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文档简介
PAGEPAGE4食用菌栽培与深加工技术通过食用菌栽培及深加工技术的开发培训,吸引林区现有尤其是富余劳动力,使食用菌栽培及深加工成为林区大有可为的“钱途”事业,促进林区经济转型,实现林区社会和谐。食用菌技术,不断寻求林区新的经济增长点,为新时期林业发展注入强大科技活力,打造特色林产品产业链,实现林区结构调整的产业升跃,进而达到造福林区和林业职工的目的。东北地区拥有丰富的食用菌资源,食用菌产业具有点草成金,化害为利,变废为宝的产业特点,其生产成本低,周期短,效益高,投入产出比约为1:3—5。目前食用菌资源的利用未能得到足够重视,科研投入严重不足,管理粗放,利用率低下,未能发挥优越的地理和资源优势。食用菌种植业存在单户分散、手工操作、新技术转化慢的现状,而食用菌加工业更是普遍规模较小、缺乏市场竞争力,产品品种少,产品加工处于初级阶段,附加值低,资源利用率低下,造成极大浪费。随着天然林保护工程的实施,国有林区采伐数量大大减少,限制了东北林区的经济发展步伐。因此,促进林业产业结构调整,充分发挥东北林区资源优势,提高东北林区经济效益成为亟待解决的问题。研究表明,食用菌具有丰富的营养和多种生理保健功能,而且被越来越多的消费者所认可和接受,具有广阔的市场前景。大力开发食用菌资源不但可以加快食用菌加工产业自身的发展,还可以进一步促进食用菌种植业的发展。同时,食用菌资源的应用领域非常广泛,可应用于食品、保健品、化妆品等领域,通过开发具有高附加值的食用菌系列产品,可以带动相关产业的发展,对发展东北地区经济具有重要的推动作用本项目将培养高级技术人员、普通技术人员300人,直接受益农户5000户以上。东北地区具有丰富的森林及林下资源,大力开发食用菌资源不但可以加快食用菌产业自身的发展,还可进一步促进食用菌种植业的发展,而食用菌种植业的发展可以增加土地利用率,与农作物种植、动物性养殖同时进行,可大大利用废弃资源,减少环境的污染,对生态环境的保护具有重要作用。本项目的推广实施,可进一步促进东北林区的产业结构调整,充分发挥东北地区自然资源优势,将有利的资源优势、环境优势转变为经济优势,不但能增加社会人员的就业机会,而且还可以促进林区种植业的进一步发展,对本地区的林业发展起到科技示范作用,对林区经济的可持续发展有着十分重要的意义。
目录第一章食用菌学基础知识 41、食用菌的形态结构 41.1菌丝体的形态结构 41.2子实体的形态结构 52、食用菌的生长发育 62.1菌丝体生长阶段 72.2子实体的分化与发育阶段 83、影响食用菌生长发育的环境条件 83.1温度 93.2水分和空气相对湿度 103.3空气 113.4光照 123.5酸碱度(pH值) 123.6食用菌与其他生物之间的关系 134、食用菌对营养物质的要求 144.1食用菌的营养类型 144.2食用菌对营养物质的要求 14第二章食用菌制种技术 151.1配料室设备 161.2灭菌设备 161.3接种设备 171.4培养菌种设备 181.5实验室设备 181.6培养容器 192、消毒与灭菌 212.1常用术语 212.2消毒与灭菌的方法 212.3消毒与灭菌的效果检验 273、菌种类型及制种程序 283.1菌种类型 283.2食用菌制种程序 294、菌种培养基的制备与灭菌 304.1培养基 304.2一级种常用培养基 304.3原种和栽培种培养基的配制 314.4原种、栽培种培养基的分装 344.5培养基灭菌 355、食用菌菌种分离 365.1孢子分离法 365.2组织分离法 375.3菇木分离法 386、食用菌菌种的质量鉴定 386.1母种质量鉴定 386.2原种和栽培种的质量鉴定 396.3不同母种表型特征 397、菌种生产技术操作规程 408、菌种保藏 458.1菌种的保藏方法 458.2菌种的退化原因和复壮措施 47第三章食用菌栽培技术 48第一节平菇 481、概述 482、平菇栽培的培养料 493、平菇的栽培技术 493.1平菇室内栽培 493.2稻田套种平菇栽培 503.3菜地间作平菇栽培 51第二节香菇 511、概述 512、栽培技术 522.1香菇段木栽培技术 522.2香菇反季节覆土栽培 532.3香菇代料塑料袋栽培 54第三节黑木耳 571、概述 572、生物学特性 573、菌种制作与培养基配方 584、栽培技术 59第四章食用菌的初加工 591.食用菌的初加工 591.1食用菌采后生理变化 591.2.水分散失 601.3生理变化 601.4食用菌保鲜 612食用菌加工 622.1食用菌干制原理 622.2食用菌盐渍 642.3食用菌罐藏 65第五章食用菌系列产品加工技术 66食用菌饮品加工技术 661.概述 672.技术要点 673.灰树花饮料加工技术 683.1产品特色 683.2工艺流程 693.3操作要点说明 693.4产品质量指标 704.猴头菇、金针菇复合饮料加工技术 704.1产品特色 704.2工艺流程 704.3操作要点说明 715.金针菇姜汁复合饮料加工技术 715.1产品特色 715.2主要设备 725.3主要原辅料 725.4工艺流程 725.5操作要点说明 725.6产品质量指标 736.猴头菇大豆复合饮料加工技术 736.1产品特色 736.2主要设备 736.3主要原辅料 736.4工艺流程 736.5操作要点说明 746.6产品质量指标 74食用菌酒的加工 741.猴头保健酒酿造技术 741.1产品特色 741.2工艺流程 751.3操作要点说明 751.4产品质量指标 762.金针菇保健酒加工技术 762.1工艺流程 762.2操作要点说明 76食用菌休闲食品的加工 771.香菇肉果脯加工技术 771.1产品特色 771.2主要设备 771.3主要原辅料 771.4工艺流程 781.5操作要点说明 782.香菇松及香菇肉松加工技术 782.1主要设备 782.2主要原辅料 782.3工艺流程 782.4操作要点说明 792.5产品质量指标 793.香菇柄牛肉松加工技术 793.1产品特色 793.2主要原辅料 803.3工艺流程 803.4操作要点说明 804.美味香菇柄肉松加工技术 814.1产品特色 814.2主要设备 814.3主要原辅料 814.4工艺流程 814.5操作要点说明 814.6产品质量指标 825.平菇肉松加工技术 825.1产品特色 825.2主要原辅料 825.3工艺流程 825.4操作要点说明 825.5产品质量指标 83食用菌菌汤的加工 831.鲜菇汤 862.鸡茸蘑菇汤 863.鸡肉蘑菇汤 864.乌鸡野菌汤 865.什锦香菌汤 877.杂菌汤 878.平菇三鲜汤 889.豆苗蘑菇汤 8810.奶油蘑菇汤 88第六章食用菌多糖提取 891食用菌多糖的生理功能 891.1黑木耳多糖的生理功能 891.2香菇多糖的生理功能 911.3灵芝多糖的生理功能 921.4茯苓多糖的生理功能 931.5白桦茸多糖的生理功能 951.6桑黄多糖多糖的生理功能 961.7其他多糖的生理功能 972、食用菌多糖的提取方法 1012.1食用菌子实体多糖的提取方法 1012.2子实体多糖的浸提 1022.3食用菌液体发酵物中多糖的提取 1052.4食用菌多糖研究中值得注意的几个问题 109第一章食用菌学基础知识1、食用菌的形态结构食用菌的形态结构包括菌丝体和子实体两部分。食用菌的子实体一般都比较大,直径和高度可达2~40cm,所以食用菌又称为可食用的大型真菌。菌丝体是营养体,多生长在基质中,呈网状分布,主要功能是分解基质,吸收、输送及贮藏养分;子实体由菌丝体集结而成,肉质或胶质,是供食用的主要部分。子实体是产生有性孢子的地方,因此又是食用菌的主要繁殖器官。1.1菌丝体的形态结构1.菌丝体的一般特征孢子是食用菌的有性繁殖单元,其吸水膨大,长出芽管并不断分枝延伸形成管状的细胞——菌丝。菌丝顶端细胞不断地生长,分枝并交织形成菌丝群,通常称为菌丝体,如图1-1。
