雙孢蘑菇培養(yǎng)料隧道發(fā)酵技術

任愛民 朱子雄 張 楠 耿新軍

（1甘肅省農業(yè)科學院蔬菜研究所，甘肅蘭州 730070；2甘肅怡泉新禾農業(yè)科技發(fā)展有限公司，甘肅金昌 737200）

雙孢蘑菇培養(yǎng)料隧道發(fā)酵技術是將培養(yǎng)料按照配方要求精準配料，通過預濕、混料環(huán)節(jié)進入一次發(fā)酵隧道，在75～80 ℃條件下完成微生物發(fā)酵及焦糖化反應，然后轉入二次發(fā)酵隧道，在58～60 ℃條件下進行巴氏殺菌殺蟲，45～50 ℃條件下進行控溫發(fā)酵，生產出的培養(yǎng)料理化性狀穩(wěn)定，利于雙孢蘑菇菌絲生長。實踐證明，采用工廠化生產的二次發(fā)酵料栽培雙孢蘑菇，出菇產量可較傳統(tǒng)發(fā)酵料栽培提高60%～120%。

雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）又稱雙孢菇、白蘑菇、圓蘑菇和洋蘑菇等，是世界上廣泛栽培的一類食用菌，2017年我國雙孢蘑菇產量達到340 t，占同期國內食用菌總產量的9.8%。雙孢蘑菇屬于草腐菌，培養(yǎng)料主要利用麥秸、玉米稈、畜禽糞便等農牧業(yè)廢棄物，按照一定比例進行混合堆積發(fā)酵而成，培養(yǎng)料發(fā)酵理化性狀的優(yōu)劣是影響雙孢蘑菇栽培產量與品質的主要因素。傳統(tǒng)雙孢蘑菇培養(yǎng)料發(fā)酵模式多為室外一次發(fā)酵和室內二次發(fā)酵，發(fā)酵溫度受季節(jié)、氣候及設施環(huán)境影響明顯，發(fā)酵工藝可控性差，培養(yǎng)料理化性狀不穩(wěn)定，殺蟲消毒不徹底，產量較低，容易發(fā)生病蟲害（華爾山，2005；邸敬會，2018）。雙孢蘑菇培養(yǎng)料隧道發(fā)酵技術是將培養(yǎng)料按照配方要求精準配料，通過預濕、混料環(huán)節(jié)進入一次發(fā)酵隧道，在75～80 ℃條件下完成微生物發(fā)酵及焦糖化反應，然后轉入二次發(fā)酵隧道，在58～60 ℃條件下進行巴氏殺菌殺蟲，45～50 ℃條件下進行控溫發(fā)酵，生產出理化性狀穩(wěn)定、利于雙孢蘑菇菌絲生長的高度選擇性培養(yǎng)料。實踐證明，采用工廠化生產的二次發(fā)酵料栽培雙孢蘑菇，出菇產量可增加60%～120%，并已在雙孢蘑菇工廠化生產和種植戶中連續(xù)推廣應用超過30萬m2；在工廠化菇房栽培中，前3潮菇產量可以達到25～32kg·m-2，在農法栽培中可達到 20～25 kg·m-2，遠高于傳統(tǒng)發(fā)酵培養(yǎng)料栽培產量（12～15 kg·m-2）。當前，培養(yǎng)料隧道發(fā)酵模式在雙孢蘑菇規(guī)?；?、集約化生產中應用越來越廣泛，具有逐步替代農法發(fā)酵模式的趨勢。本文以甘肅怡泉新禾農業(yè)科技發(fā)展有限公司農場雙孢蘑菇發(fā)酵料隧道生產實踐為例，總結出雙孢蘑菇培養(yǎng)料隧道發(fā)酵技術，供雙孢蘑菇生產者參考。

1 原材料選擇

選擇優(yōu)質合格的原材料是生產優(yōu)質培養(yǎng)料的基礎，優(yōu)質發(fā)酵料生產的雙孢蘑菇品質好、菇體緊實；質量差的發(fā)酵料會降低雙孢蘑菇產量，還容易出現菇體菌帽薄、個體輕的情況。因此，原料的選擇和合理配方的制定非常重要。

1.1 麥草秸稈 麥草秸稈為雙孢蘑菇生長提供碳源，要求秸稈潔凈、干燥、無蟲、無霉、無異味、無腐爛，呈黃色或金黃色，長度以20～30 cm為宜，含水量＜25%，灰分＜10%。

