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添加不同比例的蟹味菇菌糠对鸡腿菇栽培的影响

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  摘    要:通过添加不同比例蟹味菇菌糠及棉籽壳配制成5种不同的栽培配方,观察鸡腿菇在不同栽培配方中的出菇情况,并对比了不同栽培配方出菇前后栽培料中木质纤维素和木质纤维素降解酶的变化。结果表明:鸡腿菇出菇前的半纤维素含量最高,木聚糖酶活性最强,出菇后羧甲基纤维素酶活性增加,纤维素含量下降最明显。在5种配方的栽培料中,添加60%蟹味菇菌糠的鸡腿菇菌丝生长速度、出菇前后酶活性、产量均高于其他配方,比对照生长速度提高了9.3%,酶活性平均增加5.56%,产量增加6.36%。
  关键词:鸡腿菇;菌糠;栽培
  中图分类号:S646         文献标识码:A          DOI 編码:10.3969/j.issn.1006-6500.2019.05.010
  Effect of Adding Different Proportion Spent Mushroom Compost of Hypsizygus marmoreus on Cultivation of Coprinus comatus
  YANG Wenqi1,HUANG Liang1,WU Jianjin2,SUN Ning1,WANG Yu1,BAN Litong1
  (1.College of Agronomy and Resources Environmental, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Vegetable Technology Extension Station, Tianjin 300201, China)
  Abstract:Five recipes were prepared by adding different proportion spent mushroom compost of Hypsizygus marmoreus and cottonseed husk to investigate the fruiting situation of Coprinus comatus, and compared the changes of lignocellulose and lignocellulolytic enzymes in the cultivation materials before and after different cultivation recipes. The results showed that hemicellulose content was the highest and xylanase activity was the strongest before mushroom production. Carboxymethyl cellulase activity increased and cellulose content decreased most obviously after mushroom production. The mycelial growth rate, enzyme activity and yield before and after fruiting were higher than those of other recipes in the five recipes, and the growth rate was improved by 9.3%, enzyme activity increased by 5.56% on average, and yield increased by 6.36%.
  Key words: Coprinus comatus; spent mushroom compost; cultivation
