巨菌草替代部分木屑對猴頭菇菌絲生長的影響及條件優(yōu)化*

趙瑞華，賀曉龍，劉月芹，汪 飛

（1.延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000；2.陜西省區(qū)域生物資源保育與利用工程技術(shù)研究中心，陜西 延安 716000；3.陜西省紅棗重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 延安 716000；4.延安市微生物研究所，陜西 延安 716000）

猴頭菇（Hericium erinaceus），又稱猴頭菌，因其子實(shí)體形狀酷似猴頭得名，其肉質(zhì)柔軟細(xì)滑，味道鮮美可口，是一種具有重要食（藥） 用價值的真菌[1-4]。猴頭菇營養(yǎng)價值豐富，含有大量蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸和人體所需微量元素等，具有降低血膽固醇，提高肌體免疫力，延緩衰老，防癌抗癌，治療消化道疾病等功效[1-4]。然而，目前野生猴頭菇在我國數(shù)量較少，主要靠人工栽培來滿足日益增長的市場需要。近年來，猴頭菇的栽培技術(shù)在不斷改良發(fā)展，由原來的椴木栽培已發(fā)展為袋料栽培[5-6]。袋料栽培具有很多優(yōu)點(diǎn)，如廣泛的原料來源、較短的生產(chǎn)周期、豐厚的產(chǎn)量、較大的收益等，因此被廣泛使用。猴頭菇栽培料可根據(jù)地區(qū)選擇不同原料，但猴頭菇是一種木腐真菌，栽培中主要以雜木屑為主，而雜木屑的獲取需要通過砍伐樹木，再經(jīng)過人為加工，不利于林木資源和環(huán)境的保護(hù)，因此需要尋找能替代木屑的經(jīng)濟(jì)環(huán)保原料。

巨菌草（Pennisetum giganteum） 是多年生狼尾草屬（Pennisetum）植物，適宜在熱帶、亞熱帶、溫帶生長和人工栽培。植株高大、抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量多、粗蛋白和糖分含量高。早期林占熺[7-8]曾研究利用野草替代木屑栽培食（藥）用菌并取得了巨大成功，故以菌草栽培食（藥）用菌的技術(shù)被廣泛研究。馬曉龍等[9]利用巨菌草栽培平菇（Pleurotus ostreatus）的配方篩選試驗(yàn)表明，巨菌草與棉子殼1∶1配比時，可提高菌絲生長速度，且生物學(xué)轉(zhuǎn)化效率也增加了7.64%；陳曉斌等[10]研究菌草栽培杏鮑菇（Pleurotus eryngii） 結(jié)果顯示，當(dāng)含60%菌草栽培料栽培杏鮑菇生長最好；黃玉琴等[11]開展菌草栽培銀耳（Tremella fuciformis） 試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)70%菌草含量栽培銀耳菌絲生長速度最快。

通過利用延安地區(qū)資源豐富的巨菌草作為部分主料，探索其在猴頭菇菌絲生長階段與木屑的最適比例，并對菌絲生長條件進(jìn)行優(yōu)化；以期促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐莓a(chǎn)業(yè)發(fā)展，為猴頭菇栽培提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 菌種與試劑

猴頭菇菌種由延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院食用菌試驗(yàn)室提供；干巨菌草（已粉碎）、木屑、麩皮、石膏粉、葡萄糖、玉米粉、瓊脂粉等均為市售優(yōu)級。

PDA斜面培養(yǎng)基：土豆20%、葡萄糖2%、瓊脂2%，水1 000 mL，pH自然，經(jīng)121℃高壓滅菌30 min。

1.2 儀器與設(shè)備

LDZM-60KCS立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療器械廠；SW-CJ-2F超凈工作臺，蘇州凈化設(shè)備有限公司；WT系列電子天平，杭州萬特衡器有限公司；PHS-25pH測試儀，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；LXT-500C型食用菌培養(yǎng)料水分測定儀，深圳市萊希特儀器設(shè)備有限公司；GHP-9080隔水式恒溫培養(yǎng)箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司。

1.3 菌草栽培猴頭菇配方篩選

1.3.1 擴(kuò)大培養(yǎng)

將猴頭菇菌種接種于斜面培養(yǎng)基，置于27℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至菌絲長勢強(qiáng)壯備用。

1.3.2 栽培料預(yù)處理

木屑提前1周用水充分浸泡，裝袋前再晾至適宜水分含量，除去芳香類物質(zhì)。巨菌草用時提前晾曬，防止其吸潮變質(zhì)，影響試驗(yàn)結(jié)果，麩皮等輔料在裝袋前拌入主料，以免營養(yǎng)損失[12]。

