栽培黑木耳的木屑和麦麸基质配方精准化研究*

张介驰，马庆芳，马银鹏，奚新伟，刘佳宁，戴肖东，韩增华，孔祥辉，张丕奇

（黑龙江省科学院微生物研究所，黑龙江 哈尔滨 150010）

黑木耳（Auricularia heimuer）是世界上第三大人工栽培食（药）用菌品种[1]。据中国食用菌商务网统计，2017年中国黑木耳产量已达到638万吨[2]。自20世纪末黑木耳生产采用人工代料栽培以来，木屑和麦麸一直是最主要的基质原料。随着栽培技术进步，更多作物的秸秆（棉籽壳、玉米芯、稻秸等）和粮食加工副产品（稻糠、玉米粉、黄豆粉等）应用于黑木耳栽培[3]，部分食用菌栽培菌渣用于黑木耳栽培也取得成功[4-5]。但在黑木耳栽培实践中，麦麸仍作为最主要的氮源营养源而被广泛使用，使用量在氮源中所占比例最高。

栽培基质配方是影响黑木耳产品质量和转化率的重要因素，有研究者围绕配方优化开展了许多试验研究[6-8]，但以木屑和麦麸作为唯一碳氮源的经典配方进行精准化研究还未见报道。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

黑木耳菌株：黑耳2号（国品认菌2007018）和黑威15号（黑农委2015053），由黑龙江省科学院微生物研究所选育和保藏提供。

1.2 试验设计

采用响应面法设计8个试验处理组，见表1。每个处理300袋，试验菌种为黑耳2号，在黑龙江省东宁县食用菌基地进行菌丝培养和栽培出耳试验，比较了菌丝生长、耳芽发生、出耳表现和产量质量等指标。在此基础上，于2017年、2018年又进行了验证试验，试验菌种为黑耳2号和黑威15号，每个配方500袋。重点比较出耳表现和产量指标的稳定性，并测定了用不同组方基质栽培的黑木耳子实体营养成分含量的差异。

1.3 培养基

母种培养基：马铃薯200 g（煮汁1 000 mL）、琼脂粉14 g、葡萄糖20 g、磷酸二氢钾3 g、硫酸镁1.5 g、蛋白胨0.5 g、维生素B110 mg，pH自然。

原种培养基：柞木木屑78%、麸皮20%、石膏1%、石灰1%，含水量58%～60%。

栽培种培养基：柞木木屑和麦麸按照响应面法设计组方（表1），添加石灰1%，含水量56%～57%。

表1 栽培基质原料配方Tab.1 Formulations of culture substrate

1.4 菌种制作

原种培养容器为500 mL葡萄糖玻璃瓶，装料400 g；栽培种培养容器为16.5 cm×35 cm聚乙烯折角袋，装料1 000 g。原种及栽培种培养料121℃高压蒸汽灭菌120 min，接种后原种25℃培养至长满后使用；栽培种恒温（22℃～23℃） 发菌至菌丝发满，适当后熟后开口催芽。

1.5 栽培管理

各配方处理统一开小“Y”型口，开口大小6 mm，每袋开口192个。每个处理随机抽取50袋，在智能出菇室控温控湿集中催芽，温度15℃～20℃、湿度85%～90%、适当通风和可见光刺激处理，考察出芽情况。田间出耳集中催芽后统一分床露地摆放、小口出耳，按照“干干湿湿、合理通风、及时采收”的要求进行常规管理，分潮次采收晾晒并收集测定。

1.6 测定指标

在菌丝生长阶段，记录菌丝生长速度和长势。出耳阶段记录出芽时间，观察记录耳片大小、薄厚、颜色、软硬等外观性状。子实体产量测定时每个处理随机抽取100袋，采摘晾干后记算平均单袋产量。

1.7 黑木耳子实体营养成分测定标准及方法

蛋白质和脂肪测定参照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准》。总糖测定参照GB/T 15672-2009《食用菌中总糖含量的测定》。粗纤维测定按照GB/T 5009.10-2003《植物类食品中粗纤维的测定》。灰分测定参照GB 5009.4-2016《食品安全国家标准》进行。

复水率：将黑木耳子实体在20℃水中浸泡6 h后400 r·min-1甩干3 min，然后称重，计算其重量与浸泡前子实体重量的比值。

2 结果与分析

2.1 黑木耳菌丝生长情况

黑木耳菌丝生长情况见表2。

表2 不同配方处理黑木耳菌丝生长情况比较Tab.2 Mycelial growth of Auricularia heimuer with different formulations

从表2可以看出，不同配方下菌丝长势不同，其中配方3菌丝长势最好，配方5和配方8菌丝长势次之，配方4和配方6菌丝长势最弱。不同配方下菌丝生长情况有差异，其中配方1、配方3、配方5、配方7和配方8菌丝洁白，吃料速度快，菌袋弹性好，配方2、配方4和配方6菌丝长速较慢，菌袋弹性差。这可能是由于不同碳氮比造成的，当碳氮比为（92.5～136.6）∶1时，黑木耳菌丝长势好，菌丝生长情况好，为黑木耳较适宜碳氮比。

