工厂化生产企业也日益壮大。至今,基本形成了食用菌工厂化生产的两大体系:以中国为代表的袋栽模式和以日本(韩国基本沿用日本模式)为代表的瓶栽模式。袋栽模式因为成本低,效益高,开辟了食用菌工厂化技术研发和新思路和创新方向,不仅受到世界市场的青睐,而且造就了食用菌工厂化生产技术的“中国品牌”。

问题在于,袋栽模式和瓶栽模式对液体菌种的质量标准要求不同。在工厂化生产中,袋栽模式菌包的袋口(接种口)直径在3 cm左右,而瓶栽模式菌瓶口(接种口)直径在6 cm~7.5 cm,由于生产中采用喷头接种器进行接种,接种口越小对液体菌种的均匀度、菌丝球的大小和密度要求越高,否则极易喷洒在接种口外周,导致后期发菌污染。袋栽模式中接种口直径比瓶栽接种口直径小,相差1倍以上,因此,2种模式对液体菌种的质量标准要求也存在较大差异。盲目引进日本和韩国的工厂化生产线,参照使用其液体菌种标准会造成生产的低效率甚至失败。特别是工厂化生产技术较为成熟和完善的主要品种:杏鲍菇和金针菇,其液体菌种生产和使用的相关标准欠缺,不仅在一定程度上影响了工厂标准化生产进程,而且也不利于推动和保护我国食用菌工厂化生产企业在关键技术领域的创新积极性。

2.2 国内外食用菌菌种市场技术竞争的需要

液体菌种技术的创新水平和成果应用在一定程度上决定了目前食用菌工厂化生产的质量和效益[9]。日本和韩国在食用菌工厂化生产技术领域一直领先于中国,其中液体菌种应用技术是竞争的核心之一。为此,日本和韩国企业早已经瞄准了中国广阔的食用菌产业市场,大力宣传和推广瓶栽食用菌生产技术和配套设施,误导部分国内企业认为瓶栽才是食用菌工厂化生产的主流[10],从而整体引进日本和韩国的工厂化生产线,目的是通过将其建立的技术秩序强加于国内企业,抑制中国在袋栽食用菌生产技术上的领先优势,进而在菌种生产关键环节,在下一代新型液体菌种研发上对中国实施全面的技术垄断。近年来,日韩企业纷纷在中国开始建立营销网络,专门针对中国食用菌企业推广销售其食用菌(杏鲍菇、金针菇等)液体菌种及配套设施。如,2010年日本起源生物技术株式会社开发的还原型液体菌种[11]。正是由于食用菌工厂化生产的行业标准尚未建立,国内很多企业被国外的宣传所蒙蔽,不顾自身的生产特点和条件迷信外来的“先进技术”,盲目引进,又不能及时消化吸收进行技术再创新,结果造成生产的低效益甚至失败,致使本就转型升级,举步维艰的食用菌工厂化产业“雪上加霜”。

综上,我国食用菌产业的液体菌种制备技术亟待创新与升级,缺乏相应的技术规范和质量标准体系已经成为影响食用菌产业提档升级和参与国际竞争的“瓶颈”,所以尽快建立科学完备的自主知识产权的液体菌种质量标准和关键技术体系意义重大。

3 建立食用菌液体菌种生产技术标准的对策与建议

3.1 加快国家或行业标准制订,完善食用菌菌种标准体系

应针对我国食用菌产业发展的阶段性特点,不断修正与完善菌种技术标准体系。食用菌技术标准的制订要充分考虑我国食用菌产业自身实际的发展规律和特点,根据食用菌菌种管理办法要求,针对产业技术创新实际情况和发展趋势来参考制订相适应的技术标准。尤其是要针对工厂化生产技术工艺要求,构建和完善食用菌菌种生产的技术规程和质量标准体系,其中重点是探索和建立液体菌种的生产技术规程和质量标准。

3.2 加强液体菌种生产性能检测指标研究

发酵菌株、液体培养基和培养条件是食用菌液体培养的关键影响因素[5]。对制备优质的液体菌种来说,任何一个因素的改变都会影响液体菌种质量。因此,在生产应用中需要研究确立科学、便捷的观测指标,并建立1种简单易行的检测液体菌种活力的方法,准确检测和鉴定液体菌种的质量才是的出发点和落脚点。

