双孢蘑菇培养料隧道发酵技术

2019-06-04任爱民朱子雄耿新军

中国蔬菜 2019年5期

任爱民朱子雄张楠耿新军

（1甘肃省农业科学院蔬菜研究所，甘肃兰州 730070；2甘肃怡泉新禾农业科技发展有限公司，甘肃金昌 737200）

双孢蘑菇培养料隧道发酵技术是将培养料按照配方要求精准配料，通过预湿、混料环节进入一次发酵隧道，在75～80 ℃条件下完成微生物发酵及焦糖化反应，然后转入二次发酵隧道，在58～60 ℃条件下进行巴氏杀菌杀虫，45～50 ℃条件下进行控温发酵，生产出的培养料理化性状稳定，利于双孢蘑菇菌丝生长。实践证明，采用工厂化生产的二次发酵料栽培双孢蘑菇，出菇产量可较传统发酵料栽培提高60%～120%。

双孢蘑菇（Agaricus bisporus）又称双孢菇、白蘑菇、圆蘑菇和洋蘑菇等，是世界上广泛栽培的一类食用菌，2017年我国双孢蘑菇产量达到340 t，占同期国内食用菌总产量的9.8%。双孢蘑菇属于草腐菌，培养料主要利用麦秸、玉米秆、畜禽粪便等农牧业废弃物，按照一定比例进行混合堆积发酵而成，培养料发酵理化性状的优劣是影响双孢蘑菇栽培产量与品质的主要因素。传统双孢蘑菇培养料发酵模式多为室外一次发酵和室内二次发酵，发酵温度受季节、气候及设施环境影响明显，发酵工艺可控性差，培养料理化性状不稳定，杀虫消毒不彻底，产量较低，容易发生病虫害（华尔山，2005；邸敬会，2018）。双孢蘑菇培养料隧道发酵技术是将培养料按照配方要求精准配料，通过预湿、混料环节进入一次发酵隧道，在75～80 ℃条件下完成微生物发酵及焦糖化反应，然后转入二次发酵隧道，在58～60 ℃条件下进行巴氏杀菌杀虫，45～50 ℃条件下进行控温发酵，生产出理化性状稳定、利于双孢蘑菇菌丝生长的高度选择性培养料。实践证明，采用工厂化生产的二次发酵料栽培双孢蘑菇，出菇产量可增加60%～120%，并已在双孢蘑菇工厂化生产和种植户中连续推广应用超过30万m2；在工厂化菇房栽培中，前3潮菇产量可以达到25～32kg·m-2，在农法栽培中可达到 20～25 kg·m-2，远高于传统发酵培养料栽培产量（12～15 kg·m-2）。当前，培养料隧道发酵模式在双孢蘑菇规模化、集约化生产中应用越来越广泛，具有逐步替代农法发酵模式的趋势。本文以甘肃怡泉新禾农业科技发展有限公司农场双孢蘑菇发酵料隧道生产实践为例，总结出双孢蘑菇培养料隧道发酵技术，供双孢蘑菇生产者参考。

1 原材料选择

选择优质合格的原材料是生产优质培养料的基础，优质发酵料生产的双孢蘑菇品质好、菇体紧实；质量差的发酵料会降低双孢蘑菇产量，还容易出现菇体菌帽薄、个体轻的情况。因此，原料的选择和合理配方的制定非常重要。

1.1 麦草秸秆麦草秸秆为双孢蘑菇生长提供碳源，要求秸秆洁净、干燥、无虫、无霉、无异味、无腐烂，呈黄色或金黄色，长度以20～30 cm为宜，含水量＜25%，灰分＜10%。

