以茶副產(chǎn)物為基料工廠化栽培金針菇*

張海華，朱躍進，林 杰，呂楊俊，張士康**

（1.中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院，浙江省茶資源跨界應用技術重點實驗室，浙江 杭州 310016；2.浙江農(nóng)林大學，浙江 杭州 311300）

食用菌是人類重要的食品之一，具有營養(yǎng)豐富、味道鮮美等特點，被列入聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）倡導的“一葷一素一菇”飲食模式和世界衛(wèi)生組織（WHO） 提出的六大保健食品[1]。食用菌產(chǎn)業(yè)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領域發(fā)揮著重要的“變廢為寶”作用，食用菌栽培原料主要以棉籽殼、玉米芯、稻草等農(nóng)作廢棄物和闊葉樹木屑為主料栽培，循環(huán)利用農(nóng)業(yè)廢棄的生物質資源產(chǎn)出具有多種營養(yǎng)的菌類供食用。近年來，隨著對環(huán)保、生態(tài)理念的重視，食用菌產(chǎn)業(yè)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領域的作用更加明顯。

金針菇 [Flammulina velutipes(Fr.)Sing]，因其菌柄細長，似金針菜，故稱金針菇，是一種大型真菌[2-3]。金針菇在自然界分布廣泛，中國北起黑龍江，南至云南，東起江蘇，西至新疆均適合金針菇生長[2-3]。金針菇是腐生營養(yǎng)型木材腐生菌，屬擔子菌類異養(yǎng)生物，營養(yǎng)價值高、味道鮮美，是良好的食材，廣受歡迎；其所含的氨基酸種類豐富，且賴氨酸含量較高[4-5]。目前，金針菇是我國工廠化栽培程度最高的食用菌之一[6]。

茶葉是我國農(nóng)業(yè)重要產(chǎn)業(yè)，2018年，全國18個主要產(chǎn)茶?。▍^(qū)、市）茶園面積293萬公頃，全國茶葉產(chǎn)量為261.6萬噸，產(chǎn)值突破2 000億元大關，達到2 157.3億元[7]。當前我國條栽茶園占比超90%，條栽茶園在管理時需定期修剪，產(chǎn)生的修剪枝散落在茶園中并未得到有效利用，此情況在浙江、江蘇、湖北等以名優(yōu)綠茶為主的產(chǎn)區(qū)尤為突出，易造成資源浪費；另外，茶葉深加工企業(yè)產(chǎn)生的茶葉廢渣未有效利用，大量積壓成為企業(yè)負擔。綜上，以茶修剪枝和茶葉深加工廢渣為主的茶副產(chǎn)物如何高效利用是茶產(chǎn)業(yè)亟需解決的問題。

近年來，作者團隊立足食用菌栽培變廢為寶的產(chǎn)業(yè)特性，同步解決食用菌原料缺乏和利用茶副產(chǎn)物的問題，致力于“茶+食用菌”生態(tài)循環(huán)科技模式探索[8-11]。試驗在前期研究基礎上，開展以茶副產(chǎn)物為培養(yǎng)主基料的金針菇工廠化栽培研究，探索茶副產(chǎn)物作為食用菌培養(yǎng)基的工業(yè)化可行性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

金針菇菌種，江蘇鎮(zhèn)江鎮(zhèn)東菇業(yè)有限公司；茶副產(chǎn)物（茶修剪枝∶茶渣=2∶1），浙江安吉宋茗白茶有限公司惠贈；棉籽殼、玉米芯、麩皮、米糠、碳酸鈣、葡萄糖，江蘇鎮(zhèn)江鎮(zhèn)東菇業(yè)有限公司惠贈。鳥苷酸（GMP）、肌苷酸（IMP） 標準品，購于中國上海Sigma試劑有限公司；蘋果酸、乳酸、乙酸、檸檬酸、丁二酸、富馬酸標品，購于國藥集團試劑有限公司；其他試劑均為分析純，購于華東醫(yī)藥股份有限公司。

