食用菌固體培養(yǎng)基的開發(fā)與應用綜述

摘要：食用菌栽培技術的快速發(fā)展對固體培養(yǎng)基提出了更高的要求，利用農業(yè)廢棄物或農產品副產物通過合理組合和營養(yǎng)強化，制備食用菌固體培養(yǎng)基已成為食用菌栽培和生態(tài)農業(yè)領域的研究熱點之一。通過農業(yè)廢棄物制備食用菌固體培養(yǎng)基的利用研究與應用現狀的綜述，對食用菌固體培養(yǎng)基應用過程的調控技術進行了較為深入的探討，并基于利用農業(yè)廢棄物或農產品副產物生產食用菌固體培養(yǎng)基的技術特點，提出了利用糖廠的蔗渣、浮渣、濾泥等副產物進行復配制備食用菌固體培養(yǎng)基的建議。

關鍵詞：食用菌；固體培養(yǎng)基；營養(yǎng)強化；調控技術

中圖分類號：S646；S604+.7；S625.5+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）10-2246-04

食用菌不僅物美味鮮，而且低能量、低脂肪，并富含蛋白質、膳食纖維和維生素等營養(yǎng)素[1]，正在發(fā)展成為繼植物性食品、動物性食品之外的第三類食品，即菌物性食品。此外，食用菌還是功能性多糖、萜類化合物等多種天然產物的來源之一，在提高人體免疫功能、防治多種慢性病和抗衰老等方面具有顯著的功效[2]。因此食用菌越來越受到廣大消費者的青睞，市場需求量不斷增大。中國是一個農業(yè)大國，農業(yè)生產中的廢棄物種類繁多、數量巨大[3]，若這些廢棄物不能循環(huán)利用，則極易造成二次污染，如露天焚燒作物秸稈會嚴重降低地力、污染大氣、浪費資源[4]。若利用這些廢棄物通過合理組合和營養(yǎng)強化，用作食用菌的固體培養(yǎng)基原料，既可為食用菌栽培提供充足的栽培基質、滿足不斷發(fā)展的食用菌生產需要，又能變廢為寶、產生更大的經濟效益，同時還可減少農業(yè)廢棄物對環(huán)境的不良影響[5]，可謂一舉多得，經濟效益與生態(tài)效益兼而收之。

1 食用菌固體培養(yǎng)基原料簡述及備選可行性

常見的食用菌固體培養(yǎng)基一般是在富含纖維素、木質素的固形物（木屑、棉子殼、作物秸稈）中加入適量的輔助營養(yǎng)料（麩皮或米糠）再與水配制而成，如木屑培養(yǎng)基、棉子殼培養(yǎng)基等。棉子殼含粗蛋白4.0%、粗纖維44.9%、粗脂肪1.4%，是最重要的傳統碳源物質，除了營養(yǎng)物含量豐富外，其結構外松內實，通氣性好，蓄水性也較強，非常有利于食用菌的生長，是栽培食用菌的上等原料；麩皮含蛋白質14.1%、粗纖維10.5%、脂肪3.9%，是主要的傳統氮源物質，多用于調整食用菌栽培料的碳氮比，還可為食用菌生長提供所需的各種維生素，如VB1、VB2等。

