林兴生, 林占熺, 林冬梅, 林 辉, 罗海凌, 王泽辉, 马运龙, 钟思钦
(福建农林大学国家菌草工程技术研究中心,福建 福州 350002)
银耳(TremellafuciformisBerk)又名白木耳、雪耳、白耳子,是一种著名的食用菌和药用菌[1].我国是银耳生产大国[2],银耳产量约占世界银耳总产量的90%,银耳是福建省食用菌的特色产品,世界银耳看中国,中国银耳看福建[3].银耳栽培包括段木栽培和代料栽培,段木栽培以阔叶树木材为主,代料栽培以木屑、农作物下脚料(棉籽壳、甘蔗渣、玉米芯)等原料为主[1,4].林木再生能力弱、生长周期长,菌业的快速发展导致菌业生产与森林保护之间的“菌林矛盾”日益突出,随着各项保护森林资源和生态环境政策的出台,各地政府纷纷采取相应措施,限制以林木为原料的食药用菌产业的发展规模,以林木为原料发展菌业已难以为继[5-6].目前,农作物下脚料,如玉米秸秆、棉籽壳等成为替代林木的主要原料来源,但我国被农药污染的农业环境面积达2 000多万hm2,受农药等污染的农林产品下脚料就有2 000多亿kg,以这些农林产品下脚料为主要原料生产的食用菌可能存在农药残留风险;
棉籽壳中含有棉酚,可导致不孕不育,以其为原料栽培的食用菌产品也可能存在安全隐患[7-8].有关部门规定以棉籽壳代料栽培的食用菌不能申报绿色食品.
不同原料、不同配方栽培的银耳,其生物学效率,蛋白质、氨基酸、总糖、粗多糖等营养成分的含量及重金属含量、农药残留、棉酚等含量不同,品质具有一定的差异[9-14].福建农林大学林占熺研究员发明的“以草代木”菌草栽培食用菌技术,可有效解决“菌林矛盾”,特别是用鲜菌草栽培食用菌,破解了鲜活材料不能直接栽培腐生型食用菌的难题,减少菌草干燥环节,降低了成本[15-17].本研究以当前广泛推广种植的‘绿洲1号’(Arundodonaxcv. ‘Lvzhou No.1’)鲜菌草为原料替代木屑或棉籽壳等农作物下脚料工厂化周年瓶栽银耳,对鲜菌草栽培的银耳进行质量和安全性评价,旨在为实现鲜菌草绿色栽培银耳提供依据.
1.1 菌株来源
供试菌株为经筛选的适宜鲜菌草工厂化栽培的银耳菌株Tr6.
1.2 培养料配方的设置
以木屑、棉籽壳原料为对照,‘绿洲1号’鲜菌草为主要原料工厂化周年瓶栽银耳,培养料配方设置6个处理(表1).其中,F1为鲜菌草配方栽培组,F2为鲜菌草+木屑配方栽培组,F3为鲜菌草+棉籽壳配方栽培组,CK1为木屑配方栽培组,CK2、CK3为棉籽壳配方栽培组.‘绿洲1号’鲜菌草采收后及时粉碎成3~7 mm的颗粒,测定其含水量,将鲜菌草折算为干物质,按配方配制培养料.CK1、CK2、CK3每瓶湿料质量560 g,含水量58%,干料质量235.2 g;其他配方栽培组每瓶湿料质量520 g,含水量60%,干料质量208 g.
表1 工厂化周年瓶栽银耳培养料配方的设置1)Table 1 Different formulas for industrial annual cultivation of bottled T. fuciformis ω/(g·kg-1)
1.3 栽培方法
1.4 指标测定
1.4.1 营养成分的测定 蛋白质、粗纤维、脂肪、灰分、总糖、氨基酸等营养成分由福州海关技术中心检测.蛋白质含量采用GB 5009.5—2016[18]的方法测定;
粗纤维含量采用GB/T 5009.10—2003[19]的方法测定;
脂肪含量采用GB 5009.6—2016[20]的方法测定;
灰分含量采用GB 5009.4—2016[21]的方法测定;
总糖(以葡萄糖计)含量采用GB/T 15672—2009[22]的方法测定;
氨基酸含量采用GB 5009.124—2016[23]的方法测定.粗多糖含量由福建省分析测试中心检测,采用NY/T 1676—2008[24]的方法测定.多糖肽采用DEAE-Sepharose Fast Flow柱层析和Sephadex G-200分子筛凝胶层析法分离纯化.
1.4.2 重金属含量的测定 重金属含量由福州海关技术中心检测.镉(以Cd计)含量采用GB 5009.15—2014[25]的方法测定;
铅(以Pb计)含量采用GB 5009.12—2017[26]的方法测定;
总汞(以Hg计)含量采用GB 5009.17—2014[27]的方法测定;
总砷(以As计)含量采用GB 5009.11—2014[28]的方法测定.
