葦基杏鮑菇栽培及產(chǎn)品分析

李曉宇

（中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所/中國(guó)科學(xué)院濕地生態(tài)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)春 130102）

0 引言

食用菌產(chǎn)業(yè)是中國(guó)鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)民增收的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，其產(chǎn)量與產(chǎn)值已列在糧食、蔬菜、果蔬、油料之后的第五位[1]。菇類產(chǎn)品具有豐富的營(yíng)養(yǎng)，富含多種生理活性物質(zhì)，不但可用來(lái)制作菜肴，而且具有保健功能[2]。食用菌產(chǎn)業(yè)也是人類開發(fā)工農(nóng)業(yè)資源、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蛋白源的新興產(chǎn)業(yè)，符合21世紀(jì)食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)家提出的“三低三高”的要求，即“低鹽、低糖、低脂肪，高蛋白、高維生素、高膳食纖維”的現(xiàn)代食品營(yíng)養(yǎng)理念[3]。

中國(guó)是食用菌生產(chǎn)和消費(fèi)的主要大國(guó)之一。中國(guó)食用菌工廠化總產(chǎn)量達(dá)到全球的43%[1]。2000年以來(lái)，中國(guó)食用菌產(chǎn)量與產(chǎn)值呈直線上升趨勢(shì)，產(chǎn)量每年以10%的速度增長(zhǎng)，2015年突破3400萬(wàn)t[3]。2020年食用菌產(chǎn)值達(dá)3465.7億元[4]。以平菇為主的側(cè)耳屬食用菌是世界第二大栽培菌種[5]，其優(yōu)點(diǎn)是栽培基質(zhì)多樣化、生物轉(zhuǎn)化率高、栽培技術(shù)容易掌握[6]。杏鮑菇(Pleurotus eryngii)也叫King oyster mushroom，是側(cè)耳屬中栽培量較大的品種。杏鮑菇的傳統(tǒng)栽培基質(zhì)多是闊葉木屑，隨著森林資源保護(hù)增加導(dǎo)致木屑的產(chǎn)出量急劇減少，栽培基質(zhì)的需求量卻隨食用菌生產(chǎn)量、消費(fèi)量的增加而不斷增加。為解決栽培基質(zhì)供應(yīng)量減少、價(jià)格上漲問(wèn)題，生產(chǎn)上逐漸開發(fā)出玉米芯、棉籽殼、甘蔗渣等農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物替代木屑基質(zhì)，但是這些基質(zhì)存在收集困難、生態(tài)安全的問(wèn)題。

蘆葦(Phragmites australis)屬于多年生根狀莖型禾本科植物，作為世界廣布種，大面積地分布在多個(gè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)，是多種濕地生態(tài)系統(tǒng)的建群種。蘆葦是重要的纖維原料，2.5 t蘆葦可代替5 m3木材造1 t優(yōu)質(zhì)紙，故有“第二森林”之稱。蘆葦纖維含量超過(guò)70%，存在代替木屑栽培食用菌的巨大潛力。天然蘆葦基本符合AA級(jí)綠色食品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。濕地蘆葦來(lái)源于自然生態(tài)系統(tǒng)，作為基質(zhì)栽培食用菌，既能增加蘆葦?shù)慕?jīng)濟(jì)價(jià)值，又能豐富食用菌栽培基質(zhì)，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，不僅符合國(guó)家倡導(dǎo)的濕地生態(tài)保護(hù)和合理利用理念，也適用于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興政策。國(guó)外已有利用野生蘆葦[7]和人工濕地蘆葦[8]為原料進(jìn)行平菇栽培的研究，證明蘆葦在平菇栽培料使用中的可替代性，但葦基栽培的食用菌品質(zhì)是否能達(dá)到商品化要求尚不清楚。

筆者利用蘆葦為主要基料栽培杏鮑菇，以木屑栽培的產(chǎn)業(yè)化杏鮑菇產(chǎn)品為對(duì)照，分析其形態(tài)、有機(jī)養(yǎng)分、礦質(zhì)元素及重金屬含量，從形態(tài)和營(yíng)養(yǎng)上研究蘆葦基質(zhì)替代木屑栽培食用菌的可行性，旨在為濕地蘆葦資源化利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 蘆葦基質(zhì)來(lái)源

