白灵菇菌糠栽培基质对杏鲍菇菌丝生长的影响

张熙凯，陈兴喆，霍心平，武雪娇，秦中杰，李奕葶

(1.天津农学院农学与资源环境学院，天津 300384；2.天津市科学技术信息研究所，天津 300074)

食用菌菌糠是指在食用菌的生长过程中产生的废弃物，含有大量未分解完全的蛋白质、纤维素、半纤维素、木质素等营养成分，可以作为一种优质的饲料和肥料。目前我国食用菌产量占据全球产量的70%以上，位居首位，因此每年我国生产食用菌的企业在生产过程中将会产生大量菌糠[1]。由于缺乏有效的处理和利用方法，我国大多数食用菌生产企业通常将菌糠堆放在露天场地或者焚烧处理，环境污染和资源浪费等问题的日趋严重。随着我国环境保护和资源可持续利用意识的增强，食用菌菌糠的合理处理和充分利用已成为当前食用菌行业研究的热点问题。

杏鲍菇是一种品质优良的大型肉质伞菌，主要分布于南欧、北非，以及中亚地区的高山、草原和沙漠地带；我国杏鲍菇主要分布于新疆和青海等地[2]。杏鲍菇的肉质细嫩，口感鲜美，营养丰富，含有多种氨基酸、维生素和矿物质，能够增强人体免疫力，能够预防感冒和其他疾病；杏鲍菇中含有的多糖及多酚类物质还具有抗肿瘤作用，能够抑制肿瘤细胞的生长和扩散[3]。随着杏鲍菇在市场上的需求量与日俱增，杏鲍菇栽培方式的优化也愈发重要。

根据白灵菇菌糠添加量的不同, 本研究设计了5种配方，通过测定杏鲍菇菌丝的萌发时间、生长速度、满瓶时间、木聚糖酶与漆酶的活力等指标，综合评价白灵菇菌糠对杏鲍菇菌丝生长的影响。本研究不仅可以为白灵菇菌糠作为杏鲍菇栽培基质的可行性提供数据支持，同时也为白灵菇菌糠的资源化利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

菌种：杏鲍菇（闽中）由天津农学院食用菌研究中心提供。菌糠：白灵菇菌糠由天津农学院食用菌研究中心提供。原材料：棉籽壳、麦麸、石灰粉、蔗糖、碳酸钙、杂木屑均由市场采购。原材料碳氮比见表1。

表1 原材料碳氮比

1.2 栽培基质配方设计

表2 展示了白灵菇菌糠栽培基质的添加配比，这些比例可以使菌糠的最终添加比例达到10%、20%、30%、40%和50%。本研究采用瓶式栽培方法，每个配方制作3 个瓶子，每个瓶子总量约为70 g，含水量约为60%。

表2 白灵菇菌糠栽培基质添加配比（质量比）%

1.3 菌糠前处理

挑出菌糠中残留的白灵菇根以及发霉变质的部分，并将菌糠铺平晾晒至含水量保持不变，为6%。

1.4 培养料配制及菌丝培养

根据表2 称取相应质量的各种培养料，以质量比1∶1.1 加水搅拌，并随时测定含水量以及pH 值，控制含水量在60%，pH 值为8。装瓶时，注意下紧上松，虚实均匀，封口后放入高温高压灭菌锅中灭菌121 ℃2 h，待温度冷却后取出，放入超净台中，用紫外灯照射20 min。接种时，保持接种量一致，并做好分组标记。接种后，将培养瓶放入恒温培养箱中25 ℃发菌，培养瓶按组别摆放，以便统计数据。

1.5 菌丝生长速度测定及形态观察

菌丝生长速度采用菌瓶瓶壁划线测量法，在菌丝长至齐肩时开始划线，7 d 后再进行划线，测量各配方菌瓶7 d 菌丝生长长度，计算菌丝平均生长速度，观察菌丝长势，记录菌丝满瓶时间等。

1.6 酶活力测定

1.6.1 粗酶液的制备 待瓶中菌丝长满后，将菌丝与菌糠混合物从培养瓶中取出，搅拌均匀后做好标号。用分析天平称取标好号的被测样品10 g，放入100 mL 离心管中，每个离心管加50 mL 蒸馏水，在30 ℃恒温水浴锅内浸提2 h，浸提完成后，5 000 r·min-1离心20 min，得到的上清液即为粗酶液，用于酶活力的测定。