傳統的食用菌固體培養(yǎng)基原料尤其是氮源物質往往可作為飼料原料使用，因此價格還是不低的；而生產食用菌消耗的培養(yǎng)基原料數量很大，這導致食用菌成本居高不下。在全球糧食和飼料價格都不斷攀升的背景下，利用農業(yè)廢棄物或農產品副產物經合理組合和營養(yǎng)強化而制備出優(yōu)質、安全、價廉的食用菌固體培養(yǎng)基已成為研究的熱點?，F在已經報道的農產品副產物營養(yǎng)物質成分含量研究結果顯示出了巨大的應用前景，如玉米皮含纖維素17.2%、半纖維素51.7%、木質素0.9%，還有淀粉17.2%[6]；花生殼中粗纖維含量為59.9%、粗蛋白7.7%、無氮浸出物10.4%[7]；葡萄枝的營養(yǎng)成分也非常豐富，含有粗蛋白5.57%、纖維素64.38%、粗灰分3.81%[8]；還有谷稈兩用稻草粉也是一種含有豐富氮素的原料，其粗蛋白含量達8.0%～10.0%[9]；花椒子是花椒果皮生產中的主要副產物，其蛋白質含量為14.00%～15.89%、粗纖維37.00%～39.23%[10]。這些農業(yè)廢棄物或農產品副產物都具備作為食用菌固體培養(yǎng)基原料配料選擇的潛質，因此，以食用菌傳統栽培料的營養(yǎng)要求為標準，通過將農業(yè)廢棄物或農產品副產物進行合理組合與營養(yǎng)強化，就有可能制備出適合食用菌栽培的固體培養(yǎng)基。

2 食用菌固體培養(yǎng)基的開發(fā)

2.1 以農作物秸稈為主料的培養(yǎng)基開發(fā)

每年農業(yè)生產都會產生大量的農作物秸稈，農民通常采用焚燒而處理掉，這種處理方式極易污染環(huán)境并造成資源浪費。煙稈作為烤煙生產的副產品含有大量的纖維素物質，石健林等[11]利用煙稈代替部分棉子殼栽培真姬菇，結果菌絲生長快，單產和原料生物轉化率都高。劉連強等[12]利用大豆秸稈栽培白靈菇，發(fā)現豆秸添加量為75.0%時，白靈菇菌絲生長速度和子實體產量都會相應增加。彭學文等[13]以小麥秸稈為主料栽培雙孢蘑菇，當麥秸添加量達47.6%時，菌絲生長速度快、滿袋時間短，鮮菇產量也高。陳君琛等[9]利用谷稈兩用稻草粉代替栽培料中50%的麥麩栽培珍稀食用菌秀珍菇、金福菇、茶樹菇，其生物轉化率分別提高了5.84%、7.98%、25.26%，同時降低了栽培袋的污染率，節(jié)省了大量麥麩。這些研究成果為農作物秸桿的有效利用提供了一條新途徑。

2.2 以農作物的皮、殼為主料的培養(yǎng)基開發(fā)

農作物的皮、殼富含各類營養(yǎng)物質，是食用菌固體培養(yǎng)基較為理想的基質材料。玉米皮屬于一種谷類外皮膳食纖維資源，具有較好的應用價值。周帥等[6]以玉米皮蒸煮后的濾渣接種靈芝進行固體發(fā)酵，獲得了可觀的靈芝菌絲體產量，用其制成的含多糖和膳食纖維的產品具有較好的保健功效，經濟價值較高。菠蘿皮含有的營養(yǎng)成分與果肉的基本成分相接近，尤其是含有豐富的糖類物質；潘漫等[14]用菠蘿皮替代部分棉子殼栽培猴頭菇，結果當菠蘿皮所占比例為40%時，猴頭菇菌絲生長速度最快，菌絲也較純白濃密，生物轉化率最高。柑橘皮渣是鮮食和生產果汁、水果罐頭后產生的廢棄物，含糖類物質55.0%～65.0%、粗蛋白6.4%～8.1%、粗脂肪2.3%～2.6%、粗纖維9.5%～10.6%；張云茹等[15]以柑橘皮渣為主要原料，以稻殼、豆粕等為輔料進行了平菇袋栽試驗，配方中柑橘皮渣與輔料質量比為12∶1時，所得平菇的鮮菇產量和生物轉化率均較高?；ㄉ鷼ぶ泻掷w維59.9%，粗蛋白7.7%，無氮浸出物10.4%[7]；祁跡[16]利用花生殼替代棉子殼栽培平菇，在替代量為30%時，產生了顯著的增產作用，并降低了成本，提高了經濟效益。核桃殼中含木質素38.05%、纖維素30.88%、半纖維素27.26%，且含有Ca、Mg、Fe等無機營養(yǎng)元素；于海龍等[17]以核桃加工下腳料核桃殼部分代替常用培養(yǎng)料中的木屑、玉米芯進行刺芹側耳（杏鮑菇）栽培試驗，結果杏鮑菇發(fā)菌快，子實體蛋白質含量高，單瓶產量與使用常規(guī)培養(yǎng)料栽培的相近，效果理想。花椒子是花椒加工生產中的主要副產物，營養(yǎng)非常豐富，脫脂后的花椒子餅粕蛋白質含量高達48.0%以上；胡燕等[10]以棉子殼為主料，以花椒子殘渣代替麥麩為輔料進行姬菇的栽培試驗，結果當花椒子殘渣含量達到50%時，姬菇子實體菌蓋直徑最大、菌柄最粗，姬菇子實體總濕重最大可達471.63 g，粗脂肪含量最低為0.97%，多糖含量最高達2.59%，蛋白質含量最高可達53.34%，是普通姬菇的數倍，因此花椒子餅粕可作為氮源替代物或營養(yǎng)強化劑用于姬菇栽培生產。