图1-1食用菌菌丝的形态和构造1-孢子;2-孢子膨胀;3-孢子萌发;4-菌丝分支;5-菌丝体;6-单根菌丝的放大;a-细胞壁;b-细胞核;c-细胞质;d-细胞隔膜食用菌的菌丝多数有横隔膜,将菌丝隔成单核、双核或多核的多细胞结构。其细胞有细胞壁、细胞质膜、细胞核、线粒体、内质网、液泡及贮存营养物等。细胞内没有叶绿体,不能进行光合作用,属异养型微生物。食用菌多数腐生,菌丝体能分解木质、草质、粪肥等有机物,吸取其营养以供生长。蜜环菌等少数食用菌兼性腐生或兼性寄生;松口蘑及美味牛肝菌等菌根菌则常与一定树种形成共生关系;而鸡土从菌与白蚁,金耳与粗毛硬革菌,银耳与香灰菌等为共生或伴生关系。多数共生菌目前人工栽培问题尚未解决。菌丝体发育成熟后会扭结形成子实体,在子实体中有生殖菌丝、联络菌丝及骨架菌丝三种类型的菌丝体。1.2子实体的形态结构子实体是由生理成熟的菌丝体分化而形成,能产生有性孢子,是食用菌的繁殖器官,也是可食用的部分。担子菌的子实体称为担子果,产生担孢子;子囊菌的子实体称为子囊果,产生子囊孢子。1.子实体的宏观形态子实体的形状多种多样。以伞状的即伞菌为最多,一般伞菌子实体的基本结构包括菌柄和菌盖两个部分。有些还有菌环、菌托、鳞片及菌索等结构(图1-2)。图1-2
伞菌子实体的形态结构示意图(1)菌盖菌盖由表皮、菌肉、菌褶或菌管组成。菌盖的形状和大小各不相同,有圆形、半圆形、圆锥形、卵圆形、钟形、半球形、斗笠形、匙形、扇形、漏斗形、圆筒形、马鞍形等。菌盖的直径小到几mm,大到几十cm。菌盖的质地有肉质、膜质、胶质、蜡质、革质等。有的种菌盖表面还有鳞片。鳞片的有无及形状,菌盖中部及边缘的形状、有无条纹、是否上翘、反卷及菌褶与菌柄着生情况等都是食用菌分类的依据。(2)菌柄菌柄生长在菌盖的下方,是菌盖的支撑物。菌柄与菌盖的着生关系有三种:中生——菌柄着生于菌盖的中央,如双孢蘑菇、口蘑、草菇、金针菇等;偏生——菌柄着生于菌盖的偏心处,如香菇等;侧生——菌柄着生于菌盖的一侧,如侧耳等。但侧耳或其它一些菌柄侧生的食用菌从树干侧面长出时,往往没有菌柄或菌柄不明显(图1-3)。图1-3菌柄的特征1-中生;2-偏生;3-侧生;4-无菌柄;5-圆柱形;6-棒状;7-纺锤形;8-粗壮;9-分枝;10-基部联合;11-基部膨大呈球形;12-基部膨大呈臼形;13-菌柄扭转;14-基部膨大呈假根状除胶质菌和马勃等少数种类外,多数食用菌都具有菌柄,其形状、长短、质地因种类而异。
(3)菌褶、菌管和菌刺
菌盖下呈辐射状排列的叶形薄片叫菌褶。菌褶宽形、窄形、披针形或三角形等。菌褶长短一致、长短相间或分叉,具横脉或交织成网,菌褶边缘全缘、波状或锯齿状等。牛肝菌、多孔菌等相当于菌褶的部分变成菌管,而大多数刺菌科食用菌则变为菌刺。菌褶的两侧,菌管的内周壁或菌刺的周围是着生子实层和孢子的地方。菌褶的颜色多种,除多汁乳菇等少数种外,一般都是由孢子的颜色造成的。菌褶与菌柄的着生关系是分类的依据之一,一般可分为以下四种类型。直生
又名贴生,菌褶内端呈直角状着生在菌柄上,如鳞伞属等。弯生
又叫凹生,菌褶内侧与菌柄着生处呈一弯曲,如口蘑、香菇等。离生
又叫游生,菌褶内端不与菌柄接触而形成一个游离于菌柄的环,如蘑菇属、草菇属等。延生
菌褶内端沿菌柄下延,如侧耳属等。(4)菌环、菌托
双孢蘑菇、口蘑、大肥菇等食用菌,其幼小子实体被菌幕包被,在菌盖展开后,菌幕便部分地残留在菌柄上。将内菌幕残留在菌柄上的环状物叫菌环,外菌幕遗留在菌柄基部的袋状或环状物叫菌托。菌环的大小、厚薄、质地及单层或双层均是分类依据。菌托的形状也有苞叶状、鞘状、鳞茎状、杯状及颗粒状之区别。2、食用菌的生长发育食用菌在适宜的环境下,不断地吸收营养物质,进行新陈代谢,如果同化作用大于异化作用,细胞原生质的量不断增加,体积不断增大,这一生物学过程称为生长(growth)。当细胞生长到一定阶段,母细胞开始分裂,产生子细胞,个体数量增加,这就是繁殖(reproduction)。在食用菌中,菌丝细胞不断延长或分裂产生同类细胞,其细胞数目增加,但不伴随个体数目增加,只属于生长;只有形成孢子引起个体数目增加的过程才叫繁殖。生长与繁殖是交替进行的,从生长到繁殖是量变到质变的过程,这个过程称为发育。食用菌从孢于萌发至子实体成熟释放孢于的整个过程中,划分为营养生长阶段(vegetativegrowthpHase)和生殖生长阶段(reproductivegrowthpHase),即菌丝体生长和子实体发育两个阶段。2.1菌丝体生长阶段1.菌丝的伸展生长与生长点孢子在适宜条件下吸水膨大,萌发出芽管,继续生长形成菌丝,菌丝交错生长形成菌丝体。食用菌在固体培养基上培养时,菌丝体以顶端为生长点,不断向四周呈辐射状伸展生长,形成圆形菌落。菌丝常分为两种,气生菌丝和基内菌丝。生于基质内或基质表面的菌丝为基内菌丝,其功能是从培养基中吸收水分和养分。培养基表面经菌丝分枝而不直接接触基质的为气生菌丝,它所需要的营养只能通过基内菌丝帮助吸收、输送;在液体培养基中培养时,菌丝则呈立体生长,形成菌丝球。食用菌的菌丝形状一般是圆柱形的,距顶端2~10μm的部分为生长点。生长点后面的较老熟的菌丝可产生分枝,每个新分枝的顶端也都具有生长点。菌丝体细胞生长所吸收的物质是水溶性的小分子。难溶性大分子物质,如纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质等,须经过菌丝分泌的酶将其分解为可溶性的小分子后,才能被菌丝吸收利用。菌丝对养分的吸收和运输速度,与菌龄和环境条件有关。幼龄菌丝较老龄菌丝吸收和运输养分的速度快些,中温型食用菌的菌丝在20℃以上时输送养分的速度比在20℃以下时的速度快。2.菌丝生长时期菌丝生长一般可以分为3个时期:(1)生长迟缓期这个时期是菌种适应新环境的调整时期,该阶段看不到菌丝有明显的生长。生长迟缓期的长短与新接菌种的遗传性、菌龄、所处的环境、培养基的成分等有关,菌龄小,则迟缓期短,老化菌种,则迟缓期长;原来所处的环境与新环境差别越大,则迟缓期越长,如从冰箱中取出菌种马上用来接种,则其迟缓期延长。(2)快速生长期经生长迟缓期后,菌丝适应了新的生长环境,开始快速生长。随着菌丝的快速生长,养分逐步消耗,基质中氧气逐渐减少,菌体本身有害代谢产物不断积累,导致菌丝生长速度开始下降。快速生长期只能维持相当短的时间,一般只有几天。(3)生长停止期在这个时期菌丝体干重逐渐减少,菌丝老化,最后停止生长。衰老的菌丝生活力低,出现老化甚至自溶,菌丝细胞中的有机物质被分解,释放出氮和磷。3.菌丝生长的测定方法(1)直线生长测定法分为平板培养测量法和培养管测量法,前者是将待测菌株定量点种于平板培养基的中心,每隔一定时间测量菌落的半径或直径,计算菌丝生长速度;后者是把待测菌株接种于一个装有培养基的培养管的一端,定时测定生长距离,并计算其生长率。(2)菌丝干重法通过测定单位体积培养液中菌丝体干重的方法,来表示菌体的生长量。其具体操作过程是将培养液中的菌丝用已恒重的滤纸或滤器过滤、洗净,如菌丝较粘可采用离心法,获得菌丝后在70~80℃下烘干至恒重,称重。这种测定方法比较直接可靠,但要求样品中不含有菌体以外的其它物质。4.