王海營 何勁 喬光 雷幫星

摘 要：為了合理利用油茶餅粕，將油茶餅粕用于代料栽培平菇。本研究采用D-最優(yōu)混料設計方法，以生物學效率為指標，在篩選得到基礎栽培配方和限定配比的基礎上，用Design-expert 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，通過建立回歸方程及響應面優(yōu)化分析，獲得優(yōu)化配方。結果表明：油茶餅粕16.1%、棉籽殼34.5%、木屑37.4%、糖1%，石膏粉1%為最優(yōu)配方，其生物學效率預測值是103.565%，生物學效率實測值是（100.84±3.07）%，與預測值基本一致，且重復性好。優(yōu)選出的配方可用于油茶餅粕代料栽培平菇，有利于提高平菇的產(chǎn)量和節(jié)約成本，為油茶餅粕的合理利用和平菇栽培提供理論基礎。

關鍵詞：油茶餅粕;平菇;生物學效率;D-最優(yōu)設計

中圖分類號：S318

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0457（2019）02-0026-06 ? ? 國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.02.005

Abstract： In order to make rational use of Camellia oleifera seed meal， Camellia oleifera meal was used as a substitute for cultivation of Pleurotus ostreatus. In this study， the D-optimal mixture design method was adopted and the biological efficiency was taken as the index. On the basis of screening the basic cultivation formula and limiting the proportion， the optimized formula was obtained by establishing regression equation and response surface optimization analysis. The results showed that the best formula was： Camellia oleifera cake 16.1%， cottonseed shell 34.5%， sawdust 37.4%， sugar 1%， gypsum powder. Its biological efficiency predicted value was 103.565%， which was basically consistent with the measured value （100.84±3.07）% with good reproducibility. The optimized formula can be used in the cultivation of Pleurotus oedodes with Camellia oleifera cake， which is helpful to increase the yield and save the cost of Pleurotus oedodes， and provide a theoretical basis for the rational utilization of Camellia oleifera meal and cultivation of Pleurotus oedodes.

Key words：Camellia oleifera cake; Pleurotus ostreatus; biological efficiency; D-optimal mixture design

油茶餅粕是油茶籽榨油后的剩余物，又名茶餅、枯餅等[1]。，據(jù)統(tǒng)計 2013 年的油茶籽產(chǎn)量達到 177.6 萬噸，若全部用于榨油，油茶籽粕的年均產(chǎn)量約 140 萬噸[2]。油茶餅粕含有豐富的營養(yǎng)成分：粗蛋白12%～15%，總糖約44.50%，茶皂素12.8%～13.8%，油脂約5%等[3]。但長期以來沒有得到合理利用。除少數(shù)用于茶皂素生產(chǎn)外，多數(shù)被燃燒或者填埋，造成環(huán)境污染及資源浪費，近年來，對油茶餅粕開發(fā)利用已引起各地油茶產(chǎn)區(qū)的高度重視[4]。平菇（ Pleurotus ostreatus）是側耳屬食用菌的俗稱，味道鮮美、老少皆宜，含有豐富的多糖、維生素、氨基酸和礦物元素，是一種低油脂、高蛋白的健康食物[5-7]。平菇栽培方法簡單，適應性廣，抗雜菌能力強，并具有耐低溫、出菇快、產(chǎn)量高等特點，栽培原料來源廣泛，如棉籽殼、木屑、麥麩等農(nóng)副產(chǎn)品的下腳料[8]。D-最優(yōu)混料設計是混料試驗中常用的一種設計方法，它可以在給定因素區(qū)間中，合理選擇少量的試驗點，通過不同百分比成分的混料試驗，得到試驗指標與混料中各種成分所占百分比的回歸方程，通過回歸方程和響應曲面得出結論，快速準確地找到最優(yōu)方案，該方法具有試驗次數(shù)少、參數(shù)預測精度高、多目標同步優(yōu)化的特點[9-10]。