蘆葦基質(zhì)來(lái)源于松嫩平原西部牛心套保葦場(chǎng)，該區(qū)共有蘆葦3300 hm2，年產(chǎn)量超過(guò)7000 t。蘆葦在12月沼澤水面結(jié)冰后收獲。此時(shí)蘆葦含水量約為10%～15%，氮、磷、鉀等元素含量分別為0.51%、0.08%和0.85%，纖維含量約72%，灰分為9.5%（表1）。蘆葦打捆后用于食用菌栽培。

表1 蘆葦營(yíng)養(yǎng)成分表 %

1.2 葦基菌棒制作

將蘆葦秸稈粉碎至長(zhǎng)度0.8～1.5 cm、寬度1～2 mm的規(guī)格，提前12 h將蘆葦碎屑預(yù)濕，按照蘆葦50%、玉米芯38%、麥麩5%、豆餅5%、石膏1%和石灰1%的質(zhì)量配比，混合充分?jǐn)嚢?，通過(guò)進(jìn)料機(jī)、攪拌機(jī)和裝袋機(jī)，裝入聚丙烯袋(17 mm×37 mm)，自動(dòng)窩口機(jī)窩口，連同棉塞裝入滅菌倉(cāng)，采用常壓蒸汽滅菌法，100℃連續(xù)滅菌10 h。

1.3 葦基杏鮑菇栽培

待滅菌倉(cāng)溫度下降后，取出菌棒冷卻后移入經(jīng)殺菌消毒處理的接種室，進(jìn)行杏鮑菇菌種接種。每個(gè)菌袋鮮重約1.3 kg，接種量5%（質(zhì)量比）。接種后的菌棒移入消毒后的發(fā)菌室，發(fā)菌室內(nèi)溫度25℃，濕度60%～70%，遮光，24 h換氣。35～45天內(nèi)完成菌絲發(fā)育成熟，長(zhǎng)滿菌袋。

菌絲長(zhǎng)滿菌袋后，移入出菇大棚。根據(jù)杏鮑菇生長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的要求，大棚內(nèi)溫度15～25℃，利用遮陰網(wǎng)散光照射12 h，24 h通風(fēng)，保持相對(duì)濕度75%～85%。同時(shí)菌袋單側(cè)開口，去蕾后每袋保留一個(gè)杏鮑菇蘑菇原基。

1.4 杏鮑菇生長(zhǎng)及生理測(cè)試

待杏鮑菇長(zhǎng)至傘徑4～6 cm時(shí)，收獲第1潮菇，同時(shí)以商品杏鮑菇為對(duì)照（以木屑和玉米芯為主料）。2種杏鮑菇分別稱量鮮重，利用卡尺測(cè)量菇柄長(zhǎng)和菌蓋直徑。測(cè)量后移入干燥箱60℃烘干至恒重，稱量每個(gè)菇體干重，并計(jì)算含水量[式(1)]，6個(gè)重復(fù)。

利用中藥研磨機(jī)將干杏鮑菇打成粉，樣品送至農(nóng)業(yè)農(nóng)村部產(chǎn)品及加工品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（長(zhǎng)春），測(cè)試有機(jī)養(yǎng)分、礦質(zhì)元素、重金屬等成分。粗多糖含量參照NY/T 1676—2008標(biāo)準(zhǔn)食用菌粗多糖的比色測(cè)定法，總糖含量參照GB/T 15672—2009標(biāo)準(zhǔn)中食用菌總糖含量的測(cè)定法，粗蛋白含量利用總氮（凱氏定氮法）乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)4.38獲取[9]。16種氨基酸組分利用離子交換色譜法測(cè)定(ion exchange chromatography，IEC)[10]，總氨基酸為各氨基酸組分總和。粗脂肪采用總脂肪估算法獲取[11]。根據(jù)現(xiàn)有的方法礦質(zhì)元素檢測(cè)方法分別參照GB 5009.92—2016(Ca)、GB 5009.14—2017(Zn)、GB 5009.90—2016(Fe)、DB22/T 1986—2013(Se)，重金屬檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參照GB 5009.12—2017(Pb)、GB 5009.15—2014(Cd)、GB/T 113082—1991(Cr)、GB/T 5009.17—2014(Hg)、GB/T 5009.11—2014(As)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用IBM SPSS 19.0(IBM-SPSS Inc,USA)和Excel 2010對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，2種杏鮑菇采用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，對(duì)比葦基食用菌與商品杏鮑菇是否存在顯著差異，結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，顯著水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 菇體形態(tài)

