胡素娟，段亚魁，康源春，袁瑞奇，张玉亭，孟庆涛，孔维丽*

(1.河南省农业科学院 植物营养与资源环境研究所，河南 郑州 450002；2.河南省农村合作经济经营管理站，河南 郑州 450002)

棉籽壳是棉籽经剥壳、棉仁榨油后剩下的外壳，是我国常见的农业废弃物资源，主要组分为47%纤维素、40%木质素、5%半纤维素，少许灰分、棉酚等[1]，其有机C与全N的比值为(28～35)∶1，同时保水和通气性较好，是种植食用菌较为理想的培养基，在好气性食用菌及药用菌种植中应用广泛[2-3]。玉米芯是玉米果穗脱去籽粒后的穗轴，主要分布于东北地区与黄淮海地区，河南省玉米芯产量约378万t[4]，资源丰富，优势突出。玉米芯营养成分主要含有32%～36%纤维素，17%～20%木质素，35%～40%半纤维素及1.2%～1.8%灰分[5]，有机C与全N的比值约为168∶1，玉米芯因来源广泛，收集加工简单，价格低廉，已广泛用于金针菇、杏鲍菇、白玉菇、平菇、双孢蘑菇等的种植。

平菇(Pleurotusostreatus)是我国主要栽培的食用菌品种之一[6]。平菇菌丝在生长过程中产生不同种类的胞外酶类，如漆酶、纤维素酶、木聚糖酶、蛋白酶等，各种胞外酶把基质中大分子物质降解为小分子物质，并转化为自身生长发育所需物质[7]。不同栽培基质影响平菇菌丝生长速度及产量，是否是由于胞外酶对不同基质的分解力及活性不同造成的，尚未见相关报道。鉴于此，以棉籽壳、玉米芯2种基质为原料发酵料栽培平菇，对比平菇生长过程中菌丝生长、相关酶活性、产量、生物学效率、子实体品质等，分析探讨2种基质对酶活性、产量、品质的影响，为平菇种植过程中新型基质开发提供理论和实践依据。

1 材料和方法

1.1 材料

参试菌株：黑平16-1由河南省农业科学院食用菌研究开发中心保存。

供试原料：棉籽壳、玉米芯、麸皮、石灰(购自新乡原阳)、尿素(购自新乡心连心化肥有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 基质配方 棉籽壳配方：棉籽壳88%、麸皮10%、石灰2%,料水比1∶1.4；玉米芯配方：玉米芯84%、麸皮10%、尿素1%、石灰5%,料水比1∶2.4。

1.2.2 原料处理 按照平菇发酵料栽培技术规程，河南省地方标准(DB41/T1211—2016)操作，玉米芯原料发酵10 d，棉籽壳原料发酵7 d。发酵好的培养料测定其有机C、全N含量。

1.2.3 栽培管理 菌袋规格：26 cm×51 cm聚乙烯袋。采用4层接种方法，两端2层、中间2层，棉籽壳、玉米芯每袋干料质量均为1.5 kg，含水量分别为60%、70%，两端各打2个通气孔，22～26 ℃培养，保持室内空气新鲜。每个配方30袋，分别编号，菌丝满袋后采用两端划口出菇，现蕾后移入出菇室，保持室内湿度80%～90%，温度15～25 ℃，菌盖直径长至7～8 cm时采收，称量鲜菇质量，计算生物学效率，生物学效率=鲜菇质量/干料质量×100%。

1.2.4 取样 菌丝生长阶段每间隔4～6 d随机取样，每个配方每次3袋，菌丝满袋后，在现蕾期和第1、2茬菇采收后分别取样。样品培养料揉碎混合均匀，按照四分法取其中1份，液氮速冻后，于-80 ℃冰箱冷冻保藏。

1.2.5 酶液制备 样品取出后解冻，称量50 g，重复3份，加5倍去离子水25～30 ℃条件下浸提3 h，2层纱布过滤得上清液，上清液即为粗酶液。粗酶液于12 000 r/min离心20 min，即为待测酶液。

1.2.6 酶活性的测定 羧甲基纤维素酶(CMC)的测定采用DNS法，参照文献[8]。酶活性定义：在37 ℃、pH值为5.5条件下，每分钟从0.8%的羧甲基纤维素钠溶液中降解1 mmol还原糖所需要的酶量为1个酶活单位U(U=mmol/min)。木聚糖酶活性的测定参照GB/T23874—2009。

漆酶活性的测定采用ABTS法，参照文献[9-10]，并改进酶活定义为:在室温(25～30 ℃)、pH值为5(0.08 mol/L醋酸钠缓冲液)条件下，以每秒钟氧化1 mmol 0.5 mmol/L ABTS所需的酶量定义为1个酶活单位U(U=mmol/s)。反应体系：适当稀释粗酶液、0.1 mL待测酶液、0.2 mL ABTS、1.4 mL缓冲液，反应时间6 min，加0.4 mL三氯乙酸(TCA)溶液终止反应。在波长420 nm条件下测定吸光度。

中性蛋白酶的测定采用紫外分光光度计法。酶活性定义：在40 ℃、pH值7.5条件下，1 min水解酪素产生1 μg酪氨酸所需要的酶量为1个酶活性单位U(U=μg/min)。反应体系：1 mL粗酶液、1 mL酪氨酸溶液于40 ℃反应10 min，加入2 mL浓度为0.4 mol/L的TCA，沉淀，于12 000 r/min离心15 min，取上清液，在波长275 nm条件下测定吸光度。

