1食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)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(tài)栽培,當(dāng)時(shí)菌種靠食用菌成熟后的孢子隨空氣流動(dòng)進(jìn)行傳播,其“林-菇共育系統(tǒng)”2022年11月4日正式入選全球重要農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)(GIAHS)保護(hù)名錄。到后來發(fā)展到“段木栽培”、“代料栽培”,就開始應(yīng)用培養(yǎng)基培養(yǎng)固體菌種接種到段木上或栽培料上進(jìn)行栽培,進(jìn)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(guī)模種植發(fā)展到工業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn),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(jìn)而發(fā)展到工廠化液體菌種生產(chǎn),節(jié)省了菌種培養(yǎng)時(shí)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(yǎng)與應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn),以供參考。
2液體菌種與固體菌種的對(duì)比優(yōu)勢(shì)
液體菌種是在液體培養(yǎng)基中利用生物發(fā)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(yōu)勢(shì):
2.1液體菌種培養(yǎng)原材料成本低
2.1.1原材料成本低
液體菌種培養(yǎng)基主要原料為淀粉、蛋白質(zhì)、維生素等物質(zhì),相對(duì)固體菌種原料,價(jià)格較低且容易采購(gòu),如玉米淀粉,生產(chǎn)范圍廣,隨處都可以就地取材,不單價(jià)格廉價(jià)而且質(zhì)量穩(wěn)定,既可降低生產(chǎn)成本又能提高培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量,培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)菌種,降低接種時(shí)菌種的營(yíng)養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
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(gè)菌包,菌種貯存用空間較小,與固體菌種相比,可以節(jié)省菌種貯存空間,降低生產(chǎn)成本。
2.1.3生長(zhǎng)快、培養(yǎng)時(shí)間短
液體菌種從試管種(母種)到栽培種的培養(yǎng)時(shí)間一般只需要7~10 d,既縮短了菌種的培養(yǎng)時(shí)間,為食用菌栽培生產(chǎn)留足更多時(shí)間;另一方面可以減少菌種培養(yǎng)人工成本。
2.2液體菌種培養(yǎng)期間生長(zhǎng)快
液體菌種從試管種取出到三角瓶中培養(yǎng)最多只需要7 h就可以轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐中進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng),在發(fā)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(jié)省20 d左右的培養(yǎng)時(shí)間[1]。
2.3液體菌種品質(zhì)好
2.3.1液體菌種活力強(qiáng)
液體菌種充分利用液體流動(dòng)性,在接入栽培料后可快速滲透到栽培料中,因其爆發(fā)點(diǎn)較多,可迅速占據(jù)接種口的栽培料,使雜菌沒有入侵感染的機(jī)會(huì)。
2.3.2液體菌種純度高
液體菌種在整個(gè)培養(yǎng)過程中都完全處于封閉式培養(yǎng),一般不容易感染雜菌;并且液體菌種不分等級(jí),直接從母種培養(yǎng)成栽培種,純度較高。與固體菌種相比,固體菌種在培養(yǎng)期間經(jīng)過一級(jí)種、二級(jí)種、三級(jí)種等的轉(zhuǎn)接和培養(yǎng),有可能會(huì)導(dǎo)致菌種變異或種性退化等降低菌種質(zhì)量。
2.3.3液體菌種一致性強(qiáng)
在接入栽培料后菌絲生長(zhǎng)整齊一致。
3液體菌種制作和培養(yǎng)需要的設(shè)施設(shè)備
