玉木耳大豆秸秆栽培配方的优化*

吕志文，陈艳琦，2，徐敏慧，刘之润，杨蕾蕾，王 媚，李 萌，宋 冰，2**

（1.吉林农业大学植物保护学院，吉林 长春 130118；2.吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心，吉林 长春 130118）

玉木耳 （Auricularia cornea cv.Yu Muer）[1]隶属担子菌门（Basidiomycota）层菌纲（Hymenomycetes）木耳目 （Auriculariales）木耳科 （Auriculariaceae）木耳属（Auricularia）[2]，亦称白玉木耳，是吉林农业大学李玉院士团队从毛木耳中选育出的白色变异品种[3]，其栽培方式与黑木耳（Auricularia heimuer）挂袋栽培相似[4]，但产量显著高于黑木耳。玉木耳色泽靓丽、晶莹剔透、口感筋脆，味道鲜美[5]，粗蛋白、粗脂肪、多糖和氨基酸等含量丰富[6]，营养价值高，且具有清肺益气、吸尘排毒、抗肿瘤[7]等多种药用功效，受到广大消费者的喜爱。目前已在东北、东南、西北等地区的多个省份推广[2]，累计推广1亿多袋菌包，产值达到3亿人民币以上。

东北地区是我国主要的粮食生产地之一，玉米、大豆和水稻种植面积均居国内前列，农作物秸秆资源丰富[8]。但大量秸秆被焚烧处理，得到充分利用的秸秆资源占比低。随着国家禁伐政策的颁布，以木屑为主料的传统木腐菌栽培基质受到限制[9]。利用农作物秸秆改良木腐菌基质受到了研究人员的广泛关注，大豆秸秆含有丰富的粗纤维，纤维素、半纤维素及木质素等是食用菌原料的重要成分[10]。Zhou等[11]研究发现大豆秸秆是一种天然肥料，能起到保持水土的作用；Martelli-Tosi等[12]的研究表明，大豆秸秆可以作为深加工资源生产聚合物和获得纤维的一种重要资源。由于其含氮量较高且纤维丰富，大豆秸秆已被广泛用于食用菌的栽培。张玉梅等[13]利用大豆秸秆替代麸皮栽培香菇（Lentinula edodes），优化了香菇的栽培基质；徐德海[14]使用大豆秸秆熟料栽培平菇（Pleurotus ostreatus），探索了平菇的增产方法及大豆秸秆的最适颗粒度；王伟等[15]通过添加大豆秸秆进行黑木耳栽培，发现大豆秸秆用于黑木耳的袋料栽培完全可行。目前，利用大豆秸秆代替木屑进行玉木耳的栽培还未见报道。

试验通过添加不同比例的大豆秸秆进行玉木耳的室内栽培，对比玉木耳的产量等农艺性状、营养成分及经济效益，筛选适宜栽培基质，为农作物秸秆的合理利用以及降低玉木耳的生产成本提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

玉木耳菌株（编号CCMJ2567），由吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心提供。供试菌株活化后，在PDA培养基中25℃避光恒温培养，长满板后进行转板为下一步试验提供扩繁菌种。

1.2 试验材料与主要试剂

所用材料均来自吉林农业大学菌菜基地，其中粗木屑的颗粒度为5 mm～6 mm，细木屑为1 mm～2 mm，大豆秸秆为2 mm～3 mm，玉米芯为3 mm～4 mm，其余辅料麦麸、石灰、石膏和豆粉均新鲜、干燥且无变质腐败。琼脂、葡萄糖、酵母浸粉、蛋白胨、磷酸二氢钾、硫酸镁均为分析纯，购自北京化工厂。

1.3 仪器耗材

LGZE-450恒温培养箱，杭州勒丰科技；YXQ-75SII高压蒸汽灭菌锅，上海博讯实业有限公司；JD220-4电子天平，沈阳龙腾电子有限公司，SPH-111B恒温摇床，上海世平实验设备有限公司，福瑞特770C恒温烘干箱，典国电器科技有限公司；AZ7752型二氧化碳测试仪，台湾衡欣科技股份有限公司；DT-882红外线测温仪，上海徐吉电气有限公司；一次性培养皿，郑州莱凯生物科技有限公司；V-1200可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；SpectraMax Paradigm酶标仪，美国美谷分子仪器有限责任公司；NAI-ZFCDY-4全自动粗脂肪测定仪，上海那艾精密仪器有限公司；K1160凯氏定氮仪，济南海能仪器股份有限公司。

