CN106242769A - 一种减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质，由下列重量份的原料制成：石灰石粉3‑4、碳酸钙4‑5、棉籽壳35‑38、木薯渣26‑29、藻酸丙二醇酯1.6‑1.8、氯化亚钴1‑2、硫酸钾4‑6、白云石钙粉3‑5、猪皮废料40‑44、氯化钠粉末1‑2、pH2.5醋酸溶液适量、氢氧化钠溶液适量、水适量；本发明的香菇栽培基质通过石灰石粉、碳酸钙等的添加，其中大量的钙离子改变了重金属在基质中的电位势并竞争其对于香菇的吸收，并且调控了基质中PH值的稳定性，增加重金属元素进入菌丝细胞的难度，从而减缓了香菇对重金属的富集程度，避免了重金属经香菇的食用进入人体造成对人体健康的损害。

Description

一种减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质

技术领域

本发明涉及食用菌栽培技术领域，尤其涉及一种减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质。

背景技术

香菇俗称中国菇，是一种著名的用栽培真菌的食用药材，在我国有着悠久的培育历史传统，因其丰富的营养价值和药用价值而深受消费者喜爱，现已成为世界上第二大人工栽培的食用菌，由于产业的快速发展，香菇代料栽培传统基质的原料日趋枯竭，需要积极探索替代基质的途径。另一方面，随着人们生活水平的提高，人们希望香菇营养价值和药用价值也能得到提高，所以需要提供一种优质的香菇栽培基质。

胶原蛋白作为一种生物大分子，具有天然的低毒性、低免疫性、可引导菌丝生长以及较好的生物相容性等优点，同时其提取方法简单，原料来源广泛且廉价，通过屠宰场废弃的猪皮即可进行规模化提取，其作为香菇栽培的新型基质材料具有极大潜力，但未经交联修饰处理的胶原蛋白往往具有降解速率过快、变形温度低、易发生收缩形变以及机械性能不足等缺点，需要通过交联改性来提高胶原蛋白的机械性能和抗降解能力。

目前，胶原蛋白稳定化处理的方法主要是通过物理或化学的方法进行交联。其中，物理方法有真空干热交联、紫外和C射线交联等，这些方法的优点是不引入有毒化学物质，能保持胶原良好的生物相容性，但单独采用物理交联往往不能获得均一的、理想的交联强度，因此化学交联方法得到更为广泛的应用。

常见的化学交联剂有醛类、碳化二亚胺类、双环氧类物质以及氰异酸盐等。其中，戊二醛是一类广泛应用于胶原基生物材料的交联剂，能降低胶原的抗原性，但是戊二醛交联剂存在降低胶原生物相容性和易导致胶原钙化等潜在的危险。研究表明，即使戊二醛残留质量浓度低至310mg/L时仍有毒性，其未发生反应的官能团或胶原在酶的作用下发生降解时所释放的这些官能团均可能引起细胞毒性反应，对培养菌造成危害。而1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺交联剂具有无毒、生物相容性良好的特点，应用在胶原蛋白的改性上能表现出更为优异的性能。

公开号为102617213A的发明专利申请公开了一种利用压缩秸秆制备香菇栽培基质的方法，该培养基质采用重量比为25-35%的粗木屑、15-25%的细木屑、25-35%的浸透的压缩秸秆颗粒、10-15%的麸皮、1.0-1.5%的石膏混合制备而成，该发明培养基质木质素含量较高，有利于香菇菌丝的利用，同时采用农业生产废料作为栽培基质原料，改善了环境且节约了成本，但该发明公开的栽培基质使用原料过于单一，易造成养分不均衡，需要额外营养物质的添加，同时和香菇的生物相容性不高，对于香菇生长微环境的改善和菌丝的扩展无促进作用，无显著附加价值的提高，限制了发明基质的规模化应用。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质，由下列重量份的原料制成：石灰石粉3-4、碳酸钙4-5、棉籽壳35-38、木薯渣26-29、藻酸丙二醇酯1.6-1.8、氯化亚钴1-2、硫酸钾4-6、白云石钙粉3-5、猪皮废料40-44、氯化钠粉末1-2、胃蛋白酶制剂1-2、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐1.2-1.6、N-羟基琥珀酰亚胺0.3-0.4、1%氯化钠溶液适量、pH2.5醋酸溶液适量、氢氧化钠溶液适量、水适量。

