CN104541972A - 一种利用农作物秸秆栽培食用菌的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用农作物秸秆栽培食用菌的方法，包括如下步骤：(1)对农作物秸秆进行蒸煮，利用纤维素酶将蒸煮后的农作物秸秆酶解得酶解渣；(2)以酶解渣制备栽培食用菌的培养基；(3)在培养基中接种食用菌进行培育。本发明使用农作物秸秆发酵工业的副产物(即酶解渣)既有效提高了农作物秸秆的综合利用率、降低处理农作物秸秆的成本以及其对环境产生的污染；又达到了替代食用菌生产原材料、提高食用菌生产的经济效益的目的。对于农作物秸秆综合利用向着秸秆的科学化、实用化提供了新的解决方法。

Description

一种利用农作物秸秆栽培食用菌的方法

技术领域

本发明涉及一种栽培食用菌的方法，具体涉及一种利用农作物秸秆栽培食用菌的方法。

背景技术

近年来，农作物秸秆成为农村面源污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦、玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的首要污染源之一。据有关统计，我国作为农业大国，每年可产生7亿多吨秸秆，成为“用处不大”但必须处理掉的“废弃物”。在此情况下，若完全由农民来处理，就出现了大量焚烧的现象。其实，解决问题的关键在于如何提高农作物秸秆的综合开发利用及其利用率。

食用菌是可供人类食用的大型真菌。具体地说食用菌是可供食用的蕈菌；蕈菌，是指能形成大型的肉质(或胶质)子实体或菌核组织的高等真菌的类总称。

八十年代初期以来，食用菌栽培做为一项投资小、周期短、见效快的致富好项目在中国得以迅猛发展，食用菌产品曾一度供不应求，卖价不菲。食用菌产业是一项集经济效益、生态效益和社会效益于一体的短平快农村经济发展项目，食用菌又是一类有机、营养、保健的绿色食品。发展食用菌产业符合人们消费增长和农业可持续发展的需要，是农民快速致富的有效途径。

当前我国用于栽培食用菌的主要原料有棉籽壳、锯木屑、甘蔗渣等。但是，随着产业发展，食用菌的主要栽培原料价格不断上涨，食用菌产业已受到原料短缺及价格不断上涨的严重制约。例如:由于具备合理的营养结构和适宜的碳/氮比，棉籽壳是传统公认的较为理想的食用菌栽培原料，但随着棉籽壳价格的直线上升，大部分非棉产区在考虑食用菌生产原料时却不得不摒弃棉籽壳。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用农作物秸秆栽培食用菌的方法，提高对农作物秸秆的利用率，降低处理农作物秸秆的成本以及其对环境产生的污染，同时达到了替代食用菌生产原材料、提高食用菌生产的经济效益。

本发明所述利用农作物秸秆栽培食用菌的方法，包括如下步骤：

(1)对农作物秸秆进行蒸煮，利用纤维素酶将蒸煮后的农作物秸秆酶解得酶解渣；

(2)以酶解渣制备栽培食用菌的培养基；

(3)在培养基中接种食用菌进行培育。

本发明所使用的原料农作物秸秆优选含纤维素38～50％(w/w)，半纤维素20～30％(w/w)，木质素22～30％(w/w)的农作物秸秆。

步骤(1)所述蒸煮具体为：将农作物秸秆粉碎为直径为4～8mm的碎块，将粉碎后的农作物秸秆在100～108℃进行蒸煮2～3h。

将秸秆粉碎成4～8mm的碎块，其大小和疏松程度度更有利于食用菌后期的培养，对秸秆在100～108℃进行蒸煮2～3h后，所得的物质有利于进行进一步的酶解。

作为优选地，步骤(1)所述蒸煮具体为：将农作物秸秆粉碎为直径为4mm的碎块，将粉碎后的农作物秸秆在105℃进行蒸煮2h。

通常经过步骤(1)的蒸煮处理，农作物秸秆中纤维素为55～65％(w/w)，半纤维素为20～30％(w/w)，木质素为5～20％(w/w)。

进一步地，步骤(1)所述酶解具体为：将蒸煮后的农作物秸秆降温至45～55℃，调节pH值为3～5，在蒸煮后的农作物秸秆中按秸秆重量20～40FGB/g加入纤维素酶进行酶解，酶解时间为45～65h，酶解后压榨得水含量为50～70％酶解渣。

