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新型培养料栽培食用菌研究的现状及展望

发布时间:2018-12-27 9:01:25   转载来源: 中国农学通报 2010,26(16)  浏览次数:1862  字号:  【关闭窗口

随着中国人民生活水平的显著提高,食用菌以其独特的口味和较高的营养价值成为典型的小康食品,正越来越受到广大消费者的青睐,中国食用菌产业形成了蓬勃发展的态势市场潜力巨大。在代料栽培食用菌技术中,传统栽培原料主要有棉籽、甘蔗渣、杂木屑、作物秸秆等,这些原料除了可栽培食用菌外,还有其他用处,而且应用潜力逐渐被挖掘。由于这些原料产量有限,用处广、销量大,因此,价格的上涨必然提高食用菌生产成本,不利于食用菌产业的稳步和持续发展。为此,探讨新型食用菌培养基质,开辟食用菌栽培原料的来源成为发展食用菌产业的新课题。

食用菌生长所需要的营养物质,从总体上来说有碳素营养、氮素营养、维生素及矿物质等[1]。组成食用菌栽培基质的成分大体分为主料和辅料。主料是指栽培基质中占数量比重大的碳素营养物质。在栽培基质中配量较少、含氮量较高、用来调节培养料的碳氮比的物质则为辅料。在食用菌代料栽培中,传统主料有棉籽、杂木屑、作物秸秆等,传统辅料有麦麸、米糠、玉米粉、大豆粉等。所谓新型培养料是指由传统原料以外的其他物料制成的栽培基质。在新型培养料栽培食用菌的研究中,新原料部分或全部取代传统的主料(碳源)与辅料(氮源)栽培食用菌已成为一种共识。

1 研究现状

1.1 主料的选择及栽培效果

1.1.1 以果壳为主料的培养基质果壳含有丰富的营养物质,在食用菌栽培研究中,受到人们越来越多的关注。茶籽壳是油茶的果皮,其中粗纤维含量约占52.3%,粗蛋白的含量约占3.2%;茶粕饼是压榨茶油时产生的下脚料,其粗纤维含量约占9.4%,粗蛋白含量约占25.8%。徐尔尼等[2]以茶籽壳为主料,茶粕饼和米糠为辅料栽培茶薪菇获得成功,产量高于以棉籽壳为主料的配方,且茶薪菇口味更鲜美,香味更浓郁。花生壳中粗纤维含量为59.9%,粗蛋白为7.7%,无氮浸出物为10.4%[1]。黄永红[3]利用花生壳为主料栽培鸡腿菇,菌丝生长快,出菇周期短,产量高。椰果果皮含有丰富的木质素、纤维素等物质,可作为食用菌生长的碳素营养物质。周雯等[4]用椰子的果皮制作草菇原种、栽培种和栽培草菇,菌丝长势旺,生长速度快,培养周期短。朱晓琴等[5]分别以核桃壳和木屑为基质种植平菇,并测定了平菇的主要营养成分和矿质元素,结果发现核桃壳种植的平菇粗纤维和多糖以及矿质元素的含量明显高于木屑栽培的平菇的含量,从营养学的角度看,核桃壳种植的平菇营养价值较高。板栗苞壳是板栗坚果外面密被针刺的球形总苞,含有丰富的碳素营养物质。覃宝山等[6]选用板栗苞壳为主料栽培平菇、秀珍菇和灵芝均获得成功,这三种食用菌的生物学效率较高。孔利华等[7]采用莲壳栽培木耳,结果表明,莲壳完全可以代替棉籽壳作为木耳栽培基质的主料,适当添加棉籽有助于提高木耳的生物学效率。

