雙孢蘑菇無菌透氣袋國產(chǎn)化研制及工藝改進(jìn)

摘要要：【目的】采用國產(chǎn)聚丙烯（C3H6）n合成樹脂袋和國產(chǎn)醫(yī)用粘性透氣膜制成的無菌透氣袋，取代進(jìn)口無菌透氣袋進(jìn)行雙孢蘑菇制種，同時通過工藝改進(jìn)提升國產(chǎn)無菌透氣袋制種成品率，大幅降低生產(chǎn)成本，以實現(xiàn)雙孢蘑菇無菌透氣袋的國產(chǎn)化。【方法】采用各型自制無菌透氣袋和進(jìn)口成品無菌透氣袋，通過Ⅰ型制種工藝：塑料袋打孔→貼膜→裝袋高壓→冷卻接種→封口檢漏→翻袋→培養(yǎng)，和Ⅱ型制種工藝：裝袋高壓→冷卻接種→封口檢漏→翻袋→打孔→貼膜→培養(yǎng)，進(jìn)行批量制種試驗，比較制種成品率和制種效率，并進(jìn)行出菇對照試驗?！窘Y(jié)果】通過工藝關(guān)鍵點改進(jìn)的Ⅱ型制種工藝，可使采用全國產(chǎn)材料的透氣菌袋制種成品率達(dá)96%以上，生產(chǎn)效率提升11.2%，與進(jìn)口無菌透氣袋菌種進(jìn)行出菇試驗對比無顯著差異。【結(jié)論】采用全國產(chǎn)材料制成無菌透氣袋可替代進(jìn)口無菌透氣袋進(jìn)行雙孢蘑菇制種，通過使用改進(jìn)的Ⅱ型制種工藝，比進(jìn)口透氣袋大幅降低菌種包裝成本80%以上，大幅提升國內(nèi)雙孢蘑菇菌種的市場競爭力。

關(guān)鍵詞：雙孢蘑菇；透氣袋；透氣膜；國產(chǎn)化

中圖分類號：S646.11" " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " "文章編號：2095-5774（2024）06-0464-08

Localization Development and Process Improvement of Sterile Ventilated

Bag for Agaricus bisporus

Chen Wenzhi，Cai Zhixin，Zeng Zhiheng，Chen Meiyuan，Dai Jianqing*

（Edible Mushroom Institute，F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences / National and Local Joint Engineering Research

Center for Breeding amp; Cultivation of Featured Edible Fungi，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350013，China）

Abstract：【Objective】 Sterile ventilated bags for Agaricus bisporus，manufactured by domestic polypropylen：

（C3H6）n synthetic resin bag and medical adhesive breathable film，were used for spawn production to replace imported bag. Through process improvements，the yield using domestic sterile ventilated bag for spawn production was improved，the production cost was greatly reduced to achieving the localization of sterile ventilated bags for Agaricus bisporus. 【Method】 There were two types of spawn production processes. Type I：plastic bag punching → film sticking → bagging under high pressure → inoculation after cooling → sealing inspection → bag flipping → cultivation，and Type II spawn production process：bagging under high pressure → inoculation after cooling → sealing inspection → overturning bag piles → punching → film sticking → cultivation. Various types of self-made sterile ventilated bags and imported finished sterile ventilated bags were used for batches of spawn production by Type I and Type II processes. The yield and efficiency of spawn production were compared and mushroom cultivation control experiment was also carried out. 【Result】Type Ⅱ spawn production process improved in key points could obtain over 96% of yield when using domestically produced ventilated bag，with a 11.2% increase in production efficiency. There was no significant difference in fruiting experiment between domestic and imported sterile breathable bag. 【Conclusion】 Combined with improved Type Ⅱ spawn production and using sterile ventilated bags produced by domestic materials replacing imported bags，the packaging cost of spawn can be reduced by over 80% compared to imported ventilated bags，significantly enhancing the domestic market competitiveness of Agaricus bisporus spawn.