1.4.3 农药残留的测定 农药残留由福州海关技术中心检测.吡虫啉、咪鲜胺、多菌灵的含量采用GB/T 20769—2008[29]的方法测定;
敌敌畏、乐果、马拉硫磷、百菌清、六六六、滴滴涕、溴氰菊酯、氟氰戊菊酯、氟氯氰菊酯和高效氟氯氰菊酯、氯氟氰菊酯和高效氯氟氰菊酯、氯氰菊酯和高效氯氰菊酯的含量采用NY/T 761—2008[30]的方法测定.
1.4.4 棉酚含量的测定 将每组样品混合均匀后用液氮研磨,精确称取3份5 mg粉末样品置于15 mL棕色离心管中,加入5 mL丙酮提取液,振荡混匀 30 min,再于5 000 r·min-1离心10 min,转移上清液于另一棕色离心管中,重复提取2次,合并3次上清液.上清液于室温下用氮气减压至干燥,用0.500 0 mL色谱级丙酮溶解定容,混匀过0.22 μm滤膜后上机测定.按以下条件,采用TSKgel ODS-80Ts色谱柱(4.6 mm×250 mm,安捷伦科技有限公司)进行检测.柱温:室温;
流速:1 mL·min-1;
进样量:10 μL;
波长:235 nm;
流动相:甲醇与0.55%乙酸水的体积比为20∶80.
2.1 不同配方栽培组银耳子实体的质量评价
表2 不同配方栽培组银耳子实体的主要营养成分1)Table 2 Main nutrients of T. fuciformis fruiting body cultivated with different formulas ω/(g·kg-1)
2.1.1 主要营养成分 蛋白质、粗纤维、脂肪、总糖等组成食物的主要营养成分,其含量可显示食物营养丰富程度.菌草营养丰富,蛋白质含量高于木屑,纤维素、木质素等含量介于木屑和棉籽壳之间,碳氮比与棉籽壳相当,显著高于木屑,更易降解并为菌丝所吸收[15],这是以菌草为原料栽培的银耳子实体中的主要营养成分优于木屑或棉籽壳栽培的主要原因.表2显示,各配方栽培组银耳子实体蛋白质含量的大小表现为:F1>CK1>F2>F3>CK2>CK3.其中,F1的蛋白质含量最高(137.0 g·kg-1),其次为CK1(126.0 g·kg-1); 2.1.2 氨基酸含量 表3显示,各配方栽培组银耳子实体氨基酸总量的大小表现为:F1>CK1>F2>F3>CK3>CK2.其中,F1的氨基酸总量最高(93.8 g·kg-1),其次为CK1(87.9 g·kg-1),F1比CK1高6.7%,差异显著; 表3 不同配方栽培组银耳子实体氨基酸的含量1)Table 3 Amino acid content of T. fuciformis fruiting body cultivated with different formula ω/(g·kg-1) 2.1.3 呈鲜味氨基酸含量 表4显示,各配方栽培组银耳子实体呈鲜味氨基酸总量的大小表现为:F1>CK1>F2>F3>CK3>CK2.其中,F1的呈鲜味氨基酸总量最高(35.9 g·kg-1),分别比CK1、CK2高8.8%、49.6%.可见,在棉籽壳培养料中加入鲜菌草能够提高银耳子实体的鲜味. 2.1.4 主要活性成分 银耳含有多糖、多糖肽等活性物质,这些物质具有药用价值.其中,多糖有抗氧化、抗肿瘤等作用.表4显示,各配方栽培组银耳子实体粗多糖含量的大小表现为:F1、F3>CK3>CK1>CK2.其中,F1、F3的粗多糖含量最高(63.0 g·kg-1),分别比CK1、CK2高5.0%、6.8%.各配方栽培组银耳子实体多糖肽含量的大小表现为:F1>CK2>CK1.其中,F1的多糖肽含量比CK1高18.8%,差异显著. 表4 不同配方栽培组银耳子实体呈鲜味氨基酸和活性成分的含量1)Table 4 Flavor amino acid and active ingredient content of T. fuciformis fruiting body cultivated with different formula ω/(g·kg-1) 2.2.1 重金属含量 表5显示,不同配方栽培组银耳子实体的重金属含量符合绿色食品农业行业标准NY/T 749—2003[31].其中,F1的镉、砷含量均低于CK1、CK2,汞含量则介于CK1、CK2之间,总体上F1的重金属含量优于CK1、CK2. 