蘑菇培养料发酵中微生物群落变化及其与温室气体排放的关系

刘昕哲 张春英

一、滑子菇的培养意义

作为一种食品，滑子菇的培养工作之所以具有重要的意义，与滑子菇丰富的营养价值有直接的关系。从营养成分上来讲，滑子菇中含有丰富的蛋白质，总体含量比例较之常规的蔬菜有显著的优势，与牛奶中的蛋白质含量几乎达到同一水平。另外，滑子菇中含有大量的氨基酸，氨基酸铵种类多达18种，下表1为滑子菇中所含的氨基酸种类和含量统计表（部分）。另外，在滑子菇中还具有含量丰富的碳水化合物、维生素以及矿物质

二、培养料发酵中的微生物群落分析

1、发酵样本的采样分析

在采集发酵样本的过程中，需要做好对发酵采样的时间节点的控制，一般在发酵后的第4日、第9日、第13日、第17日分别进行采样分析。关于采样的具体时间确认，需要在首次高温期、第二次高温期、首次发酵结束和第二次发酵结束四个阶段分别进行微生物群落结构的分析，具体的分析方法为PLFA法。分析中注意严格按照科学的分析步骤开展分析工作。

2、气体的采样与检测

关于气体采样的时间，与上文所述的发酵样本采样的时间间隔需保持一致。对于温室气体的采集来讲，气体采集的方法和采集的具体步骤如下。第一，将鼓风机关闭，第二，将放影响的顶盖打开，注意这一环节中需要保持交换箱内外的气体交换持续时间达到30min。待时间指标达标后，方可进入到周边空气样品的采集环节。第三，采集完毕后，注意将反应箱的顶盖做好密封，确保密封时间持续30min。最后，取下在顶盖区域预留的取采集箱中的样品，将其存放在容量为0.25L的，具有良好密封效果的气袋中。关于检测环节的工作开展，主要利用气相色谱仪完成检测工作。

三、温室气体的排放速率计算

为了研究微生物群落变化与温室气体排放的关系，在完成了气体的采样和检测工作后，按照检测结果运用公式将温室气体的排放量进行准确的计算。从温室气体的类型上来看，包括了CO2、CH4、N2O。在具体计算中，包括了被测气体、标准状态下的气体密度、取样箱顶部空间的体积以及被测气体的浓度变化情况、平均温度指标、培养料质量等。从测量结果上来看，温室气体的排放速率不仅在不同的氣体类型中有差异，排放中变化幅度范围也有相应的不同之处。其中，以CO2的排放速率为最好，变幅区间范围为，最高772.21mg/（kg.h），最低157.48 mg/（kg.h），当发酵时间不短延长，则CO2的排放速率会按照由低到高的趋势发生变化。这种变化趋势的形成，与发酵过程中的管理方式有直接的关系，在发酵持续时间到达9天的时间节点时，CO2的排放速率差异统计学差异最为显著。下表2为基于碳氮比的发酵过程中的CO2排放速率统计表。

从上文的关于温室气体排放的计算结果可知，滑子菇的培养料发酵过程，是一个具有高度复杂性的化学反应过程，微生物在这个过程中呈现出一种交替发生变化的状态。在已有的研究结果中，发酵的初始阶段，由中温的微生物利用培养料中的简单有机质达到释放热量和CO2气体的目的。这时培养料处在温度较高的水平层次上，当培养料自身的温度不断提升，细菌达到集中繁殖的阶段，简单的糖类开始被分解，发酵也进入了后期阶段。从这个角度上观察可知，影响温室气体排放情况的主要指标是温度指标。且随着发酵反应程度的加深，其内部总的PLFA和细菌的含量都会随着碳氮比的升高而同步升高。在有关的研究结果中，以放线菌为代表的一些霉菌的含量会成为菌类中含量最高的几种类型的菌种。且其在二次发酵的过程中能够转变和分解为有机物的形式，并且挥发出游离状态的氨和简单的糖类，将菌体蛋白质和腐殖质的复合体残留下来。这就意味着放线菌可以作为评价发酵过程质量的一个关键性指标存在。

综合来讲，滑子菇的培养料从其自身的结构和成分的角度来讲，具有很显著的复杂性特征，其发生反应的过程也是非常复杂的。在发酵中，随着温度的变化，微生物群落体系的结构也在发生变化，同步产生的温室气体排放和温度变化过程，是滑子菇培养料发酵过程中伴随发生的一个重要反应过程。

（作者单位：165000黑龙江省大兴安岭地区农林科学院）