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草珊瑚加工残余物与花生麸结合对灵芝生长与品质的影响

2023-11-03刘晓星农东红左文明陈广财韩美丽陆荣生

园艺与种苗 2023年10期
关键词:草珊瑚原种废渣

刘晓星,农东红,左文明*,陈广财,唐 璇,韩美丽,陆荣生

(1.广西壮族自治区国有高峰林场,广西南宁 530007;2.广西壮族自治区农业科学院微生物研究所,广西南宁 530007)

草珊瑚[Sarcandra glabra(Thunb.)Nakai.]为常绿亚灌木,生长迅速,适应在阴凉、漫射光的环境下生长,具有较高的药用价值,在我国各地广泛栽培,是许多地区林农脱贫致富及乡村振兴的主要推广种植品种,市场需求量每年约2 000 万kg[1]。草珊瑚药物提取过程中会产生大量的未经利用的植物残体,这些废弃残留物中含有大量的木质素、纤维素与少量的蛋白质、矿质元素,通常作为垃圾被加工处理,不仅增加了企业处理垃圾的负担,对生态环境也带来不良影响[2]。虽有一些中草药加工残留物用于食用菌栽培的报道,但目前尚无草珊瑚加工残留物在食用菌栽培上的应用报道[3-4]。

花生麸是花生仁通过加工榨油以后产生的附产物,其营养价值比较高,除含有大量粗纤维外,它的有机氮含量在60%左右,精氨酸含量高达5.2%,高于所有动、植物饲料[5]。花生麸在果树、蔬菜种植上作为一种优质的新型有机肥料被广泛使用,对于改善作物品质起了很大的作用。由于花生麸含丰富的纤维素与植物蛋白的二个特性,它在食用菌中已有一些做为添加辅料的应用报道[6-7]。灵芝是一类具有较高药用与食用价值的大型真菌,近年药理学研究发现其含有大量生物活性成分,赋予灵芝在对抗肿瘤、调节人体免疫调节力与神经系统及降血脂等功效。灵芝目前以段木栽培与袋料栽培为主,主要栽培原料为杂木屑、玉米屑、棉子壳等废弃物[8-9]。笔者以广西生产上常用的杂木屑优质灵芝栽培配方为对照,探讨不同比例草珊瑚加工残余物代料栽培灵芝对其生长特性、品质等的影响,以期筛选出草珊瑚加工残留物为主料、花生麸为辅料的灵芝栽培的适宜配方,以期为草珊瑚林下栽培与加工残余物在食用菌栽培上的高效利用提供理论和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料

黄灵芝菌株L14-1 采自广西田林县,紫灵芝菌株L-71采自广西灌阳县,二者均经组织分离并选育获得。

1.2 方法

1.2.1 草珊瑚加工残余物营养成分分析。测定草珊瑚加工残余物、棉子壳、杂木屑营养成分含量。

1.2.2 草珊瑚加工残余物不同添加量对灵芝原种、栽培种菌丝生长影响。添加不同含量草珊瑚加工残余物于灵芝原种、栽培种培养基中,调查菌丝生长情况。对照培养基配方中杂木屑、棉籽壳、米糠、磷酸二氢钾、碳酸钙、蔗糖含量分别为:65.0%、20.0%、10.0%、2.0%、2.0%、1.0%;各处理中草珊瑚加工残余物与棉籽壳配比分别为0%∶85%、15%∶70%、30%∶55%、45%:40%、60%∶25%、75%∶10%,各处理培养基中米糠、磷酸二氢钾、碳酸钙、蔗糖分别均为10.0%、2.0%、2.0%、1.0%。

1.2.3 草珊瑚加工残余物不同发酵时间对灵芝原种、栽培种菌丝生长影响。采用不同发酵时长的草珊瑚加工残余物用于灵芝原种、栽培种菌丝培养基,调查菌丝生长(对照培养基配方同1.2.2);各处理中草珊瑚加工残余物与棉籽壳配比:黄灵芝为45%∶40%、60%∶25%,紫灵芝为30%∶55%、45%∶40%;各处理培养基中米糠、磷酸二氢钾、碳酸钙、蔗糖配比同1.2.2;草珊瑚废渣发酵时间分别为0、3、6、9、12、15 d。

