响应面法优化榆黄蘑熟料袋栽菌丝体培养条件

张春艳 李贺 胡畔

摘要：以榆黄蘑为试验材料，基于最佳熟料袋栽配方进行培养条件的单因素试验，根据单因素试验结果，以菌丝生长速度为响应值，采用Box-Behnken中心组合原理进行响应面优化试验，对菌丝培养中的接种量、pH、温度和培养料含水量4个不同培养条件进行优化研究。结果表明，4个因素对榆黄蘑菌丝生长速度的影响大小为温度＞接种量＞pH＞培养料含水量，最佳的培养条件为接种量7%、pH 6.5、温度26 ℃、培养料含水量65%，该培养条件下榆黄蘑菌丝生长速度可达9.99 mm/d。

关键词：榆黄蘑；熟料袋载；菌丝生长；培养条件；响应面法

中图分类号：S646.14         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2023）11-0125-06

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.11.022 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Optimization of mycelium culture conditions for bag cultivation of Pleurotus citrinopileatus

by response surface methodology

ZHANG Chun-yan，LI He，HU Pan

（College of Agriculture and Hydraulic Engineering， Suihua University， Suihua  152061， Heilongjiang，China）

Abstract： Pleurotus citrinopileatus was used as the test material， and the single factor test of the culture conditions was performed based on the best bag culture with sterilized raw materials. On the basis of the single factor experiment， the response surface optimization experiment was carried out with the mycelium growth rate as the response value by using the Box-Behnken central combination principle， and the optimization research was carried out on four different culture conditions in mycelium culture， including inoculum volume， pH， temperature and water content of culture material. The results showed that the influence of the four factors on the mycelium growth rate of Pleurotus citrinopileatus was temperature > inoculum volume > pH > water content of culture material. The optimal culture condition was inoculum volume of 7%， pH of 6.5， temperature of 26 ℃， and water content of culture material of 65%. Under this culture condition， the mycelium growth rate of Pleurotus citrinopileatus could reach 9.99 mm/d.

Key words： Pleurotus citrinopileatus； bag culture with sterilized raw materials； mycelium growth； culture conditions； response surface methodology

榆黄蘑，又名金顶侧耳，属于侧耳属平菇，原是生于东北林区的一种野生食用菌，因其鲜艳的颜色和优雅的外形，同时兼具较好的食用、药用价值而备受消费者喜爱［1，2］。榆黄蘑作为经由野生种驯化而来的栽培种食用菌，其栽培历史较短，且生物学特性和平菇相似［3］，因此，在榆黄蘑的栽培过程中栽培配方和栽培条件大都参照平菇进行栽培［4］，所以农业生产中的副产物如各种作物秸秆、杂木屑、农业废弃物等［5-7］均可栽培榆黄蘑，专家学者们利用木屑、杂木屑、茶枝木屑等栽培榆黄蘑技术已取得良好进展［8-10］。

目前，对榆黄蘑的研究多集中在栽培配方与栽培技术［11-13］、营养价值［14］、生理活性与功能［15-17］等方面，采用响应面法对榆黄蘑的研究重点围绕在液体发酵培养［18］、培养基成分［19］和营养成分提取工艺条件［20］等方面，而对于固态培养料栽培榆黄蘑及其培养条件的响应面法优化研究鲜见报道。本研究以榆黄蘑为试验材料，以不同比例杨木屑和玉米秸秆添加量代替传统配方中的杂木屑设计栽培配方，筛选出栽培榆黄蘑的最优配方，在最佳栽培配方的基礎上进行单因素试验，依据单因素试验结果，以菌丝生长速度为响应值，采用Box-Behnken设计和响应面法优化榆黄蘑菌丝生长的培养条件，以期找到熟料袋栽榆黄蘑最适宜菌丝生长的培养条件，为黑龙江省榆黄蘑种植农户在栽培管理上提供更多的技术参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验所用榆黄蘑菌种为绥化学院食用菌研究所获得。

