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贵州海鲜菇栽培原料来源分析及优质营养物筛选*

2022-08-04叶欣悦

中国食用菌 2022年7期
关键词:玉米芯麸皮木屑

叶欣悦,贺 卓,须 文**

(1.贵州大学食用菌研究院,贵州 贵阳 550025;2.贵州大学 农学院园艺系,贵州 贵阳 550025)

消除贫困,改善民生,实现共同富裕,是社会主义的本质要求[1]。改革开放以来,我国扶贫开发工作取得了举世瞩目的成就,走出了一条中国特色扶贫开发道路[2]。“十三五”以来,贵州省食用菌产业快速发展,已成为带动农民脱贫致富的优势产业之一,特别是工资性收入和财产性收入增长不大的情况下,食用菌产业发展显得尤其重要。食用菌产业快速发展的同时,也存在诸多问题,如菌材紧缺、菌棒成本高、生物转化率低、产品质量安全没有保障等。结合贵州省农业产业结构调整和产业扶贫的现实需求,优化食用菌栽培原料、降低菌棒生产成本、提高生物转化率、保障产品质量成为贵州省食用菌产业做大做强和可持续发展亟待解决的问题。

海鲜菇(Hypsizygus marmoreus),又名玉蕈、斑玉蕈,通常称为真姬菇,属于层菌纲(Hymenomycetes) 伞菌目(Agaricales) 白蘑科(Tricholomataceae) 玉蕈属(Hypsizygus)[3-4]。海鲜菇有灰色和白色品系,属于同一个种。为了便于区别,日本将菌盖上龟裂出美丽花纹的灰色品系称为蟹味菇;周身雪白,丛生,长度5 cm~8 cm 的白色品系,称为白玉菇。在我国,白玉菇菇蕾形成后,通过调控栽培环境的温度、光照、水分、气体(尤其是控制栽培室内的二氧化碳浓度) 可促进菇柄伸长至8 cm~16 cm,为了与白玉菇区别,商品名改称为海鲜菇[5]。以贵州省剑河县、三都县、兴义市和毕节市的海鲜菇栽培企业和基地为重点,调查了黔东南、黔南、黔西南和黔西北等区域的海鲜菇生产情况,深入了解贵州省海鲜菇生产现状和生产技术瓶颈。对贵州省海鲜菇培养原料的来源及粗蛋白、纤维素、半纤维素、总碳含量、碳氮比等指标进行了分析、测定,确定了栽培基质的优质主料和辅料物质。海鲜菇栽培料农药检测均符合国家安全标准。

1 贵州海鲜菇栽培的主料种类及来源

海鲜菇常用的栽培原料有:木屑、棉籽壳、玉米芯、甘蔗渣、麸皮、玉米粉、米糠、石灰、轻质碳酸钙等[5]。

1.1 木屑

野生海鲜菇常着生在山毛榉、七叶树等偏硬质阔叶树的枯木、倒木、树桩上,而传统菌棒制作的主要原料是木屑。栽培海鲜菇所需的木屑必须是在干燥通风的环境下存放时间较久、水分湿度较低的旧木材。早期日本开发海鲜菇时使用吸水性强的柳杉(软质树种) 木屑[5],但随着栽培规模的扩大,单一的柳杉木屑较难获取,现改用松、杉木屑。这类木屑需经3 个月~4 个月以上的屋外堆积发酵才可使用,以去除阻碍海鲜菇菌丝生长的多元酚和树脂等成分,促使木屑软化,提高木屑的吸水性能。阔叶木屑也要存放或堆积一段时间以减少树脂和单宁等不利于菌丝生长的物质。经过实践证明,颗粒状的粗木屑优于细木屑,硬杂木屑优于软杂木屑,针叶树的旧木屑优于新木屑。为了使栽培料在栽培瓶(袋) 内有一定的孔隙度,配方中的木屑最好是粗、细木屑各占一半。海鲜菇栽培使用的木屑来源有2种:一种是木材加工厂的废料,一种是专业加工的食用菌专用木屑。使用木材加工厂的木屑一定要慎重,需调查清楚木屑的种类,有些木材加工厂加工的并非单一木材,一旦混入松、杉木屑,会对菌丝生长带来影响。木材加工厂的木屑颗粒大小不受控制,一般比较细,在栽培时必须配合棉籽壳等透气性好的原材料,这样才适宜菌丝生长,达到理想产量。经调研发现,贵州海鲜菇栽培主料中的混合木屑为山毛榉、杨树、栎树等阔叶树硬质杂木屑,主要从广西南丹、湖南靖州购进,也有在本地木材商和木材厂购买。

