一种多孔载体、营养液以及食用菌的循环液体栽培方法与流程

本发明属于食用菌循环液体栽培，具体涉及一种多孔载体、营养液以及食用菌的循环液体栽培方法。

背景技术：

1、食用菌作为优质食药用真菌，富含蛋白质、氨基酸及多种活性物质，是农业产业的重要组成部分。目前，食用菌的栽培技术主要是固体基质栽培，其次是液体栽培。其中，固体基质栽培大多以棉籽壳、桑枝木屑、玉米芯等农林下脚料为基质，生产周期长、菌渣废弃物产出量大，资源循环利用率偏低。现有液体栽培体系主要包含浅层液体静置培养、深层搅拌发酵培养、浮板水培三类工艺，并配套营养液、无纺布浮板、塑料培养池。目前，液体栽培多用于菌种扩繁与菌丝体提取，无法大量稳定产出子实体。

2、现有的浮板水培采用无纺布浮板作为载体仅能诱导少量原基形成薄菌皮。菌丝受液体流动和供氧影响，原基形成位点分散无序，出菇密度不均、整体出菇稳定性差、子实体产量低，难以实现持续出菇，无法直接应用于规模化鲜菇连续生产。因此，现有食用菌的液体栽培技术存在出菇不稳定和子实体产量低的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多孔载体、营养液以及食用菌的循环液体栽培方法。

2、本发明的第一个目的是提供一种用于食用菌的循环液体栽培的多孔载体，所述多孔载体由聚氨酯海绵层和生化棉层构成。

3、其中，所述聚氨酯海绵是位于下方的支撑层，厚度为0.3cm~0.8cm，孔径为100μm~300μm。生化棉是位于上方的定植层，厚度为0.5cm~1.5cm，孔径为20μm~50μm。

4、所述多孔载体的孔隙率为90%~95%，接触角为30°~50°，拉伸强度为0.5mpa。

5、优选的，所述多孔载体的制备方法，包含以下步骤。

6、（1）材料的准备

7、将食品级的聚氨酯海绵放入质量分数为5%~8%的羟基化改性剂溶液中，在45℃~50℃浸泡2h~3h，用水冲洗至中性，烘干，得到改性聚氨酯海绵。其中，所述羟基化改性剂由聚乙二醇、甘油按质量比2~4：1混合制成。

8、将食品级的生化棉放入抗菌改性溶液中浸泡1h~2h，进行抗菌改性处理，烘干，得到改性生化棉。其中，所述抗菌改性溶液为壳聚糖、促营养因子和水按质量比30~50：1：949~969混合得到。

9、（2）多孔载体的制备

10、将改性聚氨酯海绵与改性生化棉在120℃~130℃，压力0.3mpa~0.5mpa，复合30min~40min，裁切为边长5cm~20cm厚1.6cm~2.4cm的正方形块，同时预留硅胶卡扣接口，得到载体块料。

11、将载体块料在气流压力为0.8mpa~1.2mpa下处理10s~15s，外层支撑层孔径稳定在100μm~300μm，内层定植层孔径稳定在20μm~50μm，孔隙率达到90%~95%。高压蒸汽灭菌，得到多孔载体。

12、优选的，所述羟基化改性剂由聚乙二醇和甘油按质量比3：1混合制成。

13、优选的，所述促营养因子为β-葡聚糖。

14、本发明的第二个目的是提供一种配适所述多孔载体的营养液，所述营养液由膨化玉米粉、蔗糖、酵母膏、磷酸二氢钾、硫酸镁、壳寡糖、维生素b1、β-葡聚糖、l-酪氨酸、腐植酸和水按质量比20~40：10~30：3~7：1：0.8~1.2：0.4~0.6：0.008~0.012：0.6~1：0.2~0.4：0.4~0.8：918~953.5混合制成。

