高壓靜電在羊肚菌生產(chǎn)加工中的應(yīng)用效果研究

管俊林 劉云云 張國平 李海萍

摘要? ? 羊肚菌屬于珍稀菌，對(duì)生長環(huán)境與管理要求苛刻，過多的人為干預(yù)不僅不能起到促進(jìn)作用，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤可能引起產(chǎn)量低甚至絕產(chǎn)。有些種植戶為了提高產(chǎn)量，任意使用殺蟲抗菌藥物，產(chǎn)出的羊肚菌所含鎘、砷等重金屬遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)。為明確高壓靜電在羊肚菌生產(chǎn)加工中的應(yīng)用效果，開展了高壓靜電對(duì)羊肚菌生長、蟲害、病害、保鮮等方面的影響試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，適宜的靜電場能促進(jìn)羊肚菌菌種萌發(fā)，對(duì)菌絲、子實(shí)體生長有明顯的促進(jìn)作用且能有效抑制細(xì)菌及蟲害。高壓靜電利用在羊肚菌保鮮及烘干領(lǐng)域效果明顯。

關(guān)鍵詞? ? 羊肚菌;高壓靜電;生產(chǎn)加工;應(yīng)用效果

中圖分類號(hào)? ? S646.9? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）22-0033-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

羊肚菌于1818年被發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)與盤菌相似，上部呈褶皺網(wǎng)狀，既像個(gè)蜂巢，也像個(gè)羊肚，因此而得名。其生態(tài)類型多樣性程度高，不僅香味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富，而且含有19種氨基酸、多種維生素和礦物質(zhì)，特別富含有機(jī)鍺，具有補(bǔ)腎、壯陽、補(bǔ)腦、提神的功效;主治腎虧損、陽萎不舉、性欲冷淡，對(duì)頭暈失眠、腸胃炎癥、脾胃虛弱、消化不良、飲食不振有良好的治療作用;同時(shí)也可防癌、抗癌、預(yù)防感冒，增強(qiáng)人體免疫力[1-3]。2018年羊肚菌人工栽培面積突破2 666.67 hm2，為了提高羊肚菌的品質(zhì)及產(chǎn)量，農(nóng)戶在生產(chǎn)過程中過量地使用化肥和農(nóng)藥，造成了地力衰退、環(huán)境污染，部分羊肚菌產(chǎn)品重金屬超標(biāo)，危害人體健康，嚴(yán)重影響到羊肚菌產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

為了解決傳統(tǒng)生產(chǎn)方式帶來的諸多弊端，近幾十年來，高壓靜電場越來越多的被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[4-5]。靜電技術(shù)在羊肚菌生產(chǎn)中的應(yīng)用是近幾年研究的熱點(diǎn)。經(jīng)過多年研究發(fā)現(xiàn)，高壓靜電在促進(jìn)羊肚菌菌絲和子實(shí)體生長、種植棚內(nèi)抑菌殺蟲、羊肚菌鮮品的保鮮和烘干等方面都較傳統(tǒng)模式有明顯增益效果，將高壓靜電技術(shù)貫穿到羊肚菌生產(chǎn)及加工領(lǐng)域是改造傳統(tǒng)羊肚菌生產(chǎn)的方式和手段之一，應(yīng)加以重視。

高壓靜電場處理技術(shù)作為羊肚菌的一種新技術(shù)，雖然發(fā)展和起步較晚，但由于契合生態(tài)農(nóng)業(yè)、物理農(nóng)業(yè)的潮流，簡單、有效、省時(shí)、低耗、無環(huán)境污染和廣泛適用的處理手段，展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，成為羊肚菌產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和研究的新熱點(diǎn)，對(duì)我國持續(xù)發(fā)展“兩高一優(yōu)”農(nóng)業(yè)產(chǎn)生積極的影響。近些年，靜電技術(shù)廣泛應(yīng)用于羊肚菌增產(chǎn)、保鮮及烘干等領(lǐng)域，對(duì)改善羊肚菌生長環(huán)境及處理效果產(chǎn)生重要影響。現(xiàn)對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行研究。

1? ? 材料與方法

1.1? ? 供試材料

新鮮羊肚菌、高壓靜電裝置。

1.2? ? 試驗(yàn)方法

1.2.1? ? 高壓靜電對(duì)羊肚菌菌絲生長的影響。

（1）靜電處理對(duì)羊肚菌菌種菌絲活力的影響。一是在無菌條件下將菌種袋平鋪到滅菌后的靜電裝置的托盤中，每盤放10袋（每袋重500 g），共放5層。二是將高壓靜電裝置電場電壓分別設(shè)定為5、10、15、20、25、30 kV，處理時(shí)間設(shè)定為固定值60 s，羊肚菌菌種依次經(jīng)過靜電處理后，將菌種拿出，分別做好標(biāo)記。三是將靜電處理后的菌種和未處理的對(duì)照菌種放置在無菌恒溫室，溫度設(shè)為20 ℃，觀察10 d，分別對(duì)菌絲生長情況進(jìn)行記錄。

