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菌袋周转效率提升40%,人工接种成本降低50%~75%,这套技术门槛低,简便易操作!

发布时间:2025-11-24 阅读:1002
原创   刘启燕  孙波等   长江蔬菜                                          
                                                                                                                                   

大球盖菇(Stropharia rugosoannulata)因营养丰富、口感佳、栽培原料来源广泛等特点,已成为我国迅速发展的重要食用菌品种。据中国食用菌协会统计,2023年全国大球盖菇产量已达33.27万t。然而,目前大球盖菇栽培多采用固体菌种进行穴播,普遍存在菌种生长缓慢、易受杂菌污染、生产周期长等问题,制约了其产业规模的进一步扩大。液体菌种技术作为现代食用菌工厂化的核心技术,已在金针菇、杏鲍菇等品种上广泛应用,并在黑木耳、香菇等品种的规模化生产中迅速推广。该技术可显著缩短菌丝培养时间,降低污染风险,提高菌种质量和生产效率。但大球盖菇普遍采用发酵料栽培,液体菌种不易直接定植,通过“液体种转接固体栽培种”的模式,依然可大幅缩短制种周期,提升菌种活力。为此,系统总结一套实用、高效的大球盖菇液体菌种设施化生产技术,涵盖母种制备、液体菌种发酵、栽培种生产及关键质量控制点,以助力该技术在产业中的推广应用。


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1 生产技术要点
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1.1   母种生产


母种是液体菌种生产的起始环节,其质量直接影响栽培种的质量。母种配方通常采用PDA培养基,可根据实际生产情况购买成品PDA或自行配制。制作母种时,可选用试管、平皿或两者结合使用。试管优点为口面小,污染率低且保存时间长;平皿优点为表面积大,便于操作和观察。接种过程严格执行无菌操作,接种后及时贴好标签并做好记录。母种在恒温培养箱内20~25℃下培养。接种后每隔3 d左右检查1次,挑选菌丝生长旺盛、洁白、浓密,培养基表面均匀、舒展且平整的试管或平皿,淘汰菌种未活、杂菌污染和生长不良的试管或平皿。大球盖菇菌种不易产生色素,但同一品种的2个接种块在菌丝交界处易产生类似拮抗线的隆起现象,建议每平皿或试管只接种1个组织块。为保障液体菌种的活力,应使用活化后的新鲜母种进行转接。


1.2   液体原种生产


液体原种生产通常使用500~1 000 mL的玻璃三角瓶,用棉塞或硅胶塞封口。液体菌种生产推荐4种配方,具体见表1。


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将分装好的玻璃三角瓶放入高压蒸汽灭菌锅内进行灭菌,在121℃下维持30 min。灭菌后,将玻璃三角瓶置于消过毒的超净工作台上,接种(3~5)mm×(3~5)mm的母种5~8块于玻璃三角瓶内。接种后封口,放入恒温摇床上培养,温度控制在20~25℃,转速130~150 r/min,培养时间7~10 d。转速过低,会导致菌球太大不便于接种;转速过高,易导致培养液晃到瓶口而引起污染。


1.3   发酵罐液体菌种生产


发酵罐是液体菌种大规模生产的关键设备,目前常见的主要有移动式和固定式2种类型。移动式发酵罐的罐体可推入高压灭菌锅灭菌,单罐单消,互不干扰,但需配套高压灭菌锅,常用于金针菇、杏鲍菇等工厂化生产线。固定式发酵罐的罐体原地不动,蒸汽由管道直通罐内,灭菌、接种全程管路化,无需高压灭菌锅,罐体规模可按生产需求配置,常用于黑木耳、香菇等集中制袋品种。


①培养基配制与装罐   将糖、酵母粉、玉米粉、小麦粉等原料用温水搅拌均匀至无干块后,通过上料口将原料加入菌种罐中,并加入0.03%消泡剂,通入空气搅拌均匀,拧紧上料口盖。装液量为罐体容量的70%~80%。


②灭菌与冷却   移动式发酵罐的气管、料管均包扎好后整罐推入高压灭菌锅内,在121℃下维持70~90 min。灭菌行程结束后打开排气阀,将灭菌锅内的气压降为0 MPa后打开锅门,趁热将菌种罐推入冷却区域,立即向罐内通入无菌空气保持正压(0.05~0.10 MPa),防止冷却过程中外界空气吸入导致污染,并在发酵罐上套上冷水圈进行快速冷却。固定式发酵罐按照设备厂家提供的说明进行灭菌与冷却操作。