2.2 黑木耳菌包耳芽发生情况

开口4 d时各试验处理中菌包开口处菌丝均已愈合，各处理间差别不大。持续处理中各处理耳芽发生和生长情况差异明显。比较耳芽发生时间，配方3现芽最早，第8天出现耳芽；配方5和配方8第9天现耳芽；配方1和配方7第10天现耳芽；配方2第11天现耳芽；配方4和配方6现芽最晚，在第12天现耳芽。

对耳芽生长情况进行比较，配方4和配方6生长最快；配方5和配方8子实体生长最慢；其他配方处理间未见到明显差异，见图1。

图1结果可见，相同麦麸含量处理组表现一致，耳芽发生表现差异与麦麸含量直接相关。推测耳芽出现时期早晚应该与氮源营养胁迫相关，相同环境条件下，较低氮源含量可能会促进黑木耳由营养生长向生殖生长转变，表现为出芽较早。

2.3 黑木耳出耳情况比较

不同配方处理黑木耳出耳情况、潮次、产量差异见表3、图2。

表3 不同配方处理黑木耳出耳情况比较Tab.3 Fruiting body formation of Auricularia heimuer with different formulations

试验结果表明，在相同管理条件下，基质中不同麦麸含量对出耳潮次、菌包形态、抗性表现都产生不同程度的影响，并最终影响单袋平均产量。按照麦麸含量从低到高顺序，配方5、配方8麦麸含量为8%，单袋产量分别为49.0 g、48.2 g；配方3（麦麸含量11%） 单袋平均产量最高，达到53.0 g。这三组处理表现为出耳潮次多、菌包弹性及菌丝状态好，菌包受到杂菌和青苔污染比例低，总体产量水平较高。随着麦麸含量增加，在出耳过程中菌包弹性变差程度愈发严重，逐渐导致基质体积收缩、袋料分离，进而导致霉菌感染和青苔污染现象加剧，第二和第三潮次出耳受到较大影响，最终导致单产下降。麸皮添加量14%的配方1和配方7单袋产量分别为46.4 g和45.6 g；麸皮添加量17%的配方2单袋产量为38.4 g；麸皮添加量20%的配方4和配方6产量最低，分别为34.2 g、34.6 g。相同麦麸含量的不同处理组间出耳表现一致。相同潮次的出耳产量比较显示，第一潮各处理间差异不大，第三潮差异是造成单袋产量差异的重要因素。可见确保黑木耳菌包较长时间维持较好状态是单产提高的必要前提。

2.4 不同配方处理黑木耳子实体营养及复水率测定

对不同配方处理栽培获得的黑木耳子实体随机取样，测定营养成分和复水率。结果见表4。

表4 不同配方处理黑木耳子实体营养成分及复水率比较Tab.4 Nutrient composition and rehydration rate of Auricularia heimuer with different formulations

从表4可以看出，随着栽培基质中麦麸含量增加，相应黑木耳子实体中粗蛋白含量增加，最高提高比例达到32.4%，但麦麸含量达到20%时子实体中的粗蛋白含量反而下降。子实体中粗脂肪、总糖、粗纤维、灰分等指标变化规律不明显。复水率测定结果表明高麦麸含量基质生产的黑木耳子实体复水率高，但易出现边缘膨胀破损现象。基质麦麸含量8%的处理中黑木耳子实体泡发时表现为外表光滑不易破损，这可能与较高的粗纤维含量有关。

3 结论与讨论

在上述试验基础上，笔者先后于2017年和2018年在东宁地区开展了扩大试验，应用5个处理配方，相同管理环境下分别栽培500袋，获得了相同的实验结论。3年的试验结果均表明“88∶11”是东北地区露地栽培适宜的木屑麦麸基质配方比例，可明显提高黑木耳栽培质量和单袋产量，可在应用于后续科研工作和生产实践。

栽培基质中不同原料成分会影响黑木耳菌丝对营养的吸收利用，并进一步影响黑木耳产量和子实体中营养成分含量。桑枝、梨枝、板栗枝和沙棘等替代杂木屑都表现出对栽培产量和子实体营养成分含量等因素的不同影响[10-12]。李纯晖等[13]研究表明灵芝菌糠不同比例替代木屑栽培黑木耳会影响木质素和半纤维素的利用率，并同时影响子实体中的多糖和蛋白质含量。姜雄波等[14]研究表明不同氮源（麦麸、豆粉和玉米粉）和耳场环境对栽培所得的黑木耳子实体中的胶原蛋白含量有影响。本文的试验结果也体现出这种影响。

黑木耳栽培的单袋产量和产品质量受到基质营养和环境条件的双重影响。由于栽培试验和生产实践中基质原料配方差异带来的干扰，影响了对栽培环境条件影响的准确评价和栽培环境调控技术创新。本文基于经典的“木屑麦麸”配方进行了组方比例的精准化研究，得到了最优配方，为进一步黑木耳栽培生理特性研究奠定基础。