所述的减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质制备方法的具体步骤如下：

（1）将棉籽壳、木薯渣充分混合后添水至物料潮湿松散，沤制发酵23-26天，将发酵料压榨并过滤，得到发酵液和发酵干料，再将发酵液单独取出，经离心后收集菌泥沉淀和上层发酵清液，将菌泥冷冻干燥制成冻干粉，即得到发酵干料、发酵清液和冻干粉备用；

（2）向步骤1所得发酵清液中加入藻酸丙二醇酯、氯化亚钴，加热至68-72℃，不断搅拌螯合30-40分钟，之后冷却至室温，再加入硫酸钾、碳酸钙，搅拌混合至均匀，得营养液备用；

（3）将猪皮废料去毛后洗净切碎，按1：5-6g/mL的固液比加入到1%氯化钠溶液中，浸泡5-6小时后用清水洗净，再将所得皮块按1：15-18g/mL的固液比加入到pH值为2.5的醋酸溶液中，并在冰浴条件下浸泡8-10小时，完成后将皮块打碎，此时再加入相同体积的上述醋酸溶液，并加入胃蛋白酶制剂，酶解12-15小时，其中每小时搅拌5-7分钟，酶解结束后用双层纱布过滤，收集滤液，向其中加入氢氧化钠溶液调节PH至7-8，再加入氯化钠粉末，静置10-12小时，之后将溶液以5000-5500转/分离心15-18分钟，收集沉淀，烘干后得胶原蛋白粉末备用；

（4）将步骤1所得发酵干料、冻干粉、步骤2所得营养液、步骤3所得胶原蛋白粉末以及白云石钙粉、石灰石粉全部混合并充分搅拌后，置于2-4℃环境下，此时加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，交联10-12小时，完成后升至室温，即得本发明香菇栽培基质。

本发明的优点是：

本发明基质通过对猪皮废料中胶原蛋白的提取将具有低免疫原性、生物可降解性的胶原蛋白应用到栽培基质的配制中，同时采用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺作为交联剂对胶原进行交联处理，令胶原蛋白的变性温度和抗酶解能力提高，吸水率和溶胀率降低，提高了其热稳定性和结构稳定性，不仅能为香菇提供一定的支撑和生长界面，同时胶原蛋白内部的胶原纤维束相互交错排列形成的多孔网状结构，也有利于有益微生物的搭载以及营养成分的固定，同时有利于香菇菌丝的粘附和迁入，为香菇的生长提供了适宜的、养分充足的环境。

本发明的香菇栽培基质通过石灰石粉、碳酸钙等的添加，其中大量的钙离子改变了重金属在基质中的电位势并竞争其对于香菇的吸收，并且调控了基质中PH值的稳定性，增加重金属元素进入菌丝细胞的难度，从而减缓了香菇对重金属的富集程度，避免了重金属经香菇的食用进入人体造成对人体健康的损害。

具体实施方式

一种减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质，由下列重量份（kg）的原料制成：石灰石粉3、碳酸钙4、棉籽壳35、木薯渣26、藻酸丙二醇酯1.6、氯化亚钴1、硫酸钾4、白云石钙粉3、猪皮废料40、氯化钠粉末1、胃蛋白酶制剂1、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐1.2、N-羟基琥珀酰亚胺0.3、1%氯化钠溶液适量、pH2.5醋酸溶液适量、氢氧化钠溶液适量、水适量。

所述的减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质制备方法的具体步骤如下：

（1）将棉籽壳、木薯渣充分混合后添水至物料潮湿松散，沤制发酵23天，将发酵料压榨并过滤，得到发酵液和发酵干料，再将发酵液单独取出，经离心后收集菌泥沉淀和上层发酵清液，将菌泥冷冻干燥制成冻干粉，即得到发酵干料、发酵清液和冻干粉备用；