1.1.2 以植物茎叶为主料的培养基质

1)以中药植物茎叶为主料的培养基质。与棉籽壳相比,金银花茎叶粗蛋白与粗纤维含量高,灰分和总氮含量也较高,但粗脂肪含量较低,其碳氮比为32.9,可满足食用菌生长发育所需。何培新[8]以金银花茎叶为主要原料栽培平菇,并进行培养料配方筛选。结果表明:金银花茎叶与棉籽壳的混合培养基的产量略高于棉籽壳为基质的培养基。在金银花茎叶基质上平菇长势良好,添加10%麦麸能显著促进平菇菌丝的生长。白芷是一种药用植物,其秸秆含有丰富的蛋白质、纤维素和其他营养物质。梁玉勇[9]利用白芷秸秆进行生料培养平菇获得成功,生物学效率高达130%。银杏叶含有黄酮类化合物,还含有对食用菌生长有抑制作用的酯类、醚类等物质。王延峰等[10]用石灰水浸泡银杏叶后,培养平菇获得成功。厚朴是一种著名的中药,其药用部位是树皮。斯金平等[11]将剥皮后的厚朴枝干粉碎,以袋栽方式栽培香菇,虽然香菇发菌的速度略慢,但对菇期、产量、香菇商品性状均无显著影响,表明厚朴完全适宜栽培香菇。

2)以非粮作物秸秆为主料的培养基质。大蒜秸秆含有大蒜素,它能抑制某些杂菌的生长,而不影响食用菌的生长发育,利用大蒜秸秆栽培食用菌可以减少杂菌感染,提高产量。赵秀芳等[12]以大蒜秸秆为主料采用堆制发酵的方法栽培香菇,生物学效率较高。木薯杆经粉碎后形成的木薯杆屑质地疏松、吸水性好、木薯渣质粘、保水性好。苏启苞[13]把木薯杆屑与木薯渣搭配,并添加一定量的棉籽壳,栽培杏鲍菇和真姬菇,菇的产量高、品质好。香蕉茎叶含有较高的可溶性碳水化合物及多种维生素,香蕉叶中粗蛋白含量较高,矿质元素含量也非常丰富。李青松等[14]利用香蕉茎叶栽培猴头菌获得成功,在香蕉茎叶中添加棉籽壳,对猴头菌的菌丝生长速度和产量的影响均达极显著水平。闫永亮、潘裕添分别利用生姜秸秆和芦笋茎叶栽培平菇[15-16],李彪等[17]采用苎麻秸秆栽培鸡腿菇均获得较高的产量。

3)以外来种或野草茎叶为主料的培养基质。外来种的过度繁殖容易引起区域性的环境问题,如果不能有效控制,则会造成生态灾害。能否将这些植物用于食用菌栽培,是资源合理利用及生态环境管理的一种新思路。国内一些科研工作者在这方面进行了研究与探讨,陈若霞等[18]以加拿大一枝黄花作栽培料,采取生料地栽和熟料瓶栽方式,分别栽培了姬菇、平菇和秀珍菇等食用菌,菌丝生长速度快、出菇早、出菇期短,但生物学效率略低于杂木屑。周浩[19-20]以大米草作为主料栽培平菇和灵芝并获得成功。田果延等[21]利用紫茎泽兰作为原料,对平菇、柳松茸、杨树菇、香菇和金针菇等5种食用菌的15个菌株(系)进行栽培试验,从菌丝生长状况、菇的商品性状和产量等方面筛选出适于紫茎泽兰栽培的专用菌株(系)。方白玉等[22]将香根草与芒萁、象草搭配栽培毛木耳,生物效率达127.5%。芦苇也可以用于栽培平菇、秀珍菇、竹荪和鸡腿菇等食用菌[23]。五节芒是常见野草,生物量大,资源充足,其栽培茶薪菇、毛木耳、姬松茸和杏鲍菇等食用菌的试验已获得成功[24]。方显出等[25]以稻草和空心莲子草作培养料栽培双孢蘑菇,其产量高出粪草基质的。王振坤等[26]将黄蒿草粉碎后与棉子壳搭配,设置9个配方栽培鸡腿菇,结果发现:黄蒿草粉与棉籽壳各占一半的配方生物学效率最高。

4)以树叶或其他植物叶为主料的培养基质。徐瑞雅等[27]以杨树叶为主料,经堆制发酵后,采用箱栽方式栽培姬松茸,生物学效率为89.56%。李洪臣等[28]利用枣树叶进行平菇生料栽培试验,以枣树叶为纯主料的配方A,菌丝慢、纤细、稀薄、产量低。在添加棉籽壳的配方B、C、D中,菌丝浓白、粗壮、产量高。表明利用枣树叶栽培平菇,要想获得高产量,可适当添加一些棉籽壳。霍光华等[29]利用石栎、苦槠、板栗、竹子及加拿大杨等树叶为原料进行平菇栽培的对比试验,并分析了主料的营养成分与平菇生长的关系。结果表明:主料的粗纤维、粗蛋白均与平菇菌株的生长成正相关,而脂肪和灰分是否促进菌株生长,则因菌株而异。茭白(Zizania caduciflora)属禾本科植物,是中国重要的水生蔬菜,其鞘叶所含的营养成分与稻草相类似,以纤维素为主,是一种潜在的栽培草腐菌的新材料,用于栽培蘑菇、草菇、鸡腿菇、大球盖菇等食用菌的研究均有报道[30]。

