香菇液體菌種與固體菌種的生產(chǎn)成本和使用效果分析

周 峰 李巧珍 楊仁智尚曉冬 宋春艷 李正鵬 譚 琦 李 玉*

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香菇液體菌種與固體菌種的生產(chǎn)成本和使用效果分析

周 峰1李巧珍1楊仁智2尚曉冬1宋春艷1李正鵬1譚 琦1李 玉1*

(1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所，農(nóng)業(yè)部南方食用菌資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家食用菌工程技術(shù)研究中心，國(guó)家食用菌加工技術(shù)研發(fā)分中心，農(nóng)業(yè)部應(yīng)用真菌資源與利用重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，上海市農(nóng)業(yè)遺傳育種重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，上海 201403；2. 上海智農(nóng)生物科技有限公司，上海 201199 )

介紹香菇液體菌種和固體菌種生產(chǎn)的流程，并從制種周期、生產(chǎn)成本、接種效率、發(fā)菌周期4個(gè)方面對(duì)比兩種菌種生產(chǎn)使用的成本及效果。結(jié)論：液體菌種具有制種周期短、接種效率高、定植封面快、發(fā)菌周期短、菌齡一致、污染率和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合食用菌規(guī)?；?、工廠化生產(chǎn)。

香菇；液體菌種；固體菌種；優(yōu)劣比較

我國(guó)是世界上最早認(rèn)識(shí)和栽培香菇的國(guó)家，至今已有800多年的歷史[1]。近三十年來(lái)，我國(guó)香菇生產(chǎn)發(fā)展迅速，早在1987年就成為世界第一大香菇生產(chǎn)國(guó)[2]。據(jù)中國(guó)食用菌協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)香菇總產(chǎn)量達(dá)766.66萬(wàn)噸，占全國(guó)食用菌總產(chǎn)量的22.05%[3]，是目前我國(guó)生產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的食用菌品種。

近年來(lái)，隨著香菇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，香菇生產(chǎn)方式也在逐步轉(zhuǎn)型升級(jí)，很多地區(qū)已從傳統(tǒng)家庭小作坊模式向集約化專業(yè)化制棒企業(yè)＋農(nóng)戶以至工廠化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變，因此對(duì)香菇生產(chǎn)工藝、成本、產(chǎn)量以及產(chǎn)品品質(zhì)提出了更高、更精細(xì)的要求。在食用菌產(chǎn)業(yè)中，菌種生產(chǎn)作為首道工序，關(guān)系著生產(chǎn)的成敗[4]。本文就香菇液體菌種與固體菌種兩種不同菌種生產(chǎn)方式進(jìn)行分析對(duì)比，以期為生產(chǎn)者提供參考。

1 液體菌種生產(chǎn)

液體菌種制作采用發(fā)酵罐，對(duì)罐內(nèi)的液體培養(yǎng)基通入無(wú)菌空氣并加以攪拌，以增加培養(yǎng)基中溶解氧含量，同時(shí)控制發(fā)酵工藝參數(shù)，獲得大量菌種[5]。香菇液體菌種生產(chǎn)工藝流程與金針菇、杏鮑菇和黑木耳等基本相同，也是由母種接種到三角瓶。三角瓶菌種放置在搖床上培養(yǎng)好后接種到發(fā)酵罐，通氣培養(yǎng)。發(fā)酵結(jié)束后，通過(guò)液體接種機(jī)將菌種接入菌棒或菌包，然后培養(yǎng)、出菇。

1.1 母種制作

母種一般采用PDA培養(yǎng)基。培養(yǎng)基配方：馬鈴薯（去皮）200 g，葡萄糖20 g，瓊脂條（粉）20 g，水1 000 mL，pH自然。配置時(shí)要注重原料的質(zhì)量，質(zhì)量差的培養(yǎng)基，菌絲生長(zhǎng)慢、活力差，菌落形態(tài)變化大，菌種質(zhì)量難以保證。為了保證母種質(zhì)量，生產(chǎn)企業(yè)常購(gòu)買(mǎi)進(jìn)口培養(yǎng)基生產(chǎn)母種。

