近年來,我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,年產(chǎn)量超過4000萬噸。山東鄒城在上世紀(jì)80年代便與食用菌結(jié)緣,40多年歷經(jīng)五代蝶變,種植模式逐漸由農(nóng)戶種植向大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。目前工業(yè)化栽培品種20多種,食用菌年累計(jì)種植面積達(dá)2600萬平方米,年鮮菇產(chǎn)能達(dá)38萬余噸,產(chǎn)值40多億元,其中金針菇產(chǎn)量占全國(guó)工廠化產(chǎn)量14%左右。
隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、栽培設(shè)施化機(jī)械化程度的提升,對(duì)菌種質(zhì)量、接種管理等都較常規(guī)種植具有更高要求,必須優(yōu)化菌種純度、活力,簡(jiǎn)便接種操作,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高質(zhì)、高效益和高效率。為此,我們采用邊試驗(yàn)邊推廣方式,開展了液體菌種生產(chǎn)蘑菇菌包工藝研發(fā)生產(chǎn)應(yīng)用,總結(jié)出適合當(dāng)?shù)仄髽I(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的工藝技術(shù)流程,提高了菌種生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)水平,促進(jìn)了食用菌產(chǎn)量質(zhì)量的有效提升。
一、液體菌種工藝原理
食用菌液體菌種生產(chǎn)是指利用發(fā)酵罐進(jìn)行深層發(fā)酵培養(yǎng)的方式生產(chǎn)食用菌菌球,再將液體菌球接種至菌包進(jìn)行發(fā)菌管理的生產(chǎn)過程。工廠化生產(chǎn)工藝將菌絲體生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溶解在水中作為培養(yǎng)基加入發(fā)酵罐,滅菌冷卻后向發(fā)酵罐中接入搖瓶種,培養(yǎng)過程中通入無菌空氣并加以攪拌,大約經(jīng)過7-10d,發(fā)酵罐中即出現(xiàn)大量高活性的菌絲球,確認(rèn)無污染后即可將該罐中的菌種,作為液體菌種用于接種生產(chǎn)菌包。
二、液體菌種的優(yōu)勢(shì)
液體菌種生產(chǎn)屬于菌絲無性繁殖過程,利用每一微小的菌絲片段都能形成新生長(zhǎng)點(diǎn)的原理,在發(fā)酵罐中培養(yǎng)、攪拌,菌絲斷裂形成直徑小于1mm的菌絲球。液體菌種生產(chǎn)利用生物深層發(fā)酵技術(shù)取代傳統(tǒng)的固體制種,對(duì)食用菌產(chǎn)業(yè)向自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化發(fā)展具有重大意義。自鄒城市食用菌產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)工廠化液體菌種菌包生產(chǎn),目前年生產(chǎn)自用菌包數(shù)量達(dá)5.7億袋(瓶),外銷菌包數(shù)量達(dá)2100萬袋,帶動(dòng)栽培2600萬m2,助推鄒城食用菌走向高端產(chǎn)業(yè)化。
1.菌種制作快,栽培周期短