近年來，對油茶餅粕的利用主要在油茶餅粕中茶皂素、茶多糖及茶蛋白的提取分離純化這方面，而對油茶餅粕用作食用菌的栽培基質(zhì)研究較少。利用混料設計優(yōu)化培養(yǎng)基質(zhì)的方法被越來越多的研究者青睞。呂明亮等[11-12]利用油茶蒲替代木屑栽培香菇，該技術能使香菇提早出菇，且生長的香菇各項衛(wèi)生理化指標均正常，研究發(fā)現(xiàn)添加20%或40%的油茶蒲能提高猴頭菇菌絲體生長速度。董守夫等[13]研究發(fā)現(xiàn)蚯蚓糞和油茶籽殼配比為68∶30時，平菇出菇的生物學效率最大，為63.78%。劉春如[14]研究發(fā)現(xiàn)棉籽殼和油茶子殼等量混合栽培平菇，平菇生物學效率可達104.1%。吳楠等[15]對紅平菇菌絲生長的“以草代木”配方進行混料設計優(yōu)化，得到優(yōu)化配方為小麥秸稈55.3%、大豆秸稈19.7%、麥麩15%、玉米面5%、豆粨3%、石灰1%、石膏1%。汪琦等[16]混料均勻設計法優(yōu)化茯苓代料栽培配方，得到最佳配方為松木塊粉碎物14%、松木枝14.02%、松木屑52.72%、玉米芯9.33%、玉米粒9.92%。本研究利用油茶餅粕代料栽培平菇，并通過D-最優(yōu)混料設計優(yōu)化油茶餅粕代料栽培平菇的配方。篩選出栽培平菇的基礎培養(yǎng)基和主料的限定配比，并通過D-最優(yōu)混料設計實驗，以期得到添加適量油茶餅粕可提高平菇產(chǎn)量的最佳配方，為油茶餅粕的合理利用和栽培平菇提供理論基礎，為解決食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展栽培原料緊張?zhí)峁┮粭l新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原材料及試劑 油茶餅粕，購于貴州一航生態(tài)農(nóng)牧科技開發(fā)有限公司;棉籽殼、木屑、麥麩、白砂糖、石膏、馬鈴薯、聚丙烯塑料袋、出菇環(huán)均購于當?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場;葡萄糖、蛋白胨、瓊脂、磷酸二氫鉀、七水合硫酸鎂、無水乙醇、石油醚均為分析純，維生素B1為化學純。

1.1.2 菌種 平菇（Pleurotus ostreatus）菌種，貴州大學貴州省生化工程中心提供。

1.1.3 培養(yǎng)基 斜面固體培養(yǎng)基：馬鈴薯20%、葡萄糖2%、瓊脂2%、磷酸二氫鉀0.2%、七水合硫酸鎂0.1%、維生素B1 0.01%。液體種子培養(yǎng)基：葡萄糖4%、蛋白胨1%、磷酸二氫鉀0.2%、七水合硫酸鎂0.1%，維生素B1 0.01%。

平菇基礎栽培培養(yǎng)基的篩選見表1;平菇栽培配方中油茶餅粕添加量的篩選見表2。

1.2 方法

1.2.1 菌種活化 通過無菌操作將保存完好的平菇菌株接種于制備好的PDA斜面固體培養(yǎng)基中，置于28℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)進行恒溫培養(yǎng)6 d，相同方法連續(xù)活化3次。

1.2.2 二級種子液的制備 通過無菌操作將活化好的菌種用接種針刮取兩2塊大約0.5 cm×0.5 cm大小的菌塊接入液體發(fā)酵培養(yǎng)基中，按40%裝瓶量、溫度25℃，轉速120 r/min的基礎培養(yǎng)條件在恒溫振蕩器上培養(yǎng)6 d，接種10%的一級種子液于液體培養(yǎng)基中，相同的條件培養(yǎng)培養(yǎng)6 d。

1.2.3 油茶餅粕的預處理 將油茶餅粕于多功能粉碎機中粉碎并過100目篩，用石油醚在60℃下回流脫脂5 h，烘干備用[17];稱取適量脫脂油茶餅粕于50%的乙醇中超聲浸提1次，超聲波功率 100 W，超聲提取20 min，烘干備用。

