金針菇接種過程中環(huán)境微生物含量與污染率的曲線擬合分析

張鵬 劉雅晴 熊炳輝 趙光輝 藍(lán)波妙 林金秀 陳朝文 莊衛(wèi)東

摘要??采用自然沉降法對一家企業(yè)接種箱進(jìn)行雜菌含量測定，利用回歸分析法對環(huán)境中雜菌含量和污染率進(jìn)行線性回歸、二次曲線回歸、三次曲線回歸，并對得到的回歸模型進(jìn)行檢驗(yàn)，研究金針菇菌包污染率隨接種環(huán)境中雜菌含量變化的規(guī)律。結(jié)果表明，3種模型的P值均小于0.01，說明3種模型均可以很好地反映環(huán)境中雜菌含量與污染率的關(guān)系，三次曲線模型的R2adj值最大（0.997），接近1，且各回歸系數(shù)達(dá)顯著水平，因此三次曲線模型最適合表征環(huán)境中雜菌含量與污染率的關(guān)系，回歸方程為Y=0.203-0.489x+0.293x2-0.014x3。

關(guān)鍵詞??回歸分析法;污染率;線性回歸;二次曲線;三次曲線

中圖分類號??S??646.1+5文獻(xiàn)標(biāo)識碼??A

文章編號??0517-6611（2020）04-0046-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.014

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Curve Fitting Analysis of Dynamics between Microbes Content and Contamination Rate during Flammulina velutipes Inoculating

ZHANG Peng1，LIU Ya-qing2，XIONG Bing-hui3 ?et al??（1.Quanzhou Institute of Agricultural and Sciences，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362212;2.Quanzhou Normal University，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362046;3.Fujian Yuxing Agricultural Science and Technology Co.Ltd.，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362212）

Abstract??In this paper， the law of variation of other microbes content in inoculated environment versus contamination rate of fungi bag has been studied.In order to achieve the objective of this study， natural sediment method was applied to measure other microbes content in inoculation box of one enterprise.Through regression analysis which contain linear，quadric cure and cubic cure on the date of other microbes content in inoculation box and contamination rate， the mathematical model was constructed， and then a statistical test was put to the model.The results showed that the P value of the three models were less than 0.01， all of the model well reflected the relationship between other microbes content and contamination rate， the R2adj of cubic model was maximal（0.997） and regression coefficient were distinctness by T testing， therefore， the cubic model can accurately predict the change of the contamination rate according to other microbes content， regression equation was Y=0.203-0.489x+0.293x2-0.014x3.

Key words??Regression analysis method;Contamination rate;Linear regression;Quadric curve;Cubic curve

金針菇（Flammulina velutipes）又名金菇、構(gòu)菌、毛柄金錢菌，隸屬于傘菌目（Agaricales）白蘑科（Tricholomataceae）小火焰菌屬（Flammulina）[1-2]，其營養(yǎng)豐富，深受市場歡迎，是我國最早進(jìn)行人工[3-5]栽培的食用菌之一，我國食用菌協(xié)會統(tǒng)計(jì)顯示，2017年我國金針菇產(chǎn)量達(dá)247.92萬t。目前我國金針菇主產(chǎn)區(qū)福建、江蘇等地已實(shí)現(xiàn)了工廠化栽培，對于生產(chǎn)企業(yè)而言，污染率是決定企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要因素之一，在工廠化栽培過程中，各個(gè)操作空間及環(huán)境的潔凈度與菌包的污染率呈顯著正相關(guān)，為了減少污染發(fā)生，接種室、培養(yǎng)車間的雜菌需要控制在一定的范圍內(nèi)，目前許多金針菇生產(chǎn)企業(yè)尤其是袋栽模式的企業(yè)仍采用傳統(tǒng)的接種箱接種，接種箱內(nèi)的潔凈度直接關(guān)系到接種的成功率，做好接種箱的消毒及空間雜菌監(jiān)測極為重要。檢查環(huán)境空氣中微生物數(shù)量的方法很多，沉降法是其中的一種，沉降法操作簡單，檢查出的活菌總數(shù)客觀地反映了空氣污染的程度，是判斷空氣污染的指標(biāo)之一，常用于室內(nèi)空氣微生物含量測定與評價(jià)[6-7]。筆者從一家金針菇生產(chǎn)企業(yè)的接種環(huán)節(jié)入手，對接種箱內(nèi)微生物采樣，研究接種過程中雜菌含量與污染率的關(guān)系，分析兩者之間的數(shù)量關(guān)系，建立合適的模型，旨在對菌包污染率進(jìn)行預(yù)測，從而及時(shí)采取嚴(yán)格消毒措施，降低污染率，提高種植效益。