制作固體菌種,需完成三級(jí)菌種培育,依次培養(yǎng)母種、原種和栽培種,每級(jí)擴(kuò)繁需要1個(gè)多月,再接種生產(chǎn)出菌包大約需要2個(gè)月的時(shí)間,養(yǎng)菌過程中需要3次增氧。而液體菌種的生產(chǎn),從試管到一級(jí)搖瓶、二級(jí)搖瓶、發(fā)酵罐,一個(gè)周期大約需要20d。液體菌種成液態(tài),具有良好的流動(dòng)性和滲透性,且菌種活力強(qiáng),利用液體菌種接種后,菌種可以迅速有效滲透到培養(yǎng)基的內(nèi)部,形成立體發(fā)菌、快速發(fā)菌,養(yǎng)菌過程僅需1次增氧,菌包發(fā)滿菌僅需要20-22d,較固體菌種縮短30d左右,大大縮短了生產(chǎn)栽培周期。
2.菌種純度高,污染概率低
液體菌種制種僅需20d左右,菌種培養(yǎng)是在密閉發(fā)酵罐中進(jìn)行的,空氣需要經(jīng)過供氧系統(tǒng)凈化才可,極大降低了污染概率。生產(chǎn)中使用棉塞或硅膠塞封口,比較固體菌種使用棉花或無棉蓋體封口,感染幾率降低。生產(chǎn)好的液體菌種所有菌球菌齡基本一致,菌絲活力強(qiáng),種源純度高,且接種后菌絲球與培養(yǎng)基的接觸面大,擴(kuò)大了發(fā)菌面積,菌絲生長(zhǎng)迅速,菌包發(fā)菌快,被感染的概率大大減少。
3.設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)模效率高
液體菌種整個(gè)生產(chǎn)過程都是在一個(gè)發(fā)酵罐內(nèi)完成,與外界完全隔離,滅菌、培養(yǎng)等操作均實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化控制,具有生產(chǎn)規(guī)模化、控制自動(dòng)化、生長(zhǎng)無菌化、發(fā)菌高速化的特點(diǎn),適宜工廠化標(biāo)準(zhǔn)化全年候生產(chǎn)。同時(shí)液體菌種生產(chǎn)菌包時(shí)利用接種槍接種,能夠?qū)嵭袡C(jī)械化操作,設(shè)定好接種量,控制開關(guān),接種速度可達(dá)每人每小時(shí)2500-3000包,極大提高了生產(chǎn)效率,降低了成本。
三、液體菌種的生產(chǎn)工藝流程
食用菌液體菌種生產(chǎn)的基本工藝流程:試管種→搖瓶種培養(yǎng)(同時(shí)清洗檢查發(fā)酵罐、配制培養(yǎng)基并滅菌冷卻)→取樣判斷→發(fā)酵罐接種培養(yǎng)→取樣判斷→菌包接種發(fā)菌。
1.培養(yǎng)基配方
食用菌液體發(fā)酵培養(yǎng)基一般由碳源、氮源、無機(jī)鹽、微量元素等組成。常用的碳源有葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、淀粉、糖蜜(工業(yè)副產(chǎn)物)等。常用的氮源有酵母膏、黃豆餅粉、花生餅粉、玉米粉、蛋白胨、麩皮、酒糟、尿素等。考慮到成本問題,食用菌液體規(guī)模化發(fā)酵培養(yǎng)基使用的碳源主要以淀粉和糖蜜類為主,氮源主要以豆粕、玉米粉、麩皮等農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物為主,根據(jù)當(dāng)?shù)卦耘喾N種類適當(dāng)調(diào)整確定培養(yǎng)基配方。
鄒城市液體菌種生產(chǎn)以金針菇、杏鮑菇、海鮮菇等為主,以金針菇為例,常用配方為:馬鈴薯100g,麩皮200g,玉米渣100g,葡萄糖20g,硫酸鎂1g,磷酸二氫鉀2g,水1000mL。
各原材料要求新鮮,沒有霉變。配制時(shí),馬鈴薯要去皮,切成小塊。像馬鈴薯、麩皮、豆粕、玉米渣等材料,按上述配方比例加入蒸煮鍋中,根據(jù)鍋的大小原料加入以不超過鍋容量的一半為宜,加水至鍋容量的2/3以上煮沸10min,然后進(jìn)行過濾,濾液與其他配料混合后按上述配方補(bǔ)足水量。大部分食用菌的發(fā)酵過程中,pH值會(huì)隨著發(fā)酵進(jìn)程而降低,進(jìn)而導(dǎo)致菌絲體停止生長(zhǎng)并產(chǎn)生自溶現(xiàn)象,因此,根據(jù)菌種不同,發(fā)酵培養(yǎng)基的pH值控制在5.0-6.5之間。
