不同滅菌方式對酒糟培養(yǎng)料理化性狀及平菇菌絲生長的影響

蔡 吉 劉 軍* 李 麗 趙東 鄭佳 喬宗偉 安明哲溫雪瓶 張桂容 附俊杰 馮潔雅，3 劉雪嬌，3

（1 四川輕化工大學(xué)生物工程學(xué)院，四川宜賓 644000；2 宜賓五糧液股份有限公司，四川宜賓 644000；3四川省綿陽市豐谷酒業(yè)有限責任公司，四川綿陽 621000）

酒糟中含有大量殘余蛋白、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物、維生素和微量元素等物質(zhì)，是一種食用菌較好的栽培原料，加入適量輔料，可栽培多種食用菌[1-2]。近年來陸續(xù)有酒糟栽培平菇[3-5]、金針菇[6-7]、雞腿菇[8]、猴頭菇[9-10]、鳳尾菇[11-13]、黑木耳[14-15]、靈芝[17-18]等報道。據(jù)試驗，100 kg 酒糟栽培平菇、鳳尾菇，可收鮮菇80～120 kg[19]。但酒糟中含有對食用菌菌絲生長不利的醇類、醛類、有機酸類等物質(zhì)[19]，需要長時間的曝曬攤晾以除去上述化學(xué)物質(zhì)，才能作為栽培食用菌的原料。但曝曬攤晾酒糟不僅占用場地，還污染空氣；同時，酒糟中含有嗜熱耐酸的芽孢桿菌及其他雜菌，要徹底滅菌后[20]，才能再次利用。

目前，食用菌培養(yǎng)料常用滅菌方式為常壓滅菌和高壓滅菌。常壓滅菌優(yōu)點是投資少，缺點是勞動強度大，能耗高，滅菌時間長，滅菌效果穩(wěn)定性差等；高溫高壓滅菌雖然滅菌徹底，但培養(yǎng)料的營養(yǎng)成分有一定損失[21]。過氧乙酸作為一種冷殺菌劑，殺菌機理主要是依靠本身所具有的強氧化作用以及過氧化氫和乙酸的協(xié)同作用，破壞微生物的細胞壁，氧化蛋白質(zhì)和酶中的硫鍵，破壞細菌的酶系統(tǒng)，對多種微生物產(chǎn)生快速的抗菌作用[22]；并且在食品工業(yè)應(yīng)用中有特殊的優(yōu)勢，過氧乙酸消毒液易沖洗，且分解產(chǎn)物僅有醋酸、水與氧氣，殘留物對食品安全無毒。同時，因過氧乙酸具有強氧化性，所以對酒糟中含有的醇、醛、有機酸等，會有一定的去除效果。試驗對比過氧乙酸與高溫高壓蒸汽兩種滅菌方式，考察其對平菇酒糟培養(yǎng)料理化性狀及平菇菌絲生長的影響，以期為酒糟培養(yǎng)料滅菌提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

菌種：平菇菌種由宜賓某公司提供。酒糟（由宜賓某酒企提供），棉籽殼、麩皮、石膏粉、石灰，市售；過磷酸鈣（AR，分析純），購于天津市致遠化學(xué)試劑有限公司；硫酸鎂（AR），購于成都市科龍化工試劑廠；磷酸二氫鉀（AR），購于天津市津東天正精細化學(xué)試劑廠；蔗糖（AR），購于柯密歐化學(xué)試劑有限公司；聚丙烯食用菌栽培袋（規(guī)格為15 cm×30 cm×0.005 mm），市售。培養(yǎng)料主料（干重質(zhì)量分數(shù)）：酒糟、棉籽殼、麩皮，且比例為6∶2∶2。輔料（占主料濕重質(zhì)量分數(shù)）：蔗糖1%，石膏粉1%，過磷酸鈣1%，硫酸鎂0.04%，磷酸二氫鉀0.15%，石灰1%～1.5%。培養(yǎng)料pH為6.8～7.2，料含水量為65%。

1.2 試驗方法

培養(yǎng)料混合后進行滅菌處理。①分別加入配制好的不同質(zhì)量濃度的過氧乙酸溶液（2000 mg/L，4000 mg/L，6000 mg/L），無菌環(huán)境放置40 min 后，取樣，裝料每袋500 g；②取部分培養(yǎng)料直接裝袋，121 ℃，滅菌1 h（由于試驗中袋裝料只有500 g，防止滅菌時間過長導(dǎo)致脹袋，故區(qū)別于生產(chǎn)所用2.5 h），滅菌結(jié)束后冷卻至室溫，無菌環(huán)境下接種。接種量為3%（質(zhì)量分數(shù)）。接種后于溫度25 ℃，空氣相對濕度70%，恒溫恒濕暗培養(yǎng)25 d，其間測定菌絲萌發(fā)時間、平均生長速度、長勢等。試驗以不滅菌為對照。每個處理重復(fù)3次，每次10袋。