Key words：Agaricus bisporus；Ventilated bag；Ventilated membrane；Localization

雙孢蘑菇［Agaricus bisporus（J.E.Lange）Imbach］是人工種植最多的食用菌之一［1］，因其優(yōu)質(zhì)的口感和高營養(yǎng)價值，200多年來一直是人類飲食的重要組成部分［2-4］，其生物活性成分在癌癥、糖尿病、免疫系統(tǒng)相關(guān)疾病及細(xì)菌感染等方面的治療上有明顯效果［5-6］，在功能性食品的開發(fā)上具有很大的研究價值和應(yīng)用價值［7-8］。我國雙孢蘑菇栽培起源于1924年胡昌熾先生從日本引進(jìn)菌種，潘志農(nóng)在福州等地小面積栽培成功［9］。近年來，隨著歐美發(fā)達(dá)國家雙孢蘑菇工廠化設(shè)備和技術(shù)的引進(jìn)，我國雙孢蘑菇工廠化企業(yè)發(fā)展迅速，共有38家，工廠化生產(chǎn)比例占總量的30%以上［10］。截至目前，全國雙孢蘑菇年產(chǎn)量達(dá)200多萬t，接近全球產(chǎn)量一半，每年需栽培種約1.1億kg，制種業(yè)年產(chǎn)值達(dá)10多億元。

栽培種作為雙孢蘑菇生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的一環(huán)，其品質(zhì)與產(chǎn)量息息相關(guān)。雙孢蘑菇栽培種起源于1905年Duggar發(fā)明并公布了雙孢蘑菇的菌種純培養(yǎng)方法，1932年Sinden發(fā)明了谷粒菌種的制作技術(shù)，隨后Stoller發(fā)明了麥粒菌種的制作方法，谷粒栽培種和麥粒栽培種就一直沿用至今［11］。雙孢蘑菇菌種按包裝容器劃分，目前主要有瓶裝菌種、以規(guī)格為15 cm × 25 cm的聚丙烯袋子為容器的小袋菌種、無菌透氣袋菌種。無菌透氣袋的透氣膜能阻擋微生物進(jìn)入但允許空氣通過，從而保持袋內(nèi)環(huán)境的無菌狀態(tài)。無菌透氣袋栽培種以其培養(yǎng)周期短，用電省、菌齡一致、使用方便、價平質(zhì)優(yōu)等優(yōu)點將逐步取代傳統(tǒng)的瓶裝栽培種［12］，被廣泛應(yīng)用于我國的工廠化栽培。目前其菌種外包裝容器——無菌透氣袋主要從國外引進(jìn)，其生產(chǎn)難點主要在于透氣膜與聚丙烯袋的接合以及透氣膜的抗壓抗?jié)裥?。美國專業(yè)生產(chǎn)無菌透氣袋的Unicorn公司常用的透氣膜類型有T型和B型2種［13］，在國內(nèi)的大型雙孢蘑菇工廠化制種廠使用較多，因成本較高國內(nèi)小型制種場鮮有使用。引進(jìn)的國外無菌透氣袋成品定價權(quán)在供方，目前單個成品透氣袋到岸價格約為2.5元人民幣，價格較高，且如果完全依賴進(jìn)口將對國內(nèi)蘑菇菌種工廠化制種的國產(chǎn)化配套工藝升級和制種行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展不利。因此研究雙孢蘑菇無菌透氣袋的國產(chǎn)化替代，通過制種工藝優(yōu)化改進(jìn)使用全國產(chǎn)材料進(jìn)行雙孢蘑菇透氣袋菌種的批量生產(chǎn)并實現(xiàn)高成品率，對實現(xiàn)國內(nèi)雙孢蘑菇制種工藝自主化升級和雙孢蘑菇菌種降本增效具有重要意義。

