以茶副产物为基料工厂化栽培金针菇*

张海华，朱跃进，林 杰，吕杨俊，张士康**

（1.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江省茶资源跨界应用技术重点实验室，浙江 杭州 310016；2.浙江农林大学，浙江 杭州 311300）

食用菌是人类重要的食品之一，具有营养丰富、味道鲜美等特点，被列入联合国粮食及农业组织（FAO）倡导的“一荤一素一菇”饮食模式和世界卫生组织（WHO） 提出的六大保健食品[1]。食用菌产业在农业农村领域发挥着重要的“变废为宝”作用，食用菌栽培原料主要以棉籽壳、玉米芯、稻草等农作废弃物和阔叶树木屑为主料栽培，循环利用农业废弃的生物质资源产出具有多种营养的菌类供食用。近年来，随着对环保、生态理念的重视，食用菌产业在农业农村领域的作用更加明显。

金针菇 [Flammulina velutipes(Fr.)Sing]，因其菌柄细长，似金针菜，故称金针菇，是一种大型真菌[2-3]。金针菇在自然界分布广泛，中国北起黑龙江，南至云南，东起江苏，西至新疆均适合金针菇生长[2-3]。金针菇是腐生营养型木材腐生菌，属担子菌类异养生物，营养价值高、味道鲜美，是良好的食材，广受欢迎；其所含的氨基酸种类丰富，且赖氨酸含量较高[4-5]。目前，金针菇是我国工厂化栽培程度最高的食用菌之一[6]。

茶叶是我国农业重要产业，2018年，全国18个主要产茶省（区、市）茶园面积293万公顷，全国茶叶产量为261.6万吨，产值突破2 000亿元大关，达到2 157.3亿元[7]。当前我国条栽茶园占比超90%，条栽茶园在管理时需定期修剪，产生的修剪枝散落在茶园中并未得到有效利用，此情况在浙江、江苏、湖北等以名优绿茶为主的产区尤为突出，易造成资源浪费；另外，茶叶深加工企业产生的茶叶废渣未有效利用，大量积压成为企业负担。综上，以茶修剪枝和茶叶深加工废渣为主的茶副产物如何高效利用是茶产业亟需解决的问题。

近年来，作者团队立足食用菌栽培变废为宝的产业特性，同步解决食用菌原料缺乏和利用茶副产物的问题，致力于“茶+食用菌”生态循环科技模式探索[8-11]。试验在前期研究基础上，开展以茶副产物为培养主基料的金针菇工厂化栽培研究，探索茶副产物作为食用菌培养基的工业化可行性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

金针菇菌种，江苏镇江镇东菇业有限公司；茶副产物（茶修剪枝∶茶渣=2∶1），浙江安吉宋茗白茶有限公司惠赠；棉籽壳、玉米芯、麸皮、米糠、碳酸钙、葡萄糖，江苏镇江镇东菇业有限公司惠赠。鸟苷酸（GMP）、肌苷酸（IMP） 标准品，购于中国上海Sigma试剂有限公司；苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、丁二酸、富马酸标品，购于国药集团试剂有限公司；其他试剂均为分析纯，购于华东医药股份有限公司。

1.2 设备与仪器

2次试验均在江苏镇江镇东菇业有限公司进行，该公司现有金针菇工厂化连续生产线3条，每条生产线日产金针菇鲜品7 500 kg。试验仪器与设备见图1。

1.3 试验方法

1.3.1 金针菇工厂化栽培

结合实际情况，共进行2次重复栽培。每次根据茶副产物所占比例不同，参考工厂实际生产配方，设置2个配比组。

第1次扩大栽培：配方1-1#：总投料量为40 kg，其中茶副产物80%、麸皮19%、碳酸钙1%；配方1-2#：总投料量为40 kg，其中茶副产物40%、棉籽壳40%、麸皮19%、碳酸钙1%。对照组：总投料量为40 kg，其中玉米芯40%、棉籽壳40%、麸皮19%、碳酸钙1%。

第2次扩大栽培：配方2-1#：总投料量为40 kg，其中茶副产物80%、米糠18%、葡萄糖1%、碳酸钙1%；配方2-2#：总投料量为40 kg，其中茶副产物40%、玉米芯40%、米糠18%、葡萄糖1%、碳酸钙1%；对照组：总投料量为40 kg，其中玉米芯40%、棉籽壳40%、麸皮19%、碳酸钙1%。