1.2.4 草珊瑚加工残余物对灵芝出芝袋菌丝生长及子实体生物转化率的影响。添加发酵后的草珊瑚加工残余物在出芝袋培养基中,调查菌丝生长、生物转化率、药用成分的变化。各处理中发酵草珊瑚加工残余物与棉籽壳配比黄灵芝为45%∶40%、60%∶25%,紫灵芝为30%∶55%、45%∶40%;各处理培养基中米糠、磷酸二氢钾、碳酸钙、蔗糖配比同1.2.2;草珊瑚废渣发酵时间黄灵芝、紫灵芝分别为9 d 和12 d。

1.2.5 草珊瑚加工残余物与花生麸不同含量组合对出芝袋菌丝生长、产量、多糖与三萜含量的影响。黄灵芝出芝袋培养基为发酵草珊瑚加工残余物含量60%、棉籽壳含量25%;紫灵芝出芝袋培养基为发酵草珊瑚加工残余物含量45%、棉籽壳含量40%,二者均添加米糠10%、磷酸二氢钾2%、碳酸钙2%、蔗糖1%。将不同浓度花生麸添加到黄灵芝、紫灵芝上述培养基中,调查菌丝生长、生物转化率、药用成分的变化情况。

1.2.6 方法。

(1)草珊瑚加工残余物堆料发酵方法:原料加水调节至含水量40%~50%,接种已活化的自制发酵剂,搅拌均匀,放入自制发酵箱,压实密封,室温下进行发酵,按3、6、9、12、15 d 发酵天数进行发酵,3 d 翻料1 次;(2)原种、栽培种、出芝袋培养料配制与菌丝培养方法:按配方称取所用各成分,加水至含水量60%~65%,充分拌匀,原种与栽培种放入12 cm×20 cm 规格玻璃瓶,121℃消毒2 h;出芝袋为12 cm×60 cm 规格聚丙烯菌袋,121℃消毒4 h。消毒后冷却至室温后接种,菌丝黑暗培养,温度22℃~26℃;(3)出芝管理方法:将菌丝长透的出芝袋打开袋口,移入大棚,将消毒过的湿壤土铺放菌袋表面以覆盖,3~5 cm 厚度即可。覆土后5~7 d 对覆土表面进行1 次水分管理,出芝期间棚内温度控制在25℃~30℃,棚内空气湿度控制在80%~90%。共采收2 批。

试验中相关指标如下:

菌种恢复生长所用时间=菌种接种至开始在新的培养基上生长所需要的时间;

原基形成时间(d)=出芝袋覆土至原基伸出土面所用时间;

生物转化率=2 次采收的灵芝子实体鲜重(g)/所用培养料干重(g);

栽培原材纤维素、半纤维、木质素参照NY/T3494-2019标准进行测定;栽培原料蛋白质含量参照GB5009.5-2016标准进行测定;多糖测定采用分光光度法[12];灵芝三萜含量测定采用分光光度法[13]。

2 结果与分析

2.1 草珊瑚加工残余物纤维素等营养成分测定及其水提物对灵芝菌丝生长的影响

从表1 可以看出,草珊瑚加工残余物中纤维素、半纤维素、木质素含量分别达29.4%、16.4%、12.6%,与常用灵芝栽培原料棉子壳接近,纤维素与半纤维素含量更是高于杂木屑,可以满足灵芝菌丝对碳水化合物的需求,不足之处是蛋白质含量低于杂木屑、花生麸、棉子壳。几种原料中花生麸中的蛋白质含量最高,达3.22 g/100g,是优良的蛋白补充剂。

表1 草珊瑚加工残余物等原料营养成分分析

2.2 不同含量草珊瑚培养基对灵芝原种、栽培种菌丝生长的影响

以枫木屑含量78%的培养基为对照(CK),研究含不同含量的草珊瑚废渣培养基对原种、栽培种菌丝生长的影响。从表2 可看出,草珊瑚加工残余物对灵芝菌丝生长的影响与灵芝品种及添加量有一定关系。