1.2 棉籽壳

棉籽壳是棉籽采摘用于榨油前经剥壳机处理去掉棉籽后的壳。海鲜菇栽培周期长达100 d~120 d,为保持栽培基内培养料的水分和孔隙度,位于毕节市大方县经济开发区的大方雪榕生物科技有限公司等工厂化生产企业多使用棉籽壳作为栽培料的主材料。棉籽壳质量稳定、结构疏松,可提高栽培料的孔隙度,并具有良好的吸水性能。由于各地产棉区加工棉籽壳厂家较多,加工机型也多,棉籽壳质量参差不齐,有的含绒量多,有的含籽壳多,有人将其分成24 个等级。大多数食用菌栽培厂家选择中壳中绒的棉籽壳,手握之有沙沙响声,并有刺感[5]。存放时间过长的陈旧棉籽壳容易滋生螨害,且会伴随人员走动而扩散。因棉花栽培面积不稳定,食用菌栽培企业增加,其价格节节攀升。现在棉籽壳的产地主要为新疆和山东、河南的部分地区。最近几年,棉籽壳掺假情况比较严重,需谨慎选择,仔细鉴别质量。首先看水分,正常棉籽壳的水分在15%以下,壳和绒整齐干净,洒在白纸上没有沙子和过量的泥土。当年的新棉籽壳含水量较高,购买和储存时应该特别注意,当含水量降到13%时可以安全储藏。大厂家的棉籽榨油工艺均是先剥离,棉籽榨油,剩下的棉籽壳用来销售。但一些小工厂还在用落后的工艺,产出的是榨油后的棉籽壳,含有一定的油份,脂肪含量很高,难以调整配方,因此不建议使用。目前贵州海鲜菇栽培主料中的棉籽壳主要从新疆、湖南等地区购进,具有棉籽壳应有的色泽,且新鲜、无虫、无霉、无异味;无有害杂质,棉仁占比≤0.5%;pH 6.0~7.3。

1.3 玉米芯

玉米芯是玉米果穗脱去籽粒后的圆柱形物体,一般占玉米果穗的20%~30%,由于其具有较好的持水性,现已广泛用于食用菌代料栽培。玉米芯组织结构大体分为3 个部分,其中木质层硬而有弹性,约占玉米芯总重量的60%[6],使用时将其粉碎成玉米芯颗粒。玉米是季节性生产作物,玉米芯的加工多在秋季,储存玉米芯时其含水量应控制在14%以下,以防结块。在日本,储存场地地面会预埋挤塑板隔断水气防潮,避免玉米芯结块,并在周转板上堆叠储存,堆垛间留有散热通道,堆高以减少占地面积[5]。贵州海鲜菇栽培主料中的玉米芯、玉米粒主要从河南、吉林等地购进,或者向当地农户购买。玉米芯应干燥、无虫、无霉、无异味;无有害杂质;含水率≤15%;吸水率≥260%。玉米粒应无异味;霉变粒≤2.0%;无有害杂质;含水量≤14%;不完整粒≤6.0%。

1.4 甘蔗渣

甘蔗渣是甘蔗榨糖后的副产物,富含纤维素,木质素含量较少,具有高孔隙度和高持水率的优点,已在金针菇(Flammulina velutipes)、杏鲍菇(Pleurotus eryngii) 栽培上得到广泛应用。现在部分海鲜菇企业也以甘蔗渣作为栽培主料之一。甘蔗渣偏酸性,在配制过程中可以通过添加石灰提高其碱度。甘蔗茎由大量薄皮细胞组成,压榨过程中细胞液泡破裂流出糖液。不同设备榨糖的下脚料质量不一,有粗渣和细渣之分,粗渣需要经过粉碎才能使用。甘蔗渣残留糖分,能诱导菌丝产生纤维素酶;在栽培料配制过程加水后,甘蔗渣又成为“蓄水池”,具有良好的持水性。甘蔗渣供应具有季节性,多采用压块运输,室外堆积发酵,使用前数日,厂家还须进行机械破碎[5]。贵州海鲜菇栽培主料中的甘蔗渣主要从广西购进,要求新鲜、干燥、干净、无霉烂、无虫蛀、无异味。