2.3 以經濟林木的樹枝、木屑為主料的培養(yǎng)基開發(fā)

樹枝、木屑作為經濟林修剪廢棄物常常被當作柴禾燒掉或不可利用的廢棄物丟掉；而事實上樹枝、木屑在營養(yǎng)成分上和棉子殼等相近，也可作為食用菌固體培養(yǎng)基的培養(yǎng)基質使用。盧玉文等[18]在培養(yǎng)基中加入35.0%的桑枝培育猴頭菇，結果菌絲生長速度快、污染率低、生物轉化率高，并且菌包后期失水少、出菇后勁足。張敏等[19]利用桑枝屑替代棉子殼作為原料生產杏鮑菇也取得了良好效果。王德源等[20]以果樹木屑為主，輔以其他原料，采用熟料栽培方式栽培鮑魚菇，結果其生物轉化率可達110%以上。肖勝剛等[21]則以松木屑、杉木屑栽培鮑魚菇，同樣得到了菇體質量高、口感好的產品。陳麗新等[8]以葡萄枝為主要原料栽培秀珍菇，結果菌絲長勢好，且生物轉化率高，最高可達82.2%。邱發(fā)奮等[22]、劉傳森等[23]分別以10%～30%、30%～45%的煙稈屑部分代替木屑和棉子殼栽培金針菇、茶樹菇，結果金針菇和茶樹菇的菌絲生長快，產量和生物轉化率高。以上研究表明，以樹枝、木屑作為食用菌培養(yǎng)基基質可以取得減少環(huán)境污染和有效利用資源的雙重效果。

2.4 以植物莖葉為主料的培養(yǎng)基開發(fā)

葛藤莖葉是加工葛粉的副產物，含有豐富的纖維素、蛋白質和果膠質等營養(yǎng)物質，且葛藤莖葉中豐富的果膠質經高溫處理后產生的降解產物——單糖及其衍生物能刺激食用菌菌絲的生長。王世強等[24]利用葛藤莖葉栽培平菇，生物轉化率約為180%，比稻草對照組的生物轉化率提高了44%～56%。相似的還有香蕉莖葉含有蛋白質13.8%、粗纖維21.3%以及Cu、Zn、Mn等多種無機營養(yǎng)元素，用于栽培平菇和秀珍菇也獲得了良好效果[25]。

2.5 以菌糠為主料的培養(yǎng)基再利用

栽培過食用菌的菌糠中含有大量尚未完全利用的菌絲體及營養(yǎng)物質，可作為食用菌培養(yǎng)基基質進行循環(huán)利用。王勝蕊等[26]、范可章等[27]、宮志遠等[28]利用金針菇菌糠代替棉子殼栽培雞腿菇、平菇和秀珍菇都獲得了良好效果。柳青等[29]也證明利用草菇下腳料替代新稻草栽培蘑菇是可行的。