本发明中所使用的纤维素酶可采用现有技术已知的多种可用于酶解纤维素的纤维素酶。

其中，优选为由里氏木霉(Trichoderma reesei)生产的纤维素酶，这种纤维素酶对秸秆的降解效率高，生产成本低、酶活力稳定；所述里氏木霉已于2013年11月01日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No.8426。

采用上述酶解条件既保证秸秆能够得到充分降解，用酶解液进行柠檬酸、乳酸、酒精等发酵；又使得酶解渣中含有足够食用菌生长的营养要素。

优选地，步骤(1)所述酶解具体为：将蒸煮后的农作物秸秆降温至45℃，调节pH值为5.0，在蒸煮后的农作物秸秆中按秸秆重量35FGB/g加入纤维素酶进行酶解，酶解时间为55h，酶解后压榨得水含量为55％酶解渣。

通常经过步骤(1)的处理，酶解后的酶解渣中纤维素30～45％(w/w)；半纤维素5～15％(w/w)，木质素25～35％(w/w)。

酶解是为了将秸秆中的纤维素转化为可供柠檬酸、乳酸、酒精等发酵使用的六碳糖。

所述压榨使用常规设备进行，控制压榨设备的运行压力和挤压时间即可控制水分。

通过上述酶解过程后，得到的酶解液中含有总糖5.5～8.5％(w/w)，二糖0.1～0.5％(w/w)，葡糖糖3.5～5.5％(w/w)，故可用来进行生物发酵生产酒精、柠檬酸、乳酸等发酵产品。

本发明所述利用农作物秸秆栽培食用菌的方法，所述步骤(2)具体为：按重量份计取步骤(1)制得酶解渣92～97份、石膏1～2.5份、石灰1～2.5份和过磷酸钙1～3份，进行搅拌，调节pH值为6.5～8.5，在105～115℃灭菌1～3h，灭菌后冷却至室温，即得用于栽培食用菌的培养基。

作为优选的方案，所述步骤(2)具体为：按重量份计取步骤(1)制得酶解渣93份、石膏2.5份、石灰2份和过磷酸钙2.5份，进行搅拌，调节pH值为8.0，在115℃灭菌2.5h，灭菌后冷却至室温，即得用于栽培食用菌的培养基。

为了使酶解渣更利于制备栽培食用菌的培养基，所述农作物秸秆优选为麦秸秆、稻秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆中的一种或几种。

本发明所述食用菌为可作为食物的菌类，例如平菇、凤尾菇、杏鲍菇、香菇、金针菇、茶树菇、灵芝、猴头菇或桑黄，优选为平菇。

当所述食用菌优选为平菇时，利用农作物秸秆栽培平菇的方法，包括以下各步骤：

(1)将农作物秸秆粉碎为直径为4mm的碎块，将粉碎后的农作物秸秆在105℃进行蒸煮2h；将蒸煮后的农作物秸秆降温至45℃，调节pH值为5.0，在蒸煮后的农作物秸秆中按秸秆重量35FGB/g加入纤维素酶进行酶解，酶解时间为55h，酶解后压榨得水含量为55％酶解渣；

(2)按重量份计取步骤(1)所得秸秆酶解渣93份、然后加入石膏2.5份、石灰2份、过磷酸钙2.5份搅拌均匀，控制培养基含水量为72％，调节pH值为8.0，装袋，每袋装0.5kg，在115℃高压灭菌2.5小时，灭菌后冷凉得栽培用培养基；

(3)在步骤(2)所述的培养基中接种三级平菇菌种进行培育得到所需要的食用菌子实体，其中，平菇培养温度25℃，培养所需空气相对湿度75～90％，出菇温度16～18℃；一级菌种培养的培养基为PDA培养基：马铃薯200g，葡萄糖20g,琼脂20g，加水1000mL,pH自然；二级菌种、三级菌种培养的培养基：棉籽壳60％、米糠15％、麸皮15％、石灰2％，石膏1％，过磷酸钙2％。