1.6.2 漆酶酶活性测定 依次将0.15 mL 50 mmol·L-1的乙酸-乙酸钠缓冲液（pH 值为4.2）、50 μL 酶液、0.1 mL 1 m mol·L-1的ABTS 加入96 孔板中。使用酶标仪测定420 nm 下5 min 内的吸光值变化。酶活力定义为每分钟氧化1 μmol ABTS 所需的酶量为1 个酶单位（U）[4-5]。

式中，N为酶液稀释倍数；V总为漆酶酶活测定反应体体系的终体积；V酶为反应添加的酶液体积；ΔOD420为t 时间内反应液在420 nm 处吸光度的增加值；3.6×104为420 nm 处ABTS 氧化态的摩尔吸光系数(L·moL-1·cm-1)；T 为反应时间（min）。

1.6.3 木糖标准曲线的制作 准备1 mg·mL-1的木糖标准溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL，加入柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液（pH 值为5.0，浓度为50mmol·L-1）定容至体积为2.0mL，配置成一系列不同浓度的木糖标准溶液。然后，加入3mLDNS溶液，煮沸10min 后冷却，定容至25 mL，用分光光度计测定540nm 下的吸收值。以木糖含量为横坐标，OD540为纵坐标，绘制木糖标准曲线[6-7]。

1.6.4 木聚酶酶活性测定 将1.5 mL 1%（w/v）榉木木聚糖溶液和0.5 mL 酶液加入试管中，置于40 ℃水浴中反应30 min。随后，加入3 mL DNS 终止反应液，煮沸10 min。最后，将溶液定容至25 mL，充分混合后使用移液枪吸取200 μL 溶液转移到酶标板中，通过酶标仪测定OD540吸光度值，以测量酶活性。空白对照（CK）：在待测稀释酶液中加入DNS 使酶失活，然后加底物，其他处理与样品一样[8]。

木聚糖酶活力单位定义：在上述反应条件下，每分钟催化底物水解生成1 μmol 木糖所需要的酶量为一个酶活力单位U。

式中，W为酶解反应生成的木糖的质量；N为表示稀释倍数；150.13 为木糖的分子量；30 为酶与底物反应时间；1 000 为转换系数[6,9]。

1.7 统计分析

使用Microsoft Excel 2019 软件进行数据分析，试验重复3 次以上。统计分析采用双尾T-检验，当显著性差异为P<0.1（*）、P<0.05（**）、P<0.01（***）时，结果具有显著性。

2 结果与分析

2.1 白灵菇菌糠添加比例对菌丝生长速率的影响

在白灵菇菌糠添加比例不同的条件下，杏鲍菇菌丝的生长速率不同。如图2 所示，未添加菌糠时，杏鲍菇菌丝的生长速度为0.62 cm·d-1。随着菌糠添加比例逐渐增加，菌丝生长速度也随之加快。配方1与配方2 菌丝生长速度与CK 相差不大，分别为0.60、0.61 cm·d-1。当菌糠添加量为50%时（配方5），菌丝生长速度最快，为0.74 cm·d-1。原因可能是菌糠的添加比例影响了栽培基质营养成分的含量和比例，从而影响了菌丝的生长速度。

图1 白灵菇菌糠对杏鲍菇菌丝生长速度的影响

图2 不同时间杏鲍菇菌丝生长状态

2.2 白灵菇菌糠添加比例对菌丝长势及外观性状的影响

如表3 与图2 所示，各配方的杏鲍菇均在接种后1 d 内萌发，杏鲍菇菌丝在白灵菇菌糠添加比例不同的条件下，其菌丝长势以及外观性状也不相同。试验结果表明：CK 的菌丝长势比配方1 长势好；配方2 菌丝长势和CK 相似，但外观性状和CK 及配方1 相差不大；配方3 与配方4 的菌丝长势较CK好，菌丝分布也较为浓密；配方5 即白灵菇菌糠添加量为50%时，杏鲍菇菌丝长势最好，分布也更加浓密，满瓶时间最早，为15 d。原因可能是原栽培料中难以利用的木质素、纤维素、半纤维素等大分子物质，被菌丝分泌的胞外酶大量降解为易于吸收的小分子物质，因此菌糠更容易被杏鲍菇菌丝利用。李晶等[10]试验表明，在利用玉米浆发酵液这一材料代替后，杏鲍菇菌丝长势、生长速度，以及生物量等都有所提高。