菌丝拮抗现不同种的食用菌菌丝在同一培养过程中,菌丝会相互限制对方的生长蔓延,产生拮抗,在交界处常形成拮抗线,这就是拮抗现象。食用菌拮抗试验,可用于分类研究,并判断菌株间的亲缘关系,亲缘关系较远的菌株会产生拮抗线;也可用于育种,对杂种进行早期鉴别或鉴定菌株是否产生变异。2.2子实体的分化与发育阶段菌丝体达到生理成熟后,遇到合适的环境条件(养分、温度、湿度、光照等),就能完成菌丝聚集,原基形成、菇体分化、发育及成熟等几个发育阶段。1.原基形成期原基(primordium)指子实体的原始体或器官形成的胚胎期,常呈颗粒状或针头状。子实体原基形成十分关键,因为这是子实体发育的起始阶段,只有菌丝同时具备两个条件,其原基才能开始形成。一方面是内在条件,菌丝体在生理上要成熟,达到一定生理水平,体内合成并积累了大量物质,这是原基形成的物质基础;另一方面还需要一定的外界条件,即促使或满足菌丝体内进行生理质变形成原基的必要环境,如养分、温度、湿度、光照等。原基形成期的养分主要是由菌丝体供应的。一般在原基形成时,菌丝可以从培养料中吸收碳素营养,而氮素营养则需由营养丰富的菌丝体来供给,因此,只有当其菌丝生长旺盛、能积累丰富的营养物质时,才可能形成原基。在培养料中,碳/氮比值也影响原基形成。原基形成的环境条件主要有:①温度条件,一般食用菌原基形成要求的温度比菌丝生长要求的温度低,大部分食用菌生长温度必须明显降低才能形成原基,有些食用菌还需要有变温条件来诱发原基形成;②光照条件,有的食用菌原基形成需要一定的散射光,在黑暗中不能形成原基;③机械刺激,有的食用菌原基形成需要机械刺激,如平菇、金针菇,当菌丝聚集后还迟迟不出菇,需将菌丝体表面浓厚的菌丝膜划破才易形成原基,俗称“搔菌”。2.子实体分化期食用菌子实体原基形成后,逐渐分化为菌柄和菌盖。菌盖分化时,所需碳氮养分只能从菌丝体的细胞贮存物质中获得。菌盖伸展时,不仅从菌丝体中吸收养分,还从附近发育不良的子实体中吸收养分。许多食用菌的子实体,其菌盖分化需要一定的氧气,若C02超过1%,会抑制菌盖的进一步分化和发育,因此子实体分化期需要通风。弱光可促进菌柄加长,如以菌柄为主要食用部分的金针菇,常在出菇后用纸袋套上,使菌柄加长生长。3.子实体成熟期食用菌子实体进一步发育,菌柄加粗,菌盖伸展长大,并迅速从菌丝体中吸收养分,使子实体干重增加,而菌丝体干重逐渐减少。子实体成熟过程中,在适温范围内温度越高,则子实体成熟越快。子实体成熟时,菌盖展平,菌褶颜色加深,大量释放孢子。子实体老熟,菌盖向外反卷,最后萎缩死亡。3、影响食用菌生长发育的环境条件影响食用菌生长、子实体形成的因素很多,除了遗传特性、菌体本身的生理状况以外,还有外界的环境条件。食用菌的生长发育受生态环境主要包括物理、化学和生物环境因素的影响,适宜的理化环境是食用菌旺盛生长形成子实体的保证。不同种类的食用菌对理化环境的要求不同,如金针菇要在寒冷的冬季生长,草菇则在炎热的夏季生长。同一种食用菌在不同发育阶段对理化环境的要求也不同,如一般食用菌子实体生长发育的最适宜温度比菌丝体生长阶段的最适宜温度低,而又比子实体分化的最适宜温度高。3.1温度温度是影响食用菌生长发育的重要因素,与食用菌的生命活动密切相关,任何一种食用菌都只能在一定的温度范围内生长发育(表1-1)。一般情况下,食用菌在生长发育的适宜温度范围内,随着温度的升高,食用菌的代谢活动和生长繁殖随着温度的上升而加快。各种食用菌生长所需的温度范围不同,每一种食用菌只能在一定的温度范围内生长。各种食用菌按其生长速度可分为三个温度界限,即最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度。几乎所有的食用菌子实体分化和发育的最适温度都比菌丝体生长要求的最适温度低。当温度超出适温范围,不论是低温还是高温,生长速度都会受到抑制而降低或停止生长,当温度升高越过极限后会引起菌丝死亡。食用菌的菌丝较耐低温,一般在0℃左右只是停止生长,并不死亡。菇木中的香菇菌丝体即使在-20℃低温下也不会死亡;但草菇的菌丝体在5℃时就会逐渐死亡。因此,在食用菌的生产过程中,可以通过对温度的调节,来促进食用菌的生长,抑制或杀死有害杂菌,保证食用菌的稳产高产。表1-1各种食用菌对温度的需求种类种类菌丝体生长温度(℃)子实体分化与发育的温度(℃)生长范围最适温度子实体分化子实体发育双孢蘑菇香菇黑木耳毛木耳草菇平菇凤尾菇金针菇银耳猴头菌大肥菇鸡腿菇茯苓6~333~334~358~3912~4510~3510~367~3012~3612~336~3310~3510~35242522~3222~323524~2724~28232521~24302528~328~187~2120~2422~3022~357~2215~255~1918~2618~265~199~205~1513~1612~1816~3215~3430~3213~1723~278~1420~2415~2218~2212~1824~26.51.孢子萌发对温度的要求多数食用菌担孢于萌发的适温是20~30℃,最适为252.菌丝体生长对温度的要求多数食用菌菌丝生长温度范围是5~33℃。除草菇外,大多数食用菌菌丝体生长的适宜温度为20~30℃。最适生长温度一般指菌丝体生长最快的温度,但不是菌丝健壮生长的温度,在生产实践中,为培育出健壮的菌丝体,常将温度调至比菌丝最适生长温度低2~33.子实体分化与发育对温度的要求(1)子实体分化子实体分化需较低的温度。不论何种食用菌,其子实体分化和发育的适温范围都比较窄,其最适温度比菌丝体生长所需的最适温度低。根据子实体分化所需的适宜温度范围,将食用菌分为低温型、中温型、高温型3个类群。①低温型:低温型食用菌子实体分化的适宜温度为13~18℃,如金针菇、香菇、双孢蘑菇、猴头、滑菇、平菇等,它们多发生在秋末、冬季与早春。②中温型:中温型食用菌子实体分化的适宜温度为20~24℃,如木耳、银耳、竹荪、大肥菇、风尾菇等,它们多在春、秋季发生。③高温型:子实体分化的最适温度为24~30℃,最高可达40根据子实体分化时对温度的要求,可分为变温结实与恒温结实两种。有些种类的食用菌在子实体分化时,不仅要求较低的温度,而且要求有一定的温差刺激才能形成子实体,将这类食用菌称为变温结实型,如香菇、平菇、杏鲍菇等。有些种类的食用菌子实体分化不需变温,保持一定的恒温就能形成子实体,称恒温结实型,如双孢蘑菇、草菇、金针菇、黑木耳、银耳、猴头菌、灵芝等。(2)子实体发育子实体发育的温度略高于分化时的温度,子实体才可正常生长,形成朵形好、菌盖组织致密肥实、品质优的食用菌。但若温度过高,子实体生长虽快,但组织疏松,盖小,柄细长,比例失常,容易开伞,产量与品质均下降。3.2水分和空气相对湿度水分是食用菌细胞的重要组成成分,菌丝体和新鲜菇体中约有90%的水分。食用菌机体对营养物质的吸收与代谢产物的分泌都是通过水来完成的,机体内的一系列生理生化反应都是在水中进行的。食用菌在不同生长发育阶段对水分的要求不同,大多数食用菌菌丝体生长阶段所需要的水分绝大部分来自培养料。培养料的含水量是影响菌丝生长和出菇的重要因素,只有含水量适当时才能形成子实体。培养料含水量可用水分在湿料中的百分含量表示。一般适合食用菌菌丝生长的培养料含水量为60%~65%(表1-2)。若培养料含水量为45%~50%,菌丝生长虽快,但稀疏无力;若培养料含水量为70%左右,菌丝生长缓慢,对杂菌的抑制力弱,培养料会变酸发出臭味,菌丝停止生长,导致老化或因窒息而死亡。食用菌子实体生长阶段要求培养料含水量与菌丝体生长阶段基本一致。培养料中的水分常因蒸发或出菇而逐渐减少。因此,栽培期间必须补足食用菌生长所需的水分。