2 贵州海鲜菇栽培的辅料种类及来源

海鲜菇的生长发育需要从培养料中吸收糖质、蛋白质、脂质、氨基酸、维生素、无机盐等营养成分,补充营养物质有明显的增产效果。常见海鲜菇栽培的辅料种类有麸皮、豆粕粉、米糠、玉米粉、石灰、轻质碳酸钙等。石灰、轻质碳酸钙属于碱性物质;而棉籽壳pH 偏低,常用于调整培养料pH。麸皮、米糠在高温季节保存时容易酸败、变质;且两者可能有农药的残留,若不加处理直接添加到培养料中会对海鲜菇造成影响。麸皮要求色泽纯正、干燥、无虫、无霉、无异味;颗粒度小于4 mm;无有害杂质;含水量≤15%;pH 6.2~7.0。米糠要求色泽纯正、无虫、无霉、无异味、无结块、无发酵;无有害杂质;含水量≤15.5%;pH 6.2~7.4。

2. 1 麸皮

麸皮即麦麸,是面粉厂加工小麦时得到的副产品,约占小麦籽粒质量的15%,资源丰富且价格低廉,年产量约2 010 万吨[7]。因为小麦是世界上产量仅次于玉米的粮食作物[8],麦麸作为小麦加工的副产品,其有效利用对促进国家经济发展和农业生产具有非常重要的作用。麦麸营养丰富,富含粗蛋白和多种维生素,蛋白质占麦麸质量的12%~18%[9]。麦麸是食用菌生产中使用最多的一种营养物质,培养料添加量一般为15%[10]。麦麸吸水性强、通气性能差,在贮存过程中会受温度、湿度、霉菌的侵害,并随储期的增加而加重,在高温、高湿环境下更易变质。麦麸保质期主要由含水量和保存条件决定,含水量低、存放在干燥通风环境中的麦麸保质期长[11]。贵州海鲜菇栽培辅料中的麸皮主要从河南购进,要求pH 6.2~7.0,含水量≤15%,杂质含量≤1%,无有害杂质。

2.2 豆粕

大豆粕是大豆榨油后的副产品,粗蛋白含量丰富。海鲜菇栽培基质配方中添加大豆粕可以增加配方中氮的含量,产量明显提高。大豆粕在食用菌配方中的添加量应该在3%~5%,大豆粕过多会导致碳氮比失衡,造成菌丝由营养生长向生殖生长转化缓慢,出菇困难。需要注意的是以下几种情况不适合添加大豆粕:夏天栽培、生料栽培、半熟料栽培、发酵料栽培。这些情况添加大豆粕会增加培养基的营养,容易染菌。另外,豆粕的含氮物质具有迟效性,有利于海鲜菇后期吸收利用[5]。贵州海鲜菇栽培辅料中的豆粕主要从内蒙古、河南、四川成都、广西等地采购。

此外,栽培辅料中的轻质碳酸钙从广西购进,白砂糖从广西购进,石灰在贵阳购买。

3 贵州海鲜菇工厂化栽培优质营养物的筛选

培养料是食用菌生长的营养物质基础,培养料配方直接影响食用菌产量和品质,影响栽培效益。不同培养原料的碳氮比不同,木屑、作物秸秆等含碳量较高,而常用的麸皮、米糠等辅料含氮量较高。因此,要将不同的培养料按照合理的配方进行混合,才能使培养料的碳氮比达到要求。通过实地调查了解的贵州各地区海鲜菇工厂化栽培企业或基地所使用的营养物原料来源,购买相关的栽培原料进行分析,包括检测栽培原料中的粗蛋白、半纤维素、可溶性糖、全碳、碳氮比、pH、含水量、杂质含量等多种营养成分以及砷、汞、铅、镉等主要重金属的含量。

3.1 材料与方法

3.1.1 试验材料

3 种混合木屑分别从广西、贵州、四川购买,分别记为杂木屑1 号~杂木屑3 号;3 种棉籽壳均购自新疆,分别记为棉籽壳1 号~棉籽壳3 号;3 种玉米芯均购自山东,分别记为玉米芯1 号~玉米芯3号;3 种玉米粉均购自河南,分别记为玉米粉1 号~玉米粉3 号;3 种麸皮分别从四川、山东、河南购买,分别记为麸皮1 号~麸皮3 号;3 种豆粕均购自广西,分别记为豆粕1 号~豆粕3 号。对上述栽培原料进行粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、木质素、灰分、有机碳等多种营养成分的检测分析。

3.1.2 试验方法

各待测样品分别进行混匀、烘干,经粉碎后取其混合样进行主要营养成分的测定。主料营养物和辅料营养物中的粗蛋白含量的测定参照参考文献[12]的方法;半纤维素含量测定参照参考文献[13]的方法;可溶性糖含量的测定参照蒽酮比色法[14];全碳含量的测定采用重铬酸钾-硫酸氧化法[15];总氮含量测定采用自动定氮仪法[16]。