液體菌種制作和培養(yǎng),一般需要配備各種規(guī)格的三角瓶、試管、小鋼珠、酒精燈、高壓滅菌鍋、往復(fù)式振動(dòng)床、無菌接種工作臺(tái)或百萬級(jí)的無菌接種車間、發(fā)酵罐、空氣壓縮機(jī)、鍋爐及凈化設(shè)備等。相比固體菌種培養(yǎng)需要更多的設(shè)施設(shè)備,一次性前期投資相對(duì)較高,一般中小型生產(chǎn)企業(yè)或經(jīng)營(yíng)主體投資難以接受,但實(shí)行工廠化生產(chǎn)菌種的企業(yè),雖然前期投入較高,但總體運(yùn)行其生產(chǎn)成本較低[2]。
4液體菌種培養(yǎng)技術(shù)要點(diǎn)
生產(chǎn)食用菌液體菌種主要流程為:培養(yǎng)基配備-裝料-滅菌-冷卻-接種-發(fā)酵罐培養(yǎng)-接種栽培料。其培養(yǎng)主要分為兩個(gè)階段,即搖瓶振蕩培養(yǎng)和發(fā)酵罐發(fā)酵培養(yǎng)。
4.1配制液體培養(yǎng)基
在選擇培養(yǎng)基原料時(shí)必須保證原料價(jià)格低廉,營(yíng)養(yǎng)豐富且全面,取材方便、貯量大,質(zhì)量穩(wěn)定,酸堿度適中。液體培養(yǎng)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(yǎng)基為例:
杏鮑菇搖瓶培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)基的pH7左右。海鮮菇搖瓶培養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)基pH7左右。
4.2搖瓶振蕩培養(yǎng)
4.2.1接種前準(zhǔn)備
將配制好的培養(yǎng)料裝入三角瓶中并按比例注入所需的水,裝料和注入水時(shí),所有原料都不能超過整個(gè)三角瓶容量的1/4,若超過1/4后,在振蕩搖瓶時(shí),培養(yǎng)基容易接觸瓶口棉塞而感染;同時(shí)在三角瓶中放入1個(gè)小鋼珠,防止在高溫滅菌時(shí)瓶底產(chǎn)生垢,降低液體培養(yǎng)基的有效成分;再將三角瓶密封好放入高壓滅菌鍋內(nèi)進(jìn)行滅菌,當(dāng)高壓滅菌鍋內(nèi)氣壓達(dá)到105 Mpa、溫度達(dá)到120℃時(shí)開始計(jì)時(shí),20 min后即可達(dá)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(tái)中將斜面種(試管種)接入三角瓶中即可進(jìn)行搖瓶振蕩培養(yǎng)。
4.2.3搖瓶振蕩培養(yǎng)
將已接種的三角瓶放在振動(dòng)搖床上,將搖床的溫度調(diào)節(jié)在23~25℃,振動(dòng)頻率在80~100次/min,振動(dòng)幅度在6~10 cm,即可開始培養(yǎng),一般在7 h內(nèi)就可以完成整個(gè)搖瓶振蕩培養(yǎng)全過程,這時(shí)通過觀察,培養(yǎng)基通透性較好,菌絲球數(shù)量較多,散發(fā)出菌種獨(dú)有的芳香氣味,培養(yǎng)結(jié)束[3]。
4.3發(fā)酵罐培養(yǎng)
發(fā)酵罐培養(yǎng)主要流程是:培養(yǎng)基配制-裝入發(fā)酵罐-滅菌(當(dāng)氣壓達(dá)0.12 Mpa、溫度達(dá)125℃時(shí)開始計(jì)時(shí),35 min可以完成滅菌,滅菌要徹底,避免培養(yǎng)過程中雜菌感染)-冷卻-接種(三角瓶種)-發(fā)酵罐培養(yǎng)-接種栽培。
4.3.1發(fā)酵罐的選擇
選擇發(fā)酵罐既要考慮菌種生長(zhǎng)空間又要考慮操作安全與便捷,通過試驗(yàn)總結(jié),一般選容量為1 000 L的發(fā)酵罐較好,一次可接種1萬棒(包),適宜各種規(guī)模企業(yè)的生產(chǎn)需求。
4.3.2檢查發(fā)酵罐與接種
在用發(fā)酵罐培養(yǎng)前應(yīng)先檢查好發(fā)酵罐攪拌系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)等,保證各項(xiàng)設(shè)備可以正常使用,如有問題需及時(shí)調(diào)整,確保正常使用后向發(fā)酵罐里注入培養(yǎng)基,進(jìn)行滅菌處理并冷卻后接入三角瓶培養(yǎng)的液體菌種。
4.3.3發(fā)酵罐培養(yǎng)
在發(fā)酵罐培養(yǎng)過程中:一是嚴(yán)格控制供氧量。當(dāng)氣壓達(dá)氣壓0.02~0.04 Mpa時(shí),將發(fā)酵罐的供氧系統(tǒng)調(diào)節(jié)到1.2~1.5 m3/h,若供氧量太低罐室內(nèi)溶氧深度不夠,菌種就會(huì)變黃;若供氧量過多,氣流也會(huì)影響菌絲球形成。二是嚴(yán)格控制溫度。溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)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(chǎn)較慢;若溫度高于31℃,將會(huì)抑制菌絲生長(zhǎng),甚至導(dǎo)致菌絲死亡。
4.3.4菌種貯藏