各物料混匀后，调整配方含水量约65%，闷料处理2 h，进行机器装瓶。设置装料机装料压力为17 s～25 s，每个配方各装8箱共128瓶即停止，称量每框重量，计算投料量。装瓶后置121℃灭菌7 h，冷却至次日接种，于25℃进行菌丝生长培养，至菌丝张满瓶后搔菌，将菌瓶转移至18℃培养室出菇培养，每日观察直至子实体成熟，采收、称重。

1.3.2 金针菇生长生物学特性

测定茶副产物新型基料扩大栽培金针菇的生物学特性，如基料的变化情况及金针菇的菌丝生长情况，并将采收的金针菇子实体称重，生物学效率（S，%）的计算公式为：

式中：X为采收鲜菇质量（kg）；G为投入干物料质量 （kg）。

1.3.3 金针菇基本化学成分分析

对所采收的金针菇子实体开展基本化学成分分析，其中灰分含量测定参考GB 5009.4-2010食品中灰分的测定，脂肪含量测定参考GB 5009.6-2016食品中脂肪的测定，蛋白质含量测定参考GB 5009.5-2010食品中蛋白质的测定，多糖含量测定参考NY/T 1676-2008食用菌中粗多糖含量的测定，氨基酸含量测定参考GB/T 5009.124-2003食品中氨基酸的测定，硒含量测定参考GB 5009.93-2010食品中硒的测定，铜含量测定GB/T 5009.13-2003食品中铜的测定，锰、铁、锌、钙含量测定采用原子吸收光谱法[12]。

对所采收的金针菇子实体开展农残与重金属检测，其中六六六、滴滴涕检测采用GB/T 23204-2008茶叶中519种农药及相关化学品残留量的测定，二氧化硫检测采用GB 5009.34-2008食品中二氧化硫的测定，氟含量检测采用GB/T 5009.18-2003食品中氟的测定，砷含量检测采用GB/T 5009.11-2003食品中总砷及无机砷的测定，铅含量检测采用GB 5009.12-2010食品中铅的测定，铬含量检测采用GB/T 5009.123-2003食品中铬的测定。

1.3.4 金针菇非挥发性风味物质分析

对所采收的金针菇子实体中非挥发性风味物质进行分析，其中：有机酸含量测定参考GB 5009.157-2016食品有机酸的测定，核苷酸含量测定参考GB 5413.40-2016食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中核苷酸的测定。同时，根据测定结果，计算滋味活性值（TAV），TAV定义为单一化合物浓度与其阈值的比值，TAV值大于1时说明该物质对滋味贡献显著[13]。按1∶15料水比在50℃、70 Hz条件下超声30 min浸提，取5 590 r·min-1离心10 min所得上清液进行分析。进一步参照参考文献[14]测定金针菇子实体的等鲜浓度（equivalent umami concentration，EUC），即食品（干基）中谷氨酸钠的含量。

1.4 数据统计方法

同一试验以同一批次作为重复，数据以平均值表示；化学检测均重复3次，数据以平均值表示。

2 结果与分析

2.1 金针菇工厂化栽培情况

不同茶副产物比例新型基料栽培金针菇的生物学特性检测结果见表1。

表1 以茶副产物新型基料扩大栽培的金针菇的生物学特性Tab.1 Biological characteristics of Flammulina velutipes cultivated on new substrates of tea residue

从表1中可看出，第1次扩大栽培试验中金针菇菇蕾生长不整齐，有菇蕾部分变黄、夭折的现象，由此导致头潮菇产量和生物学效率较低。分析其原因可能为1）茶副产物具有吸水快而失水也快的特点，因此起始水分含量较低导致后期金针菇生长中缺水，在后期出菇阶段出现现蕾后生长速度降低、菇蕾发黄、夭折；2）实践经验认为装料的松紧度直接影响出菇的质量，尤其是金针菇。装料松，易导致基料与瓶壁分离，菌丝会在空隙中快速生长并出菇，因此有出边菇的现象，从而无法达到金针菇出菇一致、整齐的要求。

在第1次试验基础上，结合试验中所遇到的菇蕾不整齐、部分黄变及夭折问题，推测可能是初期快速碳源不足，因此，对培养料配方糖度和生产工艺参数进行调整，进行第2次扩大栽培试验。第2次试验中金针菇在不同茶副产物比例的2个配方均表现良好，头潮菇生物学效率，菌丝、子实体性状与对照比无显著差异。第2次试验中金针菇头潮菇生物学效率最高接近90%，且茶副产物培养料在菌丝生长阶段更有利于金针菇发菌并促进菌丝生长，因此，后续试验选用第2次栽培金针菇子实体进行成分测定。2-2#配方菌丝生长及出菇情况见图2。