1.4 菌种制作

1.4.1 母种制作

将活化的原种接入配制好的PDA培养基上，放入25℃恒温培养箱中培养。平板长满后，用于配方初筛时接种。

1.4.2 液体菌种制作

为减短生产周期，采用液体菌种进行出耳试验。液体菌种配方为去皮马铃薯200 g、葡萄糖20 g、酵母浸粉5 g、蛋白胨5 g、磷酸二氢钾3 g、硫酸镁1.5 g，蒸馏水1 000 mL。用500 mL的培养瓶进行分装，每瓶装液250 mL，于121℃灭菌30 min。冷却至室温后进行接种，每瓶接入直径8 mm的菌种5块，静置1 d～2 d待菌丝块表面萌发出菌丝之后，放入25℃恒温摇床中以90 r·min-1震荡培养，1周左右即可使用。

1.5 大豆秸秆栽培配方的初筛

1.5.1 初筛栽培配方培养基的制作

通过添加不同比列的木屑、大豆秸秆和玉米芯，共设计梯度配方13个，见表1。

表1 试验配方Tab.1 Test formula

将玉米芯，粗木屑在室温下提前12 h预湿，按表1配方进行拌料，辅料添加比例为麦麸15%、大豆粉2%、石灰1%、石膏1%，含水量60%。采用高10.8 cm，直径为7.0 cm的玻璃瓶进行装瓶，每瓶装料200 g，用可透气塑料盖进行封口，每配方5个重复，在121℃下灭菌120 min。冷却至室温进行接种，每瓶接入活化母种10 g，于25℃恒温培养箱进行培养。

1.5.2 配方初筛

待菌丝长满料面，每隔24 h观察菌丝长势，划线记录。满瓶之后统计数据，对不同配方菌丝生长速度取平均值，将菌丝生长较快的配方作为候选配方。

1.6 大豆秸秆栽培配方的复筛

1.6.1 菌包制作

候选配方栽培料在室温下提前预湿，采用石灰水拌料，待主料拌好之后再加入混匀的辅料一起拌匀，所加辅料比例为麦麸15%、大豆粉2%、石灰1%、石膏1%。使用pH试纸测量栽培料出耳前的pH，采用手握法测含水量（取料堆中间料，用手紧握，若指缝中间有水分渗出但无水珠滴落则含水量为60%左右量，否则需调整水料的比例）[16]。使用10.0 cm ×8.3 cm × 35.7 cm 的聚丙烯菌袋进行装袋，每袋装料（1 000±0.05）g，每个配方装20包。

1.6.2 灭菌接种

采用高压蒸汽灭菌121℃下120 min，灭菌结束后推入无菌间冷却降温，至室温后在超净工作台接种，每包接入液体菌种20 mL。

1.6.3 玉木耳栽培管理

1）养菌

对菇房内进行彻底打扫清洁，使用浓度为1 mg·m-3的二氧化氯气体消毒剂对菇房进行消毒，12 h后打开菇房进行通风，待无刺激性气味后将菌包移入菇房，采用40 cm×40 cm的塑料筐进行摆架培养。调节菇房温度至25℃恒温养菌，养菌期间适当通风，（35±5）d后菌丝长满，后熟培养15 d[4]。

2）打孔挂袋

待菌包后熟结束后，采用立式手压打孔机对菌包进行打孔，调整每根打孔针之间的间距保证耳片的出耳空间，打孔前采用75%的酒精对打孔机进行彻底消毒。在出耳室内利用长250 cm×50 cm×180 cm的双排出耳架进行挂袋，每串挂6袋，架间留40 cm的观察采耳通道。

3）刺激出耳

待孔内菌丝恢复后，调节菇房温度，使温度降到20℃下，进行低温刺激，加速原基形成，待原基形成后记录原基个数，统计出芽率并调节菇房环境。

4）采耳晾晒

当耳片长至4 cm～5 cm即可采收，每隔2 d采收1次，采收期40 d，记录鲜耳重量，用50℃烘干箱烘干并记录干重。

1.7 出耳后菌包参数统计

待出耳结束后，对菌包的高度和重量进行测量，将菌包剖开从中间取样测定菌包的含水量和pH，使用pH计和烘干箱测定，每个配方取3次重复。

1.8 营养成分测定

利用可见分光光度计测总糖含量[17]；根据茚三酮反应[18]利用酶标仪测总氨基酸的含量；根据GB 5009.6-2016食品安全国家标准食品中脂肪的测定法，使用全自动粗脂肪测定仪测定粗脂肪含量[19]；根据GB 5009.5-2016食品安全国家标准食品中蛋白质的测定法，利用凯氏定氮仪K1160测定蛋白质含量[19]。