③接种与培养   冷却后在接种专用的超净工作台或层流罩下进行操作,确保接种区域空气无菌。接种量为0.05%~1.00%。在接种圈中倒适量95%酒精,点燃形成火焰保护圈,关闭进气阀使罐压降为0 MPa。利用火焰上方的上升气流形成无菌区,是液体菌种发酵罐接种的关键防护措施。打开接种口,快速、准确地倒入液体原种后迅速关闭接种口阀门,再打开进气阀恢复发酵罐供气。用湿润毛巾扑灭接种口火焰并擦干,保持罐面清洁干爽。通过进气阀和排气阀调整进气压在0.05~0.10 MPa,室温控制为22~25℃,培养8~12 d。


④液体菌种检测   生产中,常搭配使用感官检测法、微生物培养法、显微镜观察法等方法,各方法的优缺点及适用场景见表2。感官检测法简单易行,无需复杂设备,通过对液体菌种的颜色、气味、形态等感官指标进行观察和判断。整个培养过程中,发酵罐排气口无酸、臭、甜等异味,培养初期排气口为玉米粉或黄豆粉的香味,后期为大球盖菇特有的菌香味。微生物培养法准确性高,但耗时长。取少量菌液接种至PDA培养基及肉汤培养基上,于28~30℃下培养24~72 h后观察,如PDA培养基有非白色菌落或异味、肉汤培养基变浑浊,表明菌种被污染。显微镜观察法,在显微镜下进行菌丝形态和杂菌鉴别时,可见大球盖菇菌种特有的菌丝形态,球状菌丝体大量分布,菌丝粗壮,染色剂着色深,无霉菌菌丝、酵母或细菌。


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鉴于以上3种检测方法的优缺点,生产中常搭配使用。发酵罐培养过程中,每天进行感官检测,鼻嗅发酵罐排气口的气味,从发酵罐视窗观察菌种的生长状态。接种前,取样进行显微镜观察和微生物培养,快速排查显性污染,且便于污染后进行溯源分析。


1.4   栽培种生产


栽培种生产配方常用的有如下2种:①木屑麸皮培养基,细木屑78%,麸皮20%,蔗糖1%,碳酸钙1%,含水量62%~65%。②谷粒培养基,小麦、高粱、玉米等谷粒98%,碳酸钙2%,含水量62%~65%。一般用(15~17)cm×(33~35)cm×(0.04~0.05)mm的聚丙烯塑料袋。采用装袋机或人工装袋,并在袋口处打直径1.0~1.5 cm、深8~12 cm的孔,塑料袋用无棉盖体套环或窝口海绵塞封口,培养基装袋后快速放入灭菌锅内进行灭菌。培养基在121℃(0.11 MPa)下灭菌2.0~2.5 h或常压100℃下灭菌10~12 h。将冷却后待接种的大球盖菇栽培种袋转入接种区接种,每袋接种量30~40 mL。在22~25℃环境下培养25~30 d。因大球盖菇菌球易堵塞市场通用的接种机喷头,强烈建议选用专为大球盖菇设计的液体接种工具(如专利ZL202322118736.6所述装置),或采用简易定量灌装方式,以确保接种顺畅、量准。


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2 设备配置要求
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液体菌种系统需配置的主要设备为无菌空气系统和发酵罐。无菌空气系统是液体菌种生产中的核心组成部分,用于去除压缩空气中的油、水、杂质及微生物的多级处理装置,其主要目的是为菌种提供清洁无菌的空气。该系统由空气压缩机、储气罐、冷冻/吸附干燥机、多级高效过滤器组成(图1)。发酵罐是液体菌种培养的主要场所,其设计和材质对液体菌种的质量有直接影响。根据日生产量确定发酵罐大小和数量,确定用气量后选择相应功率的机组。


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选型建议:以日产量3万袋左右的大球盖菇菌包的生产基地为例,需选配800~1 000 L发酵罐22~24个,配置1套功率37 kW、排气量6.5 /min的小型无菌空气净化系统。无菌空气净化系统的过滤效能是成功的关键,务必保证高效过滤器的滤芯精度达标且定期更换。


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3 环境条件控制
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液体菌种生产的环境条件控制是确保菌种质量与生产效率的核心环节,通过梯度压差、定向气流及日常管理系统构建多层防御体系,结合功能区域划分、洁净度控制及日常管理等多维度进行系统化管理。


3.1   车间布局应合理


液体菌种生产区应配置培养基制作、灭菌、接种、菌种培养、质检等功能区域。洁净度级别为万级,接种区域和超净工作台内部洁净度为百级。


3.2   空气净化是核心


空气净化系统采用初效、中效和高效3级过滤,定期更换滤芯并监测压差。接种室与培养室保持正压(相邻区域压差≥5 Pa,与非洁净区压差≥10 Pa)。


3.3   人员与卫生是关键


日常管理主要包含人员管理、设备维护、卫生清洁等3个方面。人员是最大的污染源和最重要的净化器,严格的无菌操作意识比昂贵的设备更可有效降低污染率。限制无关人员进入生产区,进入人员应严格遵守更衣、换鞋、消毒等规定,操作过程中应规范操作,避免人为因素导致的污染。定期对空气净化系统、制冷系统、灭菌锅、发酵罐等进行维护保养,确保设备正常运行,减少设备故障对环境条件的影响。一般按每3个月1次的频率检测发酵罐密封性,并更换空气压缩机滤芯。保持生产区域的环境卫生,每天工作完成后彻底开展卫生打扫及消毒工作,一般采用臭氧、化学消毒剂拖地及空间喷雾等方法消毒,注意消毒剂的选择和使用浓度,避免对菌种和设备产生不良影响。