福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所緊跟國外先進(jìn)菌種公司的發(fā)展趨勢，不僅選育了適合工廠化生產(chǎn)的雙孢蘑菇新品種‘W192’‘福蘑38’‘福蘑58’‘福蘑78’等［14-16］，更發(fā)展了具有國內(nèi)特色的雙孢蘑菇制種工藝。曾輝等［17］對無菌透氣塑料袋蘑菇麥粒菌種與瓶裝麥粒菌種在不同溫度下、不同含水量下的走菌情況進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)并沒有明顯區(qū)別。吳今姬等［18］指出該透氣袋栽培種上設(shè)有專用透氣孔，在有效阻斷外部細(xì)菌進(jìn)入的同時，為菌袋內(nèi)部菌種提供充足的氧氣，不僅提高栽培菌種的質(zhì)量，且具有節(jié)省成本，灌裝、取種和運輸方便等優(yōu)點。程翊［19］通過試驗總結(jié)出無菌透氣塑料袋蘑菇菌種質(zhì)量關(guān)鍵控制點，曾志恒等［20］通過分析工廠化生產(chǎn)蘑菇透氣袋菌種過程中每個環(huán)節(jié)可能造成的潛在危害，在工廠化生產(chǎn)蘑菇透氣袋菌種中引入HACCP（Hazard Analysis and Critical Control Point，危害分析與關(guān)鍵控制點），并了建立工廠化蘑菇透氣袋菌種的HACCP體系。研究全國產(chǎn)材料菌袋相應(yīng)配套的制種工藝實現(xiàn)國產(chǎn)透氣袋制種高成品率，通過工藝改進(jìn)最終取代進(jìn)口無菌透氣袋，可大幅降低菌種的包裝成本80%以上，能進(jìn)一步提升國內(nèi)雙孢蘑菇透氣袋菌種的市場競爭力，同時在知識產(chǎn)權(quán)方面實現(xiàn)透氣袋制種工藝核心技術(shù)本土化也具有較大意義。以進(jìn)口無菌透氣袋（簡稱T型）為對照，采用國產(chǎn)聚丙烯（C3H6）n合成樹脂袋和進(jìn)口醫(yī)用粘性透氣膜（簡稱B型）、國產(chǎn)醫(yī)用粘性透氣膜（簡稱C、D、E型），以高壓后透氣袋與透氣膜粘合情況，透氣袋菌種萌發(fā)情況，滿袋時間，菌絲活力、成品率等指標(biāo)，進(jìn)行傳統(tǒng)Ⅰ型、新型Ⅱ型制種工藝試驗對比，優(yōu)化樹脂袋、透氣膜型號和配套制種工藝，將制備出的栽培種進(jìn)行出菇試驗，對比萌發(fā)時間、滿床時間、產(chǎn)量，為全國產(chǎn)無菌透氣袋雙孢蘑菇栽培種批量生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1供試菌株

雙孢蘑菇（Agaricus bisporus）福蘑38，及雙孢蘑菇透氣袋專用原種，均由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌所遺傳育種研究室提供。

1.1.2各型菌袋

進(jìn)口無菌成品透氣袋（簡稱T型），由美國Unicorn公司提供（圖1A），透氣膜材料采用聚四氟乙烯（PTFE），孔徑0.35 μm；國產(chǎn)耐高壓聚丙烯（C3H6）n合成樹脂袋，由龍海市九湖食用菌研究所提供；進(jìn)口醫(yī)用粘性透氣膜（簡稱B型），由美國3M公司提供（圖1B），透氣膜材料采用聚氨酯（Polyurethane）制成，孔徑0.38 μm；國產(chǎn)醫(yī)用粘性透氣膜（簡稱C、D、E型），分別由上海名列新材料有限公司、振德醫(yī)療用品股份有限公司、江蘇弘生生物工程有限公司提供（圖1C-E），C、D型透氣膜材料采用聚偏氟乙烯（PVDF），孔徑0.38 μm，E型透氣膜材料采用醫(yī)療透氣紙，孔徑0.40 μm。

1.1.3栽培種培養(yǎng)基及配方

每100 kg國產(chǎn)紅皮小麥（含水量11%）加水約85 kg，蒸煮至含水量50%左右。然后加石膏

3 kg、輕質(zhì)碳酸鈣2.5 kg、膨脹珍珠巖1 kg進(jìn)行調(diào)質(zhì)，制成麥?；|(zhì)。

1.1.4儀器設(shè)備

蘑菇專用滅菌柜，由連云港國鑫食用菌成套設(shè)備有限公司提供；百級超凈接種臺、千級緩沖冷卻室、萬級培養(yǎng)室，由福建省特色食用菌繁育與栽培國家地方聯(lián)合工程研究中心提供；電烙鐵、透氣袋專用封口機(jī)等工具。