1.2 鸡粪鸡粪或家禽粪便为双孢蘑菇生长提供氮源，要求鸡粪中无死鸡尸体、无霉变、无砂土等杂质，含水量＜35%，含氮量3.0%～5.5%，灰分＜35%。

1.3 石膏（CaSO4·2H2O）要求粒度200目左右，pH＜7。石膏添加过少会导致发酵料黏度大，影响透气；石膏添加过多会导致灰分多，影响出菇产量。

1.4 其他氮源当麦草中添加的鸡粪不足以提供双孢蘑菇所需的氮源时，就需要额外添加一些高含氮量的氮源，如油菜饼、豆粕、硫酸铵等。

2 精准配料

由于原材料的来源和质量不同，因此每批原材料到厂后必须经化学和物理性能检测，再按照预定的生产配方进行精准配料。首先对不同原材料的碳、氮、灰分含量及含水量等指标进行分析化验，通过计算，配比初始含氮量1.6%～1.8%、碳氮比（24～27）∶1、含水量76%～78%、灰分含量小于20%进行预混。如果含氮量过高会导致发酵料转氨困难，氨气难以排除，氨气浓度高于10 mg·L-1的二次料会危害菌丝生长，同时二次料含氮量高于2.4%会在种植阶段严重影响双孢蘑菇营养生长向生殖生长阶段转变；含氮量低不利于微生物繁殖，会严重影响发酵的时间和质量，降低出菇产量。表1是笔者在生产中总结的双孢蘑菇发酵料精准配方，供生产者参考。其中：干质量占比=干质量/干质量总量；干质量=湿质量×（1-含水量）；N量=干质量×含N量；灰分量=干质量×灰分含量；有机物量=干质量-灰分量；C量=有机物量/2；该配方最终的含N量（N量/总干质量）为1.63，含C量（C量/总干质量）为41.02，C/N（C总量/N总量）为25.12；加水量=总干质量×（1-目标含水量）-总湿质量，若目标含水量为76%，则需要加水170.17 t。

表1 双孢蘑菇发酵料生产配方

3 预湿

麦草秸秆的表层被蜡质层包裹，只有通过充分预湿，在嗜热微生物的作用下使麦草温度升至40～60 ℃、维持2～3 d（天）才能很好地破坏蜡质层，同时在足够的氧气、水分、适宜的pH和足够的营养条件下微生物才能大量繁殖。预湿前用生石灰将所需水的pH值调至9.0～9.5，以防加入鸡粪后在发酵期间pH下降过快。预湿期间必须保证每一根麦秸都充分浸湿，要求含水量达到75%～78%，预湿后将麦秸捞出建堆、沥水升温，当堆温达到50 ℃时翻堆1次，待下次料温达到50℃时可添加辅料。建堆大小根据地域和季节而定，春夏建堆高度1.2～1.5 m，宽度2.5～3.0 m；秋冬建堆高度3.5～4.0 m，宽度4～6 m。

4 添加辅料

辅料主要包括鸡粪、石膏和油菜饼，辅料混合的均匀度将严重影响发酵料的质量和后期出菇的整齐度及质量，因此辅料混匀尤为重要，必须达到均一的要求。不论是采用混料线还是采用铲车混合，都必须保证每根秸秆上均匀的粘有辅料，首先将所需的鸡粪、石膏和油菜饼充分混匀，然后均匀地撒在提前摊开预湿的麦草上或混料线上，用铲车不断地翻动混匀，随后用抛料机再抛料一次进行建堆发酵（建堆要求同预湿建堆），当料温达到60 ℃时方可转入一次发酵隧道进行高温发酵。

5 一次发酵

一次发酵的目的主要是微生物通过好氧发酵产生生物化学反应得到焦糖化合物作为双孢蘑菇生长的碳化源，一般要求一次发酵在氧气含量大于6%、高氨800 mg·L-1以上和pH值8.5左右时，料温要达到78～85 ℃才能很好地发生焦糖化反应（糖分子逐渐失水，碳含量比例上升，颜色变暗，最后碳化），从而使培养料腐熟（刘春江，2016）。温度的上升和氧气含量的控制一般通过风机启停完成，风机的启停时间取决于氧气的需求量和现存微生物的数量，生产控制参考时间见表2。为了使发酵充分均匀，同时利用高温和高氨环境杀灭有害微生物和害虫，一次发酵一般要求3次转仓。转仓时严格控制前两次转仓含水量，应达到75%～76%，第3次转仓及二次发酵原则上不补水。一次发酵一般控制在14 d（天）以内，为避免发生厌氧情况，转仓时间一般在进仓后的第4、8、11天进行，整个发酵期间75～85 ℃以上的高温天数应达到7 d（天）以上。一次发酵结束最佳理化指标：发酵料呈咖啡色，已充分软化，有较强的拉力和弹性，无团块，含氮量1.8%～2.0%，C∶N=（17～18）∶1，pH值7.8～8.2，含水量72%～74%，灰分含量＜25%，氨气浓度 300～500 mg·L-1。

