李晶,鄭喜群,劉曉蘭,荊瑞勇
(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué),大慶 163319;2.齊齊哈爾大學(xué))
全球循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生物經(jīng)濟(jì)的概念在近幾年得到了廣泛學(xué)者的關(guān)注[1]。玉米漿(Corn Steep Liquor,CSL)是玉米濕法淀粉生產(chǎn)過程中,玉米浸泡液濃縮后形成的副產(chǎn)物[2]。玉米漿常采取回噴到玉米皮的方式制成飼料或作為微生物發(fā)酵氮源,但存在玉米漿貯存難,易霉變的問題,玉米漿大量利用處理是目前的瓶頸問題[3-5]。玉米漿經(jīng)微生物發(fā)酵處理后,制得玉米漿發(fā)酵液。其主要成分為可溶性蛋白質(zhì)和小分子肽類、各種氨基酸、無機(jī)鹽和維生素等,可為食用菌生長提供營養(yǎng)物質(zhì)。
杏鮑菇(Pleurotus eryngii)又名刺芹側(cè)耳,也叫干貝菇。因其菇肉肥厚、質(zhì)地脆嫩、滋味鮮美,兼具杏仁香味和鮑魚口感,具有“平菇之王”的稱號[6]。杏鮑菇屬于低溫、恒溫性菇類。與其他食用菌相比,杏鮑菇適宜在9~10月份出菇,此時(shí)正值食用菌生產(chǎn)淡季,故其有著良好的市場前景[7]。此外,杏鮑菇中提取的活性因子,如中蛋白、多肽、多糖、三萜類、β-葡聚糖,PEPS1(一種雜多糖),抗菌多肽-eryngin等[8-9],還具有抗癌[10-11]、抗氧化[12-13]、降血糖降血脂[14-15]、緩解骨質(zhì)疏松癥[16]、潤腸胃[17]等功效,是藥食兩用的珍貴食用菌[18]。
近年來,作為杏鮑菇栽培主料豆粕、麥麩價(jià)格不斷攀升,而玉米漿發(fā)酵液作為玉米漿再加工的產(chǎn)物,產(chǎn)量巨大、資源豐富且價(jià)格低廉。因此,研究玉米漿發(fā)酵液部分替換豆粕、麥麩栽培杏鮑菇,研究其對杏鮑菇菌絲生長、子實(shí)體產(chǎn)量、生物學(xué)效率的影響進(jìn)行探究,具有很好的指導(dǎo)生產(chǎn)意義,同時(shí)也能為玉米漿的高效宏量利用提供創(chuàng)新途徑。
供試菌株:杏鮑菇母種購于貴州習(xí)水縣食用菌研究所。
試驗(yàn)原料:雜木屑、麩皮、石灰、石膏購于武漢周玉麟研究所;玉米漿發(fā)酵液來自實(shí)驗(yàn)室。
SW-CJ-1FD型單人超凈工作臺(tái):蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;SX-500型立式壓力蒸汽滅菌器:上海天美有限公司;舜宇恒平FA-1004電子天平:上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;組合式全溫振蕩培養(yǎng)箱:上海知楚儀器設(shè)備公司;室外大棚:學(xué)校建造。
1.3.1 出菇試驗(yàn)
對照組(CK)配方:雜木屑78%、麩皮20%、蔗糖1%、石灰1%、石膏1%。實(shí)驗(yàn)組配方:雜木屑86%、麩皮5%、玉米漿發(fā)酵液6%、蔗糖1%、石灰1%、石膏1%。
1.3.2 栽培方法
挑取1 cm3大小的母種接種于原種培養(yǎng)基中,待菌絲長滿種瓶即可。選用17 cm×35 cm的聚丙烯塑料袋,根據(jù)試驗(yàn)配方的不同,分別按照常規(guī)方法拌料,裝袋,用塑料套環(huán)封口,121℃滅菌2 h,接種后于26℃下培養(yǎng)發(fā)菌,菌絲長滿袋后,打開袋,15~30 d開始出菇管理。
1.3.3 滿袋時(shí)間、菌絲生長速度的測定
對接種完畢后的菌袋,每種配方各取10袋,放置在培養(yǎng)箱中,每天觀察菌絲長勢,待菌絲發(fā)滿菌袋后記錄滿袋時(shí)間。
菌絲生長速度(mm·d-1)=菌絲生長高度/生長時(shí)間
1.3.4 菌絲生長指數(shù)
菌絲生長指數(shù)(mm·d-1)=菌落長勢評分/菌絲生長速度
1.3.5 菌絲生物量的測定
PDA培養(yǎng)液在4 000 r·min-1離心10 min,得到的沉淀物即為菌絲,將菌絲用清水反復(fù)洗滌后,用四層紗布過濾,置于105℃烘干至恒重,稱重。
菌絲生物量(g·mL-1)=菌絲體干重/菌絲培養(yǎng)液總體積
