小桐子殼栽培平菇研究

文留坤，劉紹雄，繆?？。?智*（．西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 6504；．中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所，云南 昆明，650；．云南省林業(yè)科學(xué)院，國家林業(yè)局云南珍稀瀕特森林植物保護(hù)和繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 6500）

小桐子殼栽培平菇研究

文留坤1，劉紹雄2，繆?？?，熊 智1*
（1．西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224；2．中華全國供銷合作總社昆明食用菌研究所，云南 昆明，650221；3．云南省林業(yè)科學(xué)院，國家林業(yè)局云南珍稀瀕特森林植物保護(hù)和繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南省森林植物培育與開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650201）

為充分利用小桐子殼資源，探討了小桐子殼作為栽培基質(zhì)在平菇栽培方面的研究。采用脫毒處理方法對小桐子殼進(jìn)行脫毒，并直接把小桐子殼作為主栽培養(yǎng)料，以稻草、木屑以及麥麩為供選擇的輔料栽培平菇，研究其可行性，得到最優(yōu)配方。0．5 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和1 g Na2O2分別處理的小桐子殼經(jīng)70℃高溫發(fā)酵后不含有佛波醇酯，其栽培平菇的最佳配方為小桐子殼70%、稻草15%、麥麩10%。小桐子殼作為平菇栽培主料安全可行。

小桐子殼；平菇；脫毒

麻瘋樹（Jatropha curcas L．），又名小桐子，為大戟科（Euphorbiaceae）麻瘋樹屬（Jatropha）植物，其種子是發(fā)展生物柴油的重要原料[1]。近年來，隨著小桐子大規(guī)模的種植，大量廢棄的小桐子殼也隨之產(chǎn)生[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國未來幾年小桐子的種植面積可望達(dá)到3×109hm2以上，每年可產(chǎn)生大約5．85×109t果殼[3]。目前，這些果殼處理方法大部分是堆積或者焚燒，給環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。由于小桐子殼中含有固定碳、氮、磷等有機(jī)成分[4]，如果對小桐子殼加以利用，將其轉(zhuǎn)換成高附加值產(chǎn)品，不僅可以變廢為寶，創(chuàng)造出較高的經(jīng)濟(jì)效益，而且也可以解決環(huán)境污染問題。

研究表明，小桐子殼本身具有毒性，毒性物質(zhì)主要為抗?fàn)I養(yǎng)因子和佛波醇酯[5]，其中佛波醇酯是主要的毒性成分[6-7]。不經(jīng)過脫毒處理，直接將其作為栽培基質(zhì)將會對植物的生長造成不良影響，嚴(yán)重限制了小桐子廢物資源化[8]。據(jù)報(bào)道，小桐子殼脫毒的方法主要有熱堿處理法、溶劑浸出法、微生物發(fā)酵法和酶解聯(lián)合洗脫法[9]。Rakshit[10]、Martinez-Herrera等[11]研究表明，通過熱堿法、溶劑浸出法等不同方法的脫毒處理，佛波醇酯的祛除率達(dá)90%以上。Joshi [1 1]研究表明，采用固態(tài)發(fā)酵法可完全降解佛波醇酯。由此說明小桐子殼中的佛波醇酯是可以脫除的。

近年來，隨著我國食用菌產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，食用菌的年產(chǎn)量已經(jīng)超過3 000萬t，占世界總產(chǎn)量的3/ 4，年產(chǎn)值也達(dá)到了2 000多億元。我國食用菌已成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域僅次于糧、油、果、菜的第五大類種植業(yè)[12]。同時，伴隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在代料栽培食用菌技術(shù)中，傳統(tǒng)栽培原料棉籽、甘蔗渣、雜木屑、作物秸稈等得到了大力的開發(fā)利用[13]。因此，大力發(fā)展小桐子殼在食用菌栽培應(yīng)用領(lǐng)域的研究，對減少樹木資源的消耗以及降低食用菌生產(chǎn)成本具有重要意義。本試驗(yàn)以脫毒處理后的小桐子殼和棉籽殼作為主栽培原料，通過比較平菇的出菇時間和出菇產(chǎn)量等指標(biāo)，研究了小桐子殼栽培食用菌的可行性，為后期小桐子殼作為木腐真菌栽培的原料打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