2.搖瓶種培養(yǎng)
配制好的培養(yǎng)基分裝至三角瓶,在0.11-0.12MPa、121℃-126℃下高壓滅菌40min,自然降壓冷卻后接種。接種量要稍大一些,一只試管種以接1-2個(gè)250mL的三角瓶為宜,接種后用已消毒的工具將菌種塊打散成1-2mm的顆粒。首先在22℃靜止培養(yǎng)24h,隨后在頻率每分鐘140轉(zhuǎn)的搖床上進(jìn)行培養(yǎng)2-3d,停止震蕩檢查,合格的繼續(xù)搖床培養(yǎng)5-7d即可。一般培養(yǎng)時(shí)每2-3d停止震蕩檢查一次。
3.發(fā)酵罐接種培養(yǎng)
培養(yǎng)基裝罐之前要先將發(fā)酵罐清洗干凈,并檢查罐體連接管路、各個(gè)管口、過濾器等是否正常,有無漏水漏氣。培養(yǎng)基裝入罐中量要適當(dāng),隨后擰緊罐口進(jìn)行高壓滅菌。冷卻后的發(fā)酵罐要在專用FFU高效層流罩下環(huán)境凈化1h,向發(fā)酵罐通入無菌氧氣調(diào)節(jié)壓力保持在0.03MPa進(jìn)行接種。接種時(shí),將封口火圈點(diǎn)燃,在火焰中打開進(jìn)料口將合格的搖瓶種倒入罐內(nèi)后迅速封罐。
培養(yǎng)期間發(fā)酵罐溫度控制在24℃,壓力控制在0.02-0.05MPa,攪拌速度為每分鐘150-180轉(zhuǎn),通氣量為每分鐘每1000L的罐中通入1 m3-5m3的過濾空氣。
培養(yǎng)期間每隔2d進(jìn)行一次取樣檢查,培養(yǎng)7-10d后,菌絲濃度及活力達(dá)到峰值時(shí),再次取樣檢查確認(rèn)無污染后即可用于生產(chǎn)接種。優(yōu)質(zhì)的液體菌種其培養(yǎng)液內(nèi)菌絲球直徑1mm左右且分布均勻,菌球和菌絲總量占菌液的80%以上,菌液清澈透明。
四、菌包接種發(fā)菌
液體菌種生產(chǎn)結(jié)束后,經(jīng)檢測(cè)合格后進(jìn)行菌包接種。
1.接種前預(yù)處理
接種前24h,對(duì)接種室使用84消毒液進(jìn)行消毒處理;接種前8h打開臭氧機(jī)滅菌,具體滅菌時(shí)間由接種室大小決定,一般需滅菌1-2h;接種前1h將空氣凈化系統(tǒng)開啟,實(shí)現(xiàn)通風(fēng)換氣目的。接種前先將接種槍、連接管道等進(jìn)行高壓滅菌20min,接種時(shí)用液體菌種自動(dòng)化接種機(jī)進(jìn)行接種,每個(gè)菌袋接種量為20mL左右。
2.接種方法
常用的接種方法有料面接種法(料表面噴淋,封面早,雜菌污染的概率小)、槍頭插入式接種法(菌袋上下同時(shí)發(fā)菌,可縮短發(fā)菌時(shí)間,但要加強(qiáng)菌袋內(nèi)的供氧量)、袋表面扎孔接種法(一般用于香菇的長(zhǎng)菌棒,每孔接種量均要達(dá)20mL)等。
3.接種后發(fā)菌管理
菌袋接種后就移入發(fā)菌室進(jìn)行發(fā)菌管理。溫度過高過低,都會(huì)在一定程度上影響菌絲生長(zhǎng)。以金針菇為例,發(fā)菌室的起始溫度控制在20℃左右,經(jīng)約7d左右,再逐漸提高至22℃左右。空氣濕度調(diào)控在65%-70%左右,每天通風(fēng)3-4次,每次通風(fēng)30min左右,保持二氧化碳濃度在0.4%以下。發(fā)菌期間不需要光照,應(yīng)密閉光線,保持黑暗狀態(tài)避光培養(yǎng)。發(fā)菌期間發(fā)現(xiàn)任何與正常菌絲性狀不符的諸如紅、黃、綠、黑、灰等顏色的菌絲以及粉末狀物質(zhì),均視為菌袋被污染,均需及時(shí)清除。(作者:鄒城省級(jí)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)、鄒城市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 郭惠 丁洋 崔維娜 劉永香)