1.2 方法

1.2.1各型透氣袋對比試驗

醫(yī)用粘性透氣膜制袋：使用國產(chǎn)耐高壓聚丙烯（C3H6）n合成樹脂袋，在袋口下方5 cm處中間打孔（孔徑3.5 cm），用各型（B、C、D、E型）粘性透氣膜貼于打孔處，制成各型透氣袋（簡稱B、C、D、E型透氣袋）備用。調(diào)質(zhì)后的麥?；|(zhì)分別用T型進(jìn)口無菌透氣袋（對照組）和B、C、D、E型透氣袋裝袋，每組200袋，于1.5 Mpa壓力下高壓滅菌2.5 h。采用Ⅰ型制種工藝：塑料袋打孔→貼膜→裝袋高壓→冷卻接種→封口檢漏→翻袋→培養(yǎng)［21］，接種后的透氣袋菌種置于潔凈度為萬級的培養(yǎng)室24℃培養(yǎng)，記錄高壓后透氣袋與透氣膜粘合情況，透氣袋菌種萌發(fā)情況，滿袋時間，成品率等指標(biāo)。

1.2.2新型制種工藝對比試驗

針對全國產(chǎn)材料制袋，設(shè)計了新型的制種工藝，工序如下：裝袋高壓→冷卻接種→封口檢漏→翻袋→打孔→貼膜→培養(yǎng)（簡稱Ⅱ型工藝）。調(diào)質(zhì)后的麥粒基質(zhì)分別用T型無菌透氣袋裝袋200袋，用未打孔貼膜的耐高壓聚丙烯（C3H6）n塑料袋裝袋200×4=800袋（采用Ⅱ型工藝，分四組各200袋，貼B、C、D、E型透氣膜），于1.5 Mpa壓力下高壓滅菌2.5 h，在千級冷卻室冷卻到基質(zhì)溫度25℃，移到百級超凈臺接入原種，然后用透氣袋專用封口機(jī)封口，檢查無漏氣后，用電烙鐵打孔，孔徑3.5 cm，貼各型粘性透氣膜各200袋；以T型成品袋采用I型工藝制種200袋作為對照組，接種后透氣袋菌種置于潔凈度為萬級的培養(yǎng)室24℃培養(yǎng)。記錄高壓后透氣袋與透氣膜情況，透氣袋菌種的菌絲萌發(fā)情況，滿袋時間，成品率等指標(biāo)。

1.2.3出菇試驗

出菇試驗的栽培方法參照文獻(xiàn)［21］，將采用Ⅰ型制種工藝的T型和采用Ⅱ型制種工藝的B、C、D、E型透氣袋福蘑38栽培種，在福建金明食品有限公司工廠化出菇房進(jìn)行出菇對比試驗，對比菌絲的萌發(fā)時間、滿床時間、雙孢蘑菇的產(chǎn)量等。

2 結(jié)果與分析

2.1采用I型工藝不同透氣袋的制種成品率差異

從表1可以看出，采用與進(jìn)口成品透氣袋（T型）相類似的制種工序：先進(jìn)行袋膜結(jié)合，再裝袋高壓、接種翻袋，國產(chǎn)C、D、E型透氣膜在高壓后由于受潮等原因，會出現(xiàn)粘性變?nèi)醅F(xiàn)象，造成一定數(shù)量的透氣膜與透氣孔脫離的情況，特別是E型透氣膜，即使高壓后未脫離，菌種培養(yǎng)

