1食用菌產業發展演變
食用菌栽培起始于800多年前浙江省慶元縣“剁花法”原生態栽培,當時菌種靠食用菌成熟后的孢子隨空氣流動進行傳播,其“林-菇共育系統”2022年11月4日正式入選全球重要農業文化遺產(GIAHS)保護名錄。到后來發展到“段木栽培”、“代料栽培”,就開始應用培養基培養固體菌種接種到段木上或栽培料上進行栽培,進一步提升了食用菌栽培效益和效率。隨著食用菌需求量的增加,食用菌栽培從小規模種植發展到工業化、規模化生產,食用菌菌種也隨之從最早的孢子自然傳播方式上升到固體菌種接種,進而發展到工廠化液體菌種生產,節省了菌種培養時間和空間,提高了食用菌栽培效率和效益。本文主要介紹食用菌液體菌種培養與應用技術要點,以供參考。
2液體菌種與固體菌種的對比優勢
液體菌種是在液體培養基中利用生物發酵培育出來的食用菌菌種。與固體菌種相比,液體菌種具有三大優勢:
2.1液體菌種培養原材料成本低
2.1.1原材料成本低
液體菌種培養基主要原料為淀粉、蛋白質、維生素等物質,相對固體菌種原料,價格較低且容易采購,如玉米淀粉,生產范圍廣,隨處都可以就地取材,不單價格廉價而且質量穩定,既可降低生產成本又能提高培養基營養質量,培養優質菌種,降低接種時菌種的營養風險。
2.1.2貯藏空間小
以杏鮑菇為例,液體菌種一般0.1 L就可以接種1個菌包,菌種貯存用空間較小,與固體菌種相比,可以節省菌種貯存空間,降低生產成本。
2.1.3生長快、培養時間短
液體菌種從試管種(母種)到栽培種的培養時間一般只需要7~10 d,既縮短了菌種的培養時間,為食用菌栽培生產留足更多時間;另一方面可以減少菌種培養人工成本。
2.2液體菌種培養期間生長快
液體菌種從試管種取出到三角瓶中培養最多只需要7 h就可以轉入發酵罐中進行大規模培養,在發酵罐中正常情況一般只需要8~9 d,最多10 d就完全可以接入栽培料;與固體菌種相比,可以節省20 d左右的培養時間[1]。
2.3液體菌種品質好
2.3.1液體菌種活力強
液體菌種充分利用液體流動性,在接入栽培料后可快速滲透到栽培料中,因其爆發點較多,可迅速占據接種口的栽培料,使雜菌沒有入侵感染的機會。
2.3.2液體菌種純度高
液體菌種在整個培養過程中都完全處于封閉式培養,一般不容易感染雜菌;并且液體菌種不分等級,直接從母種培養成栽培種,純度較高。與固體菌種相比,固體菌種在培養期間經過一級種、二級種、三級種等的轉接和培養,有可能會導致菌種變異或種性退化等降低菌種質量。
2.3.3液體菌種一致性強
在接入栽培料后菌絲生長整齊一致。
3液體菌種制作和培養需要的設施設備
液體菌種制作和培養,一般需要配備各種規格的三角瓶、試管、小鋼珠、酒精燈、高壓滅菌鍋、往復式振動床、無菌接種工作臺或百萬級的無菌接種車間、發酵罐、空氣壓縮機、鍋爐及凈化設備等。相比固體菌種培養需要更多的設施設備,一次性前期投資相對較高,一般中小型生產企業或經營主體投資難以接受,但實行工廠化生產菌種的企業,雖然前期投入較高,但總體運行其生產成本較低[2]。
4液體菌種培養技術要點
生產食用菌液體菌種主要流程為:培養基配備-裝料-滅菌-冷卻-接種-發酵罐培養-接種栽培料。其培養主要分為兩個階段,即搖瓶振蕩培養和發酵罐發酵培養。
4.1配制液體培養基