葦基栽培的杏鮑菇與木屑栽培的杏鮑菇相比，形態(tài)上沒(méi)有顯著差異。菇體長(zhǎng)度葦基栽培的要比木屑栽培的短10%（表2）。2種杏鮑菇的菌蓋直徑相似，約4.7 cm。葦基杏鮑菇的鮮重和含水率略高于木屑杏鮑菇，鮮重增加5%，含水率增加2.8個(gè)百分點(diǎn)，但葦基杏鮑菇的干重比木屑杏鮑菇的低19%。

表2 杏鮑菇的形態(tài)分析

2.2 菇體有機(jī)養(yǎng)分

葦基杏鮑菇的多個(gè)有機(jī)養(yǎng)分與木屑杏鮑菇相似。粗蛋白、總氨基酸、粗脂肪和總糖的含量無(wú)顯著差異。但葦基杏鮑菇的粗多糖含量比木屑杏鮑菇低28.42%，葦基杏鮑菇的總糖含量平均52%，略高于木屑杏鮑菇總糖含量3%?？偘被岷柯缘陀谀拘夹吁U菇2%（表3）。

表3 杏鮑菇的有機(jī)養(yǎng)分分析

檢測(cè)了杏鮑菇的16種氨基酸組分，以谷氨酸和組氨酸含量最高，約占3%和2.5%。葦基杏鮑菇的精氨酸含量略高于木屑杏鮑菇。蘇氨酸、纈氨酸、絲氨酸和酪氨酸的平均含量低于木屑杏鮑菇，但2種杏鮑菇氨基酸組分差異均不顯著（圖1）。

圖1 16種葦基杏鮑菇氨基酸組分及含量

2.3 菇體礦質(zhì)元素及重金屬含量

葦基杏鮑菇的鈣和鐵元素含量顯著高于木屑杏鮑菇。與木屑杏鮑菇相比，葦基杏鮑菇的鈣含量增加了1.32倍，鐵含量增加了36%。葦基杏鮑菇鋅的含量與木屑杏鮑菇相比，降低了45.05%（表4）。

表4 杏鮑菇的元素含量 mg/(kg·鮮重)

葦基和木屑杏鮑菇的重金屬含量均低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量(GB 2762—2017)。葦基杏鮑菇的砷含量是木屑杏鮑菇的2倍，鎘含量不足后者的 1/2（表 5）。

表5 杏鮑菇的重金屬含量 mg/(kg·鮮重)

3 結(jié)論與討論

3.1 影響葦基杏鮑菇栽培的主要因素

從杏鮑菇的形態(tài)和鮮重角度看，蘆葦基質(zhì)完全可以作為木屑替代品栽培食用菌。食用菌栽培方面的研究表明，木質(zhì)纖維素類栽培基質(zhì)、菌種類型和溫濕度等栽培管理方法對(duì)食用菌的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)化具有重要影響[12-14]。蘆葦?shù)睦w維含量達(dá)到70%，作為優(yōu)質(zhì)碳源，是工農(nóng)業(yè)原料。在工業(yè)上作為蓋茅屋[15]、造紙[16]和凈化水體的材料[17]。農(nóng)業(yè)上蘆葦用作飼料[17]和肥料[15]。以蘆葦做主要基質(zhì)栽培食用菌也有研究[18-20]。由于蘆葦?shù)奶己枯^高，氮含量較低，C/N比接近50%，蘆葦作為單一基質(zhì)，達(dá)不到食用菌菌絲發(fā)育和子實(shí)體生長(zhǎng)所需要的碳氮配比需求（分別為20:1和(30～40):1）。因此利用蘆葦基質(zhì)栽培杏鮑菇需要額外的氮源補(bǔ)充。Sánchez[21]研究表明當(dāng)前食用菌栽培的基質(zhì)大多數(shù)為混合基質(zhì)。由于本研究利用的葦基杏鮑菇菌棒為工廠化制棒，利用機(jī)械裝袋容易堵塞出料口，為了解決該問(wèn)題，利用玉米芯替換部分蘆葦，可以實(shí)現(xiàn)工廠化制棒，降低人力成本[22]。