15、其中，β-葡聚糖可使蛹虫草的虫草素含量提升50%以上。

16、本发明的基于多孔载体和液体培养的食用菌循环栽培方法适用于多种食用菌的栽培。当栽培不同的食用菌时，只需对部分条件进行调整即可。具体的方法如下：

17、1、多孔载体外形尺寸为边长5cm~20cm正方形，厚1.8cm~2.2cm。

18、（1）蛹虫草采用偏小规格5cm~8cm方块，适配丛生细小子实体。

19、（2）平菇、草菇等选用中大规格12cm~20cm方块，满足簇生大朵子实体着生空间。

20、2、支撑层和定植层厚度

21、（1）虫草类菌丝纤细：支撑层和定植层厚度取下限0.8cm~0.9cm，减少营养液滞留。

22、（2）草菇等、平菇菌丝粗壮：支撑层和定植层厚度上调至1.0cm~1.2cm，提升保液、固根能力。

23、3、孔径、孔隙率和接触角

24、（1）小型子实体如蛹虫草：生化棉定植层取偏小孔径、孔隙率靠近区间下限90%~92%。

25、（2）木真菌如草菇和平菇：孔径适度放大、孔隙率上调至93%~95%，提升氧气交换、利于根系穿透定植层。

26、4、营养液组分调整方案

27、4.1碳氮源区间微调

28、（1）蛹虫草：优选配方居中配比，碳氮比适配虫草菌丝；

29、（2）平菇等速生木腐菌：菌丝生长需更高氮，酵母膏上调至配方区间上限，膨化玉米粉小幅下调，营养期c/n控制20：1、出菇期提升至40：1。

30、（3）草菇等速生木腐菌：整体c/n提升至30~35：1，契合草菇等生理需求。

31、4.2接入液体菌种添加量

32、蛹虫草菌丝萌发慢：接种量6%~7%。平菇、香菇萌发快、繁殖旺盛：接种量为3%~4%。

33、5、培养环境

34、（1）蛹虫草：培养温度为22℃~23℃。

35、（2）平菇：培养温度为15℃~25℃、加大通风频次。

36、（3）草菇：培养温度为30℃~35℃培育菌丝。

37、优选的，由膨化玉米粉、蔗糖、酵母膏、磷酸二氢钾、硫酸镁、壳寡糖、维生素b1、β-葡聚糖、l-酪氨酸、腐植酸和水按质量比30：20：5：1.5：1：0.5：0.01：0.8：0.3：0.6：940.29混合制成。

38、优选的，所述营养液的制备方法，包含以下步骤：

39、将膨化玉米粉加入水中加热至80℃~90℃，搅拌30min~40min，溶解，冷却，得到碳源母液。

40、将酵母膏加入少量去离子水中，在200w~300w超声10min~15min，得到氮源母液。

41、将磷酸二氢钾和硫酸镁分别用少量去离子水溶解，得到矿物质母液。

42、将上述碳源、氮源、矿物质母液依次加入剩余去离子水中，搅拌均匀，调节ph值至5.8~6.2。高压蒸汽灭菌，冷却至35℃~40℃，获得基础无菌营养液。

43、另取壳寡糖、β-葡聚糖、l-酪氨酸、腐植酸、维生素等功能性组分，用35℃~40℃无菌温水溶解，得到无菌功能性母液。在无菌环境下将功能性母液混入冷却后的基础营养液，搅拌均匀，最终得到营养液。

44、本发明分步配制母液是因为各原料理化特性冲突，一次性投料会出现结块、沉淀、有效成分失活。因此必需分步配制母液。

45、膨化玉米粉：淀粉常温遇冷水结块难溶，需80℃~90℃高温糊化才能充分溶出可利用碳源，无法和热敏性功能成分同锅高温投料。

46、磷酸二氢钾和硫酸镁分开溶解：二者高浓度共存会生成磷酸镁沉淀，分开预溶、低浓度混配可杜绝矿物盐失效。

47、功能组分如壳寡糖、β-葡聚糖：高温湿热条件下易分解失效，仅能35℃~40℃低温水溶，不可随同膨化玉米粉高温加热，也不能参与后续高压灭菌工序，需营养液灭菌冷却后无菌添加。