从表2 可以看出,黄灵芝原种菌丝在含未发酵的草珊瑚加工残余物废渣15%、30%、45%的培养基上生长时,菌块恢复生长所用时间、菌丝生长速度、菌丝长势与对照无明显差异,当草珊瑚废渣浓度提高到60%~75%,3 个指标同时明显下降;黄灵芝栽培种菌丝在含不经发酵的草珊瑚废渣的培养基上生长时,表现与原种基本一致,同样为在浓度15%、30%、45% 3 个处理菌块恢复生长所用时间、菌丝生长速度、菌丝长势与对照无明显差异,当草珊瑚废渣浓度提高到60%~75%,3 个指标同时明显下降,所不同的是同样浓度下栽培种菌块恢复生长时间延长不明显。

紫灵芝原种菌丝在含不经发酵的草珊瑚废渣的培养基上生长时,浓度15%的处理菌块恢复生长所用时间、菌丝生长速度、菌丝长势与对照无明显差异,其他4 个处理3 个指标均明显低于对照,当草珊瑚浓度为75%时,紫灵芝菌丝不再生长;紫灵芝栽培种菌丝在含不经发酵的草珊瑚废渣的培养基上生长时,表现也与原种一致,同样为在浓度15%时菌块恢复生长所用时间、菌丝生长速度、菌丝长势与对照无明显差异;当草珊瑚废渣浓度提高到30%,菌块恢复生长所用时间延长,但其他2 个指标没有明显变化;当草珊瑚废渣浓度提高到45%~75%,3 个指标均明显低于对照。从结果可以看出,草珊瑚加工残余物不发酵的情况下对2 种灵芝原种与栽培种的影响不同,黄灵芝的适用范围是15%~45%,紫灵芝的适用范围是15%~30%。

2.3 草珊瑚加工残余物不同发酵时间与含量对灵芝原种、栽培种菌丝生长的影响

从表3、4 可以看出,经过发酵处理后的草珊瑚废渣对不同添加浓度灵芝菌丝的生长效应总体明显提高。

表3 不同发酵时间下不同含量的草珊瑚废渣对黄灵芝原种、栽培种菌丝生长影响

表4 不同发酵时间下不同含量的草珊瑚废渣对紫灵芝原种、栽培种菌丝生长影响

对于黄灵芝,原种培养基与栽培种培养基中草珊瑚废渣加入量45%时,发酵时间9、12、15 d 共3 个处理菌丝生长速度明显高于对照及其他2 个处理,且菌丝生长健壮;原种培养基与栽培种培养基中草珊瑚废渣加入量60%时,发酵时间12、15 d 2 个处理菌丝生长速度明显高于对照及其他2 个处理,菌丝生长健壮。

对于紫灵芝,原种培养基与栽培种培养基中草珊瑚废渣加入量30%时,发酵时间12、15 d 2 个处理菌丝生长速度明显高于对照及其他2 个处理;草珊瑚废渣加入量45%时,发酵时间12、15 d 2 个处理菌丝生长速度明显高于对照及其他2 个处理。12、15 d 2 个发酵菌丝均生长健壮。综上,培养基中添加一定量的经过发酵处理的草珊瑚加工残余物对菌丝生长有较明显的促进作用。黄灵芝、紫灵芝原种与栽培种培养基发酵草珊瑚废渣适宜时间分别为9~15 d、12~15 d。

2.4 发酵草珊瑚加工残余物与花生麸结合对出芝袋菌丝生长、产量、多糖与三萜含量的影响

以2.2 选出的黄灵芝草珊瑚含量45%、60%和紫灵芝含量30%、45%的培养基为研究对象,观察发酵过的草珊瑚加工残余物对生物转化率与子实体药用成分含量的影响(表5)。

表5 发酵草珊瑚废枝条对出芝袋菌丝生长、产量的影响比较

从表5 可以看出,黄灵芝草珊瑚加工残余物添加量45%、60%的2 个处理,经过发酵的材料菌丝长满菌袋所用时间比对照分别缩短了11.5 d 和7.7 d;原基形成所用时间比对照分别缩短5.8 d 和5.2 d;生物转化率分别达67.3%、60.4%,均高于对照;子实体多糖与三萜含量均超过对照。紫灵芝加工残余物添加量35%、45%的2 个处理,经过发酵的材料菌丝长满菌袋所用时间比对照分别缩短了10、8.8 d;原基形成所用时间比对照分别缩短6.4、5.7 d;生物转化率分别达57.4%、54.2%,均高于对照;子实体多糖与三萜含量均超过对照。黄灵芝与紫灵芝分别以表5选出的发酵草珊瑚含量60%、45%的培养基为基础,添加不同浓度的花生麸,以探讨进一步增加产量的可能性(表6)。