对主料和辅料中的4 种重金属含量进行测定。砷的含量按照GB 5009.11-2014 食品中总砷及无机砷的测定[17]方法进行测定;汞的含量按照GB 5009.17-2014 食品中总汞及有机汞的测定[18]方法进行测定;铅的含量按照GB 5009.12-2010 食品中铅的测定[19]方法进行测定;镉的含量按照GB 5009.15-2014 食品中镉的测定[20]方法进行测定。

试验测量重复3 次。

3.1.3 数据分析

采用SPSS 22.0 软件对数据进行单因素方差分析。

3.2 结果与分析

3.2.1 不同产地海鲜菇栽培主料的营养成分及理化特性

不同主料营养物的营养成分及理化特性分析见表1。

表1 海鲜菇栽培主原料的营养成分及理化特性Tab.1 Nutritional composition and physical and chemical characteristics of main raw materials for cultivation of Hypsizygus marmoreus

由表1 可知,不同编号(产地来源) 的海鲜菇栽培料的各种营养成分含量有所不同。粗蛋白含量以新疆出产的棉籽壳1 号最高,达6.8%;其碳氮比为82 ∶1、pH 为6.7、含水量和杂质含量分别为13.4%和0.5%。大方雪榕等工厂化厂家多使用棉籽壳作为栽培料的主材料,用量占配方的40%~50%以上。棉籽壳质量稳定、结构疏松,可以提高栽培料中的孔隙度,并具有良好的吸水性能。木屑是早期食用菌栽培的主要原材料,主要成分为粗纤维和碳水化合物,是配方中提供碳源的物质。不同培养原料的碳氮比不同,木屑的碳氮比较大,对培养料配方的碳氮比的影响也较大。其中贵州生产的杂木屑3 号碳氮比为168 ∶1,杂质含量小于1%,粗蛋白、半纤维素、可溶性糖和全碳含量在3 种木屑中均为最高。由于玉米芯具有较好的持水性,现已广泛用于食用菌代料栽培。表1 中3 种来源的玉米芯都是从山东购买,各检测指标差异不大。

3.2.2 不同产地海鲜菇栽培辅料的营养成分及理化特性

辅助材料的质量对海鲜菇菌丝的生长和产量有很大影响。不同产地海鲜菇栽培辅料的营养成分及理化特性见表2。

表2 海鲜菇栽培辅料的营养成分及理化特性Tab.2 Nutritional composition and physical and chemical characteristics of supplementary materials for cultivation of Hypsizygus marmoreus

由表2 可知,辅料营养物中玉米粉含碳量较高。河南出产的玉米粉的粗蛋白含量最高,达9%;豆粕是粗蛋白含量最高的辅料营养物,3 种从广西购买的豆粕中以豆粕2 号的粗蛋白含量为最高,达51%,其含量是麸皮含量的4 倍多,因此可以使用豆粕部分替代麸皮,并自行粉碎成粉末,保证质量及含氮物质的稳定性,降低运输费用。而且豆粕的含氮物质具有迟效性,有利于海鲜菇后期吸收利用。

3.2.3 不同产地海鲜菇栽培辅料的营养成分及理化特性

对杂木屑、棉籽壳、玉米芯和麸皮这4 种在海鲜菇栽培料中用量较大的物质成分进行了砷、汞、铅、镉4 种重金属含量的检测,其结果见表3。

如表3 所示,12 份不同产地来源的海鲜菇生产原料中,棉籽壳、木屑、玉米芯、麸皮等样品的砷、汞、铅、镉4 种重金属的含量存在差异。样品中重金属铅的含量相对较高,但12 份样品中的含量均未超过1.000 mg·kg-1,表明这些海鲜菇栽培原料的主要重金属含量符合安全生产的要求。

表3 海鲜菇栽培原料的重金属检测结果Tab.3 Detection results of main heavy metals in cultivation materials of Hyfsizygus marmoreus

4 讨论与结论

4.1 贵州省海鲜菇生产原料存在的问题

4.1.1 无法兼顾各优势菌材的有效利用

海鲜菇栽培的菌材来源广泛,但是无法同时兼顾优质菌材、低成本菌材、大量菌材、利于资源保护菌材的有效利用。海鲜菇属于木生白腐菌类,有较强的木质素降解能力;在自然环境中,海鲜菇的主要营养基质包括山毛榉(Fagus longipetiolata)、七叶树(Aesculus chinensis) 等阔叶树木[21]。可用来栽培海鲜菇的常用木屑来源有:杨木、榆木、柳木、柞木、桦木、椴木等;其中硬杂木类木屑最好,产量较高。但并不是所有树种都可以用来栽培食用菌,尤其是海鲜菇,如含芳香味的、油脂类的树种就不能使用。虽然理论上此类树种加工后的木屑经过处理可以使用,但实际生产中应用极少[5]。有些树种比如杨树等虽然林木存量大,也不含油脂、蜡质,但木质不硬实,也不适宜栽培。海鲜菇工厂化生产企业栽培时需要使用优质菌材,所以保持菌材价格的稳定是影响海鲜菇工厂化生产企业生产效益的重要因素。这是海鲜菇工厂化生产企业面临的难题。