此外,菇场或菇房中经常保持一定的空气相对湿度,可以防止培养料或子实体水分的过度蒸发。食用菌的菌丝体生长和子实体发育阶段所要求的空气相对湿度不同,大多数食用菌的菌丝体生长要求的空气相对湿度为65%~75%;子实体发育阶段对空气相对湿度的要求则高得多,一般为80%~95%。空气湿度低会使培养料大量失水,阻碍子实体的分化或使子实体的生长停止,严重影响食用菌的品质与产量。但空气相对湿度也不能超过95%,空气湿度太高,不仅易染病害,也不利于菇体的蒸腾作用,导致菇体发育不良或停止生长。如果菇房的相对湿度低于60%,侧耳等子实体的生长就会停止;当相对湿度降至40%~45%时,子实体不再分化,已分化的幼菇也会干枯死亡。菇房的相对湿度也不宜超过96%,菇房过于潮湿,易招致病菌滋生,也有碍子实体的正常蒸腾作用。因此,菇房过湿,子实体发育也就不良,常表现为只长菌柄,不长菌盖,或者盖小肉薄。表1-2食用菌不同生长发育阶段对培养料含水量和空气相对湿度的要求种类种类菌丝体生长阶段子实体生长阶段培养料含水量(%)空气相对湿度(%)培养料含水量(%)空气相对湿度(%)双孢蘑菇香菇草菇金针菇平菇黑木耳银耳滑菇猴头菌鸡腿菇竹荪灰树花60~6550~5565~7060~6560~6560~6555~6060~7060~7060~6555~6060~6360~7060~7060~7070~8070~8050~7070~8065~7070~8060~7070~8060~7060556560606055606060556080~9080~9085~9580~9285~9585~9585~9580~9080~9080~9080~9580~953.3空气空气是食用菌生长发育必不可少的重要生态因子,尤以氧气和二氧化碳对食用菌生长发育的影响最为显著。空气对食用菌子实体生长发育的影响,一方面表现为子实体分化阶段的“趋氧性”,在袋栽食用菌时,如香菇、木耳、平菇、猴头菇等,菌丝生长到生理成熟阶段,划破塑料袋,就很容易从接触空气的开口部位长出子实体。另一方面表现在子实体生长发育阶段对二氧化碳的“敏感性”。出菇阶段由于呼吸作用逐渐加强,需氧量和呼出的二氧化碳不断增加,积累到一定浓度的二氧化碳会使菌盖发育受阻,菌柄徒长,造成畸形菇,若不及时通风换气,子实体就会逐渐发黄,萎缩而死亡。食用菌是好气性菌类,氧与二氧化碳的浓度也是影响食用菌生长发育的重要环境因子。食用菌通过呼吸作用吸收氧气并排出二氧化碳。因此在食用菌生长过程中经常通风换气是一项重要的栽培措施。大气中氧的含量约为21%,二氧化碳的含量是0.03%(300ppm)。过高的CO2浓度会影响食用菌的呼吸活动,高浓度的CO2抑制菌丝体的生长。如双孢蘑菇的菌丝体在10%的CO2浓度下,其生长量只有在正常空气中的40%,CO2浓度越高,其生长速度越低。当然,不同种类食用菌对氧的需求量是有差异的。有些食用菌能耐较低的氧分压。如糙皮侧耳等3种侧耳的菌丝体,在CO2浓度为20%~30%(体积比)时的生长量,甚至比在正常空气条件下培养的还增加30%~40%,只有当CO2浓度积累到大于30%时,菌丝的生长量才骤然下降。在食用菌的子实体分化阶段,即从菌丝体生长转到出菇阶段时,微量的CO2浓度(0.034%~0.1%)对双孢蘑菇和草菇子实体的分化是必要的。子实体形成后,子实体的旺盛呼吸对氧气的要求也急剧增加,这时0.1%以上的CO2浓度对子实体就有毒害作用。如双孢蘑菇,当菇房中的CO2浓度大于1%时,往往出现菌柄长,开伞早等品质下降现象;CO2浓度超过6%时,菌盖发育受阻,菇体畸形,商品价值大损。灵芝的幼小子实体在CO2浓度为0.1%的环境中发育时,一般不形成菌盖,菌柄分枝呈鹿角状。鹿角状的观赏灵芝即是在此条件下栽培形成的。为了防止环境中CO2积贮过多,在食用菌栽培过程中,适时适量的通风换气,是确保子实体正常发育的一项关键措施。在进行林地栽培时,应选择较开阔的场地作菇(耳)场,并砍除场内的杂草及低矮灌木,以利于场地通风。在进行室内栽培时,栽培室(房)应设置足够的换气窗。适当通风还能调节空气的相对湿度,减少害虫、杂菌的发生,确保食用菌的高产和稳产。3.4光照光照对食用菌生长发育的影响是极其明显的,光照对菌丝体生长有抑制作用、能诱导子实体的分化、对子实体形态发育有光效应作用。大多数食用菌的菌丝体在完全黑暗的条件下,生长发育良好,光照越强,菌丝生长越慢,因为光照使培养料中的某些成分发生光化学反应而产生有毒物质抑制菌丝的生长。食用菌菌丝生长不需要光,但大部分食用菌在子实体生长发育阶段又需要一定的散射光,没有光照就不能形成子实体。另一部份食用菌,如双孢蘑菇、大肥菇以及生长在地下的茯苓、块菌等,子实体的生长发育对光照不敏感,甚至连散射光都不需要,在完全黑暗的条件下,同样能够形成子实体,光照对食用菌子实体发育的影响主要体现在两个方面:一方面光照影响子实体的形态,另一方面影响子实体的色泽。光能抑制某些食用菌菌柄的伸长,在完全黑暗或光线微弱的条件下,灵芝的子实体变成菌柄瘦长、菌盖细小的畸形菇。金针菇在自然光照条件下,菌柄变短、菌盖增大,要获得柄长、盖小的优质商品金针菇,必须进行避光培养。综上所述,几乎所有的食用菌子实体的分化和生长发育都需要一定的散射光,光是食用菌正常生长发育必不可少的环境因子,只有调节好适宜的光照,才能得到产量高、菇形正、色泽好的食用菌产品。食用菌不需要直射光。在直射光下培养,不利于食用菌生长。食用菌的菌丝生长阶段不需要光线,但是大部分食用菌在子实体分化和发育阶段都需要一定的散射光。根据子实体形成时期对光线的要求,一般可以将食用菌分为喜光型、厌光型和中间型三种类型。如香菇、草菇、滑菇等食用菌,在完全黑暗条件下不形成子实体,金针菇、侧耳、灵芝等食用菌在无光环境中虽能形成子实体,但菇体畸形,常只长菌柄,不长菌盖,不产生孢子,这类食用菌属于喜光型,其子实体只有在散射光的刺激下,才能较好地生长发育。厌光型食用菌在整个生活周期中都不需要光的刺激,有了光线,子实体不能形成或发育不良,如双孢蘑菇、茯苓等,这类食用菌可以在完全黑暗的条件下完成生活史。中间型食用菌对光线反应不敏感,不论有无散射光,其子实体都能够正常生长发育,如黄伞等。光线对子实体的色泽也有很大的影响。光照不足时,草菇呈灰白色,木耳为浅褐色。只有在光照强度为250~1000Lux的条件下,木耳才呈正常的黑褐色。3.5酸碱度(pH值)酸碱度(pH值)会影响细胞内酶的活性及酶促反应的速度,是影响食用菌生长的因素之一。不同种类的食用菌菌丝体生长所需要的基质酸碱度不同,大多数食用菌喜偏酸性环境(表1-3),一般菌丝生长的酸碱度范围为pH3~8,最适pH5~6,pH7则菌丝生长减慢,pH8以上则停止生长。但也有例外,如草菇喜中性偏碱的环境。栽培食用菌时必须使其在适当的酸碱环境条件下才能正常地生长发育。被食用菌利用的大多数有机物在分解时,常产生一些有机酸。如糖类分解后常产生柠檬酸、延胡索酸、琥珀酸、醋酸、草酸等。这些有机酸的产生与积累可使基质pH值降低。同时,培养基灭菌后的pH值也略有降低。因此在配制培养基时应将pH值适当调高,或者在配制培养基时添加0.2%磷酸氢二钾和磷酸二氢钾作为缓冲剂;如果所培养的食用菌产酸过多,可添加少许碳酸钙作为中和剂,从而使菌丝生长在pH值较稳定的培养基内。表1-3几种常见食用菌对pH的要求种名PH范围适宜PH值种名PH范围适宜PH值双孢蘑菇5.5~8.56.8~7.0凤尾菇5.8~85.8~6.2双环蘑菇4~86.0~6.4白木耳5.2~6.85.4~5.6香菇3~74.5~6.0(羽毛状菌丝)2.4~8草菇4~86.8~7.2黑木耳4~75.5~6.5金针菇3~8.44~7毛木耳4~85.0~6.5滑菇3~84~5猴头菌2.4~5.44平菇3~7.25.5茯苓3~74~6白平菇4~85.4~6.0灰树花3.4~7.54.4~4.93.6食用菌与其他生物之间的关系食用菌在自然界中常与其他的生物特别是微生物共处同一环境中,彼此间发生着复杂的关系。主要表现有以下几种。伴生:伴生关系是微生物间的一种松散联合,在联合中可以是一方得利,也可双方互利。银耳与香灰菌就是一种典型的伴生关系。银耳分解纤维素和半纤维素的能力弱,也不能很好地利用淀粉。因此,银耳不能很好地单独在木屑培养基上生长。只有当银耳菌丝与香灰菌丝混合接种在一起时,银耳利用香灰菌丝分解木屑的产物而繁殖结耳。栽培银耳时,常将银耳菌和香灰菌丝混合后播种。共生:有些食用菌能与植物共生,形成菌根,彼此受益。能与植物形成菌根的真菌称为菌根真菌。菌根真菌吸收土壤中的水分和无机养料提供给植物,并分泌吲哚乙酸等物质,刺激植物根系生长,而植物则把光合作用合成的碳水化合物提供给真菌。菌根真菌多见于块菌科、牛肝菌科、红菇科、口蘑科、鹅膏科。一定的菌根真菌要求一定的植物根系与其结合,如口蘑与黑栎等。白蚁“栽种”鸡土从
