水溶性生物基磺酸盐营养液在食用菌培养上的应用研究

尹应武 李德中 马杜媚 苏建宇 熊丽萍 刘小舟 孙 瑞

水溶性生物基磺酸盐营养液在食用菌培养上的应用研究

尹应武1李德中2马杜媚1苏建宇3*熊丽萍4刘小舟5孙 瑞5

（1. 厦门大学化学化工学院，福建 厦门 361005；2. 西南大学化学化工学院，重庆 400700；3. 宁夏大学生命科学学院，银川 750021；4. 宁夏职业技术学院，银川 750021；5. 北京紫光英力化工技术有限公司，北京 100085）

首次利用水溶性生物基磺酸盐作为主要成分制作一种低成本和营养增强型的食用菌新型营养液，用于糙皮侧耳（平菇）液体培养和栽培。试验结果为：该营养液既适用于糙皮侧耳液体培养，也可作为添加剂用于糙皮侧耳栽培，不仅能促进增产，还可改善食用品质。

水溶性生物基磺酸盐；食用菌；液体培养；固体培养效果

随着人民生活水平的显著提高，食用菌以较高的营养价值和独特的风味日益受到消费者青睐，已经成为我国农业经济中仅次于粮、菜、果之后的第四大产业[1]。食用菌是不含叶绿素的异养微生物，生长发育依靠菌丝降解生物质等获得营养，菌丝体扩繁后，再发育为成熟的子实体。菌丝体是食用菌子实体的基本营养源，更是具有大规模生产和开发价值的营养食品。与其他微生物一样，充足的营养和能量保障是食用菌菌丝体快速生长繁殖的前提，菌丝生长速度和产量与培养基密切相关[2, 3]。

水溶性生物基磺酸盐是以作物秸秆、树木枝条等农林废弃物为原料，利用SO3/DCE 体系磺化后经Ca(OH)2或NH3·H2O中和得到的生物基硫酸单酯盐，既保持了纤维素、木质素本身的高分子结构，又具备良好的水溶性和高分子胶粘性，可被微生物充分利用。已有研究表明，沙土中添加 2%生物质磺酸钙，土壤中有机质、全氮、速效钾、速效磷的含量和土壤微生物均可显著增加[4]。可见，水溶性生物基磺酸盐能够作为营养和能量的有效来源，促进微生物生长和繁殖。

目前，利用水溶性生物基磺酸盐对食用菌进行液体培养或栽培的研究未见报道。笔者首次利用水溶性生物基磺酸盐营养液进行多种培养基配方的食用菌液体培养和栽培应用研究，希望对食用菌培养基开发和产量提升有所助益，为今后进一步开发水溶性生物基磺酸盐作为添加剂栽培食用菌提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试糙皮侧耳（平菇）菌种‘黑平王’由宁夏农业学校食用菌生产实训中心提供。主要试剂生物基磺酸盐由北京紫光英力化工技术有限公司提供。

1.2 水溶性生物基磺酸盐用于平菇液体培养试验

菌种活化：将菌种转接至PDA（葡萄糖20 g，去皮马铃薯200 g，pH自然，水1 000 mL）培养基试管斜面上，在25 ℃恒温培养箱中培养至菌丝满管，随后将菌种从试管转接到直径90 mm的平板上，待菌丝长满平板后用直径为6 mm的打孔器打孔接种到液体发酵培养基中。

水溶性生物基磺酸盐液体发酵培养基配方优化：以A生物基磺酸钙、B生物基磺酸铵和C磷酸二氢钾为液体发酵营养源，对生物基磺酸盐菌种液体发酵培养基配方进行优化，A、B和C的不同添加量见表1。采用直径为6 mm的打孔器，将PDA菌种块打孔接种于装有100 mL优化液体培养基的250 mL锥形瓶中，于28 ℃、150 r/min培养摇床上振荡培养7天，80目铜筛网过滤菌丝后用无菌水洗涤2遍，收集菌丝放入冻干机内冻干称重即得到生物量数据。