1.3.3 原種制備

按照麩皮17%、玉米粉1%、石灰1%、蔗糖1%，木屑80%的比例稱取原料；加水?dāng)嚢杈鶆?，測定栽培料含水量；每瓶裝80 g，在瓶內(nèi)栽培料底留1個孔，有利于接種和均勻發(fā)菌，后用帶孔塑料瓶蓋封住瓶口，擦去瓶身余料，防止后期污染；121℃高壓滅菌30 min，冷卻至室溫后，挑選長勢良好的猴頭菇菌絲，接種于瓶中；將接種后的料瓶放置于20℃～25℃恒溫培養(yǎng)箱中黑暗培養(yǎng)，空氣相對濕度保持在60%～65%，在此過程中及時檢查污染情況，通風(fēng)換氣。

1.3.4 栽培配方篩選

設(shè)置巨菌草和木屑不同比例的5種栽培料配方，見表1。

表1 栽培料配方Tab.1 Formula of cultivating materials

每支原種轉(zhuǎn)接5袋栽培種，pH調(diào)至5.0。菌袋合理擺放于菌架，培養(yǎng)箱溫度23℃～26℃，空氣相對濕度65%左右，待菌絲長至菌袋1/3時，培室箱溫度降至21℃～23℃，每天通風(fēng)1次～2次，每次60 min～90 min，及時檢查有無污染菌袋并清除。

1.3.5 菌絲生長速度測定

待菌袋中猴頭菇菌絲覆蓋料面后，沿菌絲生長的前沿劃線，10 d后再沿菌絲生長前沿劃線，測量兩線之間的距離，計(jì)算菌絲生長速度，各配方均重復(fù)測定5次，取平均值，即為菌絲生長速度；同時，記錄菌絲長滿料袋時間、色澤、雜菌污染及菌絲長勢[13]。菌絲生長速度（V，mm·d-1）的計(jì)算公式為：

式中：S為菌絲長度（mm）；D為菌絲生長天數(shù)（d）。

1.4 猴頭菇菌絲生長條件優(yōu)化

1.4.1 單因素試驗(yàn)

根據(jù)上述試驗(yàn)篩選出的最佳栽培配方，以猴頭菇菌絲生長綜合評價為指標(biāo)，分別研究栽培料含水量、接種量、pH和栽培料溫度對猴頭菇菌絲生長的影響。各單因素試驗(yàn)中固定因素的設(shè)置為通常范圍內(nèi)值。

1）栽培料含水量對猴頭菇菌絲生長的影響

固定栽培料接種量10%，pH 5，栽培料溫度25℃，考察栽培料含水量（55%、60%、65%、70%）對猴頭菇菌絲生長的影響。

2）接種量對猴頭菇菌絲生長的影響

固定上述試驗(yàn)確定的最佳栽培料含水量，pH 5，栽培料溫度25℃，考察接種量（5%、10%、15%、20%）對猴頭菇菌絲生長的影響。

3）pH對猴頭菇菌絲生長的影響

固定上述試驗(yàn)確定的最佳栽培料含水量和最佳接種量，栽培料溫度25℃，考察pH（4、5、6、7）對猴頭菇菌絲生長的影響。

4）栽培料溫度對猴頭菇菌絲生長的影響

固定上述試驗(yàn)確定的最佳栽培料含水量、最佳pH及最佳接種量，考察栽培料溫度（22℃、25℃、28℃、31℃）對猴頭菇菌絲生長的影響。

1.4.2 正交試驗(yàn)

以猴頭菇菌絲生長綜合情況為指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取各因素進(jìn)行3水平L9(34)正交試驗(yàn)，優(yōu)化猴頭菇菌絲生長條件。

1.4.3 數(shù)據(jù)處理

利用IBM SPSS Statistics 21.0軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 巨菌草栽培猴頭菇配方篩選結(jié)果

固定栽培料配方中其他原料的添加量，考察巨菌草和木屑的不同配比對猴頭菇菌絲生長的影響，結(jié)果見表2。

表2 不同配方對猴頭菇菌絲生長的影響Tab.2 Effects of different formulas on the growth of Hericium erinaceus mycelium

由表2可知，在D處理（60%巨菌草和20%木屑）條件配比下，菌絲生長速度明顯高于其他組，在P＜0.05水平上與其他組差異顯著，且滿袋天數(shù)短，菌絲更強(qiáng)壯、茂密，菌絲生長綜合評價最高，因此選定菌草添加量為60%。

2.2 猴頭菇菌絲生長條件優(yōu)化

2.2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

1）栽培料含水量對猴頭菇菌絲生長的影響

當(dāng)栽培料含水量分別為55%、60%、65%、70%時猴頭菇菌絲生長情況見表3。

表3 含水量對猴頭菇菌絲生長的影響Tab.3 Effect of water content on the growth of Hericium erinaceus mycelium

由表3可知，含水量對猴頭菇菌絲生長有較大影響，在含水量不同的情況下，菌絲生長速度存在顯著性差異，且當(dāng)含水量保持在65%時，菌絲生長最茂盛、長滿料袋所用天數(shù)最少、平均生長速度最快、菌絲生長綜合評價最高。因此，確定栽培料最佳含水量為65%。