7 d，隨著透氣膜由潮濕變干燥這個過程，也會出現(xiàn)一定數(shù)量的膜袋二次分離，造成污染。美國3M公司的B型醫(yī)用透氣膜相對國產(chǎn)醫(yī)用透氣膜高壓潮濕后粘性未見明顯減弱，幾乎沒有出現(xiàn)膜袋分離的現(xiàn)象。比較透氣膜與透氣袋未出現(xiàn)分離的各種類型透氣袋菌種，成品率、萌發(fā)速率、滿袋天數(shù)、菌絲強(qiáng)弱等均未見明顯差別，因此看來各型醫(yī)用透氣膜在過濾雜菌、透氣等方面與T型進(jìn)口透氣膜差別不大，均能滿足雙孢蘑菇菌種的生長需求，主要是國產(chǎn)的透氣膜高壓受潮后粘性發(fā)生變化造成與菌袋分離，造成了成品率的下降。解決國產(chǎn)透氣膜粘性變化這個重要因素是實現(xiàn)無菌透氣袋國產(chǎn)化的關(guān)鍵。

2.2采用Ⅱ型工藝不同透氣袋的制種成品率差異

為解決國產(chǎn)透氣膜高壓受潮后粘性變化這個因素，通過對高壓環(huán)節(jié)進(jìn)行工藝調(diào)整改，設(shè)計了Ⅱ型工藝：裝袋高壓→冷卻接種→封口檢漏→翻袋→打孔→貼膜→培養(yǎng)，使得國產(chǎn)透氣膜避開高壓階段，避免了其受潮粘性減弱的缺陷。表2表明，通過Ⅱ型工藝生產(chǎn)透氣袋菌種，采用醫(yī)用透氣膜B、C型和D型的透氣袋菌種的成品率與采用進(jìn)口透氣袋（T型）的透氣袋菌種的成品率基本持平，但E型透氣膜由于本身粘性較弱在培養(yǎng)過程中還是出現(xiàn)了一定數(shù)量的膜袋分離現(xiàn)象，不能應(yīng)用于透氣袋制種。

2.3 采用I型與II型工藝進(jìn)行透氣袋制種生產(chǎn)效率分析

由表2可以看出，采用Ⅱ型工藝，國產(chǎn)透氣膜C、D型生產(chǎn)的透氣袋菌種成品率與進(jìn)口透氣袋無明顯差異。為了驗證在實際菌種生產(chǎn)中Ⅱ型制種工藝的可行性，通過菌種生產(chǎn)試驗比較了Ⅱ型制種工藝和傳統(tǒng)制種工藝的制種效率，同時也對每百袋制種各工序的耗時進(jìn)行了比較。由表3可以看出Ⅰ型與Ⅱ型工藝打孔貼膜次序不同，Ⅰ型工藝打孔時（均采用電加熱穿刺打孔）需要用手撐開袋子以免刺穿另一面，Ⅱ型工藝打孔時袋內(nèi)有基質(zhì)支撐，因此這一環(huán)節(jié)每百袋耗時減少；同時在封口后檢查漏氣環(huán)節(jié)（檢查袋子高壓過程有否破袋，以及封口是否封牢），Ⅰ型工藝由于透氣膜的存在，需要用手指堵住透氣膜孔才能檢查，（透氣膜本身會漏氣），造成這一環(huán)節(jié)耗時延長且容易誤檢，Ⅱ型工藝封口后就是一個半滿的氣球，檢漏方便直觀而快速；翻袋環(huán)節(jié)Ⅱ型工藝由于袋內(nèi)的空氣比Ⅰ型工藝足，因此翻袋速度也明顯提高。從表3可以看出，國產(chǎn)透氣膜袋采Ⅱ型工藝每百袋總耗時比采用Ⅰ型減少了7 min/人，提高生產(chǎn)效率11.2%。

2.4出菇對比試驗

不同類型的透氣袋出菇試驗結(jié)果如表4所示，Ⅱ型制種工藝的B、C、D、E型透氣袋栽培種在培養(yǎng)料中萌發(fā)時間24 h，與Ⅰ型制種工藝的T型透氣袋栽培種為對照相同。Ⅱ型制種工藝的B、C、D透氣袋栽培種菌絲走菌時間、爬土?xí)r間與對照組沒有明顯差異，但比E型透氣袋栽培種在走菌時間、爬土?xí)r間快1-2 d。對照T型透氣袋栽培種平均單產(chǎn)最高，為25.68 kg/m2，略高于B、C、D、E型透氣袋栽培種分別平均單產(chǎn)24.69 kg/m2、