表6 草珊瑚废枝条与花生麸屑不同配比对出芝袋菌丝生长、产量的影响比较

从表6 可以看出,黄灵芝、紫灵芝草珊瑚发酵培养基中添加不同浓度花生麸,对菌丝与子实体生长均有一定促进作用。对于黄灵芝,花生麸添加量1.5%、2.0%的2 个处理,菌丝长满菌袋所用时间少于对照与另外3 个处理;添加花生麸的5 个处理原基形成时间没有明显变化;花生麸添加量1.5%、2.0%的2 个处理,生物转化率分别为72.6%、75.3%,高于对照及其他处理,两者之间差异不显著,同时这2 个处理多糖与三萜含量也高于其他处理。

对于紫灵芝,花生麸添加量1.0%、1.5%的2 个处理,菌丝长满菌袋所用时间少于对照与另外3 个处理,原基形成时间分别缩短到23.7、21.2 d,2 个处理差异不显著;花生麸添加量8%、12%的2 个处理,生物转化率分别为65.5%、67.9%,高于对照及其他处理,两者之间差异不显著,同时花生麸添加量1.0%、1.5%、2.0%的3 个处理多糖与三萜含量也高于其他处理。

综上,经过发酵的草珊瑚加工残余物在45%~60%添加量下对黄灵芝子实体生长与药用成分提高有促进作用;在30%~45%添加量下对紫灵芝子实体生长与药用成分提高有促进作用。黄灵芝在草珊瑚发酵加工残余物60%基础上添加花生麸1.5%~2.0%可以进一步提高生物转化率与药用成分含量;紫灵芝在草珊瑚发酵加工残余物45%基础上添加花生麸1.0%~1.5%可以进一步提高生物转化率与药用成分含量。

3 小结

研究发现,中草药加工残余物中含有大量的纤维素、木质素及丰富的蛋白质、多糖、维生素等营养成分,可用作农作物栽培的有机肥及改良土壤的机质,近年也开始用于食用菌栽培的尝试。该试验也证实草珊瑚加工残余物废渣含有可以满足食用菌生长所需的纤维素、半纤维素及木质素,但是草珊瑚废渣直接用于灵芝菌丝生长时,低浓度下对菌丝生长无影响,高浓度下对原种、栽培种菌丝生长则有抑制作用,其中黄灵芝的适宜生长浓度为15%~45%、紫灵芝为15%~30%,这可能与灵芝对草珊瑚加工残余物废渣自身含有一些抗菌剂敏感度有关,需要把这些抗菌剂通过蒸发或微生物发酵等方法去除掉。

试验采用自主研发的枯草芽孢杆菌与米曲霉等组成的微生物发酵剂分不同时间对草珊瑚加工残余物发酵后用于灵芝菌丝培养,发酵后的原料对所用2 种灵芝菌丝生长有明显的促进作用,最适发酵时间2 个品种有差异,黄灵芝为9~15 d、紫灵芝为12~15 d[14]。

采用发酵后的草珊瑚加工残余物培养黄灵芝与紫灵芝时,45%~60%添加量下对黄灵芝子实体生长与药用成分提高有促进作用;30%~45%添加量下对紫灵芝子实体生长与药用成分提高有促进作用。草珊瑚发酵废渣60%基础上添加花生麸1.5%~2.0%可以进一步提高黄灵芝生物转化率与药用成分含量;添加花生麸1.0%~1.5%可以进一步提高紫灵芝生物转化率与药用成分含量,这可能与花生麸含蛋白质高有关。该研究结果为草珊瑚加工残余物在食用菌上的应用提供了较好的借鉴,对于提高灵芝、草珊瑚产业附加值及废弃物利用具有一定意义。

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