48、酵母膏：高浓缩膏体易抱团，超声或搅拌单独处理才能全溶，直投整罐易形成胶团，后期堵塞载体孔隙，破坏本专利载体循环出菇核心效果。

49、综上，分步配制母液，预溶保证全部物料充分溶解、营养无损耗，是实现营养液长效、多茬循环出菇的关键工艺，不能简化为一次性投料。

50、本发明的第三个目的是提供一种基于所述多孔载体和营养液的食用菌的循环液体栽培方法，包含以下步骤：

51、将多孔载体放入无菌活化液中浸泡30min~60min，沥干表面无菌活化液，放入栽培装置。

52、向栽培装置加入营养液，至营养液完全浸润多孔载体，且液面低于载体上表面0.3cm~0.7cm。其中，所述营养液由膨化玉米粉、蔗糖、酵母膏、磷酸二氢钾、硫酸镁、壳寡糖、维生素b1、β-葡聚糖、l-酪氨酸、腐植酸和水按质量比20~40：10~30：3~7：1：0.8~1.2：0.4~0.6：0.008~0.012：0.6~1：0.2~0.4：0.4~0.8：930~961.5混合制成。

53、按营养液体积的3%~8%接入食用菌的液体菌种，混匀，培养。菌丝长满多孔载体后，转移，进行子实体培养；将子实体培养至成熟，采收子实体。采收子实体后仅补充营养液，培养，菌丝再次分化形成子实体，循环出菇。

54、优选的，所述培养的条件为15℃~35℃避光，湿度为75%~80%，每天通风1次~2次、每次20min~40min。

55、所述子实体培养的条件为温度15℃~35℃、湿度85%~90%，光照强度800lx~1200lx、每天通风2次，每次20min~40min。

56、优选的，所述食用菌为蛹虫草、平菇或草菇。

57、优选的，所述无菌活化液由无菌水、酵母提取物、维生素b1、β-葡聚糖按质量比1000：4~7：0.06~0.14：0.15~0.25混合制成。

58、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

59、1、本发明通过羟基化、壳聚糖改性载体，提升多孔载体亲水性和抗菌性。通过活化处理，加快菌丝在多孔载体上的定植速度。本发明营养液中的l-酪氨酸可使子实体分化率提升15%以上，同时壳寡糖与载体表面的壳聚糖改性层协同作用，提升菌丝附着率、降低污染率。因此，本发明的基于多孔载体和液体培养的食用菌循环栽培方法能实现菌丝体的固定化生长，持续稳定出菇和高子实体产量。

60、本发明的用于食用菌的循环液体栽培的多孔载体，所述多孔载体由聚氨酯海绵层和生化棉层构成。其中，所述聚氨酯海绵是位于下方的支撑层，厚度为0.3cm~0.8cm，孔径为100μm~300μm。生化棉是位于上方的定植层，厚度为0.5cm~1.5cm，孔径为20μm~50μm。本发明的多孔载体的孔隙率为90%~95%可以为菌丝生长提供充足的附着点。多孔载体的接触角为30°~50°，吸水能力较强可以为菌丝生长持续提供充足的营养液。多孔载体的拉伸强度为0.5mpa，可以为菌丝生长提供稳定的支撑，且可以支持重复使用。

61、2、本发明的配适多孔载体的营养液由膨化玉米粉、蔗糖、酵母膏、磷酸二氢钾、硫酸镁、壳寡糖、维生素b1、β-葡聚糖、l-酪氨酸、腐植酸和水按质量比20~40：10~30：3~7：1：0.8~1.2：0.4~0.6：0.008~0.012：0.6~1：0.2~0.4：0.4~0.8：918~953.5混合制成。本发明的营养液中膨化玉米粉提供碳源，适配多孔载体的吸附特性，缓慢释放营养。蔗糖补充碳源，提升菌丝生长速度。酵母膏提供氮源和氨基酸，促进菌丝定植。磷酸二氢钾调节营养液ph值，提供磷、钾元素，促进活性成分合成。硫酸镁提供镁元素，促进菌丝代谢。壳寡糖抗菌、促菌丝生长，与载体改性成分协同作用，降低污染率。维生素b1促进菌丝生长，提升生物转化率。β-葡聚糖特异性促进蛹虫草虫草素合成，提升活性成分含量。l-酪氨酸促进蛹虫草子实体分化，提升子实体饱满度和品质。腐植酸改善营养液吸附性能，促进营养成分缓慢释放，提升利用率。

62、膨化玉米粉与蔗糖搭配，结合腐植酸的添加，既能满足蛹虫草菌丝生长的碳源需求，又能适配多孔载体的吸附特性，实现营养成分缓慢释放，避免营养浪费，使蛹虫草的虫草素含量提升50%以上。