表2 一次隧道风机启停时间

6 二次发酵

一次发酵结束后，发酵料具有较浓的氨气味道，并且含有大量的杂菌和害虫。然而发酵料一旦进入二次发酵隧道将无法直接观察到培养料的发酵情况，因此只能依靠控制系统显示的数据在58～60℃环境下进行巴氏杀菌杀虫，绿霉、石膏霉、树枝状轮指孢霉、褐斑菌、疣孢霉等有害菌致死温度为60 ℃ 6 h（小时）；菇蝇类、线虫、螨虫和瘿蚊致死温度为55 ℃ 5 h（小时），然后在45～50 ℃环境下进行培养转氨，去除氨气（小于5 mg·L-1）后方可进行降温播种（邓德江和魏金康，2009）。整个二次发酵过程分为均温阶段、升温阶段、巴氏杀菌阶段、降温阶段、培养阶段和降温播种6个阶段。

6.1 均温阶段由于一次发酵料温较高，大多数有益微生物已死亡，通过均温（47～49 ℃）可以有效恢复微生物数量和活性；均温阶段通过全速运行风机使发酵料的温度（隧道前、中、后至少插3支温度探头）缓慢地达到相同一致水平（料温温差3 ℃以内），此过程根据进料量和气候不同所需时间在6～24 h（小时）不等，均温阶段应严格避免温度产生较大波动。

6.2 升温阶段均温阶段完成后，新风阀开启度处于最小值8（由设施设备性能决定），保证发酵料氧气含量大于10%，依靠料中微生物的活动产热，温度以每小时升高1.0～1.5 ℃的速率进行（氧气不足或过量都会造成温度不上升），通常8～12 h（小时）即可达到58～60 ℃。

6.3 巴氏杀菌阶段当料温达到58 ℃、进风温度达到56 ℃以上时即进入巴氏杀菌阶段。保持料温58～60 ℃和进风温度56～58 ℃ 8～10 h（小时）可将发酵料中的病原微生物和害虫杀死。同时高浓度氨气对病原微生物和害虫均具有一定的破坏性，巴氏消毒开始时氨气浓度在200 mg·L-1以上具有理想的杀灭效果。巴氏消毒时间小于6 h（小时）不能将料中病原微生物和害虫杀灭，温度超过60 ℃或消毒时间超过10 h（小时）均会严重损伤有益微生物数量；大多数情况下此阶段料温超过62 ℃均是由于进仓填料不均匀导致的。

6.4 降温阶段巴氏杀菌阶段结束之后转为降温阶段，通过控制风机和新风量，温度以每小时下降2～3 ℃的速率进行。如进二次隧道时培养料的含水量高于73%～74%可以将降温速率放慢，小于此数值则加快，这样才能确保二次发酵料的含水量在68%～70%之间。

6.5 培养阶段培养阶段与均温阶段所需的温度范围一致（47～49 ℃），在此过程中，放线菌大量增殖将料中的氨气进行转化，氨气逐渐消除，此阶段一般为3～4 d（天）。如料温超过50 ℃氨气浓度会增加，严重时培养料中的氨气将无法排出，造成播种后菌种不萌发。

6.6 降温播种当料中的氨气浓度降到5 mg·L-1以下时开启大风量进行降温，冬季可降至30 ℃，夏季则应降至23 ℃，甚至18 ℃，降温速率不重要，只要在第2天播种前降至适宜播种的温度即可。不同菌种对氨气浓度的承受能力不同，美国施尔丰公司生产的菌种A15对氨气浓度的承受能力小于10 mg·L-1，福建农业科学院生产的菌种W192对氨气浓度的承受能力小于15 mg·L-1。如果氨气浓度在10～15 mg·L-1，可向培养料中混合石膏中和残余氨气以达到播种的要求。