1.9 统计分析

采用SPSS 23.0对不同配方的农艺性状，营养成分及经济效益进行显著性和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同配方对菌丝平均生长速度的影响

菌丝在不同基质上的生长速度见图1。

图1 初筛配方菌丝平均生长速度Fig.1 The average mycelium growth rate of primary selection formula

由图1可知，添加不同比例的玉米芯和大豆秸秆，玉木耳的菌丝生长速度存在明显差异。配方5菌丝生长速度与CK相比有显著性差异；配方1、配方4、配方11、配方12菌丝生长速度与CK相比差异较小且长势良好；配方2、配方3、配方5、配方6、配方7、配方8、配方9、配方10生长速度明显低于CK。为符合生产需要将生长速度低于CK及未含大豆秸秆的配方筛除，通过出耳试验对配方1、配方4、配方5、配方11、配方12进行复筛。

2.2 不同配方对菌包理化参数的影响

出耳前后菌包参数的变化情况见表2，采收前后菌包对比见图2（比例尺为5.0 cm）。

图2 采收前后菌包对比图Fig.2 Comparison of cultivation bags(before and after harvest)

表2 出耳前后菌包参数的变化Tab.2 The changes of cultivation bags（before and after fruiting）

由表2、图2可知，出耳后配方1和配方11的pH明显提高，菌包含水量与秸秆的添加量成正比。这与Funda[20]对香菇栽培基质研究中发现的菌包变化一致。添加秸秆配方出耳后菌包形态出现不同成度的收缩，配方1收缩表现最明显。

2.3 不同配方对农艺性状的影响

对不同配方菌包的碳氮比，打孔数、出芽率、耳片干鲜比、单包干耳产量及生物学效率进行统计分析，统计结果见表3。

表3 不同配方玉木耳的生物性状Tab.3 The biological characters of Auricularia cornea with different formulas

由表3可知，打孔数随秸秆添加比例的增加而增加，孔数最多为配方1，但其出芽率低，与其他配方相比存在显著差异。不同配方采收获得的耳片干鲜比无显著差异。配方5的干耳产量最高，且与配方1、配方11、配方12、CK之间存在显著性差异，随碳氮比的升高生物学效率呈现出提高的趋势。

2.4 不同配方对营养成分的影响

不同配方中氨基酸、粗脂肪、总糖及粗蛋白的测定结果见图3。

图3 不同配方干耳营养成分含量Fig.3 Main nutrient contents of dried fruiting bodies with different formulas

由图3可知，在栽培基质中添加秸秆可改善营养成分。随着大豆秸秆添加量的增加，粗蛋白和氨基酸均有显著提高，其中配方1的粗蛋白、氨基酸含量为最高。张玉梅等[13]通过添加大豆秸秆栽培香菇，发现大豆秸秆可以增加香菇的氨基酸含量。由此可见，添加一定比例的大豆秸秆可以使玉木耳的含氮类营养物质更加丰富。

2.5 不同配方理化参数对营养成分及产量的相关性分析

对单包干耳产量，营养成分及生物学效率与菌包含水量，含碳量、含氮量、碳氮比及pH的相关性进行分析，结果见表4。

表4 玉木耳营养成分及产量与基质理化性质的相关性Tab.4 The correlation between the production of Auricularia cornea cv.Yu Muer with the basic physicochemical compositions of substrate

由表4可知，总氨基酸和粗蛋白含量与菌包的pH和氮含量成显著正相关，与碳含量及碳氮比成显著负相关。单包产量和生物学效率与菌包pH及氮含量成显著负相关，与碳氮比成显著正相关。菌包的含水量与粗蛋白含量成负相关。基质成分的改变对粗脂肪及总糖的含量未形成线性影响。

2.6 不同栽培配方投入产出比分析

不同配方投入产出比统计结果见表5。

表5 玉木耳试验配方投入产出比分析Tab.5 Analysis of input and output ratio of test formula of Auricularia cornea

由表5中可知，投入费用包含大豆秸秆0.2元/kg、粗木屑 0.7 元/kg、细木屑 0.7 元/kg、玉米芯0.35元/kg、麦麸2.55元/kg。本次试验按照每个配方20包进行计算，菌种、人工、能源动力、包装袋及其他的辅料等为2元/包。玉木耳干品售价按120元/kg计算，配方5的投入产出比最高，配方12、配方4略低于配方5，配方1的投入产出比最低，配方11和CK居于中间。因此从经济效益角度来看，配方5及配方4可以作为未来玉木耳大豆秸秆代料栽培的选择之一。