是食用菌与动物共生的典型例子,鸡土从菌的菌柄连接在土层内的白蚁巢上,二者之间的互利关系目前还不甚清楚,这种名贵的食用菌至今还不能进行人工栽培。竞争:竞争是生活在一起的两种微生物为了自身生长而争夺有限的养料或空间的现象。在食用菌栽培过程中常污染杂菌,一旦杂菌的生长占据了优势,将会导致整个食用菌生产的失败,生产的各个环节都要注意防治杂菌生长。常见的竞争性杂菌包括细菌、放线菌、丝状真菌及酵母菌等。拮抗:拮抗是一种微生物产生某种特殊的代谢产物或使环境条件改变,从而抑制或杀死另一种微生物的现象。在食用菌栽培过程中所出现的杂菌,如绿色木霉、青霉和曲霉等,对食用菌菌丝生长有拮抗作用。木霉能分泌的一种毒素,对食用菌菌丝有较强的杀伤力,因此对食用菌的栽培威胁很大。寄生:寄生是一种生物生活在另一种生物的表面或体内,前者从后者的细胞、组织或体液中取得营养,常使寄主发生病害或死亡。如双孢蘑菇的褐腐病是疣孢霉在双孢蘑菇子实体的寄生造成的病害。啃食:为害食用菌的鼠类、螨类和昆虫的幼虫,通常啃食食用菌菌丝或子实体造成减产或降低商品价值。4、食用菌对营养物质的要求4.1食用菌的营养类型食用菌的营养类型主要有四种:腐生菌类需要的营养物质是从枯死的木本、草本植物中吸收,目前能够人工栽培的食用菌基本属于腐生菌类,如香菇、草菇、银耳等。根据其分解的有机物是木本还是草本又可分为木腐菌和草腐菌两类。香菇、银耳为木腐型食用菌,其生长在死树、断枝等木材上,这类食用菌在制作原种或栽培种时可以用木屑做原料,栽培生产时可以用木屑或段木做材料。草菇、双孢蘑菇等为草腐型食用菌,其生长在草、粪等有机物上,这类食用菌在制备菌种和栽培时要以草、粪等为主要原料。共生菌类不能独自从枯死的木本、草本植物中吸收营养,必须靠活的树木供给养分,且树木和菌类双方互利,如松口蘑、牛肝菌等。兼性寄生菌类兼有上述腐生菌和共生菌的特征。如蜜环菌,既能在枯木上腐生,也能和兰科植物天麻共生。弱寄生菌类既能在枯木上腐生,也能在活木上寄生,但以腐生为主,所以称为弱寄生菌类,如黑木耳。4.2食用菌对营养物质的要求1、碳源凡是构成食用菌细胞和代谢产物中碳素来源的物质,称为碳源物质或碳源。食用菌可利用的碳源很广泛,如纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、单糖、有机酸等。单糖、有机酸等小分子物质,食用菌可以直接吸收利用。母种培养基的碳源,主要是葡萄糖、蔗糖等;用作栽培种及栽培生产的培养料主要是富含纤维素、半纤维素、果胶质和木质素的原料,如锯木屑、棉子壳、稻草、玉米秸秆、麦秸等。近年来,美国、日本在厩肥、木屑等培养料中添加1%~5%的亚油酸、棉籽油和动物油脂(经乳化处理),对提高栽培产量有促进作用。2.氮源凡是能被食用菌用来构建细胞或代谢产物中氮素来源的营养物质,称为氮源物质或氮源。食用菌常用含氮丰富的马铃薯汁、酵母汁、玉米浆和蛋白胨等作氮源,食用菌虽然能够利用无机氮,但一般生长缓慢,而米糠、麦麸、豆饼粉、棉籽饼粉、蚕蛹粉和马粪等都是良好的氮源。氮源的多少对食用菌菌丝的生长、子实体的形成和发育有很大的关系。在子实体形成时,培养料中氮素的含量必须低于菌丝生长期的氮素含量,浓度过高反而有碍于子实体的分化和生长。一般而言,菌丝体生长期培养料中的碳氮比为15~20:1,出菇期为30~40:1。不同的食用菌对碳氮比的要求有一定的差异,双孢蘑菇菌丝体生长阶段要求的碳氮比为17:1。3、矿质元素矿质元素是食用菌生命活动不可缺少的营养物质,其主要功能是构成菌体的成分;作为酶或辅酶的组成部分或维持酶的活性;调节渗透压、氢离子浓度、氧化还原电位等。食用菌在生长发育过程中需要的矿质元素有P、S、K、Mg、Ca、Fe、Mo、Mn、Zn、Co等。P、S、K、Mg等元素在培养基中的适宜浓度为100~500μg/L,而Fe、Co、Mn、Mo、Zn等元素的需要量甚微(千分之几mg)。在生产中,一般要注意添加P、S、K、Mg等元素,这样可增加产量,而Fe、Co、Mn、Mo、Zn等元素在河水、井水、自来水中就有,不必另外添加,但制备合成培养基时必须注意添加。磷是构成食用菌细胞中主要物质核酸、磷脂或辅酶等的组成元素。磷可参与代谢转化中的磷酸化过程,生成高能磷酸化合物,在高能磷酸键中贮存能量。磷酸盐还是重要的缓冲剂之一。食用菌利用磷的形式一般是磷酸盐,如磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、肌醇六磷酸钙镁、磷酸甘油酸钠等。硫是构成食用菌细胞的重要组成成分,如胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、生物素、硫胺素、硫辛酸、辅酶I、环化胆碱硫酸、含硫或巯基的酶等的组成元素。食用菌能利用的含硫化合物包括硫酸钙、硫酸镁、硫酸锌、含硫氨基酸、烷基磺酸盐等。镁主要影响酶系统的活性,是己糖磷酸化酶、异柠檬酸脱氢酶、肽酶、羧化酶以及与磷酸代谢有关的酶的激活剂。镁在细胞中还起着稳定核糖、细胞膜和核酸的作用。镁一般由镁的硫酸盐提供,真菌对镁很敏感,浓度过高也会造成镁中毒。钾是许多酶的激活剂,钾对糖代谢有促进作用,钾还可以控制原生质的胶态和细胞膜的通透性。磷酸二氢钾、磷酸氢二钾等除了可以作为钾源以外,还对调节和稳定pH值起重要的作用。钙是某些酶的激活剂,对维持细胞蛋白质的分子结构有一定作用,还与控制细胞的透性有关。食用菌的钙素来源为各种水溶性的钙盐。微量元素
铁、钴、锰、锌等微量元素对食用菌的生理作用也很重要。铁是细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶的辅酶铁卟啉的组成成分,在氧化还原反应中具有传递电子的作用,铁还是乌头酸酶的激活剂;锰是多种酶的激活剂,也是黄嘌呤氧化酶的组成成分,还参与羧化反应;钴是维生素B12的成分;铜是多酚氧化酶和抗坏血酸氧化酶的组成成分,也是硝酸还原酶的必需因子。此外,硼、锌等微量元素对食用菌的生长也具有一定的影响。4、生长因子生长因子又称生长因素,是指机体本身不能利用简单物质合成而必须靠外源提供才能维持正常生理功能的物质,统称为生长因子。按照化学成分和生理功能可分为三类:①氨基酸,是蛋白质的组成成分;②嘌呤和嘧啶,是核酸的组成成分;③维生素,包括多种有机化合物,它们是某些酶的辅基或活性中心。马铃薯、麦麸、米糠、麦芽和酵母中都含有丰富的维生素,用这类原料配制培养基时就不必另外添加维生素。维生素不耐高温,在120℃以上时易被破坏,因此在培养基灭菌时需防止温度过高。第二章食用菌制种技术食用菌生产所用的菌种,是提供繁殖而分级制作的菌丝体培养物,相当于高等植物的种子。在自然界中,食用菌繁衍后代依靠孢子,孢子在适宜的环境下,萌发成菌丝体。菌丝体生长繁衍达到生理成熟后,在适宜的环境下,就可形成子实体。在人工栽培食用菌时,孢子虽然是它的种子,但人们至今都不用孢子直接播种,而是用孢子或子实体组织萌发而成的纯菌丝体作为播种材料。因此,通常所指的菌种,实际上是经过人工培养并进一步繁殖的食用菌的纯菌丝体。