试验原料中玉米秸秆为农户提供，杨木屑、麦麸、石膏、石灰等购买于绥化市农资市场。

1.2 试验方法

1.2.1 配方筛选试验 试验中栽培主料选用杨木屑和玉米秸秆，辅料选用麦麸、石膏和石灰，以不同杨木屑和玉米秸秆的添加量设计栽培配方，试验共设7个处理，以F1栽培配方（杨木屑添加量0、玉米秸秆添加量80%）为对照，每个配方处理30袋，试验配方设计见表1。

1.2.2 栽培管理

1）培养料制备与灭菌。原料预处理后按各配方比例将培养料进行混合、加水、搅拌、堆制，调整pH为7，含水量保持在60%～65%为宜。选用聚丙烯袋（14 cm×28 cm×0.005 cm）装料，每袋装料300 g，插入菌棒，包扎袋口，做好记录。121 ℃条件下灭菌120 min。

2）接种与培养。灭菌后待培养袋自然冷却至室温时进行接种，保证无菌操作的规范性和每袋培养料的接种量，各配方做好标记。移至培养室内进行菌丝体培养，温度为20～25 ℃，空气相对湿度保持在60%～70%为宜，保持空气流通。

3）子实体培养。菌丝长满袋后将其转移到出菇室进行子实体培养，出菇室内相对湿度调控在80%～90%，温度调控在15～20 ℃，适当通风，增加散射光照，协调好通风、湿度、温度之间的关系。

1.2.3 指标测定 菌丝生长阶段采用观察法测定菌丝长势和菌丝外观品质；采用划线法测定菌丝的生长速度，即当菌丝生长至菌袋1/3处时，沿菌丝生长边缘划第1条线，以后每隔2 d划一次线，用游标卡尺测量每两线之间的垂直长度，直至菌丝长满袋，计算得出菌丝平均生长速度；记录菌丝的满袋时间；头潮菇采摘后称量计算每一个配方的袋平均产量，各项指标数据计算取平均值。

1.2.4 单因素筛选试验

1）接种量试验。在最优配方的基础上，控制pH、温度和培养料含水量条件不变，设计接种量分别为4%、6%、8%、10%、12%，进行榆黄蘑菌丝培养，以菌丝生长速度为测定指标，记录不同接种量对榆黄蘑菌丝生长的影响，试验3次重复。

2）pH试验。在最优配方的基础上，控制接种量、温度和培养料含水量条件不变，设计pH分别为4、5、6、7、8，进行榆黄蘑菌丝培养，以菌丝生长速度为测定指标，记录不同pH条件下培养对榆黄蘑菌丝生长的影响，试验3次重复。

3）温度试验。在最优配方的基础上，控制接种量、pH和培养料含水量条件不变，设计培养温度分别为21、23、25、27、29 ℃，进行榆黄蘑菌丝培养，以菌丝生长速度为测定指标，考察记录不同培养温度对榆黄蘑菌丝生长的影响，试验3次重复。

4）培养料含水量试验。在最优配方的基础上，控制接种量、pH和温度条件不变，设计培养料含水量分别为55%、60%、65%、70%、75%，进行榆黄蘑菌丝培养，以菌丝生长速度为测定指标，考察记录不同培养料含水量对榆黄蘑菌丝生长的影响，试验3次重复。

1.2.5 响应面法试验设计 依据单因素试验结果，选择接种量、pH、温度和培养料含水量4个因素中的3个水平，以菌丝生长速度为响应值，采用Box-Behnken中心组合原理设计响应面优化试验，试验的因素与水平见表2。