蘑菇的菌絲有降解基質(zhì)中木質(zhì)纖維素的能力[23]，這種能力與食用菌品種有關(guān)。菌種影響到糖、蛋白質(zhì)等有機(jī)化合物的合成能力，是形成食用菌產(chǎn)量和品質(zhì)的另一個(gè)重要因素。側(cè)耳屬是一類將基質(zhì)轉(zhuǎn)化為子實(shí)體率較高的食用菌，對(duì)栽培環(huán)境的管控要求也相對(duì)較低[21]。杏鮑菇從珍稀類食用菌轉(zhuǎn)化為常規(guī)食用菌類，也表明了其栽培的廣泛性和高產(chǎn)特征。此外，栽培環(huán)境的溫濕度、通氣和光條件，也是影響產(chǎn)量的關(guān)鍵環(huán)境因素。人工栽培的食用菌通常能采收2～4潮，不同潮菇間的蘑菇子實(shí)體鮮重和品質(zhì)也具有很大的差異，第1潮產(chǎn)量幾乎占總產(chǎn)量的50%[9]。改變?cè)耘喙芾矸绞綍?huì)影響出菇時(shí)間和整齊度，以及食用菌的生長(zhǎng)周期和產(chǎn)量。本文參照杏鮑菇菌絲發(fā)育和子實(shí)體生長(zhǎng)需要的常規(guī)栽培條件，略低于實(shí)際對(duì)環(huán)境的生長(zhǎng)需求，經(jīng)過(guò)3次杏鮑菇的鮮重總和計(jì)算，葦基杏鮑菇的生物轉(zhuǎn)化率超過(guò)90%。

3.2 葦基杏鮑菇品質(zhì)特征

通常栽培的食用菌子實(shí)體的干物質(zhì)中接近40%為碳水化合物、17.5%為蛋白質(zhì)、2.9%為脂肪[24]。葦基栽培的杏鮑菇總糖含量為52%以上，粗蛋白含量超過(guò)20%，脂肪含量?jī)H為1.3%。表明杏鮑菇是一種優(yōu)質(zhì)的碳、氮有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)源，利用蘆葦為基料可以達(dá)到木屑栽培后的有機(jī)養(yǎng)分水平。一些野生菌類研究中，干物質(zhì)平均粗蛋白含量高于栽培菌類，可達(dá)到22.8%～24.9%[25-26]。本研究杏鮑菇子實(shí)體的粗蛋白含量高于栽培菌類的平均水平，但低于野生菌類的粗蛋白含量。氨基酸與食用菌的鮮味有關(guān)，在栽培類食用菌中，通常氨基酸總量占子實(shí)體干重的12.1%，主要以谷氨酸、鳥氨酸和丙氨酸為主[24]。葦基杏鮑菇總氨基酸含量為15.5%，高于栽培食用菌的氨基酸含量的平均水平，略低于木屑栽培的杏鮑菇氨基酸17.7%的含量（表3）。2種杏鮑菇的谷氨酸和組氨酸含量均占5%以上，表明氨基酸組分高低不受栽培基質(zhì)影響，與食用菌的品種有關(guān)（圖1）。葦基杏鮑菇與木屑杏鮑菇相比，粗多糖含量較低，但總糖含量較高，可能是杏鮑菇的菌絲在分解蘆葦纖維木質(zhì)素過(guò)程中，合成的單糖、還原糖和其他糖類更多一些，而多糖類較少，糖類合成轉(zhuǎn)化需要進(jìn)一步研究。

無(wú)機(jī)鹽和微量元素對(duì)食用菌的影響具有劑量依賴性，不同種屬的食用菌對(duì)無(wú)機(jī)鹽的種類和劑量需求量存在差異，其中鈣元素與細(xì)胞透性有關(guān)，微量元素鋅銅等是某些酶的輔基或激活劑[27]。食用菌中的無(wú)機(jī)鹽和微量元素含量與培養(yǎng)料的元素含量多寡和菌種對(duì)不同元素富集能力有關(guān)。關(guān)于葦基杏鮑菇與木屑杏鮑菇的元素含量差異需要進(jìn)一步驗(yàn)證和分析。

本研究利用的蘆葦基質(zhì)來(lái)源于松嫩平原西部牛心套保濕地，該區(qū)2003—2020年主要開展了水文生態(tài)修復(fù)和蘆葦種群修復(fù)[28-29]，蘆葦種群的年產(chǎn)量可達(dá)7300 t[30]。隨著區(qū)域蘆葦造紙產(chǎn)業(yè)的消亡，轉(zhuǎn)變蘆葦利用方式，開展蘆葦基質(zhì)化利用是牛心套保濕地可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，可通過(guò)食用菌栽培，延長(zhǎng)葦—魚—蟹—菇生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈[31]。如何提高食用菌對(duì)蘆葦纖維素和木質(zhì)素的分解和轉(zhuǎn)化能力將是下一步研究的重點(diǎn)。