表1 液体发酵培养基不同配方的营养成分添加量

1.3 水溶性生物基磺酸盐作为添加剂的栽培试验

对照组采用当地平菇栽培配方：玉米芯800 g，麸皮180 g，碳酸钙10 g，石灰10 g，水1 L。试验组配方在对照组配方基础上，将1L水替换为生物基磺酸盐营养液（生物基磺酸钙 39.2 g，生物基磺酸铵55.6 g，磷酸二氢钾 2 g，调节pH为7，定容1 L），其余配料相同。

配料拌匀后放置24 h，采用17×33（cm）聚丙烯袋装料，每袋装料1 000 g。121 ℃灭菌150 min，冷却后转移到超净工作台，接种糙皮侧耳栽培种，每配方3次重复。测定两种栽培条件下的糙皮侧耳第一潮产量、第二潮产量和总产量，以及营养成分含量和重金属残留量，并进行比较评价。

1.4 数据测定和处理

产量测定：采集不同配方的鲜平菇，烘干称重。品质（营养成分含量）测定：粗蛋白含量采用GB/T15673-2009 微量凯式定氮法测定，粗脂肪含量采用GB/T 15674-2009的方法测定，总糖含量采用GB/T15672-2009 的方法测定，水分含量采用GB/T 5009.3-2010 的方法测定。

子实体重金属残留量测定：铅、镉、汞和砷微量元素含量检测，委托宁夏公众第三方检测公司进行。铅含量采用 GB 5009.12-2017 原子吸收光谱法测定，镉含量采用 GB 5009.15-2014原子吸收光谱法测定，总汞含量采用 GB /T 5009.17-2014 原子荧光测定。

相关数据采用Excel和SPSS 19.0 软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同培养基配方平菇液体培养的表现

从图1可知，当生物基磺酸钙的添加量为4.3 g/100 mL，磷酸二氢钾的添加量为0.2 g/100 mL时（配方1～8），逐渐增加生物基磺酸铵的添加量（从1 g/100 mL 到 8 g/100 mL，），‘黑平王’菌丝体干重呈先增加后减少趋势，铵盐的添加量为 6 g/100 mL 时，菌丝体干重达到最大（配方6）；铵盐添加量为8 g/100 mL 时（配方8），菌丝体干重急剧下降。

单一生物基磺酸盐与磷酸二氢钾复配作为液体培养基时（配方9和配方10），菌丝的生长弱于生物基磺酸钙盐与生物基磺酸铵盐复合物。配方11～15的结果则显示磷酸二氢钾的适宜添加量为0.25 g/100 mL。因此，优化黑平王菌丝体液体培养基配方的添加量为：A生物基磺酸钙4.3 g/100 mL、B生物基磺酸铵6 g/100 mL、C磷酸二氢钾0.2 g/100 mL。优化配方6、优化配方14和优化配方15的菌丝干重分别达到0.96 g、0.97 g、0.94g，显著高于其他处理，表明三种优化配方具有增产效果。

注：图中不同字母表示不同处理间差异显著（P﹤0.05）。

2.2 不同培养基配方平菇固体培养的表现

第一、二潮子实体产量，添加水溶性生物基磺酸盐的配方分别为151.17±8.69 g和131.70±3.16 g，相较于传统配方的104.03±6.09 g和91.10±5.47 g，分别增长45%和44%。总产量，添加生物基磺酸盐的配方为282.87±11.78 g，极显著高于对照的195.13±6.37 g。

两种配方的平菇品质分析结果（表2）表明，试验组较对照组粗蛋白平均增加16.2%，粗脂肪平均减少10.5 %，总糖平均减少32.4 %。

重金属含量是食品安全的关注重点，本试验所得子实体重金属测定结果见表3。根据国家食用菌卫生标准及食品安全标准[5, 6]，平菇鲜菇的重金属含量要求：铅含量≤1 mg/kg，镉含量≤0.2 mg/kg，铬含量≤0.5 mg/kg，汞含量≤0.1 mg/kg，砷含量≤0.5 mg/kg。本试验得到的平菇子实体的各项重金属含量均符合国家标准。