3 讨论

3.1 大豆秸秆栽培玉木耳配方筛选

通过对大豆秸秆栽培配方的初筛和复筛，以玉木耳的农艺性状、营养成分及经济效益等因素综合比较，最终筛选到2个优良的大豆秸秆栽培配方。同时也证明了添加适量的大豆秸秆可以增加玉木耳的产量、改善营养品质，为大豆秸秆的利用及玉木耳的生产基质的改良提供了实践基础及理论依据，与Song等[8]在灰树花生产中添加大豆秸秆可以提高灰树花的产量和质量的结论相近。

玉木耳的栽培生产流程与黑木耳类似，若生产中菌丝生长过慢，将增加玉木耳的生产周期。本试验通过统计玉木耳在不同大豆秸秆添加配方上菌丝生长速度对配方进行了初筛，选取长速高于CK的的配方进行进一步的出耳复筛，这对玉木耳生长周期的缩短有一定的帮助，与Barreto等[21]在灰树花大豆秸秆栽培中的结果类似。

3.2 大豆秸秆添加量与产量

由于大豆秸秆结构蓬松、密度低，在相同重量规格条件下，基质中添加大豆秸秆的菌包高度显著高于纯木屑菌包，打孔后使添加大豆秸秆的菌包在出耳过程中有孔数优势，这也是添加大豆秸秆可增加产量的原因之一。与纯木屑菌包相比，在基质中添加大豆秸秆之后，配方中碳氮比有所下降，但产量有所提升，这可能是因为纯木屑配方并未达到最优的碳氮比。还需进一步探索玉木耳的最适碳氮比生长条件。

出耳时期发现大豆秸秆含量高的菌包在出第一潮耳后，菌包会变松软，而后开始收缩，还会在出耳后期发生不同程度的虫害和污染情况，导致产量下降。根据观察，这可能由于料袋分离，有虫卵及杂菌进入菌包导致。且在菌包收缩的同时，空气中的水分也进入了菌包内部，使其含水量升高，导致栽培料的pH发生变化也影响了菌丝生长，进而影响产量。因此解决大豆秸秆含量与菌包紧实度之间的关系是利用其进行玉木耳栽培的重要因素。

3.3 大豆秸秆添加量与营养成分

大豆秸秆中含有丰富的氮元素，添加大豆秸秆后配方中氮含量显著增加。氮含量与玉木耳中的氨基酸，粗蛋白含量成正相关，且秸秆含量越高，氨基酸和粗蛋白的含量增加越明显，但秸秆含量过高时产量会有所下降。这与Kurt等[22]发现的含氮量过高会降低菌丝的活力结果一致。考虑到秸秆成本的廉价，在后续的研究中可考虑利用秸秆作为基质进行食用菌的液体发酵，将发酵所得的菌丝体添加到动物饲料中培育优质的食用肉禽品种。

3.4 社会及经济效益

大豆秸秆属于农作物废弃物，其价格相比木屑有很大的优势，添加大豆秸秆进行玉木耳栽培的生产成本明显降低，这与Guan-xi等[23]对食用菌产业的生产调查结果一致。刘明广等[24]利用大豆秸秆进行的榆黄蘑（Pleurotus citrinopileatus）的基质优化，发现其生产成本大幅降低，经济效益增加。Wang等[25]调查发现随着社会的发展，农业废弃物不断增加，这意味着将来农作物废弃物的利用优势将会更加明显。Han等[26]对农作物秸秆的调查发现，合理利用秸秆可以降低秸秆焚烧对环境的污染，利用农作物秸秆栽培食用菌将降低由于秸秆不合理利用造成的环境污染问题。

4 结论

在玉木耳的栽培配方中添加大豆秸秆不仅可以使玉木耳增产，而且其干耳中粗脂肪、总氨基酸、蛋白质及总糖的含量有显著提高。在大豆秸秆的添加量达到16.2%时，玉木耳的产量显著高于纯木屑配方。因此利用大豆秸秆进行玉木耳基质的改良是可行的，为进一步增产，仍需通过调配基质材料、改良菌包制作工艺等方法解决袋料分离问题，依据适宜碳氮比区间优化配方，以进行不同栽培规模生产试验。