1.3 数据统计与分析

试验数据采用Excel軟件进行统计分析，采用Design Expert 8软件进行差异性和响应面模型分析。

2 结果与分析

2.1 不同比例杨木屑添加量栽培榆黄蘑配方筛选结果

由表3可知，不同比例杨木屑添加量对榆黄蘑菌丝生长和头潮菇袋平均产量的影响较大，总体表现为随着杨木屑添加量的增加，榆黄蘑菌丝生长速度和头潮菇袋平均产量呈先上升后下降趋势，当配方F4栽培时榆黄蘑菌丝生长速度达最大，为8.87 mm/d，菌丝生长势强，菌丝外观品质优，表现为菌丝颜色洁白、整齐、健壮、浓密，菌丝长满袋耗时23 d，各项指标均优于其他配方栽培，F5、F3、F6、F2与F4相比差异显著，表现为菌丝生长的速度减慢，分别为8.53、8.02、7.99、7.24 mm/d，菌丝外观品质欠佳，菌丝长势下降，菌丝满袋时间延长，分别比F4晚1、3、4、6 d，F7、F1与F4相比菌丝总体表现较差，表现为菌丝长势弱，菌丝生长缓慢，菌丝外观品质差，菌丝满袋时间长。各配方头潮菇平均产量表现为F4＞F5＞F3＞F6＞F2＞F7＞F1，配方F4栽培时头潮菇袋平均产量最高，为152 g/袋。因此，配方F4栽培时榆黄蘑菌丝生长情况和头潮菇袋平均产量综合表现最佳，表明该配方中的杨木屑添加量最适宜栽培榆黄蘑，可作为后续试验的栽培配方。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 接种量对菌丝生长速度的影响 由图1可知，随着接种量的增大，菌丝的生长速度呈先上升后下降的变化，当接种量为8%时，榆黄蘑菌丝的生长最快，速度为8.62 mm/d，优于其他接种量。表明接种量过多或过少均不利于菌丝生长，接种量过低，培养袋内菌量不足，易造成发菌困难和菌丝生长不良；接种量过高，培养袋内营养和氧气供应不足，导致菌丝生长速度下降。因此，接种量为8%时榆黄蘑菌丝生长最佳。

2.2.2 pH对菌丝生长速度的影响 由图2可知，随着pH的增大，榆黄蘑菌丝的生长速度呈先上升后下降的变化，pH为6的条件下培养榆黄蘑时，菌丝的生长势强，菌丝的生长速度达最高，为8.57 mm/d，优于其他pH条件。表明培养料的pH偏高或偏低均对菌丝生长产生影响，pH低于5时会导致菌丝生长缓慢，特别是在菌丝的生长发育过程中还会形成酸性物质，从而抑制菌丝生长，甚至导致菌丝停止生长。pH高于8时培养则发菌困难，影响菌丝的发育和数量。因此，利于榆黄蘑菌丝生长的最适宜酸性环境是pH为6。

2.2.3 温度对菌丝生长速度的影响 由图3可知，随着培养温度的升高，榆黄蘑菌丝生长速度呈先上升后下降的变化，当培养温度为25 ℃时，榆黄蘑菌丝生长速度达最高，为8.68 mm/d，高于其他培养温度条件。表明菌丝生长阶段不适宜的培养温度不利于菌丝生长，培养温度高于30 ℃时菌丝生长质量差，温度低于20 ℃时菌丝生长缓慢，过低甚至停止生长。因此，温度为25 ℃时最适于榆黄蘑菌丝的生长。

2.2.4 培养料含水量对菌丝生长速度的影响 由图4可知，随着培养料含水量的上升，菌丝的生长速度呈先上升后下降的变化，当含水量在65%时，菌丝生长速度最快，为8.25 mm/d，优于其他含水量的培养条件。表明培养料的含水量过高或过低均对菌丝生长产生不利影响，含水量低于55%时，培养料失水干燥进而抑制菌丝生长，含水量高于75%时，会加剧杂菌感染，且易造成病虫害的发生。因此，培养料含水量为65%最适于榆黄蘑菌丝生长。

2.3 响应面优化试验结果

2.3.1 建立拟合模型及方差分析 以菌丝生长速度为响应值，依据Box-Behnken中心组合原理设计的响应面优化试验，结果见表4。根据结果进行方差分析和二次多项回归方程拟合，得到二元回归方程：菌丝生长速度=9.31-0.84A+0.61B+1.22C+0.52D+0.41AB-0.22AC+0.44AD+0.57BC-0.65BD-0.34CD-1.27A2-0.85B2-1.21C2-0.95D2。