在選擇培養基原料時必須保證原料價格低廉,營養豐富且全面,取材方便、貯量大,質量穩定,酸堿度適中。液體培養基配制因食用菌品種不同而有較大差異。以1 L液體搖瓶培養基為例:
杏鮑菇搖瓶培養基配方為:葡萄糖10 g、大豆粉60 g、硫酸氫鉀40.5 g、硫酸鎂0.5 g、蛋白5 g、外加1%維生素B1。香菇搖瓶培養基配方為:玉米粉30 g、紅糖30 g,磷酸二氫鉀0.7 g,硫酸鎂0.5 g,維生素B11片,液體培養基的pH7左右。海鮮菇搖瓶培養基配方為:玉米淀粉0.6 g、馬鈴薯淀粉4.8 g、麥麩10 g、硫酸亞鐵40.6 g、硫酸氫鉀41.2 g、蛋白腺3 g,外加1%維生素B1即可。金針菇搖瓶培養基配方為:馬鈴薯100 g、紅糖15 g、葡萄糖10 g、聚氧丙烯甘油0.3 mL蛋白胨2 g、麥麩40 g、磷酸二氫鉀2 g、硫酸鎂1 g,維生素B11片,液體培養基pH7左右。
4.2搖瓶振蕩培養
4.2.1接種前準備
將配制好的培養料裝入三角瓶中并按比例注入所需的水,裝料和注入水時,所有原料都不能超過整個三角瓶容量的1/4,若超過1/4后,在振蕩搖瓶時,培養基容易接觸瓶口棉塞而感染;同時在三角瓶中放入1個小鋼珠,防止在高溫滅菌時瓶底產生垢,降低液體培養基的有效成分;再將三角瓶密封好放入高壓滅菌鍋內進行滅菌,當高壓滅菌鍋內氣壓達到105 Mpa、溫度達到120℃時開始計時,20 min后即可達到滅菌效果,取出冷卻20 min后即可接種。
4.2.2接種
在無菌工作臺中將斜面種(試管種)接入三角瓶中即可進行搖瓶振蕩培養。
4.2.3搖瓶振蕩培養
將已接種的三角瓶放在振動搖床上,將搖床的溫度調節在23~25℃,振動頻率在80~100次/min,振動幅度在6~10 cm,即可開始培養,一般在7 h內就可以完成整個搖瓶振蕩培養全過程,這時通過觀察,培養基通透性較好,菌絲球數量較多,散發出菌種獨有的芳香氣味,培養結束[3]。
4.3發酵罐培養
發酵罐培養主要流程是:培養基配制-裝入發酵罐-滅菌(當氣壓達0.12 Mpa、溫度達125℃時開始計時,35 min可以完成滅菌,滅菌要徹底,避免培養過程中雜菌感染)-冷卻-接種(三角瓶種)-發酵罐培養-接種栽培。
4.3.1發酵罐的選擇
選擇發酵罐既要考慮菌種生長空間又要考慮操作安全與便捷,通過試驗總結,一般選容量為1 000 L的發酵罐較好,一次可接種1萬棒(包),適宜各種規模企業的生產需求。
4.3.2檢查發酵罐與接種
在用發酵罐培養前應先檢查好發酵罐攪拌系統、供氧系統、冷卻系統、溫度控制系統等,保證各項設備可以正常使用,如有問題需及時調整,確保正常使用后向發酵罐里注入培養基,進行滅菌處理并冷卻后接入三角瓶培養的液體菌種。
4.3.3發酵罐培養
在發酵罐培養過程中:一是嚴格控制供氧量。當氣壓達氣壓0.02~0.04 Mpa時,將發酵罐的供氧系統調節到1.2~1.5 m3/h,若供氧量太低罐室內溶氧深度不夠,菌種就會變黃;若供氧量過多,氣流也會影響菌絲球形成。二是嚴格控制溫度。溫度控制系統調節到25~28℃,使罐室與無凈空間溫度控制在25~28℃,最高不超過31℃,若溫度低于25℃,菌絲生產較慢;若溫度高于31℃,將會抑制菌絲生長,甚至導致菌絲死亡。
4.3.4菌種貯藏
