天麻莖稈廢棄物栽培平菇及其營養(yǎng)成分分析

賈長青 ，馬瑞，蘇旺蒼，桂干北，郁建生

1. 銅仁職業(yè)技術學院民族中獸藥國家工程中心（銅仁 554300）；2. 貴州梵凈山農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司（銅仁 554300）；3. 河南省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所（鄭州 450002）

平菇是一種大眾餐桌上常見的食用菌，在我國各地廣泛栽培，產(chǎn)量巨大，其栽培原料來源多樣[1-2]。目前栽培平菇常用的主料有棉籽殼、玉米芯、稻草、木屑等。栽培原料需要為平菇生長提供必備的營養(yǎng)物質，如碳、氮、無機鹽等[3]，其中合適栽培主料在平菇的生長和成本控制中占主導地位。隨著食用菌產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，多地出現(xiàn)栽培主料短缺或價格高漲等，這制約食用菌產(chǎn)業(yè)的瓶頸。因此，發(fā)現(xiàn)新型食用菌培養(yǎng)主料、尋求廉價的栽培原料十分迫切，勢在必行。除常用的栽培平菇主料外，已有文獻報道有使用“林業(yè)三廢”[4-5]、中藥殘渣[6]、混合藥渣[7]、酒糟[8]等廢棄物作主料栽培平菇。其研究結果表明，這些林業(yè)、中草藥藥渣均能作為主料栽培平菇，效果顯著，在食用菌產(chǎn)業(yè)上也有廣闊的前景。

天麻（Gastrodia elataBlume.）是貴州省“十大地道藥材”之首，藥用價值很高[9-13]，并被列入貴州省重點培育發(fā)展的“八大產(chǎn)業(yè)鏈”之一[14]。近年來，天麻種植及加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速[15-17]，潛力巨大。目前，僅貴州德江縣天麻種植面積已經(jīng)突破134 hm2。但是，在大量收獲天麻藥用塊莖的同時，每年會產(chǎn)生十幾噸的天麻莖稈副產(chǎn)品，除了一些用作造紙、沼氣原料外，其余多被丟棄焚燒，可見天麻莖稈利用率很低。

鑒于目前貴州武陵山區(qū)栽培平菇主要原料棉籽殼、玉米芯等均不是來自于本地農(nóng)副產(chǎn)品附加物，需從外地購買，近年來價格上漲迅速；而且目前尚沒有關于利用天麻莖稈作為主料栽培食用菌的報道[19-21]。試驗在前期工作的基礎上[18]，對利用天麻地上莖稈栽培平菇可行性和其營養(yǎng)成分進行了初步探索，旨在有效地提高天麻莖稈再利用率，變廢為寶，并為進一步利用天麻莖稈栽培其他食用菌提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