1??材料與方法

1.1??試驗(yàn)地點(diǎn)??福建省裕興農(nóng)業(yè)科技有限公司。

1.2??試驗(yàn)材料??PDA培養(yǎng)基、接種箱、酒精燈等。

1.3??試驗(yàn)方法

1.3.1??采樣點(diǎn)的選擇。每個(gè)接種箱設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn)。采樣點(diǎn)分布見圖1。

將接種工具、菌種、栽培袋按要求放置到接種箱內(nèi)，PDA平皿置于采樣點(diǎn)處，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行相應(yīng)的處理后，密封接種箱，打開皿蓋，自然暴露在接種箱空氣中5 min后蓋上皿蓋，采樣完成。采樣完成后立即接種，接種時(shí)按無菌操作要求進(jìn)行[8]，接種完成后培養(yǎng)袋連同平皿一起取出。接種室的環(huán)境溫度控制在20 ℃以內(nèi)。

將平皿倒置放入35～37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)48 h后取出，進(jìn)行菌落形成單位計(jì)數(shù)，求出每箱平均每皿菌落形成單位的數(shù)量[9]。

1.3.2??試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

接種環(huán)境微生物的含量通過控制接種箱內(nèi)部消毒嚴(yán)格程度的方式來設(shè)置6個(gè)處理，處理①：嚴(yán)格按照規(guī)程操作，器物表面及空間消毒;處理②：氣霧消毒30 min，器物表面不作消毒;處理③：氣霧消毒15 min，器物表面不作消毒;處理④：不作氣霧消毒，器物表面不作消毒;處理⑤：不作任何消毒措施，打開箱蓋10 min;處理⑥：不作任何消毒措施，打開箱蓋30 min。每個(gè)處理4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5箱，每箱接種60袋。

1.3.3??數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。

接種后的栽培袋移至培養(yǎng)室，21 ℃避光培養(yǎng)10 d，統(tǒng)計(jì)污染率。記錄每10個(gè)接種箱空氣中雜菌含量（CFU/皿）的平均值及其對應(yīng)的污染率。

1.3.4??數(shù)據(jù)分析。

以上述空氣中雜菌含量（CFU/皿）的平均值為自變量，其對應(yīng)的污染率為因變量，繪制散點(diǎn)圖。觀察數(shù)據(jù)在圖中的分布情況及特點(diǎn)，選用不同的回歸模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，根據(jù)不同模型的R、R2 、R2adj、F等統(tǒng)計(jì)量判斷（接種箱）空氣中雜菌含量與污染率這2個(gè)變量適用于哪個(gè)回歸模型。

2??結(jié)果與分析

2.1??數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

（接種箱）空氣中雜菌含量與污染率的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1，相應(yīng)的散點(diǎn)圖見圖2，不同處理的平板經(jīng)培養(yǎng)后菌落生長情況見圖3。根據(jù)散點(diǎn)圖的分布情況選擇3個(gè)回歸模型（表2）。

2.2??不同模型的比較及選擇

不同模型的統(tǒng)計(jì)量描述及檢驗(yàn)見表3。從表3可以看出，直線、二次曲線、三次曲線3種模型的擬合度（R2）均達(dá)0.95以上，方差分析的Sig.均小于0.01，因此這3種模型的擬合結(jié)果均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

