CN106518360A - 一种持续性利用的高效食用菌培养基及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种持续性利用的高效食用菌培养基及其制备方法，由以下重量份的原料制成：高产纤维素酶菌液、聚乙烯醇、2~4wt%CaCl₂溶液、海藻酸钠、2~5wt%NaOH溶液、棉籽壳、花生壳、油菜秸秆、鱼骨粉、草木灰、米糠、氯化钠、玉米麸皮粉和适量的水；本发明的食用菌培养基可以长时间的提供食用菌养分，含有活性的产纤维素酶菌体，包裹在食用菌培养基基料上，以一种凝胶类物质形式存在，保持微生物体自身良好的活性，同时不断提供纤维素酶，将纤维素酶分解成低分子的糖类，可以很好和充分的利用秸秆类高纤维类的原料，同时多次使用，节省人工和原料。

Description

一种持续性利用的高效食用菌培养基及其制备方法

技术领域

本发明属于食用菌培养基的工艺技术领域，具体涉及到一种持续性利用的高效食用菌培养基及其制备方法。

背景技术

食用菌一般包括子实体和菌丝体，由真核微生物构成，真菌在营养充足、个体不受制定约束等适宜的生长环境下，个体会快速繁殖，形成数量上的大幅提升，但是当真菌数量提高到一定数量上，就形成了有真菌组成的菌丝体，菌丝体密集彼此受到制约，指向性的形成子实体原基，是由菌丝体密集而成，以后产生孢子的有性繁殖器官，而菌丝体是由一根根管状细胞构成，起到吸收养分的作用，呈现绒毛状，分枝发达。食用菌栽培的培养料一般提供真核微生物生长必需的氮源、碳源、水、维生素和矿物质，其中以碳源和氮源消耗最为严重，水分一般保持在60%左右，通气并且保证供氧充足，不需要光照，温度要求在24~28℃为最宜，因此，一般常常看到食用菌培养基用塑料薄膜包裹或覆盖，目的在于防止水分蒸发并且维持一定的温度。

现阶段的食用菌培养基最主要的问题是：培养基使用次数少，很多培养基使用2次甚至1次以后便会遗弃，原因在于；培养基的养分很难维持下一次新子实体的正常生长，主要是氮源和碳源不足，而如此做很大的造成人工量的增加，原料的使用量提高，额外的资源消耗提高，同时检验抛弃的食用菌培养基发现，培养基中还残留有大量的营养成分，真核微生物利用的培养基的养分主要来源是可溶性的碳水化合物、糖、淀粉及少量的低分子的维生素，而真菌由于功能的不同，极少可以利用原料为木屑、棉籽壳、稻壳、玉米芯等主要由纤维素组成的原料，造成培养基废弃料中含有大量未被利用的纤维素成分，如何利用这部分营养，可以大大提高食用菌培养基的使用次数，减少额外投资成本。

纤维素占全球植物干重的30~50%，是地球上分布最广、含量最丰富的碳水化合物，属于一种链状的高分子聚合物，一般很难自动降解或是被微生物分解利用，纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，目前普遍认为，完全降解纤维素至少需要3中功能不同但又互补的纤维素酶的3组：内切葡聚糖酶、外切葡聚糖纤维二糖水解酶、纤维二糖酶。在他们协同的作用下才能将纤维素水解至葡萄糖，但是纤维素酶的显著缺点在于，纤维素酶的稳定性差、寿命短并且单一酶活性低。

发明内容

本发明为了提高食用菌培养基的利用效率，促进纤维素的分解利用，发明一种高效利用、持续提供养分并且可多次使用的食用菌培养基，具体是通过以下的方法实现的：

一种持续性利用的高效食用菌培养基，其特征在于，由以下重量份的原料制成：高产纤维素酶菌液10~15、聚乙烯醇2~3、2~4wt%CaCl₂溶液8~12、海藻酸钠0.2~0.4、2~5wt%NaOH溶液25~40、棉籽壳15~20、花生壳30~40、油菜秸秆5~9、鱼骨粉5~8、草木灰8~14、米糠10~15、氯化钠3~6、玉米麸皮粉8~15和适量的水；

所述高产纤维素酶菌液是以秸秆类物质15~20g/L、小麦面粉4~7 g/L、尿素10~15 g/L、（NH₄）₂SO₄ 10~12 g/L、NH₄NO₃5~8 g/L的营养液为培养基，加热使小麦面粉糊化，然后接种比例为5~8:1的里氏木霉菌和黑曲霉菌原种，在30~35℃温度下培养140~150h，摇床转速180~200r/min，并且检测的孢子悬浮液浓度达到1.5~2.0×10⁷个/mL，完成扩大培养后的菌液。