天麻地上莖稈部分，從德江縣天麻種植基地應季采集，洗凈陰干，利用粉碎機粉碎至長2 cm、寬0.2 cm的小碎片，備用。

供試平菇菌種為銅仁市廣泛推廣的平菇150，為銅仁市食用菌工程中心保存菌株。

1.2 方法

1.2.1 平菇栽培配方

1) 試驗配方T1，天麻莖稈5.0 kg。配方：天麻莖稈90.5%，米糠9.0%，石灰粉0.5%；同時設置平行試驗3個，配方一致。

2) 試驗配方T2，天麻莖稈10.0 kg。配方：天麻莖稈90.0%，米糠9.5%，石灰粉0.5%；同時設置平行試驗3個，配方一致。

3) 試驗配方T3，天麻莖稈10.0 kg。配方：天麻莖稈87.0%，米糠12.5%，石灰粉0.5%；同時設置平行試驗3個，配方一致。

4) 試驗配方T4，天麻莖稈10.0 kg。配方：天麻莖稈84.0%，米糠15.5%，石灰粉0.5%；同時設置平行試驗3個，配方一致。

5) 對照配方：CK，主料棉籽殼5 kg。配方：棉籽殼90.5%，米糠9.0%，石灰粉0.5%；同時設置平行試驗3個。

1.2.2 平菇栽培管理

1) 將粉碎好的天麻莖稈碎片置于水池中加水浸泡3 h，取出浸透的天麻莖稈碎片，稍微瀝干。

2) 堆肥發(fā)酵：將天麻莖稈碎片均勻鋪開，按照配方加入米糠、石灰粉，反復混合均勻，聚攏成堆，于15～25 ℃堆肥發(fā)酵24 h。

3) 制棒接種：將堆肥后的原料裝入圓柱形聚乙烯塑料袋，裝填后壓實，留出部分袋體。常壓下蒸汽持續(xù)滅菌10 h，冷卻至室溫后，清潔環(huán)境下采用兩端接種法接種。

4) 在室溫下培養(yǎng)，當菌絲長滿料袋后，置于大棚中，陰暗，溫度控制在16～25 ℃之間，保證濕度在90%以上，培養(yǎng)大約36 d，開始出菇，47 d左右，平菇長成，采摘六七潮。平菇栽培管理方法均采用平菇正常生產(chǎn)條件下廣泛采用的方法，對制棒、接菌不做嚴格的無菌處理，只要求在清潔環(huán)境下進行。

制棒數(shù)量：T1中每個平行試驗制成菌棒10個；T2中每個平行試驗制成菌棒20個；T3中每個平行試驗制成菌棒20個；T4中每個平行試驗制成菌棒20個；對照配方中每個平行試驗制成菌棒10個。

對照配方按同種栽培方法管理。

1.2.3 平菇采收

根據(jù)具體出菇情況采收，統(tǒng)計自菌棒接種完成之日起每個重復菌絲長滿菌袋天數(shù)、初次出菇天數(shù)、雜菌污染菌棒數(shù)比例、初次采收天數(shù)、鮮平菇產(chǎn)量。

每千克主料轉化產(chǎn)出鮮平菇的量（kg/kg）=每個重復鮮平菇產(chǎn)量/栽培主料投入量 （1）

1.3 平菇營養(yǎng)成分測定方法與數(shù)據(jù)處理

所有干重樣品營養(yǎng)成分檢驗均委托貴州省流通環(huán)節(jié)食品安全檢測中心進行檢驗。除水分含量外，其他蛋白質、總糖、氨基酸、微量元素的含量均為除去水分后干平菇中測定所得的含量。

1.3.1 水分的測定

于80 ℃殺青10 min，然后在55 ℃干燥至恒重。測定前后質量的差異，計算水分。

1.3.2 蛋白質的測定按照GB 5009.5—2016食用菌中粗蛋白的測定標準測定供試干平菇中的蛋白質。

1.3.3 16種氨基酸的測定

按照GB 5009.124—2016食用菌中氨基酸的測定標準測定。

1.3.4 總糖的測定

按照GB/T 15672—2009食用菌中糖的測定標準測定。

1.3.5 微量元素的測定

按照GB 5009.92—2016、GB 5009.90—2016、GB 5009.14—2017、GB 5009.24—2017、GB 5009.13—2017、GB 5009.87—2016和GB 5009.242—2017標準分別測定干平菇中的鈣、鐵、鋅、鎂、銅、磷、錳。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 25.0進行處理。

2 結果與分析

2.1 菌絲及平菇生長、雜菌污染及產(chǎn)量情況

通過持續(xù)觀察（圖1，以T1為例），平菇菌絲在天麻莖稈為主料的配方的菌棒上生長良好。平菇菌絲生長濃密、粗壯、整齊，接種后菌絲平均21 d左右長滿菌棒，36 d左右開始出菇，47 d左右可以采摘第一潮，共可采摘六七潮。

圖1 天麻莖稈作主料栽培平菇中不同時期菌絲生長情況

從差異顯著性分析結果（表1）來看，試驗配方和對照配方之間，在0.05和0.01水平下，初次出菇天數(shù)、初次采收天數(shù)、雜菌污染比例3個指標上均無顯著性差異；在菌絲布滿菌棒所需天數(shù)指標上，試驗配方和對照配方間差異極顯著，天麻莖稈作為主料時，菌絲長滿菌棒所需天數(shù)較短，這表明天麻莖稈主料較適宜平菇菌絲生長。