1.1.3 以中药渣为主料的培养基质中药渣是中药生产过程中残留的药渣,分混合药渣和单一药渣。通常含有粗蛋白、粗纤维以及多种矿质元素和少量维生素,在食用菌栽培方面极具开发利用价值。陈合等[31]利用中药渣栽培灵芝,并对灵芝子实体生物活性成分和重金属含量进行了测定。结果表明:灵芝子实体含有丰富的灵芝多糖、灵芝酸三萜和蛋白质等生物活性成分,且重金属含量低。余虹等[32]以中药渣为主料,添加10%的棉籽壳栽培杏鲍菇,菌丝长势旺,生长速度快,生物效率达57.32%,优质品率达100%。何焕清等[33]利用中药渣进行草菇栽培试验,其产量比稻草栽培的高。张英[34]分别以加味藿香正气丸、葛根药渣作为培养料栽培裂褶菌获得成功。利用甘草渣、肾宝药渣、急支糖浆药渣栽培平菇的实验研究也有报道[35-37]。

1.1.4 以木枝木屑为主料的培养基质张宗舟等[38]用废弃的苹果枝条与主干代替栎木栽培天麻,栽培效果接近栎木,在一定范围内(直径100mm),菌材越大,商品天麻得率越高。紫穗槐属豆科植物,是多年丛生落叶小灌木。任桂梅等[39]选取紫穗槐枝条制作平菇栽培种和栽培平菇,所制菌种具有发菌快、接种数量多、接种便捷等优点,栽培的平菇生物学效率达128.6%,与对照(木屑)相当。松、杉木屑因含有油脂和芳香类物质,抑制食用菌丝生长和子实体发育,一般而言,应进行脱脂处理才能用作食用菌栽培料。但阮瑞国等[40]以未经处理的新鲜松、杉木屑(松木屑与杉木屑各占一半)为主料,进行了5个猴头菌菌株的栽培试验,筛选出适于松、杉木屑代料栽培的‘宁猴6号’和‘宁猴9号’两个菌株,其平均生物效率分别为66.0%和62.2%。竹屑向来被用于栽培竹荪,而很少栽培其他食用菌。李上彬[41]用竹屑作栽培料种植香菇,产量与杂木屑栽培的相近,但品质优于后者。

1.1.5 以果渣或根渣为主料的培养基质果渣、根渣是果实或块根经过压榨(加工)过程中产生的下脚料,含有大量的粗纤维、粗脂肪、蛋白质、维生素以及丰富的矿质元素等,常被用于饲料生产。近年来,利用果渣、根渣栽培食用菌的研究也有报道。徐会侠[42]将苹果渣、棉籽壳和玉米芯按1︰1︰1的比例作为主料栽培平菇,生物学效率达191%。苏小建等[43]利用罗汉果渣作原料进行平菇栽培试验,平菇单潮生物学效率接近90%。贺榆霞等[44]以葛根渣为主料栽培平菇和香菇各5个品种,其中,平菇最高生物学效率为96.72%,香菇则为78.69%。杜爱玲等[45]用甘薯渣、棉籽壳及玉米芯进行平菇、金针菇和鸡腿菇的栽培试验。结果表明:以甘薯渣为主料的栽培基质,菌丝生长快、长势强、满袋时间短、出菇早,但产量较低,适当添加一些棉籽壳和玉米芯可提高产量。