液體菌種培養好后應當立即開始接種,其保存時間為1~2 d,在適當加壓和降溫條件下可以延長到3 d,超過3 d就會自溶,必須作報廢處理。
5接種
5.1食用菌液體菌種接種方式的選擇
食用菌液體菌種接種包括兩種方式:一種是利用人工接種;一種是利用全自動化機械設備接種。為確保接種過程不受雜菌感染,建議采用自動化裝置設備接種。因人工接種速度慢,易導致感染,且劑量把握不一,接種后長勢不一致,人工接種還因個人原因導致感染。
5.2食用菌液體菌種接種風險防控措施
一是采用自動化設備接種:接種速度快、劑量準,同時自動化接種設備的發酵罐、接種管、出料泵、接種針都連接為同一整體,并在封閉條件下進行,只要消毒滅菌徹底,一般不會感染。二是充分利用發酵罐培養時培養基(液)的溶氧作用,發酵罐會提高溶氧濃度、對培養基進行充分混合均勻,給菌種生長提供較好的環境,避免了液體菌種接種營養風險。三是采用速效營養培養,降低接種風險。速效營養作用于液體菌種接種時菌絲體擴張初期量少體弱時的能量補充,提高菌絲活力,較好地完成過渡到消化主料的狀況,減少接種營養風險。
6食用菌液體菌種制作的缺點
液體菌種雖然品質好、優勢多,但也同樣存在缺點,在生產上一定要結合實際情況進行優化。一是設備一次性投入較大,一般企業難以接受;二是發酵罐規格選擇較難,規格小不利益菌絲生長,規格大的發酵罐安全系數較低;三是制作和培養對環境要求較高,接種室最低都要求達百萬級以上的凈化空間,否則雜菌感染風險較大;四是接種后發酵罐內室清洗難度大,容易引發二次感染;液體菌種接種完后,要對發酵罐及相關配套設備進行徹底清洗,若沒有徹底清洗干凈,再次使用時,殘留在罐室壁上、接種管上等的殘留物會成為污染源,導致培養失敗。
7食用菌液體菌種在生產上的應用
7.1液體菌種應用現狀
從生產上看,金針菇液體菌種生產技術很成熟,用量大,規模以上的企業基本都應用液體菌種進行工廠生產并取得較好的經濟效益。其次是杏鮑菇,原袋栽杏鮑菇多用固體菌種接種,隨著液體菌種研發技術的不斷深入,袋栽杏鮑菇也逐漸從固體菌種轉向液體菌種,應用范圍日趨擴大。繡針菇、平菇、海鮮菇、榆黃蘑、黑皮雞棕、木耳、豬肚菌、香菇等食用菌也開始探索使用液體菌種。實踐證明,袋栽繡針菇、平菇、海鮮菇、榆黃蘑、黑皮雞棕、豬肚菌等品種都有經營主體應用液體菌種栽培取得較好的經濟效益,少數經營主體因技術不成熟受到損失。
7.2液體菌種在香菇生產上的應用
將液體菌種轉為固體菌種接入香菇袋栽料(生產菌棒),即前一段應用液體菌種培養技術,把液體菌種培養好后,將液體菌種轉接到固體菌包(短棒)培養基上,在20 d左右就完全占領栽培料(菌棒),再用固體菌種按每棒(生產菌棒)4~5個接種口的方式接種到栽培料(生產菌棒)上,既充分利用液體菌種生長快、活力強、一致性強、品質好、成本低等優勢,有效解決雜菌感染的問題,取得較好的成效。
參考文獻
[1]紅英,強巴卓嘎,熊衛萍,等.高原地區食用菌液體菌種搖床培養基試驗初報[J].農業與技術,2013(9):113-114.
[2]王謙,劉敏,李天月.食用菌液體菌種培養技術的研究與應用[J].醫學研究與教育,2011,28(6):62-65,93.
[3]李志香.食用菌液體菌種培養技術研究[J].山東教育學院學報,2003,18(5):98-99.
(貴州省六盤水市水城區農業農村局李真進)