1.3 測定方法

菌落總數(shù)：參照《食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》（GB 4789.2—2016）；pH：取樣30 g，加入去離子水至300 mL，浸泡30 min，充分混勻后用pH 計測定pH；揮發(fā)性成分（醇、醛、酮、有機酸等）：采用頂空固相微萃取技術(shù)（HS-SPME-GC-MS）；粗纖維：參照飼料中粗纖維的含量測定-過濾法（GB/T 6434—2006）；粗蛋白：凱氏定氮法（GB 5009.5—2016）。

菌塊萌發(fā)時間為接種后菌絲萌發(fā)用時（d）。當菌絲吃料過“袋肩”劃生長起始線，菌絲吃料到離袋底部時劃終止線，測量兩者間的距離，除以培養(yǎng)天數(shù)，即為菌絲平均生長速度（cm/d）。殺菌率=[（滅菌前菌落總數(shù)-滅菌后菌落總數(shù)）/滅菌前菌落總數(shù)]×100%。

1.4 統(tǒng)計分析

使用Microsoft Excel 2016 進行數(shù)據(jù)整理，采用IBM SPSS Statistics 23 進行分析，計算各指標的平均數(shù)和標準差以及顯著性分析，多組數(shù)據(jù)使用單因素方差分析（ANOVA），以Duncan檢驗法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料菌落總數(shù)及殺菌率

由表1 可以看出，采用過氧乙酸滅菌的滅菌率均達85% 以上，但是仍有部分雜菌不能被徹底殺滅，導(dǎo)致其后期培養(yǎng)平菇菌絲階段雜菌生長，從而抑制平菇菌絲生長。過氧乙酸滅菌不徹底的原因可能是由于酒糟栽培料中含有大量的有機物，這些有機物包裹著微生物，同時過氧乙酸與有機干擾物結(jié)合，雜菌就未被徹底殺滅。

表1 不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料菌落總數(shù)及滅菌率

高溫高壓蒸汽滅菌的滅菌率為94.74%。之所以沒能達100% 的滅菌率，可能因為培養(yǎng)料中心部分滅菌溫度與時間未達徹底滅菌要求。過氧乙酸滅菌時空間相對開放，環(huán)境中的微生物仍可能侵染培養(yǎng)料，而高溫高壓蒸汽滅菌是密閉環(huán)境，滅菌效果相對較好。

2.2 不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料pH變化

由表2可知，2000 mg/L過氧乙酸滅菌的培養(yǎng)料pH 有小幅度下降，但不顯著；4000 mg/L，6000 mg/L過氧乙酸滅菌的培養(yǎng)料pH 降幅較大，是因為過氧乙酸本身就是酸性物質(zhì)，其分解產(chǎn)物是乙酸和氧氣；高溫高壓蒸汽滅菌后，酒糟培養(yǎng)料經(jīng)過高溫后，物料物理結(jié)構(gòu)在一定程度上被破壞，酸性物質(zhì)更容易溶解到水中，最終測得pH 有所下降，故兩種滅菌方式都會降低培養(yǎng)料pH，需要添加1%～2% 的石灰，來平衡料pH，以適宜平菇菌絲生長需求。

表2 不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料pH

2.3 不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料揮發(fā)性成分變化

從表3 可以看出，經(jīng)過過氧乙酸或高溫高壓蒸汽滅菌后的酒糟培養(yǎng)料內(nèi)揮發(fā)性成分會相應(yīng)減少。過氧乙酸作用于酒糟栽培料主要發(fā)揮兩個作用：一是具有一定的滅菌作用；二是過氧乙酸具有較強的氧化能力，可以與一些還原性的物質(zhì)反應(yīng)，某些醇類、醛類就可能被氧化成相應(yīng)的醛類或者酸類物質(zhì)以及酮類副產(chǎn)物，同時在一定程度上改變培養(yǎng)料物理性質(zhì)及結(jié)構(gòu)。

表3 不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料揮發(fā)性成分質(zhì)量分數(shù) 單位：μg/100 g