一种持续性利用的高效食用菌培养基的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）混合棉籽壳、花生壳、油菜秸秆经过初步粉碎后，喷洒2~5wt%NaOH溶液润湿，放入高压蒸汽灭菌锅中蒸煮60~70min，完成后放水中浸泡洗涤2~3遍，保持含水量50~60%备用；

（2）混合鱼骨粉、草木灰及其它以下未涉及的剩余成分，加入（1）所述的混合料中混匀，高温灭菌后成为培养基，保温30~40℃；

（3）将高产纤维素酶菌液与3~5倍其重量倍的水混合稀释，然后加入聚乙烯醇和海藻酸钠，搅拌混匀，均匀浇注到（2）所述的培养基中，以润湿培养基表面为宜无菌液沉积；

（4）待（3）完成后，迅速将2~4wt%CaCl₂溶液缓慢浇注至培养基上，静置3~4h交联固化，最后适当补加水至含水量60~65%后即可。

根据背景技术中现阶段食用菌培养基出现的问题和本发明的只要思路，这里利用能够生长代谢出纤维素酶的细菌与食用菌培养基结合的方法，实现培养基中纤维素的利用，实现培养基营养利用最大化，直接将酶制品运用于培养基不利于酶的效果发挥，纤维素酶本身寿命短、存在的稳定性差，同时加入的酶对纤维素的分解属于即时效应，很难长时间对培养基中的纤维素进行水解，如果提供一种长时间缓慢降解纤维素，不断有序的提供食用菌所需的养分是最优选择。

发明经过不断重复尝试和多年经验的积累，得出使用里氏木霉为产纤维素酶的主要微生物为最佳，同时加入一定量的黑曲霉，可以更加完善的产生分解纤维素的酶，两者之间的比例在5~8:1之间，可以很好的产生分解纤维素的酶类，发明从实验室保藏的菌种母种中选取两种优良的菌种原种，然后经过扩大培养得到高产纤维素酶的菌液混合液，菌液混合液必须满足的条件是，适于两种菌种生长发育的营养条件，经过多次反复的正交试验得出培育的最适条件为：秸秆类物质15~20g/L、小麦面粉4~7 g/L、尿素10~15 g/L、（NH₄）₂SO₄10~12 g/L、NH₄NO₃5~8 g/L，pH为5.0~6.0，培养的最适温度为30~35℃，培养时间140~150h，摇床转速180r/min，完成扩大培养后的孢子悬浮液浓度达到1.5~2.0×10⁷个/mL，其中的氮源类物质还可以选择尿素、氯化铵等代替，对于菌种产纤维素酶都具有促进作用。

但是如果直接将产纤维素酶的菌液加入食用菌培养基中，实际的效果并不好，原因在于，培养基属于一种立体结构，不同于平面培养基，它的主要作用还是提供真核微生物营养，长出子实体，而添加的高产纤维素酶菌液属于液态，需要一定的附着固定剂才可以包覆在食用菌培养基原料上，同时还要有计划的移植外援菌种的数量，促使食用菌成为主导菌种，防止外援微生物对于养分的过分利用，始终保持外援菌产纤维素酶的菌种保持在一定的数量级上，可以产生纤维素酶，对食用菌培养基中的纤维素进行水解，产生的糖类可以供食用菌的生长所利用，由于这是不断产生纤维素酶，所以，这种供求关系可以维持很长时间，这就可以比较彻底的利用食用菌培养基的原料，减少浪费现象。

发明对于应用高产纤维素酶应用与食用菌培养基的具体做法，先对食用菌培养基进行预处理，比如通过高温蒸煮和碱液的浸泡可以打破纤维素分子的结晶结构和保护层，使原料变得蓬松，更加容易被纤维素酶作用，这一阶段不仅可以使纤维素的结构造成一定程度的破坏，还可以杀菌，提高培养基料温，对于如何发挥产纤维素酶菌的最大功能，发明模拟细胞固定化包埋技术的原理，即保持微生物非常好的活性，同时也可以避免微生物吸收营养过后过分的繁殖扩增，影响食用菌的营养利用情况，具体是将产纤维素酶的微生物菌液中加入海藻酸钠和固定剂聚乙烯醇，混匀后浇注到成品的培养基上，然后快速再浇注一层氯化钙溶液，钙离子和海藻酸钠反应，交联耦合，形成多维网格结构，成为一种凝胶类物质包裹在培养基大颗粒的表面，属于一种多孔型膜层，然后在聚乙烯醇的固化作用下固定，聚乙烯醇具有固定效果好，机械强度高的特点；膜层不仅富集产纤维素酶的微生物菌，同时属于一种保水性膜层，对于食用菌的培养来说，更易被菌丝体攀附。