食用菌的栽培主要包括二个步骤:首先是制作菌种,即通过孢子或菇体组织分离出菌丝体,并加以扩大繁殖形成生产菌种;其次是将制好的菌种接于培养基中,生产出食用菌子实体。因此,菌种是生产食用菌的前提及重要条件。制种是食用菌生产最重要的环节。常言道:“有收无收在于种,收多收少在于管”,可见菌种在生产中的重要性。在食用菌生产过程中,菌种好坏,直接影响食用菌的产量和质量。因此,培育优良菌种,是提高食用菌生产水平的重要环节。人工培养的菌种,根据菌种培养的不同阶段,可分为母种、原种和栽培种三类。一般把从自然界中,首次通过孢子分离或组织分离而得到的纯菌丝体称为母种,或称一级种。它是菌种类型的原始种。原始母种通过移接(转管)成数支试管(斜面)种,这些移接的试管种,亦可称为母种。把母种移接到木屑、谷粒、棉籽壳、粪草等瓶(袋)培养基上培养而成的菌种称为原种,或称二级种。它是母种和栽培种之间的过渡种。把原种扩接到相同或类似的材料上,进行培养直接用于生产的菌种称栽培种,或称三级种。原种和栽培种,均能直接用于生产。栽培种不能再扩大繁殖栽培种(银耳菌种例外),否则会导致生活能力下降。
食用菌的菌种生产,基本上是按菌种分离→母种扩大培养→原种培养→栽培种培养的程序进行。菌种通过三级扩大,菌种数量大为增加,同时菌丝也从初生菌丝发育到次生菌丝,使菌丝更加粗状,分解基质的能力也增强。只有采用这样质量的菌种,才能获得优质高产的子实体。
1、制种菌种的基本设备1.1配料室设备不同的生产规模,配料所需要的设备有所不同,但配料应在有水、有电的室内进行,其主要设备有以下几类:
1、衡量器具
配料室一般应配备磅秤,手秤,粗天平,量杯,量筒等,以供称(量)取用量较大的培养料、药品和拌料用水等。
2、拌料机具
拌料必备的用具有铁铲,铝锅,电炉或煤炉,水桶,专用扫帚和簸箕等。具有一定规模的菌种厂,还应具备一些机械设备,如枝丫切片机,木片粉碎机,桔杆粉碎机和拌料机等。
3、装料机具
采用手工装料,无需特殊设备,只要备一块垫瓶(袋)底的木板和一根丁字形捣木(供压料时用)。但具有一定规模的菌种厂,为了提高装料效率,应购置装料机。装料时,以玻璃瓶作容器的要压料和打接种穴,可用瓶料专用打穴器。以塑料袋作容器,制银耳和香菇栽培种,一般装料后随即要在袋壁打接种穴,可用塑料袋专用打穴器。1.2灭菌设备
灭菌设备,一般是指用于培养基和其他物品消毒灭菌的蒸汽灭菌锅。灭菌锅是制种工序中必不可少的设备。灭菌锅消毒的原理,是利用水吸收一定的热量之后而成为饱和蒸汽,当蒸汽冷凝时就会释放出一定的热量。在消毒灭菌时,饱和蒸汽在一定的温度和压力下拥有大量的热量,遇到冷的消毒物体时,冷凝而改变状态随之就释放出大量的热量。使被消毒物体受热、受潮,在热和湿的作用下,可在较短时间内能有效地将顽抗性的细菌芽孢以及其他杂菌杀死,达到消毒的目的。
1、高压蒸汽灭菌锅
高压蒸汽灭菌锅是一个密闭的,能承受压力的金属锅,在锅底或夹层中盛水,锅内的水煮沸后产生蒸汽。由于蒸汽不能向外扩散,迫使锅内的压力升高,即水的沸点也随之升高,因此可获得高于100℃的蒸汽温度,从而达到迅速彻底灭菌的目的。高压蒸汽灭菌锅有以下几种类型:
①手提式高压灭菌锅
此种灭菌锅的容量较小,主要用于母种斜面培养基、无菌水等灭菌用,可用煤气炉、木炭或电炉作热源。较轻便、经济。
②立式和卧式高压灭菌锅(柜)
这两类高压锅(柜)的容量都比较大,每次可容纳750ml的菌种瓶几十至几百瓶,主要适用于原种和栽培种培养基的灭菌,用电热作热源。
③自制简易高压锅
菌种生产量较大的菌种厂可自制简易高压锅。采用10mm厚的钢板焊接成内径为110cmx230cm的筒状锅体,底和盖用15m厚的钢板冲成半圆形,否则平盖灭菌时棉塞易潮湿。锅口用紧固的螺丝拧紧密封,锅上安装压力表、温度计、安全阀、放气阀、水位计、进出水管等设备。以煤作燃料,用鼓风机助燃升温。菌种袋(瓶)放入铁提篮内,吊入锅中,一般约放4~5层,每锅装800~1000袋(瓶),适合于专业菌种厂制作栽培种培养基的灭菌。
2、土法灭菌锅
土法灭菌锅有多种多样的类型,一般分为土法蒸锅和蒸笼等形式。
①土蒸锅
用砖砌成灶,灶上用砖和水泥砌成桶状或方形蒸汽室,底部为大铁锅。可从侧面开门,也可以从顶盖进出。门上附有放温度计的小孔,铁锅上沿设有进出水管。每锅可容装1200~1400袋(瓶)不等。土蒸锅形式简单,制作简易,可以就地取材,造价低廉,但杀菌时间较高压锅长。
②蒸笼锅
蒸笼灭菌适宜于农村制种量小,条件差的单位。采用蒸笼灭菌时,密闭条件较差,由于锅内温度最高是100℃,所以灭菌时间从温度达100℃开始计时,需保持61.3接种设备
接种设备,是指分离和扩大转接各级菌种的专用设备,主要有接种室、接种箱、超净工作台以及各种接种工具。
1、接种室
接种室又称无菌室,是进行菌种分离和接种的专用房间。此室的设置不宜与灭菌室和培养室距离过远,以免在搬运过程中造成杂菌污染。生产量较大的菌种厂,应充分注意各个工作间的位置安排,总体布局参见下图。
接种室的面积一般5m2~6m2,高2m~3m即可,过大过小都难于保证无菌状态。接种室外面设缓冲间,面积约2m2。门不宜对开,最好安装移动门。接种室内的地面和墙壁要求光滑洁净,便于洗清消毒。室内和缓冲间装紫外线灯(波长265nm,功率30W)及日光灯各一支。
接种室具有操作方便,接种量大和速度快等优点,适宜于大规模生产。
2、接种箱
接种箱是供菌种分离,移接的专用木制箱,实际上是缩小的接种室。接种箱有多种形式和规格,医药器械部门出售的接种箱,结构严密,设备完善,但价格较高。目前多数生产者采用木材和玻璃自己加工制作成一人或双人操作箱,其样式和大小大致。
接种箱内顶部装紫外线杀菌灯和日光灯各一盏。箱前(或箱后)的两个圆孔装上40cm长的布袖套或橡皮手套,双手由此伸入操作。圆孔外要设有推门,不操作时随即关门。箱体安装玻璃,木板均要注意密封,箱的内外均用油漆涂刷。
接种箱结构简单,制造容易,造价较低,移动方便,易于消毒灭菌,由于人在箱外操作,气温较高时也能维持作业,适合于专业户制作母种、原种。
3、超净工作台
超净工作台是一种局部层流(平行流)装置,能够在局部造成洁净的工作环境。室内的风经过滤器送入风机,由风机加压送入正压箱,再经高效过滤器除尘,洁净后通过均压层,以层流状态均匀垂直向下进入操作区(或以水平层流状态通过操作区),以保证操作区有洁净的空气环境。由于洁净的气流是匀速平行地向着一个方向。空气设有涡流,故任何一点灰尘或附着在灰尘上的杂菌,很难向别处扩散转移,而只能就地排除掉。因此,洁净气流不仅可以造成无尘环境,而且也是无菌环境。
使用超净工作台的好处是接种分离可靠,操作方便,尤其是炎热夏季,接种人员工作时感到舒畅。
4、接种工具
接种工具是指分离和移接菌种的专用工具,样式很多。用于菌种分离\母种制作和转接母种的工具,因大多在试管斜面和平板培养基上操作,一般是用细小的不锈钢丝制成。用于原种和栽培种转接的工具,因培养基比较粗糙紧密,可用比较粗大的不锈钢制成。1.4培养菌种设备
培养菌种设备,主要是指接种后用于培养菌丝体的设备,如恒温培养室、恒温培养箱、摇床机等。