表1 不同重復下平菇生長情況

試驗發(fā)現(xiàn)試驗配方和對照配方間雜菌污染指標上并沒有顯著性差異，有輕度雜菌污染的情況下，正常菌絲仍能長滿菌棒（圖3中標注），但在每千克主料產(chǎn)出新鮮平菇產(chǎn)量指標上，試驗配方和對照配方之間差異極顯著，試驗配方4個處理的單位產(chǎn)量明顯高于對照配方（圖2）。一方面表明菌絲生長過程中輕度雜菌污染對菌絲布滿菌棒和單位產(chǎn)量沒有顯著影響；另一方面也表明采用天麻莖稈作為栽培主料，生物轉化率較高，產(chǎn)量優(yōu)于采用棉籽殼作為主料。

圖2 不同配方中每千克主料產(chǎn)出新鮮平菇的質量比較

圖3 平行試驗中雜菌污染情況

2.2 不同主料栽培的平菇中的水分、蛋白質、總糖的質量分數(shù)

天麻莖稈作為主料栽培的平菇（試驗配方）和棉籽殼作為主料栽培的平菇（對照配方）的水分、蛋白質、總糖結果如表2所示。差異顯著性分析顯示，在0.05和0.01水平上，試驗配方4個處理間5個指標差異不顯著；但4個試驗配方和對照配方間差異極顯著：試驗配方平菇中水分質量分數(shù)低于對照配方；試驗配方所得干平菇中的蛋白質質量分數(shù)和總糖質量分數(shù)也均低于對照配方。

表2 不同主料栽培平菇中的水分、蛋白質、總糖

2.3 不同主料栽培的平菇中的氨基酸質量分數(shù)

不同配方下，天麻莖稈作為主料栽培的平菇（試驗配方）和棉籽殼作為主料栽培的平菇（對照配方）的氨基酸質量分數(shù)和差異顯著性分析結果如表3所示。首先從總體上來看，除天門冬氨酸外，在其他15種氨基酸質量分數(shù)測定結果上，試驗配方和對照配方間差異極顯著，說明不同主料所栽培的平菇在氨基酸質量分數(shù)分布上有很大的不同。而試驗配方4個處理間的氨基酸質量分數(shù)測定結果差異不顯著。其次，在試驗配方下，氨基酸總量均值為12.09 g/100 g，低于對照配方平菇中的氨基酸總量，差異極顯著。從必需氨基酸總量的占氨基酸總量的比例來看，試驗配方和對照配方平菇必需氨基酸的占比均值分別為31.08%和41.51%，天麻莖稈作為主料栽培的平菇必需氨基酸占比較低，差異極顯著。在檢測的16種氨基酸中，對于風味氨基酸來說，試驗配方平菇的甜味氨基酸（甘氨酸、絲氨酸、丙氨酸）占氨基酸總量的均值為17.25%，對照配方平菇的甜味氨基酸占氨基酸總量的18.75%，兩種配方下，對照配方中甜味氨基酸的占比較高。從鮮味氨基酸（谷氨酸、天門冬氨酸）方面來看，試驗配方和對照配方平菇中的鮮味氨基酸占比分別為34.04%和24.23%。天麻莖稈作為主料栽培的平菇中鮮味氨基酸的占比遠高于對照配方平菇。試驗配方和對照配方栽培的平菇中，谷氨酸質量分數(shù)的最高均值分別為2.91 g/100 g和2.61 g/100 g。天門冬氨酸質量分數(shù)在試驗配方和對照配方栽培的平菇中也較高，均值分別達到1.21 g/100 g和1.19 g/100 g。

表3 不同主料栽培的平菇氨基酸的組成及質量分數(shù)

2.4 不同主料栽培的平菇中的微量元素質量分數(shù)