（2）向步骤1所得发酵清液中加入藻酸丙二醇酯、氯化亚钴，加热至68℃，不断搅拌螯合30分钟，之后冷却至室温，再加入硫酸钾、碳酸钙，搅拌混合至均匀，得营养液备用；

（3）将猪皮废料去毛后洗净切碎，按1：5g/mL的固液比加入到1%氯化钠溶液中，浸泡5小时后用清水洗净，再将所得皮块按1：15g/mL的固液比加入到pH值为2.5的醋酸溶液中，并在冰浴条件下浸泡8小时，完成后将皮块打碎，此时再加入相同体积的上述醋酸溶液，并加入胃蛋白酶制剂，酶解12小时，其中每小时搅拌5分钟，酶解结束后用双层纱布过滤，收集滤液，向其中加入氢氧化钠溶液调节PH至7，再加入氯化钠粉末，静置10小时，之后将溶液以5000转/分离心15分钟，收集沉淀，烘干后得胶原蛋白粉末备用；

（4）将步骤1所得发酵干料、冻干粉、步骤2所得营养液、步骤3所得胶原蛋白粉末以及白云石钙粉、石灰石粉全部混合并充分搅拌后，置于2℃环境下，此时加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，交联10小时，完成后升至室温，即得本发明香菇栽培基质。

为了进一步说明本发明的应用价值，发明人分别使用本发明基质和市售普通基质进行香菇的栽培种植，除使用基质不同外其他管理方法均相同，测得数据为本发明基质所得香菇的生物转化率较常规基质提高了4.8%，且成品菇的产量提高了14.7%，同时香菇体内的汞、镉等重金属富集较常规基质减少了60%，菇的颜色雪白，没有畸形菇，说明本发明香菇基质具有较好的使用效果。

Claims (2)

1.一种减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质，其特征在于，由下列重量份的原料制成：石灰石粉3-4、碳酸钙4-5、棉籽壳35-38、木薯渣26-29、藻酸丙二醇酯1.6-1.8、氯化亚钴1-2、硫酸钾4-6、白云石钙粉3-5、猪皮废料40-44、氯化钠粉末1-2、胃蛋白酶制剂1-2、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐1.2-1.6、N-羟基琥珀酰亚胺0.3-0.4、1%氯化钠溶液适量、pH2.5醋酸溶液适量、氢氧化钠溶液适量、水适量。

2.根据权利要求书1所述的减缓重金属富集的香菇胶原栽培基质，其特征在于，制备方法的具体步骤如下：

（1）将棉籽壳、木薯渣充分混合后添水至物料潮湿松散，沤制发酵23-26天，将发酵料压榨并过滤，得到发酵液和发酵干料，再将发酵液单独取出，经离心后收集菌泥沉淀和上层发酵清液，将菌泥冷冻干燥制成冻干粉，即得到发酵干料、发酵清液和冻干粉备用；

（2）向步骤1所得发酵清液中加入藻酸丙二醇酯、氯化亚钴，加热至68-72℃，不断搅拌螯合30-40分钟，之后冷却至室温，再加入硫酸钾、碳酸钙，搅拌混合至均匀，得营养液备用；

（3）将猪皮废料去毛后洗净切碎，按1：5-6g/mL的固液比加入到1%氯化钠溶液中，浸泡5-6小时后用清水洗净，再将所得皮块按1：15-18g/mL的固液比加入到pH值为2.5的醋酸溶液中，并在冰浴条件下浸泡8-10小时，完成后将皮块打碎，此时再加入相同体积的上述醋酸溶液，并加入胃蛋白酶制剂，酶解12-15小时，其中每小时搅拌5-7分钟，酶解结束后用双层纱布过滤，收集滤液，向其中加入氢氧化钠溶液调节PH至7-8，再加入氯化钠粉末，静置10-12小时，之后将溶液以5000-5500转/分离心15-18分钟，收集沉淀，烘干后得胶原蛋白粉末备用；

（4）将步骤1所得发酵干料、冻干粉、步骤2所得营养液、步骤3所得胶原蛋白粉末以及白云石钙粉、石灰石粉全部混合并充分搅拌后，置于2-4℃环境下，此时加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，交联10-12小时，完成后升至室温，即得本发明香菇栽培基质。