本发明使用农作物秸秆发酵工业的副产物(即酶解渣)既有效提高了农作物秸秆的综合利用率、降低处理农作物秸秆的成本以及其对环境产生的污染；又达到了替代食用菌生产原材料、提高食用菌生产的经济效益的目的。对于农作物秸秆综合利用向着秸秆的科学化、实用化提供了新的解决方法。

附图说明

图1是本发明在具体实施时可参考的工艺路线示意图；

图2是本发明在具体实施时菌种的培养示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

本发明在具体实施时，用农作物秸秆栽培食用菌的方法路线可参考图1。

本发明在具体实施时，食用菌菌种的培养时，一级、二级、三级菌种的制作方法均参照(杜敏华，2007-9-1，食用菌栽培学，化学工业出版社，ISBN:9787122005755)，进行制备；其中具体操作过程参照图2所示；一级种培养基:PDA培养基:马铃薯200g，葡萄糖20g,琼脂20g，加水1000mL,pH自然；二级种、三级种培养基:棉籽壳60％、米糠15％、麸皮15％、石灰2％，石膏1％，过磷酸钙2％。

实施例1：

本实施例利用玉米秸秆栽培平菇的方法，包括以下各步骤：

(1)将玉米秸秆粉碎为直径为4mm的碎块，将粉碎后的农作物秸秆在105℃进行蒸煮2h；将蒸煮后的玉米秸秆降温至45℃，调节pH值为5.0，在蒸煮后的玉米秸秆中按秸秆重量35FGB/g加入纤维素酶进行酶解，酶解时间为55h，酶解后压榨得水含量为55％酶解渣；

(2)取步骤(1)制得的玉米秸秆酶解渣93g、然后加入石膏2.5g、石灰2g、过磷酸钙2.5g搅拌均匀，控制培养基含水量为72％，调节pH值为8.0，装袋，每袋装0.5kg，在115℃高压灭菌2.5小时，灭菌后冷凉得栽培用培养基；

(3)在步骤(2)所述的培养基中接种三级平菇菌种，送入相应的培养间，进行培育得到所需要的食用菌子实体，平菇发菌温度，23～25℃，空气相对湿度68％～70％；出菇温度16～18℃，相对湿度86％～88％。

实施例2：

本实施例利用稻秸秆栽培金针菇的方法，包括以下各步骤：

(1)将稻秸秆粉碎为直径为4mm的碎块，将粉碎后的农作物秸秆在105℃进行蒸煮2h；将蒸煮后的稻秸秆降温至45℃，调节pH值为5.0，在蒸煮后的稻秸秆中按秸秆重量25FGB/g加入纤维素酶进行酶解，酶解时间为50h，酶解后压榨得水含量为55％酶解渣；

(2)取步骤(1)制得的稻秸秆酶解渣94g，然后加入石灰2g、石膏2g、过磷酸钙2g，加适量水搅拌均匀，控制培养基含水量为70％，调节pH值为7.0，装袋，每袋装0.5kg，在115℃高压灭菌2.5小时，灭菌后冷凉得栽培用培养基；

(3)在步骤(2)所述的培养基中接种三级金针菇菌种，送入相应的培养间，进行培育得到所需要的食用菌子实体，金针菇发菌温度20～22℃，相对湿度82～85％，出菇温度10～12℃，相对湿度86～90％。

实施例3：

本实施例利用玉米秸秆栽培桑黄的方法，包括以下各步骤：

(1)将玉米秸秆粉碎为直径为4mm的碎块，将粉碎后的农作物秸秆在105℃进行蒸煮2h；将蒸煮后的玉米秸秆降温至45℃，调节pH值为5.0，在蒸煮后的玉米秸秆中按秸秆重量35FGB/g加入纤维素酶进行酶解，酶解时间为55h，酶解后压榨得水含量为55％酶解渣；

(2)取步骤(1)制得的玉米秆酶解渣58g，然后加入麦秸秆37g、石灰2g、石膏2g、过磷酸钙1g搅拌均匀，控制培养基含水量为70％，调节pH值为6.5，装袋，每袋装0.5kg，在115℃高压灭菌2.5小时，灭菌后冷凉得栽培用培养基；