1.2 雞糞 雞糞或家禽糞便為雙孢蘑菇生長提供氮源，要求雞糞中無死雞尸體、無霉變、無砂土等雜質，含水量＜35%，含氮量3.0%～5.5%，灰分＜35%。

1.3 石膏（CaSO4·2H2O） 要求粒度200目左右，pH＜7。石膏添加過少會導致發(fā)酵料黏度大，影響透氣；石膏添加過多會導致灰分多，影響出菇產量。

1.4 其他氮源 當麥草中添加的雞糞不足以提供雙孢蘑菇所需的氮源時，就需要額外添加一些高含氮量的氮源，如油菜餅、豆粕、硫酸銨等。

2 精準配料

由于原材料的來源和質量不同，因此每批原材料到廠后必須經化學和物理性能檢測，再按照預定的生產配方進行精準配料。首先對不同原材料的碳、氮、灰分含量及含水量等指標進行分析化驗，通過計算，配比初始含氮量1.6%～1.8%、碳氮比（24～27）∶1、含水量76%～78%、灰分含量小于20%進行預混。如果含氮量過高會導致發(fā)酵料轉氨困難，氨氣難以排除，氨氣濃度高于10 mg·L-1的二次料會危害菌絲生長，同時二次料含氮量高于2.4%會在種植階段嚴重影響雙孢蘑菇營養(yǎng)生長向生殖生長階段轉變；含氮量低不利于微生物繁殖，會嚴重影響發(fā)酵的時間和質量，降低出菇產量。表1是筆者在生產中總結的雙孢蘑菇發(fā)酵料精準配方，供生產者參考。其中：干質量占比=干質量/干質量總量；干質量=濕質量×（1-含水量）；N量=干質量×含N量；灰分量=干質量×灰分含量；有機物量=干質量-灰分量；C量=有機物量/2；該配方最終的含N量（N量/總干質量）為1.63，含C量（C量/總干質量）為41.02，C/N（C總量/N總量）為25.12；加水量=總干質量×（1-目標含水量）-總濕質量，若目標含水量為76%，則需要加水170.17 t。

表1 雙孢蘑菇發(fā)酵料生產配方

3 預濕

麥草秸稈的表層被蠟質層包裹，只有通過充分預濕，在嗜熱微生物的作用下使麥草溫度升至40～60 ℃、維持2～3 d（天）才能很好地破壞蠟質層，同時在足夠的氧氣、水分、適宜的pH和足夠的營養(yǎng)條件下微生物才能大量繁殖。預濕前用生石灰將所需水的pH值調至9.0～9.5，以防加入雞糞后在發(fā)酵期間pH下降過快。預濕期間必須保證每一根麥秸都充分浸濕，要求含水量達到75%～78%，預濕后將麥秸撈出建堆、瀝水升溫，當堆溫達到50 ℃時翻堆1次，待下次料溫達到50℃時可添加輔料。建堆大小根據地域和季節(jié)而定，春夏建堆高度1.2～1.5 m，寬度2.5～3.0 m；秋冬建堆高度3.5～4.0 m，寬度4～6 m。

4 添加輔料

輔料主要包括雞糞、石膏和油菜餅，輔料混合的均勻度將嚴重影響發(fā)酵料的質量和后期出菇的整齊度及質量，因此輔料混勻尤為重要，必須達到均一的要求。不論是采用混料線還是采用鏟車混合，都必須保證每根秸稈上均勻的粘有輔料，首先將所需的雞糞、石膏和油菜餅充分混勻，然后均勻地撒在提前攤開預濕的麥草上或混料線上，用鏟車不斷地翻動混勻，隨后用拋料機再拋料一次進行建堆發(fā)酵（建堆要求同預濕建堆），當料溫達到60 ℃時方可轉入一次發(fā)酵隧道進行高溫發(fā)酵。

5 一次發(fā)酵

一次發(fā)酵的目的主要是微生物通過好氧發(fā)酵產生生物化學反應得到焦糖化合物作為雙孢蘑菇生長的碳化源，一般要求一次發(fā)酵在氧氣含量大于6%、高氨800 mg·L-1以上和pH值8.5左右時，料溫要達到78～85 ℃才能很好地發(fā)生焦糖化反應（糖分子逐漸失水，碳含量比例上升，顏色變暗，最后碳化），從而使培養(yǎng)料腐熟（劉春江，2016）。溫度的上升和氧氣含量的控制一般通過風機啟停完成，風機的啟停時間取決于氧氣的需求量和現存微生物的數量，生產控制參考時間見表2。為了使發(fā)酵充分均勻，同時利用高溫和高氨環(huán)境殺滅有害微生物和害蟲，一次發(fā)酵一般要求3次轉倉。轉倉時嚴格控制前兩次轉倉含水量，應達到75%～76%，第3次轉倉及二次發(fā)酵原則上不補水。一次發(fā)酵一般控制在14 d（天）以內，為避免發(fā)生厭氧情況，轉倉時間一般在進倉后的第4、8、11天進行，整個發(fā)酵期間75～85 ℃以上的高溫天數應達到7 d（天）以上。一次發(fā)酵結束最佳理化指標：發(fā)酵料呈咖啡色，已充分軟化，有較強的拉力和彈性，無團塊，含氮量1.8%～2.0%，C∶N=（17～18）∶1，pH值7.8～8.2，含水量72%～74%，灰分含量＜25%，氨氣濃度 300～500 mg·L-1。