（2）靜電處理對(duì)羊肚菌菌種萌發(fā)時(shí)間的影響。一是將高壓靜電裝置電場電壓設(shè)定為一個(gè)固定值15 kV，處理時(shí)間初始設(shè)定為60 s、之后每次延長5 s，多次重復(fù)，直至延長到180 s，分別做好標(biāo)記。二是將處理后的菌種以及未處理的對(duì)照菌種統(tǒng)一放置在溫度為20 ℃的恒溫室進(jìn)行觀察3 d，并對(duì)菌絲生長情況進(jìn)行記錄。

1.2.2? ? 高壓靜電對(duì)羊肚菌生長的影響。一是高壓靜電接線方法。在棚外選擇相對(duì)平坦的地方，用支架將高壓靜電發(fā)生器固定，做好防雨設(shè)施;選擇寬4 cm、厚2 cm的龍骨（刷桐油晾干）若干，一端安裝絕緣掛鉤，一端固定在棚架，龍骨長度按照棚內(nèi)的不同位置截取，龍骨間距2.5 m，絕緣鉤距離地面1.7～1.8 m，按棚的東西走向在絕緣鉤上懸掛直徑為1 mm的鋼絲，鋼絲一端接高壓靜電裝置，另一端接地，形成一個(gè)閉合回路;將高壓靜電裝置按照串聯(lián)方式連接：連接順序?yàn)殡娫撮_關(guān)、定時(shí)器、懸掛成回路的細(xì)鋼絲，鋼絲正極接高壓靜電發(fā)生器，負(fù)極接地。二是高壓靜電處理時(shí)間及靜電強(qiáng)度設(shè)計(jì)。檢查安裝高壓靜電的各棚設(shè)施是否完善、接地是否良好;羊肚菌播種完成后，將各棚高壓靜電處理時(shí)間設(shè)定為20 min，間隔時(shí)間為20 min，高壓靜電強(qiáng)度分別設(shè)定為5、10、15 kV直至60 kV，將各棚電壓設(shè)定為固定值，做好標(biāo)記。三是管理與記錄。按照羊肚菌正常管理模式進(jìn)行出菇管理，并對(duì)各高壓靜電強(qiáng)度下的羊肚菌的生長情況進(jìn)行記錄。

1.2.3? ? 高壓靜電對(duì)蟲害的影響。高壓靜電場接線方法同上。高壓靜電發(fā)生器電壓分別設(shè)置為5～30 kV，靜電處理時(shí)間為20 min，間隔20 min，高壓靜電設(shè)備運(yùn)行期間每個(gè)棚的靜電電壓為不同的固定設(shè)定值，不做變動(dòng)。為了能夠更為客觀地觀察高壓靜電驅(qū)蟲效果，可選擇1個(gè)未安裝靜電裝置的大棚作為對(duì)照組，2組進(jìn)行相同的管理，分別做好標(biāo)記記錄。

2.6? ? 高壓靜電對(duì)羊肚菌干燥的影響

羊肚菌在烘干過程中因溫度適宜和羊肚菌鮮品水分充足，給細(xì)菌提供了理想的繁殖發(fā)酵條件，溫度控制不當(dāng)或烘干時(shí)間長會(huì)影響干品的色、味、營養(yǎng)素等質(zhì)量問題。與熱風(fēng)干燥相比，經(jīng)高壓靜電干燥的羊肚菌營養(yǎng)保留較為全面。靜電場干燥工藝因電暈作用能釋放一定濃度的臭氧，具有極強(qiáng)的消毒滅菌能力，可有效抑制病菌的繁殖發(fā)酵，起到殺菌作用。這是目前常用的熱力干燥機(jī)所無法做到的。

3? ? 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，羊肚菌菌種經(jīng)適宜的靜電場處理后，獲得電場能量、提高菌絲的活化能和增強(qiáng)內(nèi)部活力，能打破羊肚菌菌種的休眠期，增強(qiáng)菌絲的吸水、呼吸強(qiáng)度，加強(qiáng)對(duì)基質(zhì)營養(yǎng)的吸收，促其快速萌發(fā)，迅速由營養(yǎng)生長階段轉(zhuǎn)變?yōu)樯成L階段，縮短菌絲生長時(shí)間[6-8]。此外，還可使菌絲內(nèi)產(chǎn)生高能量激發(fā)分子內(nèi)部活力，提供能量和改善功能狀態(tài)來影響生物活性，促進(jìn)菌絲生長。

羊肚菌菌絲在靜電場環(huán)境下受電場力影響而增強(qiáng)呼吸作用，擊穿空氣產(chǎn)生NO、NO2與水反應(yīng)生成亞硝酸和硝酸，為羊肚菌提供更為豐富的碳、氮等養(yǎng)分，能加速菌絲生長;為羊肚菌子實(shí)體生長過程中ATP的合成提供營養(yǎng)條件，能加快羊肚菌吸收CO2、吸收水分、呼吸作用，提前形成菌核;羊肚菌菌絲迅速由營養(yǎng)生長階段轉(zhuǎn)變?yōu)樯成L階段，扭結(jié)成菇蕾。