24.87 kg/m2、25.32 kg/m2、23.25 kg/m2。但通過統(tǒng)計分析，T型透氣袋栽培種與B、C、D型透氣袋栽培種的單產(chǎn)差異不顯著，與E型透氣袋栽培種的單產(chǎn)差異顯著。這表明Ⅱ型制種工藝的B、C、D透氣袋栽培種與I型制種工藝的T型透氣袋栽培種在出菇表現(xiàn)上相當(dāng)。

3 小結(jié)與討論

采用國產(chǎn)醫(yī)用透氣膜和國產(chǎn)聚丙烯（C3H6）n合成樹脂袋制成的無菌透氣袋，在克服高壓和培養(yǎng)過程中的膜袋分離后，就可滿足雙孢蘑菇制種過濾雜菌的要求，主要的工藝難點在于膜袋的結(jié)合工藝。通過制種工藝改進(jìn)，采用裝袋高壓→冷卻接種→封口檢漏→翻袋→打孔→貼膜→培養(yǎng)的Ⅱ型制種工藝，在接種翻袋后用電熱裝置開孔貼膜，可以較好地實現(xiàn)國產(chǎn)透氣膜和塑料袋的結(jié)合。Ⅱ型制種工藝的成品率和制種效率不亞于采用進(jìn)口無菌透氣袋的制種工藝，成品率達(dá)96%以上，生產(chǎn)效率提升了11.2%，出菇表現(xiàn)也無顯著差異。此外，采用新工藝國產(chǎn)無菌透氣袋進(jìn)行雙孢蘑菇制種方便可行，具有透氣膜不潮濕變性、成品率高等特點，可以應(yīng)用于菌種批量生產(chǎn)（圖2）。本試驗中塑料袋封口檢漏、打孔貼膜等工序均采用人工操作，若需采用Ⅱ型制種工藝進(jìn)行大批量菌種生產(chǎn)，可通過研發(fā)配套的機(jī)器設(shè)備，實現(xiàn)接種、封口、打孔、貼膜等工序的全自動流水線操作，進(jìn)一步提升生產(chǎn)效率，提高成品率，降低生產(chǎn)成本。

此外，用全國產(chǎn)材料取代進(jìn)口無菌透氣袋進(jìn)行雙孢蘑菇菌種生產(chǎn)，菌種包裝袋成本可以從進(jìn)口透氣袋的2.5元/個下降到0.3元/個左右。目前已在國內(nèi)制種企業(yè)采用該全國產(chǎn)化透氣袋制種新工藝生產(chǎn)制作了近6萬袋雙孢蘑菇透氣袋菌種，并投放國內(nèi)工廠化雙孢蘑菇栽培場示范推廣，菌種表現(xiàn)良好，市場前景樂觀。采用全國產(chǎn)材料制成無菌透氣袋替代進(jìn)口無菌透氣袋進(jìn)行雙孢蘑菇制種，比進(jìn)口透氣袋大幅降低菌種包裝成本80%以上，該配套工藝得到推廣能較大提升雙孢蘑菇透氣袋菌種的市場競爭力。

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（責(zé)任編輯：許" "玲）

DOI：10.20023/j.cnki.2095-5774.2024.06.003

收稿日期：2024-07-26

基金項目：財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系資助項目（CARS-20）；福建省種業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化工程項目（zycxny2021011）；福建省屬公益類科研院所基本科研專項（2023R1033002）；福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東西部協(xié)作項目（DKBF2024-11）

作者簡介：*為通訊作者，戴建清（1972-），男，高級農(nóng)藝師，主要從事食用菌良種繁育研究，E-mail：317152396@qq.com。

陳文智（1996-），男，研究實習(xí)員，碩士，主要從事食用藥菌栽培及育種研究，E-mail：wz13123167516@163.com