液體菌種培養(yǎng)好后應(yīng)當(dāng)立即開始接種,其保存時(shí)間為1~2 d,在適當(dāng)加壓和降溫條件下可以延長(zhǎng)到3 d,超過3 d就會(huì)自溶,必須作報(bào)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(dòng)化機(jī)械設(shè)備接種。為確保接種過程不受雜菌感染,建議采用自動(dòng)化裝置設(shè)備接種。因人工接種速度慢,易導(dǎo)致感染,且劑量把握不一,接種后長(zhǎng)勢(shì)不一致,人工接種還因個(gè)人原因?qū)е赂腥尽?/p>
5.2食用菌液體菌種接種風(fēng)險(xiǎn)防控措施
一是采用自動(dòng)化設(shè)備接種:接種速度快、劑量準(zhǔn),同時(shí)自動(dòng)化接種設(shè)備的發(fā)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(jìn)行,只要消毒滅菌徹底,一般不會(huì)感染。二是充分利用發(fā)酵罐培養(yǎng)時(shí)培養(yǎng)基(液)的溶氧作用,發(fā)酵罐會(huì)提高溶氧濃度、對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行充分混合均勻,給菌種生長(zhǎng)提供較好的環(huán)境,避免了液體菌種接種營(yíng)養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)。三是采用速效營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng),降低接種風(fēng)險(xiǎn)。速效營(yíng)養(yǎng)作用于液體菌種接種時(shí)菌絲體擴(kuò)張初期量少體弱時(shí)的能量補(bǔ)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(yíng)養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)。
6食用菌液體菌種制作的缺點(diǎn)
液體菌種雖然品質(zhì)好、優(yōu)勢(shì)多,但也同樣存在缺點(diǎn),在生產(chǎn)上一定要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化。一是設(shè)備一次性投入較大,一般企業(yè)難以接受;二是發(fā)酵罐規(guī)格選擇較難,規(guī)格小不利益菌絲生長(zhǎng),規(guī)格大的發(fā)酵罐安全系數(shù)較低;三是制作和培養(yǎng)對(duì)環(huán)境要求較高,接種室最低都要求達(dá)百萬級(jí)以上的凈化空間,否則雜菌感染風(fēng)險(xiǎn)較大;四是接種后發(fā)酵罐內(nèi)室清洗難度大,容易引發(fā)二次感染;液體菌種接種完后,要對(duì)發(fā)酵罐及相關(guān)配套設(shè)備進(jìn)行徹底清洗,若沒有徹底清洗干凈,再次使用時(shí),殘留在罐室壁上、接種管上等的殘留物會(huì)成為污染源,導(dǎo)致培養(yǎng)失敗。
7食用菌液體菌種在生產(chǎn)上的應(yīng)用
7.1液體菌種應(yīng)用現(xiàn)狀
從生產(chǎn)上看,金針菇液體菌種生產(chǎn)技術(shù)很成熟,用量大,規(guī)模以上的企業(yè)基本都應(yīng)用液體菌種進(jìn)行工廠生產(chǎn)并取得較好的經(jīng)濟(jì)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(fā)技術(shù)的不斷深入,袋栽杏鮑菇也逐漸從固體菌種轉(zhuǎn)向液體菌種,應(yīng)用范圍日趨擴(kuò)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(shí)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(jīng)營(yíng)主體應(yīng)用液體菌種栽培取得較好的經(jīng)濟(jì)效益,少數(shù)經(jīng)營(yíng)主體因技術(shù)不成熟受到損失。
7.2液體菌種在香菇生產(chǎn)上的應(yīng)用
將液體菌種轉(zhuǎn)為固體菌種接入香菇袋栽料(生產(chǎn)菌棒),即前一段應(yīng)用液體菌種培養(yǎng)技術(shù),把液體菌種培養(yǎng)好后,將液體菌種轉(zhuǎn)接到固體菌包(短棒)培養(yǎng)基上,在20 d左右就完全占領(lǐng)栽培料(菌棒),再用固體菌種按每棒(生產(chǎn)菌棒)4~5個(gè)接種口的方式接種到栽培料(生產(chǎn)菌棒)上,既充分利用液體菌種生長(zhǎng)快、活力強(qiáng)、一致性強(qiáng)、品質(zhì)好、成本低等優(yōu)勢(shì),有效解決雜菌感染的問題,取得較好的成效。
參考文獻(xiàn)
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(貴州省六盤水市水城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局李真進(jìn))