表3 杏鲍菇菌丝长势及外观性性状

2.3 白灵菇菌糠添加比例对漆酶活性的影响

如图3 所示，未添加菌糠时，CK 组的漆酶酶活为161.52 U·L-1。配方1～5 的杏鲍菇菌丝漆酶活性分别是186.87、168.93、187.46、180.95、179.68 U·L-1。因此，在添加了白灵菇菌糠的试验组中，除配方2 外，其他配方杏鲍菇菌丝的漆酶酶活与CK 相比显著增加，但不同菌糠添加比例对漆酶酶活量的影响不大。原因可能是白灵菇菌糠中含有较为丰富的铜离子，食用菌在生长过程中会富集大量的矿物质元素，尤其是出菇后菌糠中矿物质元素会显著增加[11]。铜离子作为漆酶的辅助因子，可以有效提升漆酶的活力,稳定漆酶蛋白的活性或抑制漆酶的降解[12]。

2.4 白灵菇菌糠添加比例对木聚糖酶活性的影响

由图4 可知，杏鲍菇菌丝胞外木聚糖酶活性在未添加菌糠的条件下，酶活为14.04 U·g-1。随着白灵菇菌糠添加量的增加，木聚糖酶活性逐渐降低，白灵菇菌糠添加量为10%时（配方1），酶活性最高，达到了13.06 U·g-1；在菌糠添加量为20%～50%（配方2～5）时，酶活性分别为10.78、10.38、6.53、4.14 U·g-1。木聚糖酶可以将半纤维素中的木聚糖分解成五碳糖、六碳糖，以及糖醛酸，为食用菌供给碳源[13]。原因可能是白灵菇菌糠中的半纤维素含量较低，在菌丝生长过程中，菌丝分泌的木聚糖酶可以降解白灵菇菌糠栽培基质中的半纤维素，在菌丝满瓶后其胞外酶中的木聚糖酶活性相较CK 降低。

图4 白灵菇菌糠对杏鲍菇菌丝漆酶活性的影响

3 讨论与结论

据中国食用菌协会统计，2021 年全国食用菌总产量达4 133.96 万t，较2020 年增长1.79%[14]。每生产1 kg 食用菌会产生3.25～5.00 kg 的菌糠，每年约产生1 亿t 以上的菌糠[15]。菌糠虽然是生产食用菌过程中的副产物，但大量研究表明，菌糠中含有大量未被分解的纤维素、木质素、蛋白质等成分。随着我国对于环境保护的重视程度增加以及科技水平的提高，对于菌糠的处理有了更加优良的方法，例如将菌糠运用于食用菌基质、动物饲料、生物肥料等方面[16-19]。

相关研究结果表明，利用白灵菇菌糠栽培平菇与鸡腿菇是切实可行的。与CK 相较，当白灵菇菌糠添加量为4%、8%且辅料为棉籽壳、玉米芯时，平菇菌丝的生长速度加快，为13.5、13.7mm·d-1；当白灵菇菌糠添加量≤24%时，平菇生物学转化率为82.6%以上[20]。当白灵菇菌糠添加量为25%～55%且辅料为棉籽壳、麸皮时，鸡腿菇菌丝生长速度与CK 相比明显加快，满袋时间缩短，且鸡腿菇生物学转化率与CK 基本一致[21]。另外，与其他菌糠相比，白灵菇菌糠对杏鲍菇菌丝生长的促进作用较为明显。利用榆黄蘑菌糠作为杏鲍菇菌丝的培养基质时，当菌糠添加量为42%且辅料为木屑、米糠、玉米粉时，杏鲍菇菌丝的生长速度为0.71 cm·d-1，与本研究相比，生长速度稍慢[22]。而利用香菇菌糠作为试验材料时，当香菇菌糠添加量大于40%且辅料为玉米芯时，杏鲍菇菌丝生长速度均低于CK，为0.42cm·d-1[23]。基于本课题组既往研究项目，利用杏鲍菇菌糠栽培白灵菇，当菌糠添加量达到30%时，生物学转化率为83.82%（CK 为96.45%），且对白灵菇农艺性状影响不大，可以运用于实际生产[24]。未使用菌糠时的原单位鲜菇收益约为5 元·kg-1，利用杏鲍菇菌糠作为培养料后，降低了生产成本，提高了单位鲜菇收益，约为9 元·kg-1。

综上所述，白灵菇菌糠替代一定比例的棉籽壳，对杏鲍菇菌丝的生长速度、宏观形态，以及胞外酶活性都造成了一定的影响，同时白灵菇菌糠添加比例在30%以上时，对杏鲍菇菌丝的生长具有促进作用。在实际生产中，白灵菇菌糠替代传统的栽培基质，不仅可以降低生产成本，还可以延长菌糠的物质循环链条，减少环境污染与资源浪费。