1.3.6 產(chǎn)量計(jì)算
待菇體成熟、去除菌柄根部泥土后稱取子實(shí)體重量。
生物學(xué)效率(%)=鮮菇產(chǎn)量/培養(yǎng)基干重
1.3.7 子實(shí)體表征形態(tài)和農(nóng)藝性狀調(diào)查
待菇體成熟采摘后,對子實(shí)體進(jìn)行子實(shí)體菌柄直徑、菌柄長度、菌蓋厚度、菌蓋直徑的測量。
1.3.8 統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 1822.0、Microsoft Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
杏鮑菇在玉米漿發(fā)酵液栽培基質(zhì)上菌絲生長速度和長勢見表1,杏鮑菇菌絲生長指數(shù)見表2。
表1 杏鮑菇菌絲體生長情況Table 1 The growth of P.eryngii filaments
表2 菌絲生長指數(shù)Table 2 Mycelium growth index
試驗(yàn)結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)組菌絲長勢、生長速度均強(qiáng)于對照組。菌落邊緣整齊度好,氣生菌絲量均為合適。實(shí)驗(yàn)組菌絲平均生長速度5.84±0.47 mm·d-1較對照組5.60±0.44 mm·d-1,加快了0.14 mm·d-1,且具有顯著性差異。實(shí)驗(yàn)組菌絲比對照組均更潔白濃密,菌絲生長狀態(tài)更佳。杏鮑菇菌絲體生長指數(shù)表2可以看出,指數(shù)最高的為實(shí)驗(yàn)組29.2 mm·d-1,與對照組16.8 mm·d-1生長指數(shù)高出12.4 mm·d-1,呈現(xiàn)顯著性差異。這可能是由于菌絲能夠直接吸收氨基酸、尿素等小分子化合物,而高分子的蛋白質(zhì)不能直接被利用,必須經(jīng)過菌絲分泌的蛋白酶水解成肽或氨基酸后才能被利用。這與韓春華[19]的研究結(jié)果類似。某些氨基酸幾乎不能或者完全不能生物合成,影響了菌絲的生長速度和長勢,但玉米漿發(fā)酵液中氨基酸成分含量組成合理齊全。
杏鮑菇菌絲生物量的影響杏鮑菇菌絲生物量如圖1所示。
圖1 玉米漿發(fā)酵液對杏鮑菇生物量的影響Fig.1 Effect of corn pulp fermentation solution on the biomass of P.Eryngii
試驗(yàn)結(jié)果表明:對照組菌絲生物量均從2~8 d呈先上升后呈平穩(wěn)狀態(tài)。對照組2 d開始時(shí)的10.62 g·100 mL-1,逐漸升高,6 d時(shí)菌絲生物量達(dá)到最高,為32.01 g·100 mL-1,6 d以后菌絲量比較平穩(wěn)。實(shí)驗(yàn)組在2~8 d生物量持續(xù)升高,8 d時(shí)達(dá)到最高35.3 g·100 mL-1。在3~4 d時(shí)兩組生物量劇增,表明菌絲生長分裂加快,且實(shí)驗(yàn)組增幅最大,高出10.43 g·100 mL-1。在6 d以后,實(shí)驗(yàn)組仍然能持續(xù)性增長,可提高1.80 g·100 mL-1??梢钥闯鲇衩诐{發(fā)酵液對菌絲生物量生成有促進(jìn)作用,能持續(xù)長效的產(chǎn)生生物量。出現(xiàn)這種情況的原因可能是玉米漿發(fā)酵液中既富含小分子的氨基酸、肽類等短效氮源,也有大分子的持續(xù)氮源。
表3 杏鮑菇生長周期Table 3 P.eryngii growth cycle
試驗(yàn)結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)組的滿袋時(shí)間遠(yuǎn)早于對照組,實(shí)驗(yàn)組現(xiàn)蕾最早,轉(zhuǎn)潮時(shí)間最短,出菇周期也是最短,比對照組提前出菇1 d左右。實(shí)驗(yàn)組菌絲滿袋所需時(shí)間最短,菌絲發(fā)菌周期比對照組縮短9~13 d,呈現(xiàn)顯著性差異。玉米漿發(fā)酵液對出菇周期有一定的影響,發(fā)菌時(shí)間成顯著性相關(guān)。這可能是因?yàn)樵谟绊懗龉街芷诤蜐M袋時(shí)間的眾多因子之中,培養(yǎng)基氮源可能是關(guān)鍵因素。也可能是培養(yǎng)料具有良好的透氣性的緣故。陳忠純等[20]認(rèn)為側(cè)耳類菌絲生長受培養(yǎng)料內(nèi)CO2濃度影響,濃度越高生長越慢,這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似,實(shí)驗(yàn)組培養(yǎng)料玉米漿發(fā)酵液呈粘稠狀且吸水性強(qiáng),彌補(bǔ)了雜木屑顆粒大、質(zhì)地硬、保水力弱等缺點(diǎn)。