大量研究证实,食用菌液体菌种发酵过程中菌丝球数量、细胞形态与菌球回接平板后菌丝生长速度、菌丝长势、萌发时间等因素之间存在相关性[12-13]。当菌丝球回接平板后菌丝萌发时间短、生长快速,则表明菌丝球活力高,若以此时菌种菌丝的锁状联合数量,菌丝细胞中液泡数量形态及培养液气味,菌液澄清度及颜色变化,菌丝体形态,悬浮均匀性,菌丝(球)直径,菌液密度等感官指标参数可以恰到好处地表征液体菌种的生产性能(菌种活力)。据此,可以构建数值明确,结果相对稳定的液体菌种质量参数指标系统,并可进行快速检测,从而及时、准确地满足实际生产需要。

3.3 构建相对完整的液体菌种质量标准体系

在实际的生产应用中,食用菌液体菌种质量会受到多方面因素的影响,仅通过上述感官指标难以全面反映菌种质量,还需要增加诸如微生物学指标、理化指标的检测内容。其中微生物学指标主要测定菌种纯度(有无杂菌);而理化指标主要通过发酵培养基的pH值、还原糖含量来确定液体菌种的生产发酵终点。这些参数指标都与液体菌种的生产质量密切相关。

近几年关于杏鲍菇液体菌种生产和应用的探索很多[13-15],围绕着感官指标、生化指标和微生物指标,形成了一套工厂化生产袋栽模式下的杏鲍菇液体菌种技术质量评价体系[16],为国家或行业标准的出台奠定了研究基础。

[1]宋卫东,薛艳凤,王教领,等.我国食用菌产业动态浅析[J].食用菌,2016,38(2):11-13.

[2]张金霞,陈强,黄晨阳,等.食用菌产业发展历史、现状与趋势[J].菌物学报,2015(4):524-540.

[3]李贺,许修宏,王相刚.我国食用菌技术标准的现状、问题及对策研究[J].中国食用菌,2015(3):1-6.

[4]张瑞颖,胡丹丹,左雪梅,等.食用菌SSR序列开发策略研究进展[J].菌物研究,2010(4):239-244.

[5]边银丙.食用菌工厂化生产的关键技术及其研发方向[J].食药用菌,2013(3):139-143.

[6]张引芳.中国食用菌工厂化生产发展趋势及对策建议[J].浙江食用菌,2010(4):5-8.

[7]刘自强.关于发展我国食用菌产业的几点思考[J].食药用菌,2015(1):15-16.

[8]郑雪平,冀宏,尹永刚,等.中国杏鲍菇工厂化生产实践及问题分析与展望[J].食用菌,2014(1):7-11.

[9]郭静利,刘旭.食用菌液体和固体制种技术比较经济效益分析[J].中国农业科学,2011(4):835-841.

[10]冀宏,赵黎明.食用菌工厂化生产技术改进方法与思路[J].中国食用菌,2009(6):56-58.

[11]陈强,黄晨阳.日本食用菌栽培历史、产业现状与启示[J].中国农业信息,2015(4):20-22.

[12]徐兵,吴轲轩,郑丽雪,等.杏鲍菇还原型液体菌种应用技术研究[J].食品研究与开发,2016(1):195-197.

[13]张腾霄,王斌,苏适,等.液体菌种栽培食用菌关键技术应用探析[J].山西农业科学,2015(4):425-427.

[14]戴建清,曾志恒.食用菌液体菌种研究现状及发展趋势[J].中国食用菌,2012(5):1-3.

[15]王玲,李含毅,党芳志,等.食用菌液体菌种生产技术规程[J].农业科技通讯,2012(1):112-113.

[16]冀宏,梁永军,柳宁,等.杏鲍菇液体菌种质量评价及标准研究初探[J].北方园艺,2016(6):128-132.

Present Situation and Solution of Technical Standards on Liquid Spawn of Edible Fungi

SONG Chi,YAO Lu-ye,XU Bing,JI Hong
(School of Biology and Food Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China)

Spawn technology is critical to the healthy development of mushroom industry.In this paper,the existing technical standards of mushroom spawn were analyzed,and the necessity and urgency of developing technical standards about mushroom liquid spawn especially in industrial production were indicated.Also we have given some suggestions about technical standard on producing and detecting mushroom spawn based on the current research results.

edible fungi;liquid spawn;quality standard of spawn;technical standards

S646.9

A

1003-8310(2017)03-0016-06

10.13629/j.cnki.53-1054.2017.03.004

张家港市科技计划项目(KN1411);昆山市科技计划项目(KN1506)。

宋驰(1986-),男,博士,讲师,主要从事食(药)用菌遗传育种及分子生物学研究。E-mail:songchi1986@126.com

**通信作者:冀宏(1969-),男,博士,教授,主要从事食(药)用菌工程技术研究及现代农业技术经济与管理。E-mail:jihong@cslg.edu.cn

2017-03-25

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