李曉宇

（中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所/中國科學院濕地生態(tài)與環(huán)境重點實驗室，長春 130102）

0 引言

食用菌產業(yè)是中國鄉(xiāng)村經濟發(fā)展與農民增收的重要支柱產業(yè)之一，其產量與產值已列在糧食、蔬菜、果蔬、油料之后的第五位[1]。菇類產品具有豐富的營養(yǎng)，富含多種生理活性物質，不但可用來制作菜肴，而且具有保健功能[2]。食用菌產業(yè)也是人類開發(fā)工農業(yè)資源、生產優(yōu)質蛋白源的新興產業(yè)，符合21世紀食品營養(yǎng)學家提出的“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”的現代食品營養(yǎng)理念[3]。

中國是食用菌生產和消費的主要大國之一。中國食用菌工廠化總產量達到全球的43%[1]。2000年以來，中國食用菌產量與產值呈直線上升趨勢，產量每年以10%的速度增長，2015年突破3400萬t[3]。2020年食用菌產值達3465.7億元[4]。以平菇為主的側耳屬食用菌是世界第二大栽培菌種[5]，其優(yōu)點是栽培基質多樣化、生物轉化率高、栽培技術容易掌握[6]。杏鮑菇(Pleurotus eryngii)也叫King oyster mushroom，是側耳屬中栽培量較大的品種。杏鮑菇的傳統栽培基質多是闊葉木屑，隨著森林資源保護增加導致木屑的產出量急劇減少，栽培基質的需求量卻隨食用菌生產量、消費量的增加而不斷增加。為解決栽培基質供應量減少、價格上漲問題，生產上逐漸開發(fā)出玉米芯、棉籽殼、甘蔗渣等農業(yè)副產物替代木屑基質，但是這些基質存在收集困難、生態(tài)安全的問題。

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生態(tài)系統內，是多種濕地生態(tài)系統的建群種。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)質紙，故有“第二森林”之稱。蘆葦纖維含量超過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級綠色食品生產標準。濕地蘆葦來源于自然生態(tài)系統，作為基質栽培食用菌，既能增加蘆葦的經濟價值，又能豐富食用菌栽培基質，帶動區(qū)域經濟發(fā)展，不僅符合國家倡導的濕地生態(tài)保護和合理利用理念，也適用于區(qū)域經濟發(fā)展和鄉(xiāng)村振興政策。國外已有利用野生蘆葦[7]和人工濕地蘆葦[8]為原料進行平菇栽培的研究，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是否能達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，以木屑栽培的產業(yè)化杏鮑菇產品為對照，分析其形態(tài)、有機養(yǎng)分、礦質元素及重金屬含量，從形態(tài)和營養(yǎng)上研究蘆葦基質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依據。

1 材料與方法

1.1 蘆葦基質來源

蘆葦基質來源于松嫩平原西部牛心套保葦場，該區(qū)共有蘆葦3300 hm2，年產量超過7000 t。蘆葦在12月沼澤水面結冰后收獲。此時蘆葦含水量約為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 蘆葦營養(yǎng)成分表 %

1.2 葦基菌棒制作

將蘆葦秸稈粉碎至長度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%的質量配比，混合充分攪拌，通過進料機、攪拌機和裝袋機，裝入聚丙烯袋(17 mm×37 mm)，自動窩口機窩口，連同棉塞裝入滅菌倉，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

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

菌絲長滿菌袋后，移入出菇大棚。根據杏鮑菇生長對環(huán)境的要求，大棚內溫度15～25℃，利用遮陰網散光照射12 h，24 h通風，保持相對濕度75%～85%。同時菌袋單側開口，去蕾后每袋保留一個杏鮑菇蘑菇原基。

1.4 杏鮑菇生長及生理測試

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

利用中藥研磨機將干杏鮑菇打成粉，樣品送至農業(yè)農村部產品及加工品質量監(jiān)督檢驗測試中心（長春），測試有機養(yǎng)分、礦質元素、重金屬等成分。粗多糖含量參照NY/T 1676—2008標準食用菌粗多糖的比色測定法，總糖含量參照GB/T 15672—2009標準中食用菌總糖含量的測定法，粗蛋白含量利用總氮（凱氏定氮法）乘以轉換系數4.38獲取[9]。16種氨基酸組分利用離子交換色譜法測定(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]。根據現有的方法礦質元素檢測方法分別參照GB 5009.92—2016(Ca)、GB 5009.14—2017(Zn)、GB 5009.90—2016(Fe)、DB22/T 1986—2013(Se)，重金屬檢測標準參照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 數據分析