2）接種量對猴頭菇菌絲生長的影響

當(dāng)栽培料接種量分別為5%、10%、15%、20%時猴頭菇菌絲生長情況見表4。

表4 接種量對猴頭菇菌絲生長的影響Tab.4 Effect of inoculum size on the growth of Hericium erinaceus mycelium

由表4可知，接種量對猴頭菇菌絲生長有一定影響，在接種量差異較大的情況下，菌絲生長速度存在顯著性差異，但接種量10%和15%時各項(xiàng)指標(biāo)差異很小，且當(dāng)接種量保持在10%～15%時，菌絲生長最茂盛、長滿料袋天數(shù)最少、平均生長速度快、菌絲生長綜合評價最高。從經(jīng)濟(jì)成本角度考慮，選擇最佳接種量為10%。

3） pH對猴頭菇菌絲生長的影響

當(dāng)栽培料pH分別為4、5、6、7時猴頭菇菌絲生長情況見表5。

表5 pH對猴頭菇菌絲生長的影響Tab.5 Effect of pH on the growthof Hericium erinaceus mycelium

由表5可知，pH對猴頭菇菌絲生長有較大影響，不同培養(yǎng)料pH的菌絲生長速度存在顯著差異，且當(dāng)pH為5時，菌絲生長最茂盛、長滿料袋天數(shù)最少、平均生長速度最快、菌絲生長綜合評價最高。因此，確定最佳pH為5。

4）栽培料溫度對猴頭菇菌絲生長的影響

當(dāng)栽培料溫度分別為22℃、25℃、28℃、31℃時猴頭菇菌絲生長情況見表6。

表6 培養(yǎng)料溫度對猴頭菇菌絲生長的影響Tab.6 Effect of culture medium temperature on the growthof Hericium erinaceus mycelium

由表6可知，栽培料溫度對猴頭菇菌絲生長有較大影響，并且在料溫不同的情況下，菌絲生長速度存在顯著性差異，且當(dāng)栽培料溫度保持在25℃時，菌絲生長最茂盛、長滿料袋天數(shù)最少、平均生長速度最快、菌絲生長綜合評價最高。因此，確定最佳栽培料溫度為25℃。

2.2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表7，正交試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表7 正交試驗(yàn)因素水平表Tab.7 Factors and levels of orthogonal experiment

表8 正交試驗(yàn)結(jié)果Tab.8 Results of orthogonal experiment

由表8可知，極差R值依次為D＞A＞C＞B，對猴頭菇生長情況影響大小即栽培料溫度＞栽培料含水量＞pH＞接種量。通過比較各個因素的平均值大小，可知最佳條件組合為A2B1C2D1，但是表中綜合結(jié)果排序第一為試驗(yàn)9（A3B3C2D1），因此對這兩組組合進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Tab.9 Results of verification experiment

如表9所示，A2B1C2D1組合的菌絲生長綜合結(jié)果優(yōu)于A3B3C2D1，所以最優(yōu)條件組合為A2B1C2D1，即巨菌草栽培猴頭菇的最佳菌絲生長條件為栽培料含水量65%、接種量10%、pH 5、栽培料溫度25℃。在此條件下，菌絲平均生長速度為4.67 mm·d-1，菌絲長滿天數(shù)為28 d，菌絲色澤雪白、健壯，無雜菌感染。各因素正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析見表10。

表10 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Tab.10 Variance analysis of orthogonal experiment results

由表10可知，4個因素中栽培料溫度對猴頭菇菌絲生長的影響顯著（P＜0.05），栽培料含水量、接種量和pH影響無顯著差異。

3 結(jié)論與討論

利用巨菌草部分替代木屑栽培猴頭菇，通過菌絲生長速度、長滿天數(shù)、色澤和雜菌污染情況等得出巨菌草與木屑在猴頭菇菌絲生長階段的最適配比為3∶1，效果比常規(guī)配方好，說明巨菌草可以部分替代木屑作為一種猴頭菇栽培主料。以菌絲生長綜合評價為指標(biāo)，對影響菌絲生長的栽培料含水量、接種量、pH及栽培料溫度4個因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上，通過正交試驗(yàn)優(yōu)化巨菌草栽培猴頭菇的菌絲生長條件，結(jié)果表明當(dāng)栽培料含水量65%、接種量10%、pH5、栽培溫度25℃時，菌絲生長綜合指標(biāo)最好。

試驗(yàn)結(jié)果可為巨菌草栽培猴頭菇提供理論參考，也可促進(jìn)延安地區(qū)菌草產(chǎn)業(yè)發(fā)展。試驗(yàn)雖探究了巨菌草對猴頭菇菌絲生長階段的影響，但后續(xù)還應(yīng)深入研究其對出菇階段的影響及生物轉(zhuǎn)化率等的影響。另外，本試驗(yàn)材料為干巨菌草，對鮮巨菌草替代木屑配方比例及栽培條件的影響仍需進(jìn)一步探究。