杏鲍菇工厂化栽培及采后保鲜技术
2022-11-16沈海霞王伟
沈海霞,王伟
(1 江苏省灌南县新安镇农业技术服务中心,江苏灌南 222500;2 连云港大庆食用菌有限公司,江苏连云港 222500)
1 杏鲍菇工厂化栽培的关键工艺
杏鲍菇经过50 多年的人工栽培,已经进入了工厂化栽培阶段。杏鲍菇的栽培按流程可分为配料及装袋、灭菌、接种、培养、催蕾、出菇、采收等多个环节[1]。相比于自然界生长和传统的栽培方式,工厂化栽培杏鲍菇采用现代化生产设备模拟其生长环境,按标准化控制栽培过程的每一个环节,具有高效率、可精细化管理的优势[2]。结合研究人员对栽培条件的探索和优化,大大地提高了杏鲍菇的产量和品质。
1.1 配料
杏鲍菇作为白腐真菌具有较强的木质纤维素分解能力,杏鲍杆菌菌株被广泛栽培,且不同菌株对不同基质的反应不同[3]。生产中通常利用不同树种的杂木屑,同时添加农业生产的棉籽壳、玉米芯、甘蔗渣等作为栽培基质,再辅以一定量的豆粕、麸皮、玉米粉等为培养基质增加氮素营养的来源。研究表明,除基质配比外,生物堆料也会影响出菇。Min 等[4]发现细菌的添加有利于杏鲍菇的生产和应用,与未接种的相比,生物质堆肥后培养天数减少2~5d。说明基质适当堆肥,然后进行巴氏杀菌和调理处理,可以诱导出菇,缩短培养时间。完成配料及拌料后装入高压聚丙烯塑料袋内,推入高压灭菌锅中进行灭菌。
1.2 菌种
待菌包冷却后进行接种。菌种按照形态分为液体和固体2 种,不同的菌种类型会影响杏鲍菇的产量和生产周期。Zhang Rui ying 等[5]开发了一种新型棒状菌种培养杏鲍菇。杏鲍菇栽培采用棒状菌种,缩短菌种运行时间,提高产量和生物效率。接种棒菌种的人工原木出菇时间仅为29.9d,而接种木屑菌种出菇时间为53.2d。使用棒状菌种比使用木屑菌种减少23.3d。此外,采用棒菌种比使用木屑菌种提高了11.5%的出菇率[6]。近年来,随着杏鲍菇工厂化生产发展迅速,液体菌种的研究发展迅速,赵广峰等[7]利用液体菌种,提高了杏鲍菇与小平菇的生产效率,减少了用工量和占地面积,节省了成本。
1.3 培养
通过智能监控系统控制出菇环境。杏鲍菇的生长对种植环境特别敏感,如温度、湿度、光照强度和CO2浓度等[8]。一般保持室温为20~22℃、空气相对湿度为65%~70%、一定的二氧化碳浓度进行菌丝培养。研究表明,CO2浓度对杏鲍菇子实体的影响较大[9]。由于杏鲍菇工厂化种植环境的纯延迟性、非线性、时变性和生长复杂性,越来越多的研究者基于大数据和人工智能技术构建了温室环境因子的控制模型[10]。田小青等[11]通过比较2种远程监控系统,验证了基于无线射频的远程监控系统更加稳定和经济。建立了杏鲍菇子实体CO2浓度预测模型。基于预测模型,提出了CO2浓度的循环控制策略。模拟结果表明,子实体早期,当CO2浓度达到2400mg/mL时,通风系统应停止36min,并启动3.8min;子实体出芽期,当CO2浓度达到3500mg/mL 时,通风系统应停止70min,并启动7.5min。
搔菌在杏鲍菇的生产工艺中占据重要位置。在生长过程中除了需要控制环境温度和湿度等理化性质外,定期搔菌对出菇至关重要。张引芳等[12]在工厂的袋装栽培条件下,对杏鲍菇工厂化栽培过程中的生产工艺进行了试验。指出了一段时间的后熟期对杏鲍菇菌丝生长的重要性,探究了最佳的搔菌时间和环境湿度。瓶装栽培最合适的后熟期菌丝长满整个栽培料袋,为期10d。采收前l~2d,需控制菇房空气湿度,培养房的湿度过高时,菇柄处会生长绒毛状的菌丝,杏鲍菇的贮藏期最适宜湿度为80%~85%。采收期杏鲍菇的菇体呈菇盖内卷、尚未展平、菌褶尚未弹射孢子等外形特征[13]。
2 采后保鲜及贮藏
杏鲍菇的食用性在于其新鲜状态下独特的口感和丰富的营养,并且随着生活水平的提高,消费者对菇体的品质有了更高的要求,贮藏和保鲜则是保持这种口感和营养的重要环节。常温贮藏环境中,新鲜子实体中水分容易大量流失,含水量迅速降低,容易导致子实体的萎缩、软化,菌褶褐变并丧失固有的鲜味。因此,采后保鲜技术在杏鲍菇产业链中占有重要地位。目前,食用菌的贮藏保鲜方法日新月异,不断有新的方法被应用于食用菌的保鲜,以达到延长食用菌货架期,提高食用菌保鲜效果的目的[14]。
2.1 化学保鲜
在采摘后,采用化学药剂浸泡处理鲜菇,以达到保鲜的目的,延长其贮藏期。