3 固體培養(yǎng)基栽培食用菌的過程調控

3.1 碳氮比對食用菌生長的影響

食用菌在不同的生長階段需要的培養(yǎng)基碳氮比是不一樣的。一般情況下碳源的吸收利用率為25%，碳源不足，則菌絲容易早衰；氮源不足則菌絲生長弱、緩慢，氮源過量則菌絲過旺，不利于積累代謝產物。為了使食用菌能正常生長發(fā)育，培養(yǎng)基除具備足夠的營養(yǎng)物質外，還應注意碳、氮兩種營養(yǎng)元素之間的比例，使之既能保證菌絲生長階段對營養(yǎng)的需求，又能保證子實體發(fā)育的順利完成。盧偉等[30]采用棉子殼、棉花秸稈和麩皮為主要原料，探索不同碳氮比的培養(yǎng)基對金針菇培育的影響，結果當培養(yǎng)料的碳氮比為30∶1～40∶1時較為適宜，此時金針菇的栽培周期較短，產量和蛋白質含量都較高。雷錦桂等[31]以羽葉決明為主料、麩皮為輔料栽培雞腿菇，發(fā)現碳氮比在28∶1、32∶1的條件下雞腿菇產量較高，分別為285.5 g和258.8 g。

3.2 溫度對食用菌生長的影響

溫度是影響食用菌生長發(fā)育的最重要環(huán)境因素之一，不同種類的食用菌需要的生長適宜溫度不一致，一般可分為低溫型、中溫型和高溫型三類。于海龍等[32]研究了溫度對猴頭菇生長的影響，發(fā)現出菇適宜溫度為14～19 ℃，高于或低于該范圍則子實體將出現發(fā)紅現象，其中出菇最適溫度為16 ℃，此時出菇周期最短，并且產量最高；由此可知猴頭菇屬于低溫型食用菌類型。蔡愛群等[33]采用斜面培養(yǎng)法在不同溫度條件下觀察，發(fā)現杏鮑菇不同品種菌絲的適宜生長溫度均為20～30 ℃，最適溫度為25 ℃，說明杏鮑菇屬于中溫型食用菌類型。韓麗榮等[34]采用木屑、麩皮栽培鮑魚菇后發(fā)現，原基分化子實體生長的最適溫度為25～30 ℃，環(huán)境溫度在10 ℃以下時，鮑魚菇則不能正常生長發(fā)育。伍國明等[35]研究發(fā)現，在低于5℃和高于40℃的培養(yǎng)條件下，草菇菌絲均不能生長；在30 ℃和35 ℃培養(yǎng)條件下菌絲生長速度最快；說明鮑魚菇、草菇屬于高溫型食用菌類型。

3.3 pH對食用菌生長的影響

培養(yǎng)料pH是影響食用菌生長的環(huán)境因素之一，其會影響細胞內酶的活性及酶促反應的速度；不同種類的食用菌菌絲體生長所需要的基質酸堿度是不同的，大多數食用菌喜偏酸性環(huán)境，適宜菌絲生長的pH在5～8，大部分食用菌在pH大于9.0時生長受阻，甚至生長停止。孫廷林等[36]研究發(fā)現，白靈側耳的菌絲生長最適宜的pH為5.02～7.24，此pH范圍內，菌絲生長快，菌落濃密，氣生菌絲直立旺盛；但當pH大于9以后，菌絲生長極緩慢。覃曉娟等[37]發(fā)現初始pH在6.0～8.0時，草菇菌絲生長速度最快，為13.5 mm/d，且菌絲長勢強；當pH在9.0～11.0時，菌絲日生長速度逐漸降低，菌絲長勢依次減弱。張敏等[38]研究發(fā)現，賓王菇菌絲生長最適宜pH為6～9，其中pH為8時最好，此時菌絲生長速度最快，長勢旺盛，菌絲濃密；而pH低于6或高于9時，菌絲生長緩慢，pH達到11時菌絲易老化。