1.1.6 以菌糠为主料的培养基质菌糠是食用菌培养料经食用菌分解出菇后残余的废料,含有较多的纤维素、木质素和半纤维素,还含有菌丝残体蛋白、次生代谢物、矿质元素和氨基酸等成分,可用于二次种菇。菌糠的营养品质与食用菌栽培料的种类及降解程度有关,不同种类菌糠的理化性能与组成成分也有差异,因此,可根据所要栽培的食用菌的生物学特性对菌糠进行再利用。木腐性食用菌的菌糠栽培鸡腿菇、草菇、蘑菇等草腐性食用菌以及平菇的研究相对较多,而栽培香菇、姬松茸、茶薪菇、灵芝、天麻等食用菌的研究近期才有报道[46-47]。此外,菌糠还可应用于菌种生产。李用芳[48]将25%金针菇菌糠与棉籽壳混合制作平菇栽培种,菌丝生长速度比未添加菌糠的对照组略快;利用菌糠与麦粒为主料生产蘑菇菌种,当麦粒与菌糠的比例为5:3时,菌丝长势最好。

1.1.7 以工业生产废料为主料的培养基质木糖渣是玉米芯经加工提炼出木糖醇之后余下的残渣,含可溶性碳水化合物46.0%、粗蛋白29.2%、矿物质2.5%、粗纤维8.70%[49]。木糖渣与棉籽壳以1:1混合栽培平菇,生物学效率虽然低于对照组(棉籽壳),但差异不明显。王志军等[50]以木糖渣为主料进行白灵菇栽培试验,筛选出适于以木糖渣为主料栽培白灵菇的理想配方。张丕奇等[51]利用亚麻屑栽培杏鲍菇,并对杏鲍菇子实体营养成分进行测定,结果表明:以亚麻屑作为主料栽培杏鲍菇,菌丝洁白、浓密、生长速度快,杏鲍菇营养成分与木屑栽培的无明显差异。此外,木薯酒精废渣代替棉籽壳或杂木屑生产木耳菌种的研究也有报道[52]。

1.2 栽培辅料的选择

1.2.1 以粪便为辅料的培养基质蚕粪(即蚕沙)是一种含有丰富氮素和碳水化合物的多组分物质,粗蛋白、粗纤维、无氮浸出物含量与麦麸相当,而灰分含量高于麦麸,可作为氮素营养物质应用于食用菌栽培。以桑枝屑50%、蚕沙10%、棉籽壳25%、麸皮10%、玉米粉3%、石灰1%、石膏1%的培养料配方栽培杏鲍菇,菌丝29天满袋,菇产量最高,生物学效率达127.7%[53]。白兴荣等[54]用干蚕沙制作蘑菇栽培种,与常规麦粒菌种相比,菌丝满袋时间稍长,但比麦粒菌种更不易老化,其他各项指标相近,试验证明蚕沙可代替麦粒用于菌种制作。黄粉虫是人工饲养的小昆虫,其用途是作为其他经济动物的饲料。黄粉虫粪细小如沙、干燥无味,含有丰富的营养物质。研究表明:把它作为氮素营养物质添加到平菇、鸡腿菇和秀珍菇等食用菌的栽培料中,黄粉虫粪对这3种菇的菌丝生长有明显的促进作用,对子实体产量有显著的增产效果[55];在PDA培养基中加入一定浓度的黄粉虫粪提取液,对红菇、平菇、秀珍菇、鸡腿菇等食用菌的菌丝生长有明显的促进作用,但对猴头菇菌丝生长的影响效果不显著[56]。

1.2.2 以其他原料为辅料的培养基质凡是含氮丰富、能为食用菌生长发育提供氮源的物料,均可作为食用菌栽培的辅料。在食用菌常规栽培中,通常以动物(禽畜)粪便作为有机氮源。研究发现,蓝藻含有藻胆素、多糖、脂肪、氨基酸、粗蛋白等营养物质,也可以作为食用菌栽培的有机氮源,但由于其还含有藻毒素,如果用于栽培食用菌,从食品安全角度考虑,必须设法将其去除。刘广建等[57]采用预氧化法及微生物降解法去除蓝藻的藻毒素后,以蓝藻作为主要氮源代替菜籽饼及尿素栽培蘑菇,并对蘑菇中蓝藻毒素进行了检测。结果表明:蘑菇产量略低于对照组(菜籽饼+尿素),蘑菇中蓝藻毒素含量低于国家标准。紫花苜蓿是一种饲料植物,含氮丰富,以棉籽壳为主料、紫花苜蓿为辅料栽培姬菇,生物学效率比对照组增加23.65%,生产周期缩短2天,产投比较高[58]。羽叶决明(Chamaecrasta nictitans)为热带主要牧草,郑洁等[59]取其茎叶烘干粉碎后,作为麦麸替代物进行金福菇栽培试验。试验设6个处理,羽叶决明替代麦麸的比例分别为0%、20%、40%、60%、80%、100%,并对基质中木质素、纤维素的降解率进行了测定,结果表明:,40%的处理生物学效率最高,木质素与纤维素的降解率随羽叶决明替代比例的增加而增大,当羽叶决明的替代比例为100%时,木质素、纤维素的降解率分别达到69.14%和72.4%。李峻志等[60]对花椒籽油粕的化学成分进行了分析,并以其为辅料进行了滑菇栽培试验,结果显示,花椒籽油粕的基本成分均可被食用菌分解利用,其总氮、粗蛋白、碳氮比等指标与麦麸接近,因此,花椒籽油粕可作为氮源替代麦麸用于滑菇栽培。