采用IBM SPSS 19.0(IBM-SPSS Inc,USA)和Excel 2010對試驗數據進行統計分析和作圖，2種杏鮑菇采用獨立樣本T檢驗，對比葦基食用菌與商品杏鮑菇是否存在顯著差異，結果用平均數±標準誤表示，顯著水平為0.05。

2 結果與分析

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)上沒有顯著差異。菇體長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個百分點，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 菇體有機養(yǎng)分

葦基杏鮑菇的多個有機養(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 杏鮑菇的有機養(yǎng)分分析

檢測了杏鮑菇的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家標準食品中污染物限量(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，木質纖維素類栽培基質、菌種類型和溫濕度等栽培管理方法對食用菌的產量和營養(yǎng)轉化具有重要影響[12-14]。蘆葦的纖維含量達到70%，作為優(yōu)質碳源，是工農業(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]。農業(yè)上蘆葦用作飼料[17]和肥料[15]。以蘆葦做主要基質栽培食用菌也有研究[18-20]。由于蘆葦的碳含量較高，氮含量較低，C/N比接近50%，蘆葦作為單一基質，達不到食用菌菌絲發(fā)育和子實體生長所需要的碳氮配比需求（分別為20:1和(30～40):1）。因此利用蘆葦基質栽培杏鮑菇需要額外的氮源補充。Sánchez[21]研究表明當前食用菌栽培的基質大多數為混合基質。由于本研究利用的葦基杏鮑菇菌棒為工廠化制棒，利用機械裝袋容易堵塞出料口，為了解決該問題，利用玉米芯替換部分蘆葦，可以實現工廠化制棒，降低人力成本[22]。

蘑菇的菌絲有降解基質中木質纖維素的能力[23]，這種能力與食用菌品種有關。菌種影響到糖、蛋白質等有機化合物的合成能力，是形成食用菌產量和品質的另一個重要因素。側耳屬是一類將基質轉化為子實體率較高的食用菌，對栽培環(huán)境的管控要求也相對較低[21]。杏鮑菇從珍稀類食用菌轉化為常規(guī)食用菌類，也表明了其栽培的廣泛性和高產特征。此外，栽培環(huán)境的溫濕度、通氣和光條件，也是影響產量的關鍵環(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體鮮重和品質也具有很大的差異，第1潮產量幾乎占總產量的50%[9]。改變栽培管理方式會影響出菇時間和整齊度，以及食用菌的生長周期和產量。本文參照杏鮑菇菌絲發(fā)育和子實體生長需要的常規(guī)栽培條件，略低于實際對環(huán)境的生長需求，經過3次杏鮑菇的鮮重總和計算，葦基杏鮑菇的生物轉化率超過90%。

3.2 葦基杏鮑菇品質特征

通常栽培的食用菌子實體的干物質中接近40%為碳水化合物、17.5%為蛋白質、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20%，脂肪含量僅為1.3%。表明杏鮑菇是一種優(yōu)質的碳、氮有機物營養(yǎng)源，利用蘆葦為基料可以達到木屑栽培后的有機養(yǎng)分水平。一些野生菌類研究中，干物質平均粗蛋白含量高于栽培菌類，可達到22.8%～24.9%[25-26]。本研究杏鮑菇子實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，在栽培類食用菌中，通常氨基酸總量占子實體干重的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影響，與食用菌的品種有關（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素過程中，合成的單糖、還原糖和其他糖類更多一些，而多糖類較少，糖類合成轉化需要進一步研究。

無機鹽和微量元素對食用菌的影響具有劑量依賴性，不同種屬的食用菌對無機鹽的種類和劑量需求量存在差異，其中鈣元素與細胞透性有關，微量元素鋅銅等是某些酶的輔基或激活劑[27]。食用菌中的無機鹽和微量元素含量與培養(yǎng)料的元素含量多寡和菌種對不同元素富集能力有關。關于葦基杏鮑菇與木屑杏鮑菇的元素含量差異需要進一步驗證和分析。

本研究利用的蘆葦基質來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)修復和蘆葦種群修復[28-29]，蘆葦種群的年產量可達7300 t[30]。隨著區(qū)域蘆葦造紙產業(yè)的消亡，轉變蘆葦利用方式，開展蘆葦基質化利用是牛心套保濕地可持續(xù)發(fā)展的重要內容之一，可通過食用菌栽培，延長葦—魚—蟹—菇生態(tài)產業(yè)鏈[31]。如何提高食用菌對蘆葦纖維素和木質素的分解和轉化能力將是下一步研究的重點。