表2 平菇子实体3种营养成分含量

注：数据为3次平均值±标准误；**表示试验组与对照组间的差异极显著（< 0.01）。表3同。

表3 平菇子实体重金属含量分析结果

3 讨 论

本文首次采用价格低廉、易被生物吸收的水溶性生物基磺酸盐用于食用菌液体培养和固体培养。通过比较液体培养基不同水溶性生物基磺酸盐添加量与菌丝体干重的关系，发现以水溶性生物基磺酸钙盐、铵盐搭配磷酸二氢钾为主要成分的液体培养基可以较好地满足菌丝体快速生长的营养需求，且营养平衡，有望替代现有的液体培养基。

在平菇代料培养实验中，生物基磺酸盐营养液掺入玉米芯栽培料的新型固体培养料配方下的平菇产量比传统配方增加约45%，蛋白质增加16.2%，粗脂肪减少10.5%，总糖减少32.4%。脂肪和糖类化合物含量的减少使平菇品质更符合现代健康饮食要求。证明生物基磺酸盐作为营养添加剂加入到传统食用菌栽培配方中，不仅能促进增产，还可改善食用品质。且栽培得到的平菇子实体铅、镉、铬、汞和砷等重金属含量均符合国家标准，满足食品安全相关要求。

本文以水溶性生物基磺酸盐为试验材料，综合进行食用菌液体培养和固体栽培试验，以期为新型水溶性生物基磺酸盐营养源用于食用菌培养提供技术参考，有助于促进大规模、低成本、高品质食用菌产业的发展。

[1] 国家统计局农村社会经济调查司. 2017中国农村统计年鉴[M]. 北京: 中国统计出版社, 2017: 104.

[2] 李婷婷, 马蓉丽, 成妍, 等. 中国蔬菜基质栽培研究新进展[J].农学学报, 2013, 3(04): 30-34.

[3] 陈必琴. 无公害复合营养液在食用菌上的应用研究[J]. 林业科技通讯, 2018(05): 77-79.

[4] 陈亚兰, 保雄伟, 尹应武, 等. 生物质磺酸钙对荒漠土壤的改良效果[J]. 安徽农业大学学报, 2019, 46(05): 853-858.

[5] 中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会. GB 7096-2003 食用菌卫生标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2004.

[6] 中华人民共和国卫生部. GB 2762-2012 食品安全国家标准食品中污染物限量[S]. 北京: 中国标准出版社, 2013.

Study on water-soluble biomass sulfonate as a liquid culture medium for mushroom

Yin Yingwu1Li Dezhong2Ma Dumei1Su Jianyu3*Xiong Liping4Liu Xiaozhou5Sun Rui5

（1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen, Fujian 361005, China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinan University, Chongqin 400700, China; 3. School of Life Sciences, Ningxia University, Yinchuang, Ningxia 750021; China; 4. Ningxia Vocational and Technical School, Yinchuang, Ningxia 750021, China; 5 Beijing Ziguang Yingli Chemical Technology Co., Ltd, Beijing 100085, China）

In this paper, the water-soluble biomass sulfonate was used as the main component to produce a low-cost, nutrition enhanced and novel nutrient solution for edible mushrooms. The results showed that the nutrient solution was not only suitable for liquid culture of edible mushrooms, but also suitable for solid culture of edible mushrooms. The edible mushroom products obtained by cultivation are green and safe, and can meet the requirements of organic food standards.

biomass sulfonates; edible mushrooms; liquid culture; solid culture

S646

B

2095-0934（2021）02-144-04

宁夏重点研发计划（科技惠民）2016KJHM24；宁夏回族自治区重点研发计划项目2017BY081；宁夏回族自治区重点研发计划项目2018BFG02016

尹应武（1962—），男，教授，主要从事生物质材料的开发与应用研究。

。E-mail：ywyin@xmu.edu.cn；su_jy@nxu.edu.cn。