試管母種從4 ℃冷藏箱中取出，置于22～24 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)活化12～24 h，然后轉(zhuǎn)接平皿。待菌種生長(zhǎng)至整個(gè)平皿90%時(shí)，轉(zhuǎn)接1～2次，待菌絲活力恢復(fù)后再接種至三角瓶。平皿菌種一般需要培養(yǎng)12～14天（圖1）。

1.2 液體三角瓶菌種制作

液體三角瓶菌種培養(yǎng)基，一般采用葡萄糖或蔗糖作為碳源，豆粉或豆粕作為氮源，再添加少量KH2PO4和MgSO4，另根據(jù)需要添加少量蛋白胨或酵母粉。豆粉等加水后容易出現(xiàn)絮狀沉淀，致使分裝不均勻，因此需逐瓶添加，不能融水后再分裝。

培養(yǎng)基配好后，每瓶加入一粒磁力攪拌轉(zhuǎn)子，經(jīng)高溫高壓滅菌，冷卻后接種。平皿菌種用3～5 mm孔徑的打孔器打孔，每瓶接菌種10塊以上。接種后置于搖床120～160 r/min、24 ℃左右恒溫培養(yǎng)12～14天。培養(yǎng)結(jié)束后用于接種發(fā)酵罐（圖2）。

1.3 發(fā)酵罐菌種制作

發(fā)酵罐培養(yǎng)基與三角瓶菌種配方基本一致，但需添加少量消泡劑。根據(jù)配方，將各營(yíng)養(yǎng)成分加入水桶等容器內(nèi)，加水充分?jǐn)嚢?，然后過(guò)篩加入發(fā)酵罐中。將發(fā)酵罐推入滅菌器內(nèi)高溫高壓滅菌，有些發(fā)酵罐自帶蒸汽滅菌功能，滅菌結(jié)束后拉入冷卻間，通氣保持罐內(nèi)正壓，淋水冷卻。冷卻后進(jìn)入接種室，在FFU層流罩下通氣正壓接種。接種后通入無(wú)菌空氣培養(yǎng)9～11天，然后接種菌棒或菌包（圖3）。

2 固體菌種生產(chǎn)

1957年，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所第一任所長(zhǎng)陳梅朋先生開(kāi)始進(jìn)行香菇純菌種的培養(yǎng)，次年正式生產(chǎn)香菇母種和原種，并通過(guò)舉辦各類(lèi)培訓(xùn)班，推廣至全國(guó)各省市（自治區(qū)），推動(dòng)了香菇固體菌種的發(fā)展。固體菌種因其技術(shù)要求低、風(fēng)險(xiǎn)小，一直受到農(nóng)戶和小規(guī)模企業(yè)的青睞，其一般由母種、固體三角瓶種、原種和栽培種逐級(jí)擴(kuò)繁，工藝較為繁瑣。隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，投資和使用成本將達(dá)到或超過(guò)液體菌種。

2.1 母種制作

固體菌種的母種制作同上文1.1節(jié)（圖4）。

2.2 固體三角瓶菌種制作

固體三角瓶菌種培養(yǎng)基配方，硬雜木屑為78%～85%，麩皮15%～18%，石膏或輕質(zhì)碳酸鈣1%，根據(jù)需要另可添加1%紅糖，以加速菌絲定植。含水量55%左右。制作菌種的木屑要求比栽培用木屑顆粒度小，一般為2～6 mm。