1.2.4 栽培平菇的方法 每袋干料200 g，每個處理30袋，重復3次，按照配方表稱取培養(yǎng)料并混勻，含水量控制在60%～65%，pH自然[18];將混料裝于17 cm×23 cm聚丙烯塑料袋內(nèi)壓實，控制每袋裝料400 g，套緊出菇環(huán)封口，121℃高壓滅菌30 min，于無菌室內(nèi)冷卻至室溫，按無菌操作規(guī)程在有出菇環(huán)的一頭接種5%二級種子液，并置于26℃的恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)，菌絲滿袋后移入消毒過的菇房出菇。

1.2.5 相關指標測定 菌絲體生長速率：參考李月梅的測定方法[19]，即每個重復隨機抽取5袋，當菌絲吃料定植后，沿菌絲生長點進行劃線，每5 d劃一次線，然后測量2條線之間的距離，最后取平均值除以天數(shù)即為每個品種的菌絲體的生長速率。

生物學效率（%）= M2/M1×100%

式中M2為鮮菇重量，g;M1為原料干重，g;此處鮮菇重量為前兩潮統(tǒng)計重量。

2 結果與分析

2.1 平菇基礎栽培培養(yǎng)基的篩選

由圖1可知，配方一及其對照組在所有配方中菌絲體生長速率是最快的，其中對照組的菌絲體生長速率為（0.69±0.06）m/d，配方一的菌絲體生長速率為（0.64±0.05）m/d;同樣可知配方一及其對照組在所有配方中的生物學效率也是最高的，其中對照組的生物學效率為（92.78±5.09）%，配方一的生物學效率為（91.61±4.64）%;綜上可得：棉籽殼45%、木屑43%、麥麩10%、糖1%、石膏粉1%，可作為栽培平菇的最佳基礎培養(yǎng)基。

2.2 平菇栽培配方中油茶餅粕最適添加量的篩選

在篩選出最佳基礎培養(yǎng)基的基礎上通過添加不同含量的油茶餅粕，來篩選出平菇栽培配方中油茶餅粕的最適添加量和其他主料的限定配比。從圖2中可知b配方即油茶餅粕添加量為20%時平菇的生物學效率最高為（98.79±4.27）%，比對照組的生物學效率提高了10.14%;油茶餅的添加量超過20%后，隨著油茶餅粕的增加，平菇的生物學效率逐漸降低， 菌絲體生長速率也變緩慢;棉籽殼低于25%、木屑低于23%時，平菇的生物學效率急速下降，由此可得油茶餅粕代料栽培平菇配方中主料的限定配比為：油茶餅粕5%～20%、棉籽殼25%～45%、木屑23%～43%。

2.3 D-最優(yōu)混料設計優(yōu)化油茶餅粕代料栽培平菇的配方

2.3.1 油茶餅粕代料栽培平菇的D-最優(yōu)設計方案

根據(jù)2.2的篩選結果，對油茶餅粕代料栽培平菇進行D-最優(yōu)混料設計，混料實驗中各因素及水平的設置見表3，油茶餅粕代料栽培平菇的D-最優(yōu)設計方案及結果見表4，根據(jù)設計方案，每個處理做20個平行。

2.3.2 回歸方程的方差分析

以平菇生物學效率（y）為響應值，應用Design-expert軟件進行多元回歸擬合分析，各因子對響應值的影響的多元回歸方程為：

y=89.22x1+90.76x2+96.04x3+9x1x2+2.85x1x3+5.94x2x3-341.73x.21x2x3+763.50x1x.22x3+11.97x1x2x.23