對成熟子實(shí)體進(jìn)行清洗去根處理后,觀察結(jié)果見圖2和表4。
表4 第一茬杏鮑菇子實(shí)體形態(tài)特征的影響Table 4 The influence of the physical morphological characteristics of the first batch of P.eryngii
圖2 杏鮑菇子實(shí)體形態(tài)Fig.2 The solid form of P.eryngii
試驗(yàn)結(jié)果表明:對照組菌蓋直徑5.83±0.07 cm與實(shí)驗(yàn)組7.09±0.08 cm,呈現(xiàn)顯著性差異(P<0.05);實(shí)驗(yàn)組菌柱長度5.52±0.23 cm,對照組4.84±0.25 cm,呈顯著性差異(P<0.05),說明玉米漿發(fā)酵液對于菌蓋直徑、菌柱長度具有增大增長的效果。菌柱顏色和菌蓋厚度方面,對照組和實(shí)驗(yàn)組均無顯著性差異,菌蓋顏色和菌落特征均為深褐色和群生;實(shí)驗(yàn)組子實(shí)體密度高達(dá)0.72±0.02 g·mL-1,顯著高于對照組(P<0.05);玉米漿發(fā)酵液對杏鮑菇子實(shí)體菌蓋直徑、子實(shí)體密度有著明顯的影響。出現(xiàn)這種結(jié)果可能是因?yàn)橛衩诐{發(fā)酵液中含有大量碳氮源,菌絲利用其產(chǎn)生ATP,參與合成蛋白質(zhì)、糖類,使菌絲質(zhì)地緊密。
杏鮑菇產(chǎn)量和生物學(xué)效率見表5。
表5 杏鮑菇產(chǎn)量和生物轉(zhuǎn)化率Table 5 P.eryngii yield and biotransplation rate
試驗(yàn)結(jié)果表明:第一茬杏鮑菇的生物學(xué)效率占總生物學(xué)效率的37%~39%左右。杏鮑菇第一茬菇產(chǎn)量最高,第二茬菇、第三茬菇產(chǎn)量逐漸下降。實(shí)驗(yàn)組總生物學(xué)效率最高,為99.20%,比對照組增加了6.04個(gè)百分點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)組總產(chǎn)量為4 959 g,顯著高于對照組4 658 g,增加了301 g。玉米漿發(fā)酵液替代部分栽培基質(zhì)氮源,實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn),增產(chǎn)率為6.46%。第一茬菇實(shí)驗(yàn)組比對照組增產(chǎn)了205 g,增產(chǎn)率為11.80%。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是在杏鮑菇栽培中,產(chǎn)量與菌絲生長速度呈正相關(guān),菌絲生長速度越快,產(chǎn)量就越高,這與索好飛[21]研究結(jié)果相似。菌絲生長時(shí)間越短、消耗培養(yǎng)基養(yǎng)分越少,菌絲積累養(yǎng)分就越多,產(chǎn)量也就隨之上升。
含玉米漿發(fā)酵液培養(yǎng)料栽培的杏鮑菇的菌絲長勢、菌絲生長速度、生物量、菌絲生長指數(shù)優(yōu)良。生長周期縮短10~14 d,產(chǎn)量增加,增產(chǎn)率為6.46%,總生物學(xué)效率可高達(dá)99.20%。子實(shí)體形態(tài)、菌蓋直徑、菌體密度提高。綜上所述,玉米漿發(fā)酵液能夠促進(jìn)杏鮑菇生長、改善子實(shí)體商品形狀,提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值,為應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)提供依據(jù)。