張玉潔,王禎元
(文山學(xué)院 環(huán)境與資源學(xué)院,云南 文山 663099)
木薯(Cassava)又名樹薯、番薯,有“淀粉之王”“地下糧食” 的美譽,與甘薯、馬鈴薯并稱世為界三大薯類。木薯原產(chǎn)自亞馬遜河流域,于19世紀(jì)20年代引入我國,已成為中國第6大熱帶作物。全球約有90個國家種植木薯,面積約為1 400萬hm2,總產(chǎn)量約為1~3億t。目前,我國木薯種植面積較大,主要分布在南方多個省份,其中以廣西產(chǎn)量最高。全國年產(chǎn)量1 000多萬t[1]。因木薯內(nèi)部的薄壁組織含有大量的纖維素、木質(zhì)素等難以被人體消化利用的成分,不能直接食用。木薯最主要的用途是加工木薯淀粉、制醋、制造食用酒精等用于食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域[1]。
木薯渣(Cassava Residues.CR)是木薯加工淀粉、酒精等產(chǎn)品之后的下腳料,主要由木薯外部的皮、內(nèi)部的薄壁組織成分組成。在我國每年加工木薯淀粉所產(chǎn)生的木薯渣約有50萬t,加工酒精等其他產(chǎn)品的木薯渣總計約200萬t。其中,一 個中型酒精提取或制醋企業(yè),日排出木薯渣、醋渣30 t,年排量超過萬t。隨著生產(chǎn)的不斷發(fā)展,木薯渣、醋渣的數(shù)量還在增加。長期以來,木薯渣、醋渣一直作為垃圾處理,成為輕工業(yè)的有機廢棄物,不僅污染環(huán)境,而且每年還要支付巨額的清理費。如何化害為利,變廢為寶,是生產(chǎn)企業(yè)必須要考慮的問題。
目前為止,木薯渣的再利用主要集中在飼料原料、再生乙醇、生物酶 、有機酸、生產(chǎn)沼氣、堆肥等方面[2-4]。
越南地處熱帶,是世界木薯產(chǎn)地之一。云南和越南交界處,木薯通過進出口貿(mào)易以很低廉的價格流通到國內(nèi)。文山的馬關(guān)、麻栗坡等地有利用木薯提取淀粉、發(fā)酵產(chǎn)生酒精的中小型輕工企業(yè)。產(chǎn)業(yè)開工時,日產(chǎn)木薯渣廢棄物可達3~5 t,堆積在廠區(qū)無法處理。經(jīng)年發(fā)現(xiàn),木薯渣堆上能自生出不同的菌子。
白參菌可以有效地分解纖維素和木質(zhì)素,而且菌絲生長迅速,木薯渣正好符合此菌對原料營養(yǎng)需求的特點。本研究報道了利用木薯渣栽培白參菌的技術(shù)效果和生產(chǎn)注意事項,為木薯渣循環(huán)利用提供參考。
木薯渣培養(yǎng)料的設(shè)計如表1所示,設(shè)置以甘蔗渣為主料的配方為對照[5-6]。所有原料新鮮、無霉?fàn)€,甘蔗渣粉碎成毛狀。
主料打濕浸泡1~2 d后撒入輔料,含水量至60%,pH自然。每配方裝30袋,栽培袋采用規(guī)格為15 cm×24 cm 聚丙烯菌種袋。所有配方裝袋后做好標(biāo)記,121 ℃,滅菌3 h[5-6]。
菌包滅菌后移至接種室冷卻至28 ℃以下,置接種臺無菌操作條件下進行接種。接種用量為培養(yǎng)料的5%。接種后置干凈的培養(yǎng)室、黑暗養(yǎng)菌。培養(yǎng)條件,23~26 ℃,至菌絲長滿袋再后熟7 d[7]。
表1 以木薯渣為變量的培養(yǎng)料配方/%
將充分生長和后熟的菌包移至出菇房進行出菇,見圖1和圖2。出菇管理方法:每天噴水2次,并用塑料薄膜覆蓋保濕,噴水時掀開薄膜進行通風(fēng)。采收前停水1 d。采收第一潮菇后,黑暗養(yǎng)菌5~7 d。再噴水進行第二次出菇[5]。統(tǒng)計每配方平均滿袋時間,每配方采收鮮菇總量。
圖1 出蕾期菌包
圖2 采收期白參菌
表2 以麩皮為變量的培養(yǎng)料配方/%
采用SPSS 17.0和Microsoft Excel 2003進行統(tǒng)計結(jié)果分析。
計算每配方袋均產(chǎn)量(鮮重g)和生物學(xué)效率。
生物效率(%)=(每組子實體袋均鮮菇產(chǎn)量/每袋培養(yǎng)料平均干重)×100%
由于木薯渣原料細碎,因此本實驗將甘蔗渣也粉碎成毛狀以增加可比性。結(jié)果顯示利用木薯渣為主料栽培白參菌比對照組菌絲生長更迅速,22 ~25 ℃條件下培養(yǎng),12 d左右長滿菌袋,而以甘蔗渣為主料栽培需要16 d左右。說明經(jīng)過釀酒發(fā)酵過的木薯渣比甘蔗渣更容易被白參菌菌絲分解利用。
利用15 cm×24 cm小袋單端接種栽培白參菌,對照組平均單產(chǎn)118 g,實驗組最高平均單產(chǎn)125 g。以木薯渣為主料栽培白參菌,表現(xiàn)為首次爆發(fā)出菇,隨后養(yǎng)分迅速耗盡,以第一潮菇產(chǎn)量為主,第二潮產(chǎn)量很少。特別在第二潮出菇期空氣濕度維持在85%以上時容易發(fā)生菌袋內(nèi)培養(yǎng)料霉?fàn)€,表現(xiàn)為某些營養(yǎng)成分耗盡,菌絲生命力減弱,雜菌開始生長。木薯渣與甘蔗渣混合栽培白參菌,鮮菇產(chǎn)量以配方4產(chǎn)量最高,生物轉(zhuǎn)化率達50.0%,見表3。
以木薯渣為主要原料添加10%的甘蔗渣為配料栽培白參菌,當(dāng)所有主料含量固定時,以添加24%麩皮的配方產(chǎn)量最高,麩皮含量增加到29%反而使產(chǎn)量有所降低。表現(xiàn)為在木薯渣廢料為主要原料栽培白參菌時可以節(jié)省5%的麩皮用量,甚至在麩皮的用量為19%(節(jié)省10%)的條件下,白參菌產(chǎn)量與對照均無顯著差異。
表3 不同木薯渣甘蔗渣比例配方對白參菌菌絲生長、子實體產(chǎn)量和生物學(xué)效率的影響
表4 不同麩皮含量對白參菌產(chǎn)量和生物學(xué)效率的影響
利用木薯渣栽培白參菌,白參菌菌絲生長快,對原料的轉(zhuǎn)化率較甘蔗渣好。由于木薯渣屬于發(fā)酵產(chǎn)物,其中含有一定的可溶性糖和氨基酸維生素,更容易被菌絲吸收利用,可促進菌絲生長并節(jié)約麩皮用量。
多次栽培發(fā)現(xiàn),利用新鮮木薯渣為原料栽培白參菌產(chǎn)量更高,木薯渣堆積過久發(fā)酵過度會失去更多能量物質(zhì)影響白參菌產(chǎn)量。因此生產(chǎn)中應(yīng)妥善保存木薯渣原料并及時利用以避免失去營養(yǎng)價值。
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