培養(yǎng)基配好后裝瓶，500 mL三角瓶裝料280～300克，中心打接種孔，高溫高壓滅菌，冷卻后接種。平皿菌種用1 cm孔徑的打孔器打孔，每瓶接種6～8塊，接種孔內(nèi)接2～4塊，以縮短發(fā)菌周期。置于原種室22 ℃左右恒溫培養(yǎng)24～27天，長(zhǎng)滿后需后熟2～3天，即可用于擴(kuò)繁原種（圖5）。

有些企業(yè)不制作固體三角瓶菌種，直接用母種接原種，發(fā)菌周期長(zhǎng)，封面慢，污染率高。

圖1 平皿菌種

圖2 液體三角瓶菌種

圖3 液體發(fā)酵罐菌

圖4 平皿菌種

圖5 固體三角瓶菌種

2.3 原種和栽培種的制作

原種和栽培種的培養(yǎng)基配方同固體三角瓶菌種。培養(yǎng)基配好拌勻后，使用對(duì)折徑15×35（cm）或17×35（cm）的聚丙烯塑料袋裝袋，每袋裝料800～1 000克。菌包中心插塑料打孔棒，高溫高壓滅菌，冷卻后拔出打孔棒進(jìn)行接種，可縮短發(fā)菌周期，提高菌齡的一致性。發(fā)菌一般需要27～30天，每瓶三角瓶固體菌種可以接原種8～12包，每包原種可接栽培種24～32包（圖6、圖7）。使用固體接種機(jī)，每袋菌種可接香菇菌棒13～20個(gè)。

原種也可使用枝條制作枝條菌種[6]，每包可裝枝條70～80根，以提高擴(kuò)繁指數(shù)，減少原種的制作數(shù)量。

圖7 栽培種

3 液體菌種與固體菌種的對(duì)比分析

以日產(chǎn)4萬(wàn)個(gè)香菇菌棒所需的菌種量，對(duì)液體菌種和固體菌種的制種周期、生產(chǎn)成本、接種效率、發(fā)菌周期和投資成本等進(jìn)行如下對(duì)比分析。

3.1 制種周期

固體菌種經(jīng)平皿種、三角瓶種、原種到栽培種逐級(jí)擴(kuò)繁，需要90～101天；液體菌種僅需從平皿種到三角瓶種，再到發(fā)酵罐種，需時(shí)33～39天，制種周期縮短60天以上（表1）。

表1 香菇固體菌種和液體菌種的制種周期

3.2 生產(chǎn)成本

生產(chǎn)成本主要包括原料、耗材、人工、滅菌和空調(diào)能耗等費(fèi)用。使用液體菌種，日產(chǎn)4萬(wàn)個(gè)菌棒，每棒接種60 mL，需要750 L的發(fā)酵罐4個(gè)，消耗平皿菌種6～8個(gè)，三角瓶種4～6個(gè)，制作工人4名，每罐成本400～600元，每棒菌種成本0.04～0.06元。

使用固體菌種，每棒接種40～60克，需15×35（cm）規(guī)格的栽培種2 500～3 000包，消耗母種16～24個(gè)，三角瓶種8～16個(gè)，原種32～100包，包括生產(chǎn)和挑雜，需要工人10～12名，每棒菌種成本0.1～0.15元。

3.3 接種效率

固體接種機(jī)，每臺(tái)每小時(shí)接種800～1 000棒，每臺(tái)接種機(jī)需要3～4名工人操作[7]，4萬(wàn)個(gè)菌棒，需要接種機(jī)6～7臺(tái)。

液體接種機(jī)，每臺(tái)每小時(shí)接種3 000～3 500棒，需要2～3臺(tái)接種機(jī)，由于不需要處理菌種，每臺(tái)機(jī)器需2～3名工人。日產(chǎn)4萬(wàn)個(gè)菌棒可節(jié)省接種人工約4名。