食用菌：平菇（Pleurotus ostreatus） 89、鳳8、鳳2180原種，由總社昆明食用菌研究所提供；小桐子殼粉（5 mm）由云南神宇能源公司提供；輔料（木屑、麥麩、葡萄糖等）由昆明農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院食用菌中心提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1．2．1 小桐子殼脫毒處理

本試驗(yàn)采用Ca（OH）2、H2O2、Na2O2處理小桐子殼，即分別將100 mL濃度為0．5 mol·L-1、1 mol·L-1、2 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和100 mL濃度為10%、20%、30%的H2O2溶液以及質(zhì)量為1 g、5 g、10 g的Na2O2水溶液（體積為100 mL）加入100 g小桐子殼（殼顆粒度為5 mm）中，并攪拌均勻。每種物質(zhì)的不同用量分為不同試驗(yàn)組，各種物質(zhì)間均不得混合加入，共分為9組試驗(yàn)。對照組加水100 mL，按料液比為1∶1攪拌均勻后裝入瓶中壓緊。分別將其密封，放于70℃恒溫箱中，培養(yǎng)8 d。

1．2．2 小桐子殼毒性檢測

小桐子殼的毒性檢測是采用高效液相色譜儀（HPLC）對其含量進(jìn)行測定。整個體系以0．175%磷酸緩沖液為流動相A，以乙腈為流動相B，色譜過程的時間為46 min。分析過程在HPLC中進(jìn)行，其實(shí)驗(yàn)梯度為60%～75%磷酸緩沖液A持續(xù)20 min，75%～100%磷酸緩沖液A持續(xù)10 min，75%～100%磷酸緩沖液A清洗柱子，再一次平衡10 min。實(shí)驗(yàn)的檢測波長為230 nm，流速1．3 mL·min-1，柱溫22℃，進(jìn)量10滋L。

1．2．3 小桐子殼的直接效用

將平菇89、鳳8、鳳2180三個品種原種，直接接種在未添加任何輔料的已脫毒小桐子殼袋料中，每組5袋，每袋重330 g，放在溫度為20℃～25℃，濕度為60%的菇房內(nèi)出菇，每天觀察記錄，并與棉籽殼做對比。

1．2．4 輔料的選擇

本組試驗(yàn)僅用平菇89品種，試驗(yàn)分為9組，每組5袋，每袋約重300 g，放在溫度為20℃～25℃，濕度為60%的菇房內(nèi)出菇，每天觀察和記錄，其目的是確定麥麩的最佳比例以及選擇稻草還是木屑作為輔料。培養(yǎng)料配方見表1。

表1 培養(yǎng)料配方Tab．1 Formula of cultivation substrates

1．2．5 最佳培養(yǎng)袋料配方的選擇

通過9組（A1組～C3組）試驗(yàn)出菇率的比較，發(fā)現(xiàn)B2組麥麩含量10%為最佳培養(yǎng)料配方，并且稻草作為輔料比木屑作為輔料好。本組試驗(yàn)確定最佳的稻草比例，分為4組，每組5袋，平均每組約裝袋11 cm。放在溫度為20℃～25℃，濕度為60%的菇房內(nèi)出菇，每天觀察記錄，其配方見表2。

表2 培養(yǎng)袋料配方的選擇Tab．2 Selection of cultivation substrates formula

2 結(jié)果與討論

2.1 小桐子殼脫毒檢測結(jié)果

通過堿處理和氧化處理處理小桐子殼，觀察佛波醇酯含量的變化，結(jié)果見圖1～圖4。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)樣品（A:2126．1）Fig．1 Standard sample（A:2126．1）

圖2 0．5mol·L-1Ca（OH）2處理結(jié)果（A:7．5）Fig．2 Treatment results of 0．5mol·L-1Ca（OH）2（A:7．5）