1.2 設備與儀器

2次試驗均在江蘇鎮(zhèn)江鎮(zhèn)東菇業(yè)有限公司進行，該公司現(xiàn)有金針菇工廠化連續(xù)生產(chǎn)線3條，每條生產(chǎn)線日產(chǎn)金針菇鮮品7 500 kg。試驗儀器與設備見圖1。

1.3 試驗方法

1.3.1 金針菇工廠化栽培

結合實際情況，共進行2次重復栽培。每次根據(jù)茶副產(chǎn)物所占比例不同，參考工廠實際生產(chǎn)配方，設置2個配比組。

第1次擴大栽培：配方1-1#：總投料量為40 kg，其中茶副產(chǎn)物80%、麩皮19%、碳酸鈣1%；配方1-2#：總投料量為40 kg，其中茶副產(chǎn)物40%、棉籽殼40%、麩皮19%、碳酸鈣1%。對照組：總投料量為40 kg，其中玉米芯40%、棉籽殼40%、麩皮19%、碳酸鈣1%。

第2次擴大栽培：配方2-1#：總投料量為40 kg，其中茶副產(chǎn)物80%、米糠18%、葡萄糖1%、碳酸鈣1%；配方2-2#：總投料量為40 kg，其中茶副產(chǎn)物40%、玉米芯40%、米糠18%、葡萄糖1%、碳酸鈣1%；對照組：總投料量為40 kg，其中玉米芯40%、棉籽殼40%、麩皮19%、碳酸鈣1%。

各物料混勻后，調整配方含水量約65%，悶料處理2 h，進行機器裝瓶。設置裝料機裝料壓力為17 s～25 s，每個配方各裝8箱共128瓶即停止，稱量每框重量，計算投料量。裝瓶后置121℃滅菌7 h，冷卻至次日接種，于25℃進行菌絲生長培養(yǎng)，至菌絲張滿瓶后搔菌，將菌瓶轉移至18℃培養(yǎng)室出菇培養(yǎng)，每日觀察直至子實體成熟，采收、稱重。

1.3.2 金針菇生長生物學特性

測定茶副產(chǎn)物新型基料擴大栽培金針菇的生物學特性，如基料的變化情況及金針菇的菌絲生長情況，并將采收的金針菇子實體稱重，生物學效率（S，%）的計算公式為：

式中：X為采收鮮菇質量（kg）；G為投入干物料質量 （kg）。

1.3.3 金針菇基本化學成分分析

對所采收的金針菇子實體開展基本化學成分分析，其中灰分含量測定參考GB 5009.4-2010食品中灰分的測定，脂肪含量測定參考GB 5009.6-2016食品中脂肪的測定，蛋白質含量測定參考GB 5009.5-2010食品中蛋白質的測定，多糖含量測定參考NY/T 1676-2008食用菌中粗多糖含量的測定，氨基酸含量測定參考GB/T 5009.124-2003食品中氨基酸的測定，硒含量測定參考GB 5009.93-2010食品中硒的測定，銅含量測定GB/T 5009.13-2003食品中銅的測定，錳、鐵、鋅、鈣含量測定采用原子吸收光譜法[12]。

對所采收的金針菇子實體開展農(nóng)殘與重金屬檢測，其中六六六、滴滴涕檢測采用GB/T 23204-2008茶葉中519種農(nóng)藥及相關化學品殘留量的測定，二氧化硫檢測采用GB 5009.34-2008食品中二氧化硫的測定，氟含量檢測采用GB/T 5009.18-2003食品中氟的測定，砷含量檢測采用GB/T 5009.11-2003食品中總砷及無機砷的測定，鉛含量檢測采用GB 5009.12-2010食品中鉛的測定，鉻含量檢測采用GB/T 5009.123-2003食品中鉻的測定。