表5 不同配方栽培组银耳子实体(干品)重金属的含量Table 5 Heavy metal content of T. fuciformis fruiting body (dry basis) cultivated with different formula ω/(mg·kg-1) 2.2.2 农药残留 表6显示,F1银耳子实体的农残含量均低于绿色食品农业行业标准NY/T 749—2003[31]规定的限量值,即达到绿色食品标准. 表6 不同配方栽培组银耳子实体的农药残留1)Table 6 Pesticide residues of T. fuciformis fruiting body cultivated with different formula ω/(mg·kg-1) 2.2.3 棉酚含量 在F1、CK1银耳子实体中未检测出棉酚,CK2检测出棉酚含量为16.76 mg·kg-1,但未超过我国食用油卫生标准GB 2716—2005[32]和农业行业标准NY/T 751—2007[33]规定的限量值.F1、F2、CK1因培养料中没有加入棉籽壳,故不含棉酚. 为获得高产,银耳栽培多以棉籽壳为主要原料.棉籽壳含有棉酚,棉酚急性中毒时会出现皮肤和胃灼烧、恶心、呕吐、腹泻、头痛等症状; 菌草营养丰富,富含蛋白质,碳氮比与棉籽壳相当; 福建农林大学国家菌草工程技术研究中心于2018—2020年利用鲜菌草开展了多批次的工厂化瓶栽银耳试验,筛选出了最适宜的配方,明确了栽培工艺,并用于规模化生产,栽培的银耳表现出了较强的稳定性.本研究基于规模栽培的结果表明,采用‘绿洲1号’鲜菌草配方(F1)工厂化瓶栽银耳,其蛋白质含量分别比木屑配方(CK1)、棉籽壳配方(CK2)高8.7%、53.2%,其总糖含量与CK1相同,其氨基酸含量分别比CK1、CK2高6.7%、46.1%,其粗多糖含量分别比CK1、CK2高5.0%、6.8%,其重金属含量、农残含量均符合绿色食品标准,且不含棉酚.此结果与前人用类芦等菌草栽培银耳[34],用干、鲜类芦,木屑和棉籽壳温室栽培银耳[35-36],用鲜菌草工厂化栽培银耳[37-38]的结果相符.此外,本研究结果还表明,在棉籽壳栽培料中加入鲜菌草可提高银耳子实体蛋白质和氨基酸的含量.利用‘绿洲1号’鲜菌草工厂化瓶栽银耳可实现周年栽培,生产优质、安全的银耳产品,有利于促进符合绿色标准的银耳栽培.
F1的蛋白质含量分别比CK1、CK2高8.7%、53.2%,差异显著;
F3的蛋白质含量显著高于CK2、CK3,表明在棉籽壳栽培料中加入鲜菌草能够提高银耳子实体的蛋白质含量.各配方栽培组银耳子实体粗纤维含量的大小表现为:F1
CK2、CK3的氨基酸总量显著低于F1,CK2的氨基酸总量最低(64.2 g·kg-1),F1比CK2高46.1%.可见,在棉籽壳栽培料中加入鲜菌草能够提高银耳子实体氨基酸总量.2.2 不同配方栽培组银耳子实体的安全性评价
危急时出现下肢麻痹、昏迷、抽搐、便血等症状;
严重时因呼吸、循环系统衰竭而死亡.因此,以棉籽壳为原料栽培银耳,增加了银耳的质量风险,国家有关部门规定以棉籽壳代料栽培的食用菌不能申报绿色食品[7-8].此外,随着食用菌产业的迅速发展,棉籽壳价格上涨,栽培成本提高.为此,需要寻找能安全生产、提高质量、成本较低的银耳培养料,从而提高银耳品质、价格和市场竞争力.规模种植的鲜菌草成本与木屑相当,显著低于棉籽壳;
用鲜菌草栽培的银耳产量高于木屑,略低于棉籽壳,且可生产符合绿色食品标准的银耳,其售价是棉籽壳栽培的2倍.因此,用鲜菌草栽培的银耳,其质量和经济效益均高于用木屑或棉籽壳栽培.
且菌草生长快、生物量大、适应性和抗病力强,生产过程基本无需使用农药,无农药残留等问题,是无公害、无污染、安全、优质的食用菌栽培原料.但菌草作为食药用菌栽培料时需要干燥,菌草直接晒干,需要较大场所和较长时间;
且新鲜菌草遇到雨季容易腐烂变质,尤其是我国南方雨季持续时间长,不利于菌草晾晒;
若用烘干设备处理,则会增加成本.我国南方雨水多,高温高湿同季,菌草干燥困难,极大限制了菌草栽培食用菌的发展.近年来采用新鲜菌草栽培香菇、平菇等食用菌,省去了繁琐的菌草干燥过程,节约了培养基配制用水,缩短了食用菌生长周期,有效缓解南方菌草干燥难题,节约了生产成本.传统食用菌理论认为,腐生菌类所需的营养物质来自于已经死亡的及无生活力的有机物,只能从枯死的木本和草本植物中吸收营养并形成子实体,人工栽培及商业性栽培的菇类几乎都是腐生性菌类.活性植物细胞具有抗性,且含水量高达90%以上,菌丝无法生长,原料干燥的目的是杀死植物细胞,使其生理含水量降低.鲜菌草栽培打破了食用菌栽培传统理论,可提升传统菌业发展水平,促进产业持续健康发展[15-17].