其中x1油茶餅粕，x2為棉籽殼，x3為木屑，二次項回歸系數(shù)絕對值的大小依次為x1x2>x2x3>x1x3這說明油茶餅粕和棉籽殼對平菇生物學效率貢獻作用最強，回歸方程的方差分析見表5，多元相關系數(shù)：R.2=0.9333，校正決定系數(shù)：R.2adj=0.8572，說明該模型對實際情況擬合較好，擬合模型和混合線性模型在P=0.01水平上極顯著，所選實驗模型具有高度顯著性，失擬項在P=0.05水平上不顯著，故該模型擬合度較好，可以用來確定油茶粕栽培平菇的配方。

2.3.3 響應面分析 3種因素對平菇生物學效率影響的等高線圖及3D效應面圖譜見圖3，圖3中響應曲面圖為一曲面，呈球面狀，說明三者間具有一定的交互作用，當三因素的添加量適宜時，其生物學效率有極大值。等高線略為橢圓形，三者的交互作用明顯，其中棉籽殼和木屑交互作用最明顯。

2.3.4 驗證試驗 各成分最佳組合的預測值及實際值見表6，為了驗證響應面的有效性，采用優(yōu)化后的組合進行20次平行試驗，預測一的平菇生物學效率為（100.84±3.07）%，與預測值基本一致，且重復性較好，說明優(yōu)化結果真實可靠，故對平菇的D-最優(yōu)混料優(yōu)化得到最佳栽培配方是：16.1%油茶粕，34.5%棉籽殼，37.4%木屑，10%麥麩，1%白砂糖，1%石膏粉。

3 結論與討論

本研究對常用的四種來源廣泛的栽培原料組成的平菇栽培配方，通過添加含量5%的油茶餅粕并以不添加油茶餅粕為對照，以菌絲體生長速率和生物學效率為指標，篩選得到棉籽殼45%、木屑43%、麥麩10%、糖1%、石膏粉1%為最佳基礎栽培配方，不添加油茶餅粕時同其他三種配方相比其生物學效率是最高的，菌絲體生長速率是最快的，都添加含量5%油茶餅粕的四個配方中，其生物學效率也是最高的，菌絲體生長也是最快的。在篩選出最佳基礎培養(yǎng)基的基礎上，通過添加不同含量的油茶餅粕，得出油茶餅粕添加量為20%時，同對照組相比其生物學效率提高了10.14%。研究發(fā)現(xiàn)油茶餅粕添加量超過20%后，隨著油茶餅粕添加量的增加其生物學效率逐漸下降，菌絲體生長速率也逐漸降低，可能是油茶餅粕中殘留的茶皂素達到一定量會抑制菌絲體生長和子實體的形成;當棉籽殼低于25%、木屑低于23%時，平菇的生物學效率急速下降，可能是配方中碳源或者氮源量的減少使平菇的產(chǎn)量降低。根據(jù)結果可以得出配方的限定配比為油茶餅粕5%～20%、棉籽殼25%～45%、木屑23%～43%，以得到配方的限定配比為依據(jù)，采用D-最優(yōu)混料設計方法得到優(yōu)化配方為：油茶餅粕16.1%、棉籽殼34.5%、木屑37.4%、糖1%、石膏粉1%，生物學效率預測值是103.565%，生物學效率實測值是（100.84±3.07）%，與預測值基本一致，油茶餅粕代料栽培平菇是可行的，余嬌等[20]研究發(fā)現(xiàn)野生平菇能夠在含有25%油茶粕的培養(yǎng)基上正常生長，鐘海雁等[21]研究發(fā)現(xiàn)平菇、紫木耳菌絲體能在含85%脫皂油茶枯餅的培養(yǎng)基中正常生長，本研究與兩人的研究結果一致。油茶餅粕長期以來沒有得到合理利用，造成環(huán)境污染及資源浪費，若用于栽培平菇則具有來源穩(wěn)定、價格低廉和加工方便等優(yōu)點，非常適合農(nóng)戶生產(chǎn)[22]?？茖W合理的組合配方對提高平菇產(chǎn)量和品質(zhì)、降低成本、增加效益有重要的意義。對于出菇后的菌糠需做進一步的利用，可以用作動物飼料、田間化肥，也可以用于栽培食用菌等有待深入研究。

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