1.3.4 金針菇非揮發(fā)性風味物質分析

對所采收的金針菇子實體中非揮發(fā)性風味物質進行分析，其中：有機酸含量測定參考GB 5009.157-2016食品有機酸的測定，核苷酸含量測定參考GB 5413.40-2016食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中核苷酸的測定。同時，根據(jù)測定結果，計算滋味活性值（TAV），TAV定義為單一化合物濃度與其閾值的比值，TAV值大于1時說明該物質對滋味貢獻顯著[13]。按1∶15料水比在50℃、70 Hz條件下超聲30 min浸提，取5 590 r·min-1離心10 min所得上清液進行分析。進一步參照參考文獻[14]測定金針菇子實體的等鮮濃度（equivalent umami concentration，EUC），即食品（干基）中谷氨酸鈉的含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

同一試驗以同一批次作為重復，數(shù)據(jù)以平均值表示；化學檢測均重復3次，數(shù)據(jù)以平均值表示。

2 結果與分析

2.1 金針菇工廠化栽培情況

不同茶副產(chǎn)物比例新型基料栽培金針菇的生物學特性檢測結果見表1。

表1 以茶副產(chǎn)物新型基料擴大栽培的金針菇的生物學特性Tab.1 Biological characteristics of Flammulina velutipes cultivated on new substrates of tea residue

從表1中可看出，第1次擴大栽培試驗中金針菇菇蕾生長不整齊，有菇蕾部分變黃、夭折的現(xiàn)象，由此導致頭潮菇產(chǎn)量和生物學效率較低。分析其原因可能為1）茶副產(chǎn)物具有吸水快而失水也快的特點，因此起始水分含量較低導致后期金針菇生長中缺水，在后期出菇階段出現(xiàn)現(xiàn)蕾后生長速度降低、菇蕾發(fā)黃、夭折；2）實踐經(jīng)驗認為裝料的松緊度直接影響出菇的質量，尤其是金針菇。裝料松，易導致基料與瓶壁分離，菌絲會在空隙中快速生長并出菇，因此有出邊菇的現(xiàn)象，從而無法達到金針菇出菇一致、整齊的要求。

在第1次試驗基礎上，結合試驗中所遇到的菇蕾不整齊、部分黃變及夭折問題，推測可能是初期快速碳源不足，因此，對培養(yǎng)料配方糖度和生產(chǎn)工藝參數(shù)進行調整，進行第2次擴大栽培試驗。第2次試驗中金針菇在不同茶副產(chǎn)物比例的2個配方均表現(xiàn)良好，頭潮菇生物學效率，菌絲、子實體性狀與對照比無顯著差異。第2次試驗中金針菇頭潮菇生物學效率最高接近90%，且茶副產(chǎn)物培養(yǎng)料在菌絲生長階段更有利于金針菇發(fā)菌并促進菌絲生長，因此，后續(xù)試驗選用第2次栽培金針菇子實體進行成分測定。2-2#配方菌絲生長及出菇情況見圖2。

2.2 金針菇基本化學成分分析

以第2次擴大栽培試驗所得金針菇子實體為研究對象，對其基本成分進行分析，并與同一批次傳統(tǒng)基料栽培的金針菇子實體相比，分析結果見表2。

表2 金針菇基本成分分析結果Tab.2 Analysis results of basic components of Flammulina velutipes

由表2可知，與對照相比，2個茶副產(chǎn)物配方的金針菇蛋白含量和粗多糖含量較對照低，而脂肪、灰分較高。采用茶副產(chǎn)物基料培養(yǎng)的金針菇總體礦物質含量比對照略低，但是茶副產(chǎn)物培養(yǎng)基培養(yǎng)的金針菇鋅 （2-1#）、銅 （2-1#）、錳 （2-1#、2-2#）含量要顯著高于對照。