3.4 發(fā)菌周期

由于液體菌種具有流動(dòng)性，分散性好，萌發(fā)點(diǎn)多，發(fā)菌周期比固體菌種至少縮短7～10天。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，液體菌種接種的菌包發(fā)菌和轉(zhuǎn)色均比固體菌種快，90天菌齡的香菇品種68天左右即可正常出菇，單潮產(chǎn)量每包達(dá)325 g，且菇蕾分布均勻，出菇整齊；固體菌種接種的菌包培養(yǎng)68天，出菇量相對(duì)少，單潮產(chǎn)量每包只有85.8 g，且菇蕾分布不均勻（圖8～13）。

圖8 使用固體菌種第25天

圖9 使用固體菌種第46天

圖10 固體菌種培養(yǎng)68天后割袋

圖11 使用液體菌種第25天

圖12 使用液體菌種第46天

圖13 液體菌種培養(yǎng)68天后割袋

3.5 投資成本

液體菌種的制作需要空氣過(guò)濾系統(tǒng)和發(fā)酵罐，日產(chǎn)4萬(wàn)棒菌棒，每天需要4個(gè)發(fā)酵罐，周期11～12天，每周備用1～2罐，共需要750 L 的發(fā)酵罐48～50個(gè)，每個(gè)發(fā)酵罐成本為9 000～10 000元?？諝膺^(guò)濾系統(tǒng)和管道安裝需要15萬(wàn)～20萬(wàn)元。

使用固體菌種門(mén)檻低，設(shè)備投資少，但培養(yǎng)室需要的面積大，如果使用標(biāo)準(zhǔn)廠房，加空氣處理、空調(diào)設(shè)備、加濕系統(tǒng)和層架，每平方米造價(jià)1 500～2 000元，投資并不比液體菌種少（表2）。

表2 香菇液體菌與固體菌種投資成本對(duì)比

注：*培養(yǎng)室投資面積液體菌種為150～200 m2，固體菌種為400～500 m2。

4 討 論

傳統(tǒng)的香菇制種工藝主要采用固體菌種逐級(jí)擴(kuò)繁生產(chǎn)母種、原種和栽培種，最后擴(kuò)大到栽培袋生產(chǎn)。其制種周期長(zhǎng)、用種量大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工藝繁瑣、雜菌污染率高、發(fā)菌周期長(zhǎng)、菌齡不一致等弊端都極大制約了香菇產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

液體菌種具有制種周期短、接種效率高、定植封面快、發(fā)菌周期短、菌齡一致、污染率低和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，適合食用菌規(guī)?；?、工廠化生產(chǎn)，已成為食用菌制種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)（表3）。

表3 液體菌種與固體菌種優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

使用液體菌種，以日產(chǎn)4萬(wàn)個(gè)香菇菌棒為例，每年節(jié)省的菌種費(fèi)用至少達(dá)100多萬(wàn)元，且能縮短發(fā)菌周期，降低能耗，提高庫(kù)房使用率，提升產(chǎn)品質(zhì)量。目前，液體菌種已經(jīng)在金針菇、黑木耳、杏鮑菇、海鮮菇、蟹味菇等品種上得到大規(guī)模應(yīng)用，取得了很好的效果。

隨著香菇產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，固體菌種已不能滿足規(guī)模化和工廠化生產(chǎn)企業(yè)的需求，香菇液體菌種有望在2～3年內(nèi)快速推廣，被企業(yè)廣泛使用。

[1] 吳錦文. 香菇的生物學(xué)特性及其鋸末菌磚栽培技[J]. 食品科學(xué), 1985(1): 57-59.

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B

2095-0934（2017）03-199-05

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助（CARS-24）；上海市科技興農(nóng)重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目（滬農(nóng)科攻字（2015）第5-1號(hào)）；上海市食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助（滬農(nóng)科產(chǎn)字（2017）第9號(hào)）；上海市市級(jí)農(nóng)口系統(tǒng)青年人才成長(zhǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（滬農(nóng)青字（2016））

周峰（1984—），男，主要從事食用菌工廠化栽培

*為通訊作者，E-mail：pega@163.com