  随着食用菌产业化的蓬勃发展,食用菌栽培后培养料的无害化处理成为突出问题,尤其是工厂化生产食用菌采收潮次较少,出菇后培养料中含有较为丰富的营养成分[1]。研究表明,蟹味菇菌糠中含粗蛋白9.16%,粗纤维26.67%,粗脂肪1.62%,还含有多种微量元素、有机酸、多肽等化学物质[2]。其菌糠在结构上具有疏松多孔、透气性好、水分含量高等特点,如蟹味菇菌渣按一定比例配以其他原料栽培杏孢菇,有助于加强菌丝分解半纤维素的能力。菌糠含量的多少会影响培养料的透气性、水分含量,进而影响培养料中半纤维素酶活性含量,以及栽培过程中菌丝对半纤维素的利用,最终影响产量[3]。鸡腿菇是腐生性、粪生性、土生性三性兼于一体的菌类,栽培过程中对营养条件要求不严格,能广泛地利用碳源和氮源。利用鸡腿菇较强的木质纤维素降解能力[4],研究鸡腿菇生产过程中木质纤维素的利用规律,并结合鸡腿菇产量进行分析。
  使用工厂化生产的蟹味菇菌糠栽培鸡腿菇,不仅能够提高废菌糠的转化利用率,而且提供了一个栽培鸡腿菇原料的新来源,从而缓解了鸡腿菇栽培成本的不断升高,有效提高了经济效益[5]。本试验以5种不同配比的棉籽壳和蟹味菇菌糠为栽培原料,分别测定出菇前后栽培料中木质纤维素和木质纤维素降解酶的含量变化,并结合鸡腿菇产量进行分析,为选择最适宜鸡腿菇生长的栽培料配方提供依据。
  1 材料和方法
  1.1 供试菌株
  鸡腿菇01菌株,保藏于天津农学院食用菌研发中心。
  1.2 供试配方
  母种培养基:马铃薯(去皮)200 g,葡萄糖20 g,琼脂20 g,磷酸二氢钾3 g,硫酸镁1.5 g,蒸馏水1 000 mL,pH值自然。原种培养基:麦粒95%,麸皮5%,另外添加2%的石灰。栽培料供试配方见表1。   1.3 试 剂
  ABTS为Singma公司进口,羧甲基纤维素钠、榉木木聚糖等试剂均为国产分析纯。
  1.4 栽培方法
  1.4.1 装瓶、灭菌 将出菇后的蟹味菇菌糠晒干,按栽培料配方(表1)称取原料,加水搅拌,使其含水量在60%~64%左右,加石灰调节pH值为自然。分装于栽培瓶中,每瓶装料量为500~510 g,装料后用手按压料面,使其达到上紧下松状态,抚平料面,用木棒在正中间垂直向下打孔,盖上瓶盖,每个处理20瓶,121 ℃,0.1 MPa高压蒸汽灭菌2.5 h,取出培养瓶冷却待接种。
  1.4.2 接种、发菌 待栽培瓶彻底冷却后接种,在24 ℃温度条件下发菌,观察每个阶段菌丝生长的情况,如染菌情况等,并记录数据。
  1.4.3 覆土及出菇管理 待菌丝长满栽培瓶后,将栽培瓶中的菌料掏出平鋪在垫有报纸的框内,每个配方菌料分装为3框,每框2 400 g,在菌料表面覆1~2 cm田园土,浇水(至框底有少量水浸出),在20 ℃温度下培养使菌丝恢复,进行出菇管理。现蕾后置于(24±1) ℃温度下培养待子实体成熟。子实体达到采收标准后采摘,记录现蕾天数、产量、子实体品质等。分别在覆土出菇前(26 d)、子实体采收后(65 d)取栽培料用于木质纤维素和木质纤维素降解酶活性测定。
  1.5 木质纤维素组分测定
  鸡腿菇栽培料中纤维素、半纤维素和木质素的含量测定参考文献[6]的方法。
  1.6 木质纤维素降解酶的活性测定
  鸡腿菇栽培料中漆酶、羧甲基纤维素酶、木聚糖酶活性分别参考文献[7-8]的方法。
  1.7 数据处理
  使用SPSS Statistic17.0进行单因素方差分析。
  2 结果与分析
  2.1 不同栽培料配方的鸡腿菇菌丝生长情况
  每个栽培料配方的菌丝生长及污染情况如表2所示,可以看出,配方1和配方2菌丝生长速度快、满瓶期短、菌丝浓白,与配方5(CK)的生长情况有明显的增加,配方3的菌丝生长速度明显变慢。在菌丝生长阶段5个配方均没有染菌。
  2.2 不同栽培料配方的鸡腿菇子实体生长情况比较
  从表3可以看出,不同栽培料配方对出菇均存在影响,配方2子实体产量达到最高为1 351.25 g,其次是配方1,子实体产量为1 115.05 g;2个配方与配方5(CK)相比均有明显提高,配方3产量明显下降;各配方中生物转化率不同,配方2生物转化率最高为56.30%;各配方中都存在连体菇;子实体颜色呈灰白色;各配方子实体的自溶时间相差不大。因此,综合考虑鸡腿菇栽培的成本和产量,配方2中添加60%菌糠的培养基可以最大程度地节约成本并且保证产量。
  2.3 鸡腿菇栽培料中木质纤维素组分含量变化
  表4是鸡腿菇对棉籽壳和蟹味菇菌糠5个配方栽培料中木质纤维素的利用情况,其中表现最明显的为配方2,与其他配方具有显著性差异,木质素含量出菇前比出菇后有所降低,分别为15.87%和9.23%。出菇前后半纤维素含量与木质素含量变化规律相同,但半纤维素含量高于木质素,出菇前后分别为19.75%和13.23%,说明出菇前菌丝生长阶段,鸡腿菇优先利用了半纤维素,菌丝生长阶段主要以分解半纤维素作为营养物质。这与倪新江[2]等的试验不同,这可能是由于蟹味菇菌糠的添加有利于半纤维素的降解。纤维素的含量出菇前比出菇后有所降低分别为25.08%和14.65%,说明出菇后子实体阶段主要以分解纤维素作为营养物质,这与金针菇、双孢蘑菇等[9-10]的变化规律相同。