2.3 金針菇氨基酸含量分析

不同培養(yǎng)配方金針菇氨基酸組成分析結果見表3。

由表3可知，3種栽培配方金針菇總氨基酸含量組成相似，其中對照組總氨基酸含量高于茶副產(chǎn)物配方組。游離氨基酸測定結果中，3種栽培配方金針菇氨基酸組成相似；茶副產(chǎn)物2-2#在谷氨酸和谷氨酰胺總含量較高，達97.7 mg·100-1g-1；茶副產(chǎn)物組金針菇中的支鏈氨基酸含量明顯高于對照組。支鏈氨基酸在人體中以釋放胰島素和釋放生長激素這2種特殊方式促進合成代謝（肌肉增長），其中最重要的是異亮氨酸，即酮異己酸（KIC） 和β-羥基-β丁酸甲酯（HMB）的前身，KIC和HMB可增加肌肉，減少脂肪，并為人體提供營養(yǎng)[3]。

表3 金針菇氨基酸分析結果Tab.3 Amino acid analysis results of Flammulina velutipes

2.4 金針菇農(nóng)殘與重金屬分析

檢測3種不同配方栽培金針菇安全性指標農(nóng)藥殘留和重金屬含量結果見表4。

表4 金針菇農(nóng)殘與重金屬分析結果Tab.4 Analysis results of agricultural residues and heavy metals of Flammulina velutipes

由表4可知，按我國食用菌中農(nóng)殘和重金屬限量標準要求，對標準規(guī)定中的農(nóng)殘六六六和滴滴涕進行了檢測，結果表明所檢測項目均符合國家標準要求。重金屬中鉛、砷含量低于標準限量。此外，還檢測了茶葉中富含的氟含量，發(fā)現(xiàn)茶副產(chǎn)物配方培養(yǎng)的金針菇與對照樣品氟含量無顯著差異，因此可以排除氟過高的憂慮。

2.5 金針菇非揮發(fā)性風味物質分析

分析第2次試驗栽培金針菇的滋味物質，并計算呈味滋味活性值（TAV），結果見表5。

從表5可看出，金針菇中核苷酸和谷氨酸含量對其鮮味貢獻較顯著，其TAV值>1，其他滋味物質的TAV值均小于1，說明這些物質單獨對金針菇整體滋味貢獻不顯著，但是由于各物質間存在協(xié)同增效作用，因此其對滋味的貢獻也不容忽視，最終形成了金針菇獨有的滋味。

Barros[15]將EUC劃分為4個水平以便直觀評價食品鮮味。通過計算金針菇樣品的等鮮濃度值ECU得出，2-1#、2-2#、對照分別是25 757.26 mg·100-1g-1、12 393.20 mg·100-1g-1、15 199.24 mg.100-1g-1。3 種金針菇的 EUC 值均>1 000 g·100-1g-1干重，屬于第一水平，其中茶副產(chǎn)物2-1#的等鮮濃度值最高，其次為對照樣品，說明茶副產(chǎn)物2-1#樣品鮮味最突出，推測以茶副產(chǎn)物培養(yǎng)料栽培的金針菇鮮味優(yōu)于傳統(tǒng)玉米芯基料栽培的金針菇。

表5 金針菇的滋味物質測定結果Tab.5 Taste compounds of Flammulina velutipes

3 結論

通過2批次擴大栽培試驗，發(fā)現(xiàn)以茶副產(chǎn)物為基料的金針菇長勢良好，與玉米芯主料栽培的金針菇相比，發(fā)菌、出菇、采收提前1 d～2 d，從栽培到出菇共需53 d，頭潮菇生物學效率最高可達89.9%，與對照無差異，證明以茶副產(chǎn)物栽培金針菇具有可操作性。通過分析采收金針菇樣品的基本成分、農(nóng)殘與重金屬和風味物質含量，結果表明以茶副產(chǎn)物基料栽培的金針菇營養(yǎng)豐富，符合國家對食用菌中農(nóng)殘和重金屬限量的標準要求，且具有比對照更突出的鮮味物質。試驗結果為茶副產(chǎn)物的利用提供了有效突破口，將解決因茶副產(chǎn)物堆積導致的環(huán)境壓力，同時也為食用菌行業(yè)提供了良好的廉價培養(yǎng)基料，間接提高食用菌行業(yè)收益。