1.2.7 品质分析 氨基酸的检测采用GB 5009.124—2016的方法，灰分的检测采用GB 5009.4—2016的方法，粗蛋白的检测采用GB 5009.5—2016的方法，粗脂肪的检测采用GB 5009.6—2006的方法。

1.2.8 数据统计与分析 采用EXCEL 2007和SPSS 19.0软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 2种基质配方营养含量

由表1可以看出，棉籽壳配方全N含量为1.280×104mg/kg，玉米芯配方全N含量为0.982×104mg/kg，C/N分别为34∶1、45∶1，两者之间差异显著。

表1 2种基质配方C、N含量

注：同列不同字母表示差异显著(P<0.05)。

2.2 2种基质对平菇酶活性的影响

2.2.1 CMC活性 由图1可以看出，平菇生长过程中CMC活性变化趋势一致，大小不同。菌丝体生长阶段CMC活性较低，现蕾后、菇蕾开始分化时CMC活性逐渐升高，第2茬菇成熟时达到最大值，棉籽壳配方平菇菌丝体CMC活性第1、2茬分别为90、130 U/g，较玉米芯基质配方高11、20 U/g。

图1 2种基质对平菇CMC活性的影响

2.2.2 木聚糖酶活性 由图2可以看出，木聚糖酶活性从菌丝萌发至菇蕾分化阶段均处于较低水平，第1茬菇采收后开始升高，第2茬菇采收时达到最大值。棉籽壳基质配方平菇木聚糖酶活性最大值为88 U/g，较玉米芯配方平菇木聚糖酶活性高8 U/g。

图2 2种基质对平菇木聚糖酶活性的影响

2.2.3 漆酶活性 由图3可以看出，漆酶活性随平菇菌丝生长逐渐升高，25 d时达到峰值，此时菌丝发满菌袋的2/3，随后逐渐降低至采收结束。棉籽壳基质配方平菇漆酶活性峰值为155 U/g，较玉米芯基质配方平菇漆酶活性高7 U/g。

图3 2种基质对平菇漆酶活性的影响

2.2.4 中性蛋白酶活性 由图4可以看出，中性蛋白酶活性随平菇的生长逐渐升高，采收后达到最大值，棉籽壳配方平菇中性蛋白酶活性最高为280 U/g，是玉米芯配方中性蛋白酶活性的5.7倍。

图4 2种基质对平菇中性蛋白酶活性的影响

2.3 2种基质对平菇菌丝生长的影响

由表2可以看出，2种原料菌丝满袋时间差异显著，棉籽壳配方菌丝长势良好、生长较快，满袋时间为28 d，较玉米芯提早7 d。

表2 2种基质对菌丝生长势、满袋时间的影响

注：+++菌丝洁白、粗壮、浓密、生长快；++菌丝洁白、粗壮、生长稍慢。

2.4 2种基质对平菇产量、生物学效率的影响

由表3可以看出，2种基质配方第1茬菇产量、总产量、生物学效率均差异显著，棉籽壳配方鲜菇总产量为878.0 g/袋，较玉米芯基质配方高250.5 g/袋，生物学效率为58.5%，较玉米芯配方高16.7个百分点。

表3 2种基质对平菇产量、生物学效率的影响

2.5 2种基质对平菇子实体品质的影响

由表4可以看出，2种基质配方平菇子实体内氨基酸种类含量一致，粗蛋白、粗脂肪、粗纤维含量差异不显著，氨基酸总量、灰分差异显著。棉籽壳配方平菇氨基酸总量(152.2 mg/g)高于玉米芯基质配方4.7 mg/g，灰分含量(59.0 mg/g)较玉米芯配方低19.0 mg/g。

表4 2种基质对平菇品质的影响

注：同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

3 结论与讨论

棉籽壳、玉米芯作为平菇发酵料的2种主要栽培基质，研究其对平菇菌丝生长、产量、品质和酶活性的影响具有重要的意义。本试验结果表明：2种基质对菌丝生长、产量、生物学效率、酶活性影响差异显著，棉籽壳基质复配后菌丝满袋时间(28 d)较玉米芯(35 d)早7 d，鲜菇总产量(878.0 g/袋)较玉米芯基质配方高250.5 g/袋，生物学效率(58.5%)较玉米芯配方高16.7个百分点；菌丝的CMC、木聚糖酶、漆酶活性最大值(130、88、155 U/g)分别较玉米芯配方高20、8、7 U/g，中性蛋白酶活性最大值是玉米芯配方的5.7倍。对2种基质生产的平菇品质分析表明：2种原料对平菇品质影响差异显著，平菇子实体中氨基酸总含量表现为棉籽壳配方(152.2 mg/g)高于玉米芯配方4.7 mg/g，灰分含量(59.0 mg/g)低于玉米芯配方19.0 mg/g。

培养基中不同N素水平对平菇菌丝和子实体原基形成产生影响[11]。本试验所用2种基质经复配后全N含量(1.280×104、0.982×104mg/kg)及C/N(34∶1、45∶1)差异显著，有机C含量(44.0%、44.4%)差异不显著，这种差异不仅影响菌丝生长速度、产量、胞外酶活性，对鲜菇的营养成分也产生影响，如果将玉米芯原料配制成与棉籽壳原料一致的C/N(34∶1)时，是否会增加产量，提高胞外酶活性还需要进一步研究。玉米、小麦秸秆等大量的秸秆原料在种植平菇配方设置时除了主要参考基质配方的N素水平及C/N外，原料的理化性质也需要进一步研究。

参考文献:

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