由表5可知，模型F為8.45，P为0.000 1，达极显著水平，失拟项差异不显著，综合表明试验模型拟合良好，试验结果误差小，该模型可用于榆黄蘑菌丝生长速度的优化。据表中F值大小可知试验各因素对菌丝生长速度影响的强弱为C（温度）>A（接种量）>B（pH）>D（培养料含水量），且A、B、C、A2、B2、C2、D2达极显著差异，D为显著差异，其余表现无显著差异。

2.3.2 响应面分析 图5是各因素两两交互作用对菌丝生长速度影响的响应面，曲面的弯曲程度反映了两因素交互作用的影响程度。由图5a可知，随着pH增加，菌丝生长速度先上升后下降，随接种量增加，菌丝生长速度下降，表明pH和接种量的交互作用对菌丝生长速度的影响不显著；由图5b可知，随着温度和pH的增加，菌丝生长速度先上升后下降，但变化幅度不大，等高线图接近圆形，表明温度和pH两因素交互作用对菌丝生长速度影响不显著；由图5c可知，随培养料含水量和pH的增大，菌丝生长速度增大，且变化幅度较大，两因素交互作用影响不显著，而AC、AD、CD两两因素之间交互作用更不明显。

2.3.3 响应面优化结果及验证试验 采用Design Expert 8软件分析得到榆黄蘑菌丝生长最佳的培养条件为接种量7.36%、pH 6.55、温度26.36 ℃、培养料含水量64.43%，菌丝生长速度为10.01 mm/d。为验证试验的可靠性，针对上述结果进行验证试验，鉴于实际栽培生产的可操作性，将各培养条件调整为接种量7%、pH 6.5、温度26 ℃、培养料含水量65%，试验3次重复，结果菌丝生长速度分别为10.03、9.96、9.99 mm/d，平均值为9.99 mm/d，与理论值接近，表明采用响应面法优化得到的培养条件参数可靠，具备较好的参考价值。

3 小结与讨论

试验通过对榆黄蘑菌丝体生长的培养条件进行单因素试验和响应面试验，确定杨木屑和玉米秸秆熟料袋栽榆黄蘑最佳接种量、pH、温度和培养料含水量的培养条件，其中培养条件中pH和温度的结论与王伟等［21］液体发酵优化和王殿振等［22］红平菇培养条件优化的研究结果较为一致，且温度是菌丝体生长过程中最重要的影响因素，但前人研究温度高于本研究，推测可能是由于固态熟料培养和液体发酵培养的差异。试验仅对榆黄蘑菌丝体生长阶段进行了研究，对于子实体生长阶段的培养有待进一步的试验探究。

试验通过调整培养主料杨木屑和玉米秸秆添加比例栽培榆黄蘑，结果表明，当杨木屑添加量为30%，玉米秸秆添加量为50%时榆黄蘑菌丝的生长速度、菌丝长势、菌丝外观品质和菌丝满袋时间等指标综合表现最好，头潮菇袋平均产量最高，优于其他杨木屑添加比例，因此，处理F4为试验条件下栽培榆黄蘑最佳配方。在筛选出最佳榆黄蘑栽培配方的基础上，对榆黄蘑菌丝生长过程中的接种量、pH、温度和培养料含水量4个条件进行单因素试验和响应面优化试验，结果分析表明4个因素对榆黄蘑菌丝生长速度的影响大小为温度＞接种量＞pH＞培养料含水量，最佳的培养条件为接种量7%、pH 6.5、温度26 ℃、培养料含水量65%。通过试验优化确定最佳的杨木屑和玉米秸秆熟料袋栽榆黄蘑培养条件，为黑龙江省榆黄蘑种植户提供技术参考，提高食用菌种植户的经济效益，对黑龙江省乡村振兴建设有重要意义。

参考文献：

［1］ 邓德江.平菇高效栽培实用新技术［M］.北京：中国农业大学出版社，2015.