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4 质量控制要点
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大球盖菇液体菌种制作过程中,为确保成品率,质量控制要点主要有菌种质量选择、液体培养基配制、液体菌种生产装备、温度控制、通气量控制、杂菌控制、生产管理等诸多方面。


4.1   污染控制


液体菌种具有较强的流动性和扩散性,与固体菌种相比,其污染风险呈数量级提升,单罐污染菌种可直接导致上万袋栽培袋污染报废,造成严重的经济损失。因此,液体菌种生产全过程必须严格遵循“预防为主、过程监控、无菌至上”的核心防控原则,构建全链条污染防控体系。目前,工厂化生产企业普遍采取综合防控措施,已实现污染率的精准控制,发酵罐污染率显著降低,栽培袋污染率稳定控制在千分位水平。该体系的核心技术要点体现在3个方面:其一为源头彻底灭菌,采用高温高压灭菌工艺从源头阻断污染途径;其二为环境与操作无菌化管控,通过生产空间空气净化,接种区域洁净度达百级标准,同时规范无菌操作流程,操作人员经更衣消毒后进入操作区,接种设备定期进行灭菌处理;其三为全过程质量监控,定期通过菌落形态观察、显微镜镜检监测菌丝长势,空间杂菌量监测,同步检测液体培养基的pH值、菌含量、含糖量等指标,建立监测数据库,通过数据波动分析预判污染风险,实现异常情况的早发现、早处置。


4.2   菌种质量选择


选用经审定或登记的高产、抗逆性强、商品性好的品种,确保遗传性状稳定。培养基内菌丝生长旺盛、浓白,无老化、退化或污染现象。


4.3   液体培养基质量


液体培养基为菌丝生长提供营养,决定菌丝生长情况。培养完成的大球盖菇液体培养基应肉眼可见大量菌球、大小较均匀、菌球表面无毛刺,静置后上层有少量清澈培养液,具有浓郁的大球盖菇菌种特有的清香,无酸、臭、甜等异味(图2)。



5 技术优势分析

大球盖菇液体菌种技术在缩短生产周期、提升产品质量的基础上,以显著的成本控制能力形成核心竞争力,其降本优势贯穿菌种生产全流程,主要体现在以下4个方面。


5.1   生产周期显著缩短


液体菌种凭借其流动性好的特点,配合专用接种设备可快速渗透菌袋内外,不仅实现养菌5 d时袋口和中部孔洞同步封面,更可在养菌10 d时不仅底部长满更可从菌袋侧面部分长满,30 d完全长满菌袋,而固体菌种50 d才基本长满菌袋(图3),按年生产周期测算,可稳定增加近5个生产批次。这种快速生长特性直接转化为场地占用成本的显著降低,菌袋周转效率提升40%,相同生产规模下场地、制冷等维护成本随之降低


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5.2   人力成本明显降低


液体菌种制备仅需1名操作人员,全程省时省力。配合专用接种设备,接种环节的效率进一步提升,接种效率较固体菌种提升2~4倍,人工接种成本降低50%~75%,尤其适合规模化生产的人力成本控制需求。


5.3   杂菌污染率大幅下降


液体菌种污染率稳定控制在0.1%~0.5%,较固体菌种污染率(1%~3%)降低80%以上。按万袋栽培规模计算,固体菌种平均损耗100~300袋,而液体菌种仅损耗10~50袋。此外,液体菌种的菌丝生长健壮、萌发一致性高,后续出菇期的产量与品质稳定性提升,间接降低了因菌种质量导致的减产损失。


5.4   现有体系无缝适配


该技术基于现有成熟生产体系进行集成创新,无需研发或购置专用核心设备,对于有液体菌种的设备合作社或种植户仅需配置接种装置即可。这种“低门槛适配”特性,使得种植户与合作社无需承担高额设备更新成本即可快速转化应用技术,进一步放大其规模化推广的成本优势与实用价值


原标题:《大球盖菇液体菌种优质高效生产技术


作者介绍




基金项目:湖北省现代农业产业技术体系食用菌产业技术体系项目(2023HBSTX4-09)


刘启燕,湖北省农业科学院经济作物研究所,湖北武汉,430070,E-mail:121992163@qq.com

孙波,周洪英,赵会长,王卓仁,湖北省农业科学院经济作物研究所


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