4.1.2 难以平衡林木保护与菌材开发的利益

可用来栽培食用菌的主要树种其实来源有限,常用的有麻栎、栓皮栎、柞木、乌冈栎、茅栗、槲栎、青冈栎、水青冈和部分果木等。这些树多数都是依靠天然林生长,短时间内很难再长成材。国家出台的天然林保护政策对砍伐林木做了诸多限制,因此未来木屑资源的供应较有限。

4.1.3 运输成本将是影响海鲜菇生产成本的主要因素

果木修剪枝桠来源的菌材在当地就近开发利用的价值较高,但若需要外地购进,运输成本将是影响海鲜菇生产的主要成本因素。充分利用苹果树、板栗树、桑树、茶树、枣树等果木修剪枝桠,但资源有限,仅仅在一些特定水果产区大县如河南灵宝、山西万荣、河北赵县等地可以大量供应,而不足以支撑食用菌大规模生产需要。部分地区本身没有木材资源,木屑几乎全部来自于外购。一旦木屑加强管制,木屑购买难、价格贵的局面将加剧,对当地食用菌行业的发展存在潜在威胁。

4.2 贵州发展海鲜菇栽培的培养料开发建议

4.2.1 稳定菌材供给

充分利用国家退耕还林、森林抚育和国家储备林建设等政策建设木质菌材基地,鼓励食用菌生产企业和其他社会主体建立木质菌材基地。重点在织金、大方、安龙等县新建以栎类、桤木等为主的木质菌材基地,力争全年提供木质菌材120 万吨左右。稳定省外菌材采购,做好协调服务工作,积极开拓采购渠道,扩大采购规模,加大菌材储备;强化省内供给,科学确定森林抚育、主伐区域,合理安排间伐指标。以木屑为代表的优质、廉价栽培料的稳定来源与供应,是所有食用菌企业面临的主要问题,尤其是对生产技术要求高、工厂化海鲜菇生产企业而言。未来木屑短缺、价格上涨或将成为常态。因此在木屑日趋紧张的形势下,利用有限的资源发展海鲜菇栽培,必须要在菌种改良、提高生物转化率、原料可替代性方面进行深入长久的研究;也必须在人工林培育和减少资源消耗上加大研究。实现经济、环保双丰收,任重而道远。

4.2.2 推进资源化利用

科学配置草腐菌和木腐菌比例,综合利用茶树和经济果林修剪枝条、农作物秸秆、酒糟等废弃物生产菌棒,减少木屑原料使用,提高农林废弃物资源的综合利用率。贵州是南方重点油茶产区之一,充分利用油茶经济、生态、社会效益十分明显的特点,加大力度开展以油茶修枝或边角料栽培海鲜菇的研究。贵州的海鲜菇工厂化生产企业目前最需要解决的问题就是如何进行资源的合理配置和高效利用,如何在减少生产物料购置成本尤其是运输成本和节省能耗的基础上,不断提高海鲜菇的生物转化率,实现生产的节本增效。除原料以外,海鲜菇生产的菌种培育、种性保持和环境调控技术等也需要开展深入持久的课题研究。

4.3 结论

贵州省的海鲜菇栽培基质主料和辅料来源以从当地收购与外省购进2 种方式为主。对贵州海鲜菇工厂化栽培营养物中的粗蛋白、纤维素、半纤维素、总碳含量、碳氮比、重金属等指标进行了分析、测定,确定了栽培基质的优质主料和辅料物质来源,其中新疆生产的棉籽壳1 号、贵州生产的木屑、山东生产的玉米芯、河南生产的玉米粉2 号和山东生产的麸皮可作为贵州海鲜菇工厂化栽培原材料供应的首选来源。贵州省海鲜菇生产原料存在的问题主要是优质、低成本、量大且利于资源保护的菌材有效利用无法兼顾,天然林保护与菌材的开发利用之间很难保证利益的平衡,此外运输成本也是影响海鲜菇生产的主要成本因素。稳定菌材供给和推进资源化利用是贵州发展海鲜菇栽培的培养料开发建议。

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