酒糟培養(yǎng)料經(jīng)過氧乙酸滅菌后，料內(nèi)醇類含量隨著過氧乙酸質(zhì)量濃度的上升而減少，而醛類含量增加，推測為過氧乙酸氧化醇類而成；高溫高壓滅菌，醇類含量因高溫揮發(fā)下降明顯，尤其乙醇最明顯。

（續(xù)表3）

酒糟中含有的醛類物質(zhì)包含糠醛及其衍生物，這類物質(zhì)具有一定殺菌作用，影響平菇菌絲生長。經(jīng)過氧乙酸滅菌后，料中糠醛及其衍生物含量增加；而經(jīng)過高溫高壓蒸汽滅菌，料中糠醛含量顯著減少，由13.686 μg/100 g降至9.268 μg/100 g。經(jīng)過氧乙酸滅菌后料中酮類、酸類物質(zhì)含量上升，而經(jīng)高溫高壓滅菌后該類物質(zhì)下降。其他烷烴類物質(zhì)含量變化不大，可能該類物質(zhì)還原性弱，且揮發(fā)性不強。

由表4 可以看出，經(jīng)過氧乙酸或高溫高壓蒸汽滅菌都會減少醇類揮發(fā)性成分的種類。過氧乙酸有強氧化作用，經(jīng)過氧乙酸滅菌后料中醛類物質(zhì)種類減少，2000 mg/L 過氧乙酸滅菌，酮類物質(zhì)種類基本無變化，而4000 mg/L、6000 mg/L 過氧乙酸滅菌后明顯減少。高溫高壓蒸汽滅菌后，料中酸類物質(zhì)減少，醇、醛、酮以及其他類物質(zhì)的種類減少明顯，說明高溫高壓蒸汽滅菌有利于去除沸點相對較低的物質(zhì)；而酯類有所增加，可能是由于某些物質(zhì)活潑化學(xué)鍵在高溫作用下斷裂而分解，與其他物質(zhì)形成新的酯類物質(zhì)。

表4 不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料揮發(fā)性成分種類

2.4 不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料粗纖維、粗蛋白變化

由圖1 可知，不同滅菌方式的酒糟培養(yǎng)料中粗纖維、粗蛋白含量變化不大，即無論是過氧乙酸還是高溫高壓蒸汽滅菌都不影響料中粗纖維、粗蛋白的含量。

圖1 不同滅菌方式的培養(yǎng)料中粗纖維、粗蛋白質(zhì)量分數(shù)

2.5 不同滅菌方式對平菇菌絲生長影響

由表5可知，4種滅菌方式平菇菌種萌發(fā)時間為2～3 d，都能較快萌發(fā)。由圖2 可知，高溫高壓蒸汽滅菌料，平菇菌絲生長速度快于過氧乙酸滅菌，且菌絲長勢好，菌絲濃密潔白、長勢旺盛，生長20 d 菌絲基本長滿袋（過氧乙酸滅菌料需要25 d 以上菌絲才能滿袋）。因此，高溫高壓蒸汽滅菌效果優(yōu)于過氧乙酸滅菌。

圖2 滅菌料接種后10 d的平菇菌絲生長情況

表5 不同滅菌方式滅菌的酒糟培養(yǎng)料中平菇菌絲生長情況

圖3 滅菌料接種后25 d的平菇菌絲生長情況

3 小結(jié)

酒糟培養(yǎng)料過氧乙酸、高溫高壓蒸汽滅菌結(jié)果表明，滅菌率均達85% 以上，滅菌料的pH 變化均在可用石灰調(diào)節(jié)，且石灰用量不影響平菇菌絲生長；培養(yǎng)料內(nèi)部分揮發(fā)性有害物質(zhì)下降，過氧乙酸滅菌會降低醇類、酮類物質(zhì)，但是醛類物質(zhì)會有所增加；抑制微生物或者菌絲生長的糠醛及其衍生物經(jīng)過滅菌后都有所下降，但高溫高壓蒸汽滅菌下降更為明顯；粗纖維和粗蛋白含量滅菌前后無差異。高溫高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)料接種平菇菌種后菌絲長勢較好。

綜上所述，酒糟培養(yǎng)料高溫高壓蒸汽滅菌優(yōu)于過氧乙酸滅菌，滅菌料更有利于平菇菌絲生長。菌絲潔白濃密，菌絲滿袋時間僅為20 d。但過氧乙酸這種綠色環(huán)保的滅菌方式在釀造廢物再利用上具有一定的參考意義。