本发明的有益效果：本发明的食用菌培养基可以长时间的提供食用菌养分，含有活性的产纤维素酶菌体，包裹在食用菌培养基基料上，以一种凝胶类物质形式存在，保持微生物体自身良好的活性，同时不断提供纤维素酶，将纤维素酶分解成低分子的糖类，可以很好和充分的利用秸秆类高纤维类的原料，同时多次使用，节省人工和原料。

具体实施方式

实施例1：

一种持续性利用的高效食用菌培养基，其特征在于，由以下重量份（Kg）的原料制成：高产纤维素酶菌液12、聚乙烯醇2、2~4wt%CaCl₂溶液10、海藻酸钠0.3、2~5wt%NaOH溶液30、棉籽壳16、花生壳34、油菜秸秆7、鱼骨粉7、草木灰9、米糠12、氯化钠4、玉米麸皮粉12和适量的水；

所述高产纤维素酶菌液是以秸秆类物质16g/L、小麦面粉6 g/L、尿素12g/L、（NH₄）₂SO₄ 10 g/L、NH₄NO₃6 g/L的营养液为培养基，加热使小麦面粉糊化，然后接种比例为5~8:1的里氏木霉菌和黑曲霉菌原种，在30~35℃温度下培养140~150h，摇床转速180~200r/min，并且检测的孢子悬浮液浓度达到1.5~2.0×10⁷个/mL，完成扩大培养后的菌液。

一种持续性利用的高效食用菌培养基的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）混合棉籽壳、花生壳、油菜秸秆经过初步粉碎后，喷洒2~5wt%NaOH溶液润湿，放入高压蒸汽灭菌锅中蒸煮60~70min，完成后放水中浸泡洗涤2~3遍，保持含水量50~60%备用；

（2）混合鱼骨粉、草木灰及其它以下未涉及的剩余成分，加入（1）所述的混合料中混匀，高温灭菌后成为培养基，保温30~40℃；

（3）将高产纤维素酶菌液与3~5倍其重量倍的水混合稀释，然后加入聚乙烯醇和海藻酸钠，搅拌混匀，均匀浇注到（2）所述的培养基中，以润湿培养基表面为宜无菌液沉积；

（4）待（3）完成后，迅速将2~4wt%CaCl₂溶液缓慢浇注至培养基上，静置3~4h交联固化，最后适当补加水至含水量60~65%后即可。

使用本发明的食用菌培养基培养平菇，将培养基装袋，分上中下三层放入平菇栽培种，密封扎紧，扎洞透气，结果发现本发明的培养基相比以往培养基，可以连续培养2~4波平菇栽培种，同时与以往培养基使用后的纤维素含量对比发现，本发明纤维素含量低于以往培养基2~3倍。

Claims (2)

1.一种持续性利用的高效食用菌培养基，其特征在于，由以下重量份的原料制成：高产纤维素酶菌液10~15、聚乙烯醇2~3、2~4wt%CaCl₂溶液8~12、海藻酸钠0.2~0.4、2~5wt%NaOH溶液25~40、棉籽壳15~20、花生壳30~40、油菜秸秆5~9、鱼骨粉5~8、草木灰8~14、米糠10~15、氯化钠3~6、玉米麸皮粉8~15和适量的水；

所述高产纤维素酶菌液是以秸秆类物质15~20g/L、小麦面粉4~7 g/L、尿素10~15 g/L、（NH₄）₂SO₄ 10~12 g/L、NH₄NO₃5~8 g/L的营养液为培养基，加热使小麦面粉糊化，然后接种比例为5~8:1的里氏木霉菌和黑曲霉菌原种，在30~35℃温度下培养140~150h，摇床转速180~200r/min，并且检测的孢子悬浮液浓度达到1.5~2.0×10⁷个/mL，完成扩大培养后的菌液。

2.根据权利要求1所述一种持续性利用的高效食用菌培养基的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

（1）混合棉籽壳、花生壳、油菜秸秆经过初步粉碎后，喷洒2~5wt%NaOH溶液润湿，放入高压蒸汽灭菌锅中蒸煮60~70min，完成后放水中浸泡洗涤2~3遍，保持含水量50~60%备用；

（2）混合鱼骨粉、草木灰及其它以下未涉及的剩余成分，加入（1）所述的混合料中混匀，高温灭菌后成为培养基，保温30~40℃；

（3）将高产纤维素酶菌液与3~5倍其重量倍的水混合稀释，然后加入聚乙烯醇和海藻酸钠，搅拌混匀，均匀浇注到（2）所述的培养基中，以润湿培养基表面为宜无菌液沉积；

（4）待（3）完成后，迅速将2~4wt%CaCl₂溶液缓慢浇注至培养基上，静置3~4h交联固化，最后适当补加水至含水量60~65%后即可。