赵梅等[15]在4℃条件下,以3 种不同浓度的纳米壳聚糖复合液作为化学保鲜剂浸泡杏鲍菇,并用蒸馏水浸泡组作为对照处理,研究不同浓度的纳米壳聚糖对杏鲍菇采后生理变化的影响。结果表明,与对照组相比,不论是何种浓度的处理组都对杏鲍菇的呼吸强度和多酚氧化酶有不同程度的抑制作用,并且降低了杏鲍菇的失重率,减缓细胞膜通透性的增加趋势,大大减缓菇体中的可溶性固形物和常见营养物质Vc 的降解,综合分析得到0.3%纳米壳聚糖复合液保鲜效果最佳。
Liu Jun 等[16]通过测定失重、褐变程度、呼吸速率、丙二醛含量、电解质泄漏率、超氧阴离子产生率和过氧化氢等理化参数和抗氧化酶活性、多酚氧化酶的酶活性,研究了原儿茶酸接枝壳聚糖(PA-g-CS)涂层对杏鲍菇采后品质的影响。发现了PA-g-CS 溶液具有较强的抗氧化活性,在处理后可作为新型食用包衣材料应用于菇体的保鲜贮藏。结果表明,PA-g-CS 溶液的抗氧化能力和粘度远高于壳聚糖(CS)溶液,并且PA-g-CS 溶液的这些重要指标与其自身的接枝度也呈正相关。储存达到15d 时,在对照组和CS 涂层组中观察到杏鲍菇发生了严重的褐变。与此具有明显差异,PA-g-CS 组具有中高接枝度的CS 涂层基团保持了较为完整的物理外观。在所有处理组中PA-g-CS III 涂层组中杏鲍菇的硬度最高。此外,与其他处理组相比,PA-g-CS III 涂层组的杏鲍菇能够使相关酶的活性较低,在贮藏过程中菇体的生理代谢水平大大降低。因此,PA-g-CS III 是一种很有应用前景的杏鲍菇保鲜剂。
2.2 气调保鲜
基于包装材料的开发和研究,密封包装在菇体上广泛应用。其主要通过改变菇体所处包装中气体成分的相对比例延长果蔬的贮藏保鲜期,该技术主要分为两大类:气体比例调节(MA)与气体控制(CA),分别通过机械与透水透气性适宜的薄膜包装使贮藏环境中的气体保持在合适的比例,抑制或减缓杏鲍菇的呼吸强度和代谢活动。
I.Capotorto 等[17]使用聚丙烯(PP)或聚乳酸(PLA)薄膜将整个蘑菇包装在活性MAP(在氮气中加入初始浓度5kPa O2和10kPa CO2的气调包装)中,并在0℃下储存27d。切片蘑菇在相同的空气中包装在带有2 层微穿孔(MP1 和MP2)的PP 薄膜中,延长了整个蘑菇和切片蘑菇在0℃下的保质期。
2.3 臭氧保鲜
徐兵等[18]结合低温(5℃)和贮藏环境中不同臭氧(O3)浓度这两个条件,并在不同组合下检测杏鲍菇在贮藏时期其生理特性的变化情况。结果显示:入侵杏鲍菇使其腐败的主要菌种为霉菌和酵母,在5℃冷藏条件下,分别对杏鲍菇进行0、1.94、3.88、5.82,、7.76、9.70 mg/L 6 组臭氧浓度处理,其中7.76 mg/L臭氧处理比其他5 组臭氧处理更能明显减缓由霉菌和酵母引起的杏鲍菇腐烂。
2.4 低温保鲜
不同品种菇体的适宜保鲜温度不同,一般以0~5℃为宜。在低温环境下,菇体中大部分酶的活性被抑制,导致其中发生的各种氧化反应被抑制,细胞呼吸强度及营养物质的消耗大大减少。相对较低的温度同时也抑制多种微生物的活动,降低了由微生物导致的菇体腐败。真空预冷处理(VP)子实体、保鲜剂或保鲜膜覆盖后结合低温进行贮藏,抑制杏鲍菇的呼吸强度,降低其氧化水平以提高杏鲍菇的保鲜效果。
Beik Kyung-Yean 等[19]在-1℃下进行40minVP,直到产温为0℃,聚乙烯塑料包装1kg 杏鲍菇,在-1℃下储存30d。预冷处理的储存重量减轻率较低。预冷包装中的O2浓度明显高于对照组,储存初期的呼吸速率受到明显抑制。在对照中,存储第4d 显示CO2/O2值达到高峰,而在预冷组中看不到这种现象。
梁豪等[20]通过7 组不同的预冷压力及对照组,观察试验过程中压力及温度的变化趋势。在贮藏后期杏鲍菇的失重率由于水分快速蒸发增大,而自身呼吸速度的减弱会同时导致失重率减小,在这两个因素的共同作用下,测定失重率、呼吸速率、质构、电导率等指标,得出对杏鲍菇保鲜和延长贮藏时间起到较好作用的真空预冷压力为1000 Pa。
3 结语
杏鲍菇栽培产业在我国已初具规模,经过多年的发展已经拥有了成熟的产业链。虽然从工厂进行袋栽生产到采收后的保鲜贮藏都有一套完整的理论基础及操作方案,但随着新技术的研究探索必将会给杏鲍菇产业带来新的发展及突破。本文综述了杏鲍菇生物学工厂化栽培工艺以及采后保鲜技术,以期为杏鲍菇工厂化栽培工艺的发展作出一份贡献。