(3)在步骤(2)所述的培养基中接种三级桑黄菌种，送入相应的培养间，进行培育得到所需要的食用菌子实体，送入相应的培养间，桑黄菌发菌温度28℃，空气相对湿度65％～68％；出黄温度控制24～26℃，空气相对湿度90％左右；每天通风2次，在出黄期间提供适当的散射光；当上述培养基接种的是平菇时，平菇培养温度25℃，培养所需空气相对湿度75～90％，出菇温度16～18℃；当上述培养基接种的是金针菇时，金针菇发菌温度20～22℃，相对湿度82～85％，出菇温度10～12℃，相对湿度86～90％。

实施例4：

本实施例利用玉米秸秆栽培食用菌的方法，与实施例1的区别仅在于：(2)取步骤(1)制得的玉米秸秆酶解渣92g、然后加入石膏1g、石灰1g、过磷酸钙2.5g搅拌均匀，控制培养基含水量为60％，调节pH值为8.5，装袋，每袋装0.5kg，在105℃高压灭菌3小时，灭菌后冷凉得栽培用培养基。

实施例5：

本实施例利用稻秸秆栽培食用菌的方法，与实施例2的区别仅在于：(2)取步骤(1)制得的稻秸秆酶解渣97g，然后加入石灰2g、石膏2.5g、过磷酸钙3g搅拌均匀，控制培养基含水量为75％，调节pH值为7.0，装袋，每袋装0.5kg，在115℃高压灭菌1小时，灭菌后冷凉得栽培用培养基。

实施例6：

本实施例利用玉米秸秆栽培食用菌的方法，与实施例1的区别仅在于：步骤(1)中，将秸秆粉碎为直径8mm的碎块，将粉碎后的秸秆在108℃蒸煮3h,将农作物降温至55℃，调节pH为3，，纤维素酶的添加量为40FGB/g,酶解时间为45h,酶解后压榨得含水量为50％的酶解渣。

实施例7：

本实施例利用玉米秸秆栽培食用菌的方法，与实施例1的区别仅在于：步骤(1)中，将秸秆粉碎为直径6mm的碎块，将粉碎后的秸秆在100℃蒸煮3h,将农作物降温至50℃，调节pH为4，，纤维素酶的添加量为20FGB/g,酶解时间为60h,酶解后压榨得含水量为70％的酶解渣。

对照例1：

称取棉籽壳58g、米糠17g、麸皮20g、石灰1.5g，石膏2g，过磷酸钙1.5g，先将棉籽壳、米糠、麸皮加水拌湿，然后加入石灰、石膏和过磷酸钙搅拌均匀，控制培养基含水量为70％,pH值为8.5，装袋，每袋装0.5kg，在110℃高压灭菌2.5小时，灭菌后冷凉后得栽培用培养基。

栽培时，可参照实施例1在在上述所得栽培用培养基中接入平菇菌种。

对照例2：

称取棉籽壳48g、米糠25g、麸皮22g、石灰1g、石膏2g、过磷酸钙2g，先将棉籽壳、米糠、麸皮加水拌湿，然后加入石灰、石膏和过磷酸钙搅拌均匀，控制培养基含水量为68％,pH值为7.2，装袋，每袋装0.5kg，在115℃高压灭菌2小时，灭菌后冷凉后得栽培用培养基。

栽培时，可参照实施例2在上述所得栽培用培养基中接入金针菇菌种。

实验例1：

所述实验例试验方法如下：

1、菌种的制备：

本实验例中涉及的菌类按照常规方法制备母种、原种和栽培种，该方法记载于(杜敏华，2007-9-1，食用菌栽培学，化学工业出版社，ISBN:9787122005755)(参考图2)。

2、接种及菌丝体培养：

按无菌操作规程在培养基袋两头接种，分别按实施例1、2、3和对照例1和2均制作每批20袋培养基，均制作3批，重复3次试验。接种后将菌袋置于培养室内按常规进行培养，根据菌种不同，控制条件为：(1)平菇发菌温度，23～25℃，空气相对湿度68％～70％；出菇温度16～18℃，相对湿度86％～88％。(2)金针菇发菌温度20～22℃，相对湿度82％～85％；出菇温度10～12℃，相对湿度86％～90％。(3)桑黄菌发菌温度28℃，空气相对湿度65％～68％；出黄温度控制24～26℃，空气相对湿度90％左右；每天通风2次，在出黄期间提供适当的散射光。