天麻莖稈作為主料栽培的平菇（試驗配方）和棉籽殼作為主料栽培的平菇（對照配方）的微量元素質量分數(shù)及差異顯著性分析結果如表3所示。從0.05和0.01水平下顯著差異性分析結果來看，試驗配方4個處理中各微量元素的質量分數(shù)差異不顯著，但是與對照配方中各微量元素質量分數(shù)差異極顯著，一方面說明試驗配方重現(xiàn)性較好；另一方面說明在配方差別不大的情況下，使用不同主料栽培平菇，對平菇中各種微量元素的質量分數(shù)影響極其顯著。兩種配方下，試驗配方平菇中的鐵、鋅、銅、錳質量分數(shù)均顯著低于對照配方平菇中質量分數(shù)。但天麻莖稈作為主料栽培的平菇（試驗配方）中的鈣、鎂、磷的質量分數(shù)遠遠高于對照配方平菇中的質量分數(shù)，均值分別達到126.21，1269.41和618.67 mg/kg（圖4）。結果表明，天麻莖稈主料栽培平菇（試驗配方）中，平菇對鈣、鎂、磷這三種微量元素的富集作用較強。

圖4 不同配方中鈣、鎂、磷質量分數(shù)比較

表4 不同主料栽培的平菇的微量元素質量分數(shù)

3 結論與討論

目前，平菇栽培常用的主料有棉籽殼、玉米芯、稻草、大豆秸、木屑等。近年來，由于栽培食用菌主料價格上漲和食用菌產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，尋找適宜本地食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展的廉價的栽培原料勢在必行。已有實踐證明，桉樹皮等“林業(yè)三廢”、中藥提取剩余的混合藥渣、中成藥加工殘渣、酒糟等，均能用作主料栽培平菇。試驗首次采用天麻莖稈作為栽培主料栽培平菇，并對其可行性和營養(yǎng)成分進行了分析。結果表明：采用天麻莖稈作為主料栽培平菇完全可行。其生物轉化率高，產(chǎn)量優(yōu)于同等條件下采用棉籽殼作為主料。這不僅解決了天麻莖稈再利用率低的問題，而且使貴州武陵山區(qū)本地栽培平菇的主要原料有了更多選擇。

不同栽培主料栽培的平菇營養(yǎng)成分在分布和比例上存在明顯的差異，但平菇營養(yǎng)成分質量分數(shù)與栽培原料的營養(yǎng)成分質量分數(shù)之間并沒有相關性。從試驗對兩種不同配方栽培的平菇的營養(yǎng)成分分析結果可以看出：1）天麻莖稈作為主料栽培平菇中的蛋白質質量分數(shù)和總糖質量分數(shù)均低于對照配方。因試驗配方要兼顧天麻莖稈栽培平菇的可行性研究，配方選用要盡可能簡單，排除其他主料影響。下一步工作將進行配方的優(yōu)化，以期得到更優(yōu)的配方。2）在氨基酸分析中，4個試驗配方與對照配方之間差異極顯著。天麻莖稈作為主料栽培的平菇中氨基酸總量低于棉籽殼作為主料栽培的平菇中氨基酸總量。其中在必需氨基酸占比上，天麻莖稈作為主料栽培的平菇也明顯低于棉籽殼作為主料栽培的平菇。但從鮮味氨基酸占比上來看，天麻莖稈作為主料栽培的平菇中鮮味氨基酸占比遠高于棉籽殼作為主料栽培的平菇。3）對其微量元素分析表明，不同配方下，平菇對微量元素的富集有極顯著不同。天麻莖稈作為主料栽培的平菇（試驗配方）中的鈣、鎂、磷的質量分數(shù)遠遠高于棉籽殼作為主料栽培的（對照配方）平菇中的質量分數(shù)。4）從單位產(chǎn)量、蛋白質質量分數(shù)、總糖質量分數(shù)、氨基酸質量分數(shù)、微量元素質量分數(shù)等指標比較來看，T1配方為優(yōu)選配方。

綜上所述，天麻莖稈是栽培平菇所用主料的優(yōu)質選擇之一，單位產(chǎn)量頗高。采用天麻莖稈作為主料栽培的平菇中，鈣、鎂、磷的含量尤為豐富，可根據(jù)栽培目的和消費者需要的不同，培育含有不同營養(yǎng)成分的特定平菇。另外，使用天麻莖稈作為主料在栽培其他食用菌方面的應用還待進一步開發(fā)。