圖3 1g Na2O2處理結(jié)果（A:0）Fig．3 Treatment results of 1g Na2O2（A:0）

圖4 對照組處理結(jié)果（A:0）Fig．4 Treatment results of control group（A:0）

試驗(yàn)結(jié)果表明，長時間的高溫發(fā)酵處理后，再使用不同濃度H2O2處理，佛波醇酯的含量隨著H2O2濃度的升高而降低；使用Ca（OH）2溶液和Na2O2處理結(jié)果顯示，1 mol·L-1、2 mol·L-1的Ca（OH）2溶液處理的小桐子殼和5 g、10 g Na2O2粉末處理的小桐子殼含有佛波醇酯，但隨濃度升高含量略有降低，而0．5 mol·L-1的Ca（OH）2溶液和1 g Na2O2處理的小桐子殼，通過HPLC測定標(biāo)準(zhǔn)品（圖1）與樣品（圖2、圖3）對比結(jié)果顯示不含有佛波醇酯。此外，僅加水100 mL的對照組經(jīng)檢測也未發(fā)現(xiàn)含有佛波醇酯（圖4）。

2.2 小桐子殼栽培平菇的結(jié)果分析

2.2.1 小桐子殼的直接效用分析

平菇菌絲生長情況見圖5。

圖5 菌絲生長速度Fig.5 Growth rate of the hyphae

通過第1組試驗(yàn)表明，菌絲在未添加任何輔料的脫毒小桐子殼袋料中能夠萌發(fā)，其菌絲日生長速度與棉籽殼栽培進(jìn)行比較，其結(jié)果表明，棉籽殼栽培的菌絲日生長速度明顯比小桐子殼的快，而小桐子殼中菌絲日生長速度先慢后快，不同品種之間還存在差異。這說明前期小桐子殼對碳的利用率低，加入一些葡萄糖之后，從產(chǎn)量來看，棉籽殼栽培產(chǎn)量平均值也明顯高于小桐子殼。

2.2.2 輔料的選擇結(jié)果分析

培養(yǎng)配方對平菇營養(yǎng)生長和出菇影響的情況，見表3。

表3 培養(yǎng)配方對平菇營養(yǎng)生長及子實(shí)體產(chǎn)出量的影響Tab.3 Effect of cultivation formula on the growth and output of Pleurotus ostreatus

平均出菇時間最短的是B2組，產(chǎn)量最高的是B1組，但B2組子實(shí)體品質(zhì)較B1組好，而A1組、A2組雖然出菇時間短，但在菇產(chǎn)量上卻沒有B組高。因此，綜上所述本組選定10%麥麩為最佳麥麩含量，稻草為最佳輔料。

2.2.3 稻草最佳比例的確定

本組試驗(yàn)以10%麥麩為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置稻草含量的梯度比，得出最佳優(yōu)化配方，其結(jié)果見表4。

表4 稻草作為栽培輔料的最佳比例比較Tab.4 Optimal proportion of straw as a cultivation substrate

通過第3組試驗(yàn)分析比較得出，稻草含量為15%的試驗(yàn)組，無論是在菌絲生長速度還是出菇時間以及產(chǎn)量品質(zhì)上都較其他組有優(yōu)勢，雖與第2組結(jié)果上有所差異，可能在于培養(yǎng)的條件存在了一定差異。

通過棉籽殼和小桐子殼為主栽培料栽培平菇出菇時間和出菇產(chǎn)量的對比，棉籽殼比小桐子殼在出菇時間上快7 d，而在產(chǎn)量上小桐子殼略高，其棉籽殼和小桐子殼的一次平均每袋出菇產(chǎn)量分別為46.57 g和47.16 g。