三次曲線 模型的R2adj最大（0.997），因此可以判斷（接種箱）空氣中雜菌含量與污染率這2個(gè)變量更適于Cubic模型，擬合曲線與觀測值非常吻合（圖4）。故Cubic模型最適合表征污染率隨（接種箱）空氣中雜菌含量變化的規(guī)律。從圖4可以看出，當(dāng)接種箱內(nèi)空氣中雜菌含量在0～3 CFU/皿時(shí)，菌包的污染率能夠控制在1%的范圍內(nèi)，當(dāng)雜菌含量超過3 CFUu/皿時(shí)，菌包的污染率明顯增大。

2.3??回歸方程

Cubic模型的回歸系數(shù)見表4，從表4可以

看出，因變量Y（污染率）對3個(gè)自變量（接種箱雜菌含量）x、x2、x3的非標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)分別為-0.489、0.293、-0.014，對應(yīng)顯著性檢驗(yàn)的t值分別為-3.03、7.989、-6.049，3個(gè)回歸系數(shù)B的顯著性水平P值均小于0.05，可以認(rèn)為自變量x、x2、x3對因變量（污染率）均有顯著影響。自變量x2的標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)最大，說明變量x2較其他變量對因變量（污染率）的影響最大。因此，回歸分析得到的回歸方程為Y=0.203-0.489x+0.293x2-0.014x3。

3??討論

在金針菇的工廠化生產(chǎn)中，各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的操作不當(dāng)均會引起菌包的污染，保持正常的染菌率是食用菌工廠運(yùn)行的基礎(chǔ)，所有的管理工作都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)之上，如果染菌率失控，正常的生產(chǎn)秩序?qū)⑼耆淮騺y，工廠將承受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。接種過程中的污染主要來源于接種工具及懸浮空間內(nèi)的微生物，包括真菌、細(xì)菌、病毒、放線菌等，通過對接種環(huán)境的動態(tài)檢測，預(yù)測菌包的污染率，指導(dǎo)金針菇生產(chǎn)管理，及時(shí)控制環(huán)境質(zhì)量，從而降低污染。通常，食用菌生產(chǎn)企業(yè)要將污染率控制在5%以下，效益才能得到保障，該研究根據(jù)Cubic模型可知，當(dāng)接種箱內(nèi)雜菌含量超過6 CFU/皿時(shí)，菌包的污染率將大于5%。生產(chǎn)中，可以對接種箱進(jìn)行抽樣檢測，若箱內(nèi)雜菌含量超過6 CFU/皿時(shí)，污染率過大，應(yīng)對接種箱重新消毒，同時(shí)該批次菌包不能繼續(xù)培養(yǎng);若箱內(nèi)雜菌含量小于5 CFU/皿時(shí)，則污染率在可以接受的范圍內(nèi)。

空氣微生物的采樣方法有很多，自然沉降法最簡單、應(yīng)用最廣，它是利用帶有微生物的塵粒因重力自然下降至培養(yǎng)基表面，在空氣中暴露一定時(shí)間后進(jìn)行培養(yǎng)，菌落檢查計(jì)數(shù)，以平板培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)來判定環(huán)境內(nèi)的活微生物數(shù)。據(jù)測算，每100 cm2培養(yǎng)基在空氣中暴露5 min，其表面接受自然沉降的雜菌相當(dāng)于10 L空氣中所含的雜菌數(shù)。

由于某些微生物不能在PDA培養(yǎng)基上生長[10]，檢測過程中也容易受到其他環(huán)境因素的干擾，這種方法并不能精確地測出空氣中全部微生物的真實(shí)含量，但能反映空氣中微生物含量的變化趨勢及嚴(yán)重情況，此外由于引起金針菇菌包污染的主要雜菌如木霉屬、青霉屬、根霉屬、脈孢菌屬、假單孢桿菌屬等都可以在PDA培養(yǎng)基上生長，因此該方法可以用來對接種箱空氣環(huán)境進(jìn)行大致的估計(jì)。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2020年

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