地球表面的一切生物體都是在電場強(qiáng)度約130 V的自然靜電場的作用下生長、繁殖。生物環(huán)境電場的改變，特別是外加高壓靜電場，必然對(duì)構(gòu)成生物體的細(xì)胞內(nèi)外的電荷分布、排列、運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的影響。由于羊肚菌菌絲生長主要在秋、冬季，蟲害不明顯，春季天氣回暖后，菌絲萌發(fā)，土壤及營養(yǎng)袋中的寄生蟲也恢復(fù)生長，會(huì)咬食菌絲及幼小的子實(shí)體。當(dāng)害蟲適應(yīng)一個(gè)頻率的靜電后，再更換另一個(gè)頻率的靜電，利用不同頻率的靜電打亂害蟲的適應(yīng)頻率，達(dá)到驅(qū)蟲目的。

高壓靜電抑菌的機(jī)理是高壓靜電發(fā)生器接通高壓直流電源后電極產(chǎn)生電暈放電，靜電擊穿空氣產(chǎn)生具有殺菌作用的臭氧，部分臭氧與空氣中的水分反應(yīng)生成H2O2，而H2O2具有極強(qiáng)的氧化能力，對(duì)細(xì)菌可進(jìn)行氧化，破壞了微生物的生物膜和細(xì)胞核，使微生物細(xì)胞壁破裂，原生質(zhì)流出而死亡。此外，靜電場還改變了細(xì)菌生存的生物場，影響細(xì)菌的新陳代謝，從而起到殺菌作用。因此，靜電場可將溫室中許多真菌、細(xì)菌殺死，也可使一些植物病毒鈍化，但對(duì)羊肚菌生長不產(chǎn)生危害。

靜電擊穿空氣形成的臭氧能很快散發(fā)，靜電抑菌對(duì)羊肚菌菌絲、子實(shí)體生長不產(chǎn)生危害，并且其過程是物理性的，不僅沒有破壞羊肚菌品質(zhì)營養(yǎng)，還不影響周邊環(huán)境，為環(huán)境和諧、減少農(nóng)藥和杜絕農(nóng)藥獲得羊肚菌綠色生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

羊肚菌營養(yǎng)價(jià)值較高，菌體中空，表面棱角分明，質(zhì)地脆嫩，在2～5 ℃環(huán)境下能保存7 d左右，之后菌柄顏色逐漸由白變褐，伴隨腐爛有臭味，腐爛率達(dá)40%以上，失去商品性。為延長羊肚菌保存期限，提高鮮品市場占有率，進(jìn)行了大量的保鮮研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高壓靜電對(duì)采摘后的羊肚菌保鮮時(shí)間有一定的延長作用。采取5～30 kV電壓的高壓靜電進(jìn)行30 s的刺激處理，并對(duì)其營養(yǎng)價(jià)值、子實(shí)體腐爛率等進(jìn)行跟蹤，結(jié)果表明，經(jīng)15 kV靜電處理后的羊肚菌，保質(zhì)期延長到20 d，腐爛率為4.3%，明顯低于對(duì)照組，而且高壓靜電是物理處理方式，適宜的靜電處理對(duì)羊肚菌口感、食藥價(jià)值及品質(zhì)均無影響。

在高壓靜電場下，羊肚菌內(nèi)的水分子的蒸發(fā)變得非常活躍，電場中羊肚菌的失水速率、平均脫水率顯著提高，烘干質(zhì)量明顯高于傳統(tǒng)加熱烘干。與傳統(tǒng)加熱烘干的傳熱傳質(zhì)不同，靜電烘干技術(shù)是以電場能傳質(zhì)的，沒有傳熱過程，烘干過程中羊肚菌不升溫、干燥均勻，可保持羊肚菌干品的營養(yǎng)成分和色澤不變，質(zhì)量合格率較熱風(fēng)烘干有顯著提高;另外，靜電烘干是在高電壓小電流的條件下運(yùn)行，能耗低、運(yùn)行費(fèi)用少。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 夏明娜.靜電技術(shù)及其在農(nóng)產(chǎn)品分級(jí)中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究，2017（6）：265-268.

[2] 葉春苗.高壓靜電場保鮮技術(shù)原理及應(yīng)用現(xiàn)狀研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2016（8）：58-59.

[3] 周盛祥，李法德，張春慶，等.高壓靜電場處理種子研究現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)工程，2016（4）：88-91.

[4] 王慶惠，閆圣坤，李忠新，等.高壓靜電場對(duì)杏子熱風(fēng)干燥特性及色澤影響[J].食品與機(jī)械，2016（9）：22-27.

[5] 蔣耀庭，趙云，趙航.高壓靜電場誘導(dǎo)植物生長的機(jī)理研究[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（3）：100-104.

[6] 張悅圓.高壓靜電場在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[J].中國花卉園藝，2019（2）：46-48.

[7] 張爽，李景富，姜景彬，等.高壓靜電處理對(duì)黃瓜種子萌發(fā)期生化指標(biāo)的影響[J].北方園藝，2013（16）：5-9.

[8] 徐愛英，胡蕓莎，牛旭，等.現(xiàn)代靜電技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].塔里木大學(xué)學(xué)報(bào)，2017（2）：70-74.