3 討論

本試驗(yàn)對小桐子殼栽培食用菌探究的關(guān)鍵在于對佛波醇酯的脫除處理，目前常用醇提方法進(jìn)行佛波醇酯的脫除，脫除率為97．54%，不能完全脫除[14]，堿類反應(yīng)脫除有相關(guān)文獻(xiàn)提及，但是沒有具體定量，而將堿、氧化劑處理的小桐子殼經(jīng)高溫發(fā)酵進(jìn)行佛波醇酯脫除的方法尚未見報(bào)道。由于堿化學(xué)試劑來源廣，種類多，安全性好，價格相對便宜。因此，試驗(yàn)中采用了堿Ca（OH）2、氧化劑H2O2以及同時具備氧化劑和堿性的Na2O2處理，并對其通過高溫發(fā)酵脫除佛波醇酯。由試驗(yàn)結(jié)果可知氧化劑處理的效果不是太理想，不能完全脫除佛波醇酯。而用低濃度的堿處理能脫除佛波醇酯或者直接加水，按料液比1∶1進(jìn)行高溫發(fā)酵也可脫除佛波醇酯。本研究中，用pH試紙對發(fā)酵罐內(nèi)物質(zhì)發(fā)酵前后進(jìn)行pH測定，發(fā)現(xiàn)對照組的pH偏酸性，而其它堿處理組的pH降低。出現(xiàn)以上結(jié)果的具體原因可能有以下幾方面：佛波醇酯為有機(jī)大分子物質(zhì)，有機(jī)大分子物質(zhì)在高溫下會互相發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)；佛波醇酯在進(jìn)行發(fā)酵時可能產(chǎn)生了有機(jī)酸，酸更能改變佛波醇酯的化學(xué)性質(zhì)，所以直接加水的小桐子殼發(fā)酵后檢測沒有佛波醇酯，而濃度較低的堿溶液一方面與小桐子殼中的佛波醇酯發(fā)生反應(yīng)，另一方面與小桐子殼產(chǎn)生的有機(jī)酸發(fā)生中和作用，之后有機(jī)酸接著和小桐子殼中的佛波醇酯反應(yīng)，最后脫除；高溫發(fā)酵時由于體系處于密封狀態(tài)，基質(zhì)會進(jìn)行厭氧發(fā)酵并產(chǎn)生CO2，而CO2與水反應(yīng)生成碳酸，然后與小桐子殼成分進(jìn)行反應(yīng)，從而達(dá)到脫除的效果。

本研究將小桐子殼進(jìn)行脫毒后作為主栽培原料栽培平菇是安全可行的，通過試驗(yàn)確定了其最佳配方：小桐子殼70%、稻草15%、麥麩10%，產(chǎn)量、表觀質(zhì)量可與棉籽殼作為主料栽培配方相當(dāng)，甚至略高。在出菇時間方面雖有一定的差距，但差距不是相當(dāng)明顯。本試驗(yàn)只是對小桐子殼作為肥料基質(zhì)在食用菌栽培方面可行性的初步探究，相信在不久的將來，小桐子殼作為主要栽培料的培養(yǎng)配方會得到更多的優(yōu)化以及改進(jìn)，其結(jié)果定能縮短食用菌的栽培周期。目前小桐子殼的綜合利用仍是一個熱點(diǎn)，將小桐子殼作為飼料或者栽培基質(zhì)利用將是必然的趨勢。

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Study on the Utilization of Jatropha curcas Shell for Pleurotus ostreatus Cultivation

WEN Liu-kun1,LIU Shao-xiong2,MIAO Fu-jun3,XIONG Zhi1
（1．Southwest Forestry University,Kunming 650224,China;2．Kunming Edible Fungi Institute of All China Federation of Supply and Marketing Cooperatives,Kunming 650223,China;3．Key Laboratory for Conservation of Rare,Endangered&Endemic Forest Plants,State Forestry Administration,Yunnan Provincial Key Laboratory of Cultivation and Exploitation of Forest Plants, Yunnan Academy of Forestry,Kunming 650201,China）

To make full use of resources of the Jatropha curcas shell,we explored the J.curcas shell used as a substrate for Pleurotus ostreatus cultivation．J.curcas shell should be processed by the detoxification treatment．This test was directly made, using the J.curcas shell as the main material,adding straw,sawdust,wheat bran and other accessories for the cultivation of P. ostreatus.Its feasibility was studied and the best formula was gotten．The phorbol myristate acetate has been removed after high temperature fermentation at 70℃unless 0．5 mol·L-1Ca（OH）2solution and 1 g Na2O2dispose of J.curcas shell,respectively．The optimal formula for P.ostreatus cultivation is 70%of J.curcas shells,15%of straw,10%of wheat bran．It is safe and feasible for the J.curcas shell to cultivate P.ostreatus．

Jatropha curcas shell;Pleurotus ostreatus;detoxification

S646.1

A

1003-8310（2017）01-0019-05

10．13629/j．cnki．53-1054．2017．01．005

文留坤（1992-），男，在讀碩士研究生，研究方向：資源微生物開發(fā)利用研究。E-mail:2674235492＠qq．com

*通信作者：熊智（1965-），男，博士，教授，主要從事微生物學(xué)和分子生物學(xué)、農(nóng)林產(chǎn)品二次資源利用研究。E-mail:zhix＠swfu．edu．cn

2016-11-19