2.2 金针菇基本化学成分分析

以第2次扩大栽培试验所得金针菇子实体为研究对象，对其基本成分进行分析，并与同一批次传统基料栽培的金针菇子实体相比，分析结果见表2。

表2 金针菇基本成分分析结果Tab.2 Analysis results of basic components of Flammulina velutipes

由表2可知，与对照相比，2个茶副产物配方的金针菇蛋白含量和粗多糖含量较对照低，而脂肪、灰分较高。采用茶副产物基料培养的金针菇总体矿物质含量比对照略低，但是茶副产物培养基培养的金针菇锌 （2-1#）、铜 （2-1#）、锰 （2-1#、2-2#）含量要显著高于对照。

2.3 金针菇氨基酸含量分析

不同培养配方金针菇氨基酸组成分析结果见表3。

由表3可知，3种栽培配方金针菇总氨基酸含量组成相似，其中对照组总氨基酸含量高于茶副产物配方组。游离氨基酸测定结果中，3种栽培配方金针菇氨基酸组成相似；茶副产物2-2#在谷氨酸和谷氨酰胺总含量较高，达97.7 mg·100-1g-1；茶副产物组金针菇中的支链氨基酸含量明显高于对照组。支链氨基酸在人体中以释放胰岛素和释放生长激素这2种特殊方式促进合成代谢（肌肉增长），其中最重要的是异亮氨酸，即酮异己酸（KIC） 和β-羟基-β丁酸甲酯（HMB）的前身，KIC和HMB可增加肌肉，减少脂肪，并为人体提供营养[3]。

表3 金针菇氨基酸分析结果Tab.3 Amino acid analysis results of Flammulina velutipes

2.4 金针菇农残与重金属分析

检测3种不同配方栽培金针菇安全性指标农药残留和重金属含量结果见表4。

表4 金针菇农残与重金属分析结果Tab.4 Analysis results of agricultural residues and heavy metals of Flammulina velutipes

由表4可知，按我国食用菌中农残和重金属限量标准要求，对标准规定中的农残六六六和滴滴涕进行了检测，结果表明所检测项目均符合国家标准要求。重金属中铅、砷含量低于标准限量。此外，还检测了茶叶中富含的氟含量，发现茶副产物配方培养的金针菇与对照样品氟含量无显著差异，因此可以排除氟过高的忧虑。

2.5 金针菇非挥发性风味物质分析

分析第2次试验栽培金针菇的滋味物质，并计算呈味滋味活性值（TAV），结果见表5。

从表5可看出，金针菇中核苷酸和谷氨酸含量对其鲜味贡献较显著，其TAV值>1，其他滋味物质的TAV值均小于1，说明这些物质单独对金针菇整体滋味贡献不显著，但是由于各物质间存在协同增效作用，因此其对滋味的贡献也不容忽视，最终形成了金针菇独有的滋味。

Barros[15]将EUC划分为4个水平以便直观评价食品鲜味。通过计算金针菇样品的等鲜浓度值ECU得出，2-1#、2-2#、对照分别是25 757.26 mg·100-1g-1、12 393.20 mg·100-1g-1、15 199.24 mg.100-1g-1。3 种金针菇的 EUC 值均>1 000 g·100-1g-1干重，属于第一水平，其中茶副产物2-1#的等鲜浓度值最高，其次为对照样品，说明茶副产物2-1#样品鲜味最突出，推测以茶副产物培养料栽培的金针菇鲜味优于传统玉米芯基料栽培的金针菇。

表5 金针菇的滋味物质测定结果Tab.5 Taste compounds of Flammulina velutipes

3 结论

通过2批次扩大栽培试验，发现以茶副产物为基料的金针菇长势良好，与玉米芯主料栽培的金针菇相比，发菌、出菇、采收提前1 d～2 d，从栽培到出菇共需53 d，头潮菇生物学效率最高可达89.9%，与对照无差异，证明以茶副产物栽培金针菇具有可操作性。通过分析采收金针菇样品的基本成分、农残与重金属和风味物质含量，结果表明以茶副产物基料栽培的金针菇营养丰富，符合国家对食用菌中农残和重金属限量的标准要求，且具有比对照更突出的鲜味物质。试验结果为茶副产物的利用提供了有效突破口，将解决因茶副产物堆积导致的环境压力，同时也为食用菌行业提供了良好的廉价培养基料，间接提高食用菌行业收益。