发菌期间观察菌丝的生长情况，若有杂菌污染，及时将感染杂菌的菌袋捡出，进行消除，以免感染其它菌袋。观察并记录菌丝日生长量、菌丝长势。

3、出菇管理与采收：

按常规方法进行出菇管理与采收，具体方法记载于(王贺祥，食用菌栽培学【M】，北京:中国农业大学出版社，2008)。

4、统计方法：

菌丝长速与生物学效率

观察纪录各培养基中接种的菌丝生长速度(采用直线生长测量法)及菌丝生长势和密度(分别将不同处理的菌丝生长情况相互比较，用“+”号表示菌丝密度和生长势强弱)，记录统计各配方前三潮菇的产量，以生物学效率(％)表征。

菌丝日均生长速率(mm/d)＝菌丝生长量(mm)/培养天数(d)

生物学效率(％)＝(鲜菇重/干料重)×100％

5、试验结果与分析：

不同培养基栽培食用菌菌丝生长情况，见表1。

表1不同配方栽培食用菌菌丝生长情况

表1中“+”号表示菌丝密度和生长势强弱，由此可以看出使用秸秆酶解渣进行食用菌栽培，平菇、金针菇两种菌丝的生长在对照例中和酶解渣培养基中差别不明显。因此，农作物秸秆酶解渣作为食用菌培养基可以替代传统常规培养基，同传统的玉米芯、棉籽壳、米糠、麸皮等传统常规培养基相比，酶解渣的成本比传统常规培养基低很多，可以有效降低食用菌生产的成本。

使用不同的培养基对食用菌产量的影响，见表2。

表2使用不同的培养基对食用菌产量的影响

从表2中可以看出，不同秸秆酶解渣所制成的培养基对食用菌生物学效率的影响与菌丝生长情况基本相一致。完全可以采用农作物秸秆酶解渣进行食用菌生产。

由以上的数据显示，使用农作物秸秆进行酶解，酶解液可用于发酵，而酶解渣可用来进行食用菌栽培，具有很高的可操作性。按照本发明的方法，极大降低了处理农作物秸秆的成本，减少了处理农作物秸秆对环境带来的污染问题，有利于废物利用和环境保护，具有良好的社会效益和经济效益，生产上可大力推广。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种利用农作物秸秆栽培食用菌的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)对农作物秸秆进行蒸煮，利用纤维素酶将蒸煮后的农作物秸秆酶解得酶解渣；

(2)以酶解渣制备栽培食用菌的培养基；

(3)在培养基中接种食用菌进行培育。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述蒸煮具体为：将农作物秸秆粉碎为直径为4～8mm的碎块，将粉碎后的农作物秸秆在100～108℃蒸煮2～3h。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述酶解具体为：将蒸煮后的农作物秸秆降温至45～55℃，调节pH为3～5，在蒸煮后的农作物秸秆中按秸秆重量20～40FGB/g加入纤维素酶进行酶解，酶解时间为45～65h，酶解后压榨得水含量为50～70％酶解渣。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述纤维素酶优选为里氏木霉(Trichoderma reesei)生产的纤维素酶，所述里氏木霉于2013年11月01日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No.8426。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：按重量份计，取步骤(1)制得酶解渣92～97份、石膏1～2.5份、石灰1～2.5份和过磷酸钙1～3份，进行搅拌，加水控制含水量在60～75％，调节pH值为6.5～8.5，在105～115℃灭菌1～3h，灭菌后冷却至室温，即得用于栽培食用菌的培养基。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)具体操作为：在所述培养基中接入食用菌三级菌种，使食用菌出菌并进行出菇培养管理。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述农作物秸秆为麦秸秆、稻秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述食用菌为平菇、凤尾菇、杏鲍菇、香菇、金针菇、茶树菇、灵芝、猴头菇或桑黄，优选为平菇、金针姑和桑黄。