［2］ 杨 蒙.榆黄蘑研究进展［J］.现代农业科技，2013（19）：83，86.

［3］ 胡晓艳，贺国强，赵海康，等.榆黄蘑栽培料处理方式及配方比较试验［J］.食用菌，2020，42（5）：32-33.

［4］ 张春艳，魏雅冬，胡 畔.杨木屑替代杂木屑熟料栽培平菇的配方筛选［J］.贵州农业科学，2022，50（5）：106-112.

［5］ 魏雅冬，李艳芳，王广慧，等.家庭环境培养灵芝、猴头菇、榆黄蘑盆景的初步研究［J］.北方园艺，2018（2）：177-180.

［6］ 韩建东，万鲁长，杨 鹏，等.食用菌菌渣栽培榆黄蘑技术［J］.山东农业科学， 2014，46（3）：117-119.

［7］ 郑安波，郭 莹.玉米芯栽培榆黄蘑配方比较试验［J］.食用菌，2020，42（6）：37-38.

［8］ 贺望兴，石旭平，谢小群，等.适合茶枝屑代料栽培的优良食用菌菌株筛选［J］. 江苏农业科学，2021，49（11）：110-115.

［9］ 张 婧，杜阿朋.利用桉树木屑栽培榆黄蘑试验［J］.食药用菌，2017，25（6）：379-381.

［10］ 蒲 彬，卢 红，吴曙光，等.桑枝木屑栽培榆黄菇技术规程［J］.食用菌，2012，34（6）：41-42.

［11］ 李守勉，李 明，田景花，等.榆黄蘑高效栽培配方筛选［J］.北方园艺，2019（7）：148-153.

［12］ 林 铃，张琪辉，金珊珊，等.榆黄蘑母种培养基及栽培配方的优化研究［J］.食药用菌，2020，28（1）：32-36.

［13］ 潘 静，颜丹红，李赋騰，等.台州地区榆黄蘑袋料栽培技术［J］.现代农业科技，2017（21）：94-97.

［14］ 雷 萍，吴亚召，张文隽，等.榆黄蘑不同生长发育期胞外酶活性变化研究［J］.中国食用菌， 2020，39（11）：57-61.

［15］ LIN S Y，CHEN Y K，YU H T，et al. Comparative study of contents of several bioactive components in fruiting bodies and mycelia of culinary-medicinal mushrooms［J］.International journal of medicinal mushrooms，2013，15（3）： 315-323.

［16］ YIN C M，FAN X Z，FAN Z，et al. Comparison of non-volatile and volatile flavor compounds in six Pleurotus mushrooms［J］.Journal of the science of food and agriculture，2019，99（4）：1691-1699.

［17］ 路玉兰，史振霞，闫训友.金顶侧耳多糖体内免疫活性的初步研究［J］.安徽农业科学，2011，39（20）：12141-12142.

［18］ 鲁 铁，尚浩乐，张少营，等.响应面优化榆黄蘑的液体发酵工艺［J］.河南城建学院学报，2021，30（3）：73-79.

［19］ WU C Y， LIANG Z C.Characteristics of exopolysaccharides from the citrine oyster mushroom， Pleurotus citrinopileatus（agaricomycetes）， depend on the nitrogen source in the medium［J］.  International journal of medicinal mushrooms，2018，20（7）：647-655.

［20］ 衣铭慧，袁海恋，施溯筠.响应面法优化榆黄蘑中多糖的提取工艺［J］.延边大学学报（自然科学版），2016，42（2）：143-146.

［21］ 王 伟，汪维云.正交设计结合响应面法优化榆黄蘑液体发酵的研究［J］.安徽农业大学学报， 2013，40（5）：778-785.

［22］ 王殿振，贺晓龙，赵瑞华，等.红平菇液体培养条件的优化［J］.江苏农业科学，2017，45（9）：105-108.