1、恒温培养室
恒温培养室用于培育栽培种或培育较多的母种和原种。恒温培养室的大小,视菌种的生产量而定。室内放置菌种培养架。加温可采用电加温器或安装红外线灯加温,最好在电加温的电源上安一个恒温调节器,使之能自动调节温度。
2、恒温培养箱
在制作母种和少量原种时,可采用恒温培养箱,根据需要使温度保持在一定范围内进行培养。市售的恒温箱多为专业厂家生产的电热恒温培养箱,使用比较方便,但价格较贵,而且购买和运输多有不便。因此可以用木板自己制造。自制恒温箱用一只大木箱做成,箱的四壁及顶、底均装双层木板,中间填充木屑隔水保温,底层装上石棉板或其它绝缘防燃材料,箱内装上红外线灯泡或普通灯泡加温,箱内壁安装自动恒温器,箱顶板中央钻孔安装套有橡皮塞的温度计以测试箱内温度。
3、摇瓶机(摇床)
食用菌进行深层培养或制备液体菌种时,需设置摇瓶机。摇瓶机有往复式或旋转式两种。往复式摇瓶机的摇荡频率是每分钟80~120次,振幅(往复距)为8cm~12cm。旋转式的摇荡频率为每分钟180~220次。旋转式的耐用,效果较好。1.5实验室设备
具有一定规模的专业菌种厂,为了便于对菌种、培养料及其代谢产物进行检查、观察、化验和分析,有必要设置个普通的实验室。实验室常用的仪器设备有天平、干湿温度计、玻璃器皿和器具、孢子采集器、光学显微镜、电冰箱、冷藏箱及电热干燥箱等,可根据单位的具体条件设置。
1、天平
天平的类型有多种,常用的托盘天平,又称架式天平,称量为1000g,感量1.0g(即精确度为士1.0g);扭力天平,称量100g,感量为0.01g;分析天平,称量100g,感量0.1mg~1.0mg。
2、干湿温度计
常用的是市售干湿球温度计,可同时观察环境的温度与湿度。将干球温度计的读数减去湿球温度计的读数得差数。旋转制动螺丝,对准其差数,差数与干球温度垂直交叉处的读数即为空气的相对湿度。例如,干球温度计的读数为22℃,湿球温度计的读数为19.5℃,干湿温度差2.5。在纵行22℃与横行2.5垂直交叉处的读数为73,即说明空气相对湿度73%。
自动记录温度计,能自动记录一天24h内的温湿变化,因价格较贵,一般菌种厂很少购置。购买2支普通温度表(用前最好进行校对),找一个薄木板,将2支温度表并列固定在木板上。2支温度表中间留出10cm左右的间隔,以便安放盛水的小瓶。其中1支温度表的水银柱头,用易吸水的纱布条包裹扎牢,纱布的另一端放入装有清水的小瓶内作为湿球,即成为自制干湿球温度计。观测时先看干、湿温度计的度数,计算出干湿球温度差,再查看温湿度换算表即可。例如:干球温度计读数为18℃,湿球温度计读数为16℃,在温、湿度换算表纵行中查找18℃,再查横行干、湿温度差为2℃,其垂直交叉处的读数为76,即空气相对湿度为76%。温湿度换算见附表。无条件的单位自己可制造干湿球温度计。
3、玻璃器皿和器具
常用的玻璃器皿有烧杯、烧瓶、培养皿、漏斗、量筒、酒精灯、称量瓶、试管、接管研钵等;其它器具有剪刀、镊子、试管架等。
4、孢子采集器
是采取菌类孢子的一种专用装置,它是由有孔钟罩、搪瓷盘、培养皿、不锈钢丝支架和纱布等组成(见图4—8)。
5、光学显微镜
采用一般双目或单目光学显微镜,观察菌丝的生长状况,分辨杂菌及病虫害的种类等。显微镜是贵重的光学仪器,使用时应严格操作程序,平时应避免和酸碱、氯仿、乙醚、酒精等放在一处,以免受腐蚀。
6、电冰箱和冷藏箱
电冰箱和冷藏箱是冷冻器具中的两种小型冷藏设备,在食用菌制种中主要用于保藏菌种和其他物品。
7、电热干燥箱
1.6培养容器
培养食用菌的容器有玻璃容器和塑料容器两大类。玻璃容器透明度好,污染率低,但价格较高,且易损坏。其主要用于菌种分离、保存、鉴定和母种、原种的制作。塑料容器较轻便,成本低,但较易污染杂菌,且不易重复使用(薄膜容器)。其一般用来制作栽培种或直接用于栽培。具体品种、规格和用途见表2-1。
表2-1培养仪器种类品名常用规格适用范围玻璃容器试管培养皿三角瓶菌种瓶15x150,18x180,20x200mm直径分别为9,10,12cm
150,300,500,1000750mL制作母种分离菌种或鉴定用摇瓶培养或其它制作原种或栽培种塑料容器聚丙烯广口瓶
聚丙烯塑料瓶
聚乙烯塑料瓶
塑料套环750,800,1000mL
宽度12cm~17cm,长度不定
宽度12cm~17cm,长度不定
3.5cmx3.5cm制作栽培种或瓶栽用
制作栽培种或袋装用
用途同上,但不耐高温只可常压灭菌
套在塑料袋口上,代替瓶颈
在食用菌生产中,进行熟料栽培或制作栽培种,常常用到塑料袋。下面是选择塑料袋的根据和鉴别塑料袋的一般方法。
进行常压蒸气灭菌,可用聚乙烯塑料袋,厚度0.05mm~0.06mm(5~6丝)为宜。其中高压聚乙烯塑料袋透.明度高于低压聚乙烯塑料袋,但低压聚乙烯塑料的抗张强度是高压聚乙烯塑料的2.2倍(厚度相同时),且低压聚乙烯能耐120℃高温。食用菌生产中应首先选用低压聚乙烯塑料袋。
进行高压蒸汽灭菌时,宜用聚丙烯塑料袋,厚度0.06mm(6丝)为宜。聚丙烯能耐1500℃高温,但其冬季柔韧性差,低温时使用应小心。
聚氯乙烯塑料有毒,不到100℃就软化。熟料栽培或制种时不能使用聚氯乙烯塑料袋。
塑料鉴别可采用简便易行的灼烧法。取少量样品,用镊子夹住,点燃,仔细观察塑料燃烧时的易燃性、离火后的特征、火焰特征、软化拉丝现象等,即可鉴别样品种类(表2-2)。
塑料名称聚丙烯(PP)聚乙烯(PE)聚氯乙烯(PVC)燃烧状易燃易燃难燃离火后继续燃烧继续燃烧熄灭火焰特点底部蓝色,顶部黄色底部蓝色,顶部黄色底部绿色,顶部浅绿色或黄色燃烧现象熔化淌滴,膨胀,有少量黑烟熔化淌滴,无黑烟软化,能拉白丝冒白烟燃烧气味石油味燃烧蜡烛的气味盐酸样刺激气味2、消毒与灭菌
微生物在自然界中无处不有,土壤里、水中、空气里、人体上、动植物体上以及培养食用菌的培养料、设备、工具上都有微生物存在。对食用菌来说,其中相当部分是有害的。我们通常将这类有害的微生物统称为杂菌。人工栽培食用菌,要求丰产、稳产、优质,就要排除杂菌的危害和干扰,即彻底做好消毒灭菌工作是栽培成功的前提。2.1常用术语1、消毒
消毒原是医学上的一个概念。它的原意是指杀死病原微生物,防止疾病传播。就食用菌生产而言,消毒是杀死、消除或充分抑制部分微生物,使之不再危害食用菌的生长发育。经过消毒,许多细菌芽孢、霉菌厚垣孢子等并不会完全死亡,它们仍能发芽,消毒后的环境里,物品上还会存活部分活着的微生物。
2、灭菌
是指用物理或化学的方法,杀死物体表面和孔隙内的一切微生物或生物体,即把有生命的物质全部杀死。
①杀菌
泛指杀死微生物菌体(不论是否有害),一般不包括芽孢。具有这种效力的药剂称为杀菌剂。
②抑菌
即阻止菌体的生长繁殖。具有这种作用的药剂为抑菌剂。
③无菌
不存在任何活着的微生物。经过灭菌后的物品就是无菌的。
④杂菌
在某一培养基中,除了要求培养的微生物外,其他的微生物都称为杂菌。
⑤防腐
通过杀菌或抑菌达到防止物品腐败霉变的目的。具有这种效能的药剂称为防腐剂。
⑥无菌操作
即操作的空间(如接种室、接种箱的空间),使用的器皿和工具,操作者的衣着和手都不带任何活着的微生物。2.2消毒与灭菌的方法消毒与灭菌的方法很多,可分为物理方法和化学方法两大类。
1、物理方法
①干热法
在干燥的条件下,加热进行灭菌。
(1)灼烧灭菌
将物体置于火焰上,直接烧死附于物体上的微生物。此方法的特点是操作简便、灭菌迅速彻底。但应用范围有限,仅适用于耐热或供毁灭废弃的物品,如接种针、接种环、试管口或三角瓶口,可通过酒精灯火焰灼烧灭菌。严重污染杂菌的菇体和物体也可用火焰灼烧而灭菌。酒精灯用的酒精浓度以95%为宜,浓度低燃烧不良,热力不足,灼烧灭菌的效果差。