3.4 水分含量對食用菌生長的影響

水分是食用菌生長發(fā)育所必需的重要物質，它與食用菌對養(yǎng)料的吸收及運輸、代謝廢料排泄等緊密相關。在食用菌菌絲生長階段，培養(yǎng)料的適宜含水量一般為60%～65%；子實體形成階段需水量更大。陳秀炳等[39]研究發(fā)現，杏鮑菇菌絲生長的培養(yǎng)料適宜含水量為65%～75%，最適含水量為75%。涂永勤等[40]研究發(fā)現，冬蟲夏草子實體的形成需要充足的水分和較高的空氣相對濕度，保持基質含水量為60%～80%、空氣相對濕度為95%～100%為宜，當含水量達70%時，子實體形成率高達84.4%。

3.5 光照對食用菌生長的影響

光照是食用菌生長發(fā)育過程中一個不可忽略的因素，不同食用菌對不同可見光的光反應不一；光照具有兩重性，既可刺激食用菌發(fā)育，也可抑制食用菌生長。王立華等[41]采用新型半導體發(fā)光二極管（LED）光源設置不同光質來栽培靈芝，發(fā)現藍光處理及黑暗對照條件下靈芝菌絲體生長較快，黑暗對照條件下菌絲體形態(tài)纖細、菌落淡薄，藍光、白光處理菌絲體粗壯、菌落濃密，白光處理菌絲體生物量積累最高，藍光次之。羅茂春等[42]研究發(fā)現，黑暗條件有利于紅平菇菌絲體的生長，白光和自然光照條件下紅平菇子實體生長發(fā)育最好、數目多、成菇率高，生長發(fā)育最優(yōu)的光照條件是40 W散射白光、每天光照8 h左右、光照度控制在1 020 lx。

4 小結與建議

利用農業(yè)廢棄物或農產品副產物替代培養(yǎng)料栽培食用菌，不僅可使廢棄物變廢為寶，實現農業(yè)資源的利用最大化，同時為食用菌生產提供了充足的原料，能滿足食用菌生產快速發(fā)展的需要。在農業(yè)廢棄物或農產品副產物制備食用菌固體培養(yǎng)基的相關研究與實踐中還證明，通過食用菌栽培過程中培養(yǎng)基的碳氮比、pH、溫度、水分和光照等因素的優(yōu)化，可以顯著提高食用菌的質量與產量。

廣西壯族自治區(qū)作為主要糖產區(qū)，甘蔗種植面積大，除大部分蔗糖被提取出來制備成品糖外，有機非糖分物質大都被轉移到了糖廠的副產物中，主要有蔗渣、浮渣、濾泥[43]等。其中干蔗渣含全纖維59.01%、灰分1.20%[44]，纖維含量比麩皮含量還高；濾泥含蛋白質9.50%、粗纖維12.33%、脂肪6.85%、灰分27.29%，蛋白質含量與麩皮相當；浮渣含蛋白質16.30%、粗纖維16.89%、脂肪8.97%、灰分14.90%[45]，蛋白質含量遠高于麩皮。因此把干蔗渣作為碳源營養(yǎng)強化物、把濾泥與浮渣作為氮源營養(yǎng)強化物將是大有可為的；并且利用糖廠的蔗渣、浮渣、濾泥等副產物制備食用菌固體培養(yǎng)基是糖廠綜合利用和環(huán)境治理的一個有效途徑，既可以實現甘蔗中有機非糖分物質的資源化利用、減輕糖廠副產物或廢棄物對環(huán)境的不良影響，又有利于食用菌產業(yè)的快速發(fā)展和糖產區(qū)生態(tài)農業(yè)的良性建設，建議有關單位在發(fā)展食用菌生產及綜合利用糖廠副產物或廢棄物時予以充分考慮。

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