表2 一次隧道風機啟停時間

6 二次發(fā)酵

一次發(fā)酵結束后，發(fā)酵料具有較濃的氨氣味道，并且含有大量的雜菌和害蟲。然而發(fā)酵料一旦進入二次發(fā)酵隧道將無法直接觀察到培養(yǎng)料的發(fā)酵情況，因此只能依靠控制系統(tǒng)顯示的數據在58～60℃環(huán)境下進行巴氏殺菌殺蟲，綠霉、石膏霉、樹枝狀輪指孢霉、褐斑菌、疣孢霉等有害菌致死溫度為60 ℃ 6 h（小時）；菇蠅類、線蟲、螨蟲和癭蚊致死溫度為55 ℃ 5 h（小時），然后在45～50 ℃環(huán)境下進行培養(yǎng)轉氨，去除氨氣（小于5 mg·L-1）后方可進行降溫播種（鄧德江和魏金康，2009）。整個二次發(fā)酵過程分為均溫階段、升溫階段、巴氏殺菌階段、降溫階段、培養(yǎng)階段和降溫播種6個階段。

6.1 均溫階段 由于一次發(fā)酵料溫較高，大多數有益微生物已死亡，通過均溫（47～49 ℃）可以有效恢復微生物數量和活性；均溫階段通過全速運行風機使發(fā)酵料的溫度（隧道前、中、后至少插3支溫度探頭）緩慢地達到相同一致水平（料溫溫差3 ℃以內），此過程根據進料量和氣候不同所需時間在6～24 h（小時）不等，均溫階段應嚴格避免溫度產生較大波動。

6.2 升溫階段 均溫階段完成后，新風閥開啟度處于最小值8（由設施設備性能決定），保證發(fā)酵料氧氣含量大于10%，依靠料中微生物的活動產熱，溫度以每小時升高1.0～1.5 ℃的速率進行（氧氣不足或過量都會造成溫度不上升），通常8～12 h（小時）即可達到58～60 ℃。

6.3 巴氏殺菌階段 當料溫達到58 ℃、進風溫度達到56 ℃以上時即進入巴氏殺菌階段。保持料溫58～60 ℃和進風溫度56～58 ℃ 8～10 h（小時）可將發(fā)酵料中的病原微生物和害蟲殺死。同時高濃度氨氣對病原微生物和害蟲均具有一定的破壞性，巴氏消毒開始時氨氣濃度在200 mg·L-1以上具有理想的殺滅效果。巴氏消毒時間小于6 h（小時）不能將料中病原微生物和害蟲殺滅，溫度超過60 ℃或消毒時間超過10 h（小時）均會嚴重損傷有益微生物數量；大多數情況下此階段料溫超過62 ℃均是由于進倉填料不均勻導致的。

6.4 降溫階段 巴氏殺菌階段結束之后轉為降溫階段，通過控制風機和新風量，溫度以每小時下降2～3 ℃的速率進行。如進二次隧道時培養(yǎng)料的含水量高于73%～74%可以將降溫速率放慢，小于此數值則加快，這樣才能確保二次發(fā)酵料的含水量在68%～70%之間。

6.5 培養(yǎng)階段 培養(yǎng)階段與均溫階段所需的溫度范圍一致（47～49 ℃），在此過程中，放線菌大量增殖將料中的氨氣進行轉化，氨氣逐漸消除，此階段一般為3～4 d（天）。如料溫超過50 ℃氨氣濃度會增加，嚴重時培養(yǎng)料中的氨氣將無法排出，造成播種后菌種不萌發(fā)。

6.6 降溫播種 當料中的氨氣濃度降到5 mg·L-1以下時開啟大風量進行降溫，冬季可降至30 ℃，夏季則應降至23 ℃，甚至18 ℃，降溫速率不重要，只要在第2天播種前降至適宜播種的溫度即可。不同菌種對氨氣濃度的承受能力不同，美國施爾豐公司生產的菌種A15對氨氣濃度的承受能力小于10 mg·L-1，福建農業(yè)科學院生產的菌種W192對氨氣濃度的承受能力小于15 mg·L-1。如果氨氣濃度在10～15 mg·L-1，可向培養(yǎng)料中混合石膏中和殘余氨氣以達到播種的要求。

7 優(yōu)質培養(yǎng)料理化指標

二次發(fā)酵過程一般為5～7 d（天），理想條件下第6天出倉播種，二次發(fā)酵料最佳理化指標：發(fā)酵料呈咖啡色，有彈性，不黏手，無團塊，含氮量2.2%～2.4%，C∶N=（14～16）∶1，pH值7.2～7.5，含水量68%～70%，灰分含量＜30%，氨氣濃度＜ 5 mg·L-1。

8 結語

隨著雙孢蘑菇二次發(fā)酵料集中批量進行工廠化生產，在確保發(fā)酵料質量的同時更促進了雙孢蘑菇產量和質量的大幅提升，雙孢蘑菇最高產量可達32 kg·m-2。二次發(fā)酵料生產作為雙孢蘑菇工廠化生產的核心環(huán)節(jié)，生產上應根據各地條件和技術裝備的差異進行靈活調控，以確保發(fā)酵質量。