  2.4 鸡腿菇出菇前后栽培料中木质纤维素降解酶的活性变化
  2.4.1 各配方鸡腿菇出菇前后栽培料中漆酶活性变化 从图1可以看出,配方2出菇前漆酶活性为5.94 U·g-1,高于出菇后漆酶活性0.71 U·g-1,漆酶活性呈递减趋势。出菇前配方2的酶活力最高,其次是配方1,相对与配方5(CK)有明显差异,出菇后配方4的酶活力最低。通过多重比较分析,出菇前配方2漆酶活性与其他配方均有明显差异。漆酶是与木质素降解相关的酶类,出菇前后酶活性的变化规律与表4中木质素变化规律相一致,说明配方2木质素的利用程度比配方1效果好,相对于配方5(CK)均有明显变化。
  2.4.2 各配方鸡腿菇出菇前后栽培料中木聚糖酶活性变化 从图2可以看出,配方2出菇前木聚糖酶活性为23.51 U·g-1,高于出菇后木聚糖酶活性1.74 U·g-1,木聚糖酶活性呈递减趋势。出菇前配方1和配方2的酶活性均较高,出菇后配方2的酶活性最低。木聚糖酶是与半纤维素酶相关的酶类,在菌丝生长阶段木聚糖酶活性最高;出菇后配方2木聚糖酶下降最为明显,说明配方2分泌木聚糖酶能力最强。通过多重比较分析,配方2木聚糖酶活性与其他配方都有显著差异。
  2.4.3 各配方鸡腿菇出菇前后栽培料中羧甲基纤维素酶活性变化 从图3可以看出,配方2出菇前羧甲基纤维素酶酶活性为5.72 U·g-1,低于出菇后羧甲基纤维素酶活性13.59 U·g-1,木聚糖酶活性呈递减趋势。配方1和配方2出菇前后酶活性较高相对配方5(CK)有明显的增加,配方3和配方4的酶活性较低与配方5(CK)酶活性无明显变化。通过多重比较分析,配方2羧甲基纤维素酶活性与其他配方都有显著差异。羧甲基纤维素酶是与纤维素相关的酶类,出菇后子实体阶段羧甲基纤维素酶活性的增加,与表4中纤维素含量减少量相对较大相一致。
  2.5 鸡腿菇产量与出菇前后木质纤维素和酶活性变化值的相关性分析
  将鸡腿菇产量与出菇前后木质纤维素和酶活性的变化值进行相关性分析,从表5可以看出,鸡腿菇产量与出菇前后木质素、半纤维素、纤维素、漆酶活性、木聚糖酶活性变化值均呈显著负相关,即产量越高木质纤维素含量越低,酶活性越低;与羧甲基纤维素酶活性变化值呈显著正相关,即产量越高,酶活性越高。   以上数据表明,鸡腿菇出菇前后木质纤维素含量变化和酶活大小与各配方产量高低关系一致,配方2在上述试验中产量最高,酶活性变化值也最大。因此,综合考虑鸡腿菇的产量和生物学转化率,蟹味菇菌糠最适添加量为60%,可以使鸡腿菇的产量和生物学转化率都达到最高。
  3 结论与讨论
  鸡腿菇降解木质纤维素是通过基质中的菌丝不断向胞外分泌各种酶来实现,酶的活性大小直接影响生物降解的能力[11],而培养基中的蟹味菇菌糠有助于加强木质纤维素的降解能力,进而影响鸡腿菇出菇前后培养料中的木质纤维素含量,最终影响鸡腿菇的产量。
  木质纤维素由木质素、半纤维素和纤维素组成,李晓博等[12]的研究结果表明,在鸡腿菇生长发育期間,木质素、半纤维素和纤维素的降解与酶活性变化有关。本试验结果表明,漆酶活性(0.7~5.94 U·g-1)在菌丝阶段最高之后逐渐降低,这一规律与郭倩和何庆邦[13]对四孢蘑菇的研究一致,这可能与四孢蘑菇和鸡腿菇都是白腐类蕈菌有关。暴增海等[14]的试验表明,菌丝阶段,鸡腿菇主要分解半纤维素为营养物质,与本试验的结果一致,说明菌丝体的生理生化反应与半纤维素酶有密切的关系。纤维素酶活性(5.717~13.593 U·g-1)在子实体阶段达到高峰,这一现象与前人对双胞蘑菇[10]、鸡腿菇[15]的研究结果一致,子实体生长较快的蘑菇都有这一现象,说明纤维素酶活性与子实体生长发育有关。
  综上所述,鸡腿菇出菇前半纤维素含量最高,木聚糖酶活性最强,出菇后半纤维素、木质素、纤维素含量均下降,表明菌丝生长时期鸡腿菇主要利用半纤维素,子实体生长时期鸡腿菇利用纤维素为主要营养物质。在5个配方的培养基中,添加60%蟹味菇菌糠的配方2出菇前后酶活性和产量均高于其他配方,说明添加60%蟹味菇菌糠的培养基最适宜鸡腿菇的生长。
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