1.3 存在的主要问题

虽然新型培养料栽培食用菌的研究取得了一些进展和成果,但仍然存在一些不足:

1)对新型碳源基质的研究较多,对新型氮源基质的探讨较少。新型材料作为碳素营养物质栽培食用菌的研究远远多于作为氮素营养物质的研究,这可能与自然界中含碳素营养物质为主的材料种类较多,取材较易有关。

2)新型基质栽培食用菌的生物学效率相对较低,对其原因的探讨深度不够。棉籽壳与麦麸分别被视为传统碳源和氮源的代表,常常作为参照标准应用于食用菌栽培基质的研究。在新型碳源基质的研究中,所栽培的食用菌大多数生物学效率低于以棉籽壳为基质的对照。同样,大部分新型氮源基质所栽培的食用菌生物学效率也低于以麦麸为基质的对照。对这方面的原因作进一步的探讨较少。

3)对新型基质栽培食用菌的食品安全问题研究较少。食用菌栽培基质的研究属于应用性研究,上述研究大部分都是论证新型基质栽培食用菌是否成功,是否可行,都是围绕食用菌的产量、经济效益来探讨,对于新型基质栽培食用菌的食品安全问题,例如重金属含量污染、农药等有害物质残留等的研究较少。此外,以中药材或中药渣为基质栽培食用菌,基质中药用成分是否转移到食用菌中,迁移率有多高,食用菌是否产生有害物质等问题的研究也较少。

4)对某一新型培养料的研究缺乏系统性。对于某一新型培养料的研究而言,一般来说,比较系统的研究内容应是:可行性研究、配方筛选、菌株选择、成分分析、营养价值探究、食品安全的论证、工厂化生产栽培工艺的研究、菌糠再利用研究等。上述研究多数集中在可行性研究和配方筛选上,对其他内容的研究较少,食用菌适应新型培养料生长的作用机理也没有作专题研究。

5)新型培养料工厂化生产食用菌的工艺有待确立。上述新型培养料栽培食用菌的研究中,多数食用菌的生物学效率相对较低、产量不稳定、产投比不高,未能筛选出适合新型培养料栽培且可以进行工厂化生产的食用菌菌株及培养料配方,相应的工厂化生产的栽培工艺有待确立。

2 展望

随着科技的进步及科研手段不断的完善,食用菌栽培基质的研究将向更广更深的方向发展,研究的重心将从传统的可行性研究、配方筛选、成分分析,转向新型基质适宜食用菌生长的作用机理、菌株筛选、食用菌的营养品质、食品安全和新型基质菌糠再利用、工厂化生产的栽培工艺等方面的研究。因为利用新型培养料栽培食用菌可以就地取材,并且所选取的材料,绝大数是农、林、牧、药等产业生产的下脚料或废料,其营养成分和理化性状均比较适合食用菌生长,取材容易,来源广泛、价格低廉,变废(变害)为宝,因此,越来越多的人将投身到食用菌栽培基质研究之中,广辟食用菌栽培材料的来源,许多新型培养料将会陆续被开发利用,如何建立和完善新型培养料栽培食用菌的技术体系和管理规范,同样是人们必须认真加以考虑的问题。

参考文献略

作者:覃宝山,覃勇荣


转载者: 市食用菌站  

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