(2)干热灭菌
将需要灭菌的物品置于干燥箱中,加热到160℃,保持1~2h,利用箱内的热空气杀死物体上的微生物。此法适用于玻璃器皿、金属用具等耐干热物品的灭菌。其优点是可以保持物品的干燥。
②湿热法
是在有水的条件下加热。如用热水、热蒸汽杀死微生物。实验证明,细胞原生质在含水量高的情况下更易变性凝固,而且蒸汽的穿透力强,在同样温度下,湿热杀菌效果比干热法效果好。主要介绍经常用的巴斯德消毒法、间歇灭菌法、常压灭菌法和高压灭菌法。
(1)巴斯德消毒法
也称低温消毒法。即用较低的温度(60℃~700℃)杀死物品中的病原菌和大多数细菌白勺营养体。此法适用于不耐高温物品的消毒。栽培食用菌时常用的培养料发酵,即利用这个原理杀死其中的有害微生物。
(2)常压间歇灭菌法
利用流通的热蒸汽几次反复杀菌的方法。物品放在蒸锅或蒸笼内,加热至蒸汽上冒后,再继续蒸煮15~20分钟(根据不同的物品而定),以杀死其中的微生物营养细胞。然后冷却,并将灭菌物取出,置室温下或25℃~30℃温箱中培养24h,让其中芽孢萌发成营养体,再放入蒸锅中以同样的方法加热灭菌。如此连续三次,即可杀死灭菌物的全部芽孢,达到灭菌的目的。此法由于不需加压,只要有普通的家庭用蒸笼即可,但操作需用时间长。间歇灭菌法常用于不耐高温物品的灭菌。
(3)常压蒸汽灭菌法
又称流通蒸汽灭菌法。做法与间歇灭菌法相似,但需延长热处理的时间(4~8h),使物品中的微生物营养体和芽孢全部死亡,达到一次性灭菌的目的。此方法不仅可以灭菌,而且又有利于培养料中的有机质达到部分分解的目的,加之条件简易,操作方便,因此已被菇农用于制作原种、栽培种的培养基灭菌和熟料栽培的培养料灭菌。
(4)高压蒸汽灭菌
以上两种蒸汽灭菌法,由于是在常压下进行,蒸汽温度只有100℃左右,热处理较长。若利用密闭的蒸锅,使其中的蒸汽不外溢,压力不断上升,使水的沸点不断提高,锅内温度也随之增加。这样杀灭细菌芽孢所需的时间可大大缩短,所以是一种最有效的灭菌方法。高压蒸汽灭菌时间短,效果可靠,适用于一般培养基和一切耐高温物品的灭菌。
③紫外线灭菌
紫外线灭菌是利用辐射因素来灭菌的方法之一。细菌吸收紫外线后,蛋白质和核酸会发生变化,当辐射量超过一定限度时,轻者突变,重者死亡。紫外线灭菌是用紫外线灯管进行的。紫外线的波长为200nm~300nm,均有灭菌效果,其中以260nm的杀菌能力最强。由于紫外线穿透物质的能力很差,所以只适用于空气和物体表面的灭菌,且要求距照射物以不超过1.2m为宜。接种室和接种箱,常用紫外线灯作为空气和桌面的消毒。紫外线对人的眼粘膜及视神经有损伤作用,应避免直接在紫外灯下工作,更不能直视灯管。
④过滤除菌
对于不适宜用热力灭菌的液态和气态物质,可用过滤的方法除去其中的微生物。常见的试管口上加棉塞,就是起过滤除菌作用。
(1)液体过滤
有些培养基加热后,其中的某些成分易被分解,如血清、酶、维生素、抗生素及某些化学药品等,可用压滤或减压抽滤的方法,使之通过带有许多微小孔隙的过滤器,把其中的微生物阻隔在过滤板上除去。过滤器的种类很多,主要有瓷土制过滤器,硅藻土制过滤器、滤膜过滤器等。每种过滤器按孔径大小分成不同型号或等级,使用时可根据需要选择。
现以滤膜过滤器为例介绍具体安装和使用。滤膜是用火棉胶、醋酸纤维素或其他类似的物质制成,厚度0.1mm。将膜剪成与特制过滤器的漏斗直径大小相仿的圆片,置漏斗上,再将过滤器装在抽滤瓶上,以橡皮管连接抽滤瓶与安全瓶(中间可连一水银检压计),最后将安全瓶用橡皮管接于真空泵上(图4—6)。将待除菌的液体,以无菌操作注入滤器内,开动真空泵即可过滤。薄膜上的微孔直径有0.005um~1.0um等规格,滤除一般细菌,选用0.1um~0.2um的即可,过滤时间不宜过长,因低压能使屈曲运动的细菌通过滤器;也要避免高度减压,因微小颗粒会堵塞滤板,而失去过滤效能。一般以100mm~200mm水银柱减压为限。
(2)气体过滤
在生产液体菌种的深层发酵工艺中,需要大量无菌空气,采用气体过滤方法,使空气通过多层棉花和活,哇炭,滤除空气中的微生物。现许多发酵工业的厂家,已逐步采用超细玻璃纤维代替棉花和活性炭,其优点是体积小,使用方便,节省材料,但超细纤维滤纸不能受潮
2、化学方法
化学方法是用化学药品来杀灭或抑制杂菌的生长与繁殖。用于杀灭杂菌的药物称为消毒剂。消毒剂主要用于体表、器械和环境的消毒。理想的消毒剂应是杀菌力强、价格低、能长期保存、无腐蚀性、对人无毒或毒性较小的化学药品。
①使用方法
要使消毒剂充分发挥杀菌效力,必须使化学药品成为气态或液态,才能获得消毒物品的最大接触面积。
(1)气态消毒法
用加热、焚烧、氧化等方法,使化学药剂为气体状态扩散到空中,杀死空气和物体表面的微生物。这种方法简便,只需把要消毒的空间关闭紧密即可。另一种方法是把要消毒的物品放在特殊的密闭容器中,先抽净物品孔隙里的空气,再通入杀菌气体。这种方法杀菌彻底,且毒气不易外溢,但必须有一定的设备,如真空熏蒸消毒机等。一般用于剧毒药剂熏蒸和某些不耐热物品的彻底消毒灭菌。
(2)液态消毒法
是将消毒剂按一定的比例直接投入待消毒灭菌的溶液中,或先配制成一定浓度的药液,然后根据不同情况采用喷雾、擦拭、浸泡、涂抹或加入培养基等方法进行消毒或灭菌。
②影响消毒剂作用的因素
不同的消毒剂其杀菌或抑菌不同。有的能使杂菌的蛋白质变性,有的可与杂菌的酶系统相结合而影响其代谢,有的则能降低细菌的表面张力,增加菌体细胞膜的通透性,使细胞破裂或溶解。影响消毒剂上述作用的主要因素有以下几种。
(1)环境条件的影响
消毒剂作用的温度和时间,对杀菌力的影响最为显著。一般讲,温度越高,杀菌效果越好,作用的时间越长,杀菌效果越好。此外,环境中如果存在着蛋白质等有机物,由于化学消毒剂与蛋白质的结合而引起消耗,而大大减弱消毒剂的效果。
(2)消毒剂的性质与浓度
消毒剂的化学性质决定其杀菌力,它必须溶解于水,方可渗入微生物体内而发挥作用。如升汞在水中解离度大,因而杀菌力也大。消毒剂的浓度也直接影响它的杀菌力,一般消毒剂的浓度越大,其杀菌力越强。但石炭酸和酒精浓度过高,反而不能达到杀菌的目的。
(3)微生物的种类与芽孢
不同微生物对各种消毒剂的敏感度不同,这主要是与其细胞的结构有关。因此,某一种化学消毒剂,对某一种微生物的消毒力,必须分别加以衡量,以便对症下药。此外,细菌的芽孢,对同一或不同化学药品的抵抗力,比其营养体大得多。所以,要达到彻底消毒的目的,切勿泛用化学消毒剂。
③化学消毒剂的配制
(1)百分比浓度的计算
配制消毒剂时常用到百分比浓度。它的计算公式是:
溶质质量
溶液百分比浓度=
x100%
溶质质量+溶剂质量
溶质指被溶解的物质;溶剂指能溶解溶质的物质,水是最常用的溶剂;质量指重量,水的质量一般以1g/
A
D
↘↙
C
↗↖
B
E
A为浓溶液的百分比数值;B为稀溶液的百分比数值(如果用水稀释则为0);C为欲配制的百分浓度;D为配制时需要的浓溶液数量(D=C—B);E为需要的稀释液数量(E=A—C)。
例如:欲将95%的酒精配制成75%的酒精,按此方法计算,用75份浓酒精加入20份水,即为75%的酒精。
95%
75=(75—0)
↘
↙
75%
↗
↖
0%
20=(95—75)3、接种室与接种箱的消毒灭菌
主要介绍紫外线照射、福尔马林熏蒸和石炭酸喷雾三种方法。
①紫外线照射
在每次接种前,应将所需的器具一并移入接种室(箱)内,然后打开紫外线灯进行灭菌。如果接种室的体积较大,开灯照射要达2h才能收到灭菌效果;如果接
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