啤酒糟栽培蛹虫草

摘要：利用啤酒糟栽培蛹虫草（Cordyceps militaris），通过单因素试验培考察培养基中啤酒糟与大米组成比例、培养基含水量、培养基起始pH、培养温度和光照对蛹虫草子实体产量和质量的影响，在此基础上设计正交试验，通过正交试验选出啤酒糟栽培蛹虫草最佳的栽培条件为培养基啤酒糟与大米比例1∶1，含水量65%，瓶底转色后于23 ℃，光照强度700 lux下培养，在此条件下每瓶产量为3.24 g（每瓶培养料30 g）。

关键词：蛹虫草； 啤酒糟； 产量； 质量

蛹虫草（Cordyceps militaris）又名北冬虫草、北虫草、蛹草等，隶属于肉座菌目、麦角菌科、虫草属，其所含的主要成分虫草素、虫草酸、虫草多糖和SOD等可以起到抗疲劳、提高免疫力、抗菌消炎和抗癌等功效[1]。近年来的研究发现人工栽培虫草与天然虫草具有相同的药用价值和滋补功效[2-3]，因此人工栽培蛹虫草可以弥补天然虫草资源紧缺的现状。目前人工栽培蛹虫草的培养基多采用大米、小麦等粮食作物提供碳源和氮源，而近几年粮食原料价格也在提升，这就使得蛹虫草的人工栽培成本也在不断提高[4-5]。啤酒生产过程中排出大量废弃啤酒糟，这些啤酒糟除少量以低价卖给当地的农民作为饲料外，大部分因其水分含量高，不便于长途运输，更不能长期贮存而得不到很好的利用。由于啤酒糟中还含有很多的蛋白质、残糖等物质，排放后恰恰给微生物带来很好的繁殖场所，从而成为江、河、湖、海及地下水的一大污染源[6]。啤酒糟中不但含有丰富的蛋白质和18种氨基酸，还含有丰富的磷、钾等元素及戊糖、总糖和脂肪等成分，其营养价值和开发价值极高[7]。已有利用啤酒糟栽培食用菌的研究[8]，但栽培蛹虫草的研究还是空白，因此笔者试用啤酒糟作为培养基栽培蛹虫草，以期降低人工栽培蛹虫草生产成本，减少环境污染。

1材料与方法

1.1菌株和液体菌种制备

菌株：供试蛹虫草（C. militaris）菌株（蛹虫草-602）由辽阳食用菌研究所提供。

液体菌种制备：菌种于斜面培养基（g/L：200土豆，20蔗糖，20蝉蛹粉浸提液，20琼脂，2蛋白胨，1 KH2PO4，1酵母膏，0.5 MgSO4，pH 7.0）上24 ℃暗培养7 d。250 mL滴流瓶装50 mL液体培养基（上述配方不加蝉蛹粉浸提液和琼脂），内装10枚玻璃珠，灭菌后接种约1 cm2菌块，120 r/min摇床培养48 h。

1.2啤酒糟

啤酒糟由辽阳职业技术学院食品生物技术实训中心啤酒生产基地提供。啤酒糟含有对食用菌菌丝生长不利的醇类、醛类和有机酸类物质，使用前必须处理。取新鲜啤酒糟置于不锈钢托盘中，放到烘箱中35 ℃烘干，直至含水量10%左右。

1.3栽培方法

广口瓶（500 mL）装30 g培养基干料，加蒸馏水，使含水量达60%，玻璃纸双层包扎，用1% NaOH和1% HCl 调节pH 至7.0，0.1 MPa灭菌40 min，冷却后接种液体菌种1 mL，24 ℃黑暗培养至培养料瓶底部转色变黄褐色，20 ℃室内散色光照培养（光照强度500 lux），保持室内湿度在80%～90%。出草稳定时（子囊成熟）采集，干燥，称重，计算头潮平均产量（g/瓶），记录出草时间和质量。

1.4栽培条件试验

1.4.1啤酒糟用量优化

培养基设7个处理：① 30 g啤酒糟；② 25 g啤酒糟，5 g大米；③ 20 g啤酒糟，10 g大米；④ 15 g啤酒糟，15 g大米；⑤ 10 g啤酒糟，20 g大米；⑥ 5 g啤酒糟，25 g大米；⑦ 30 g大米。调整培养基pH 7.0，含水量60%，每处理20瓶，其余按照1.3描述的培养出草，选择合适的培养基进行以下单因素实验。

1.4.2培养基含水量

分别使培养基含水量达到45%、50%、55%、60%、65%和70%，其余按照1.3描述的培养出草。

1.4.3pH试验

用1% NaOH和1% HCl调节培养基起始pH分别为4、5、6、7和8，其余按照1.3描述的培养出草。

1.4.4温度试验

将接种的栽培瓶黑暗恒温培养至瓶底转色后分别置于不同温度（10、15、17、19、21、23、25和27 ℃）培养，其余按照1.3描述的培养出草。

1.4.5光照强度试验

将黑暗发菌至瓶底转色的栽培瓶，置不同光照下培养出草（采用不同密度的遮阳网设置不同强度的光照：100、300、500和700 lux）[7]，其余按照1.3描述的培养出草。

1.4.6正交试验

采用T9（34）正交表，考察培养基中啤酒糟与大米比例、温度、光照强度、培养基含水量对蛹虫草产量的影响，试验因素和水平见表1。

叶春苗：啤酒糟栽培蛹虫草

2结果分析

2.1不同啤酒糟含量的培养基对蛹虫草生长的影响

由表2看出纯啤酒糟可以栽培蛹虫草，但子实体产量和质量明显不如大米培养基，并且随着大米在培养基中比例提高蛹虫草子实体质量和产量都在提高，但是当培养基中啤酒糟含量≤50%时（即配方④、⑤和⑥）鲜草质量好，产量较高，因此选择培养基④进行以下实验。

表1蛹虫草栽培正交试验因素水平

鲜品子实体质量：+++表示80%的子实体直径5 mm以上，长度在8 cm以上；++表示80%的子实体直径4 mm以上，长度均在6 cm以上；+表示80%的子实体直径3 mm以上，长度均在4 cm以上；产量为20瓶的平均干重±SD

Medium formula：① 30 g spent brewers grain （SBG）； ② 25 g SPG+5 g rice； ③ 20 g SPG+10 g rice； ④ 15 g SBG+15 g rice； ⑤ 10 g SBG+20 g rice； ⑥ 5 g SBG+25 g rice； ⑦ 30 g rice

Fresh fruit body quality：+++： >80% having diameter >5 mm and length >8 cm； ++： >80% having diameter >4 mm and length >6 cm； +： >80% having diameter >3 mm and length >4 cm. Fruit body yield： mean dry weight of 20 bottles±SD

2.2含水量对子实体生长的影响

由表3可以看出培养基含水量在50%～65%这个范围时子实体出草较快，且子实体的质量和产量较好，当水分含量≤45%时或≥70%时出草时间、鲜品质量和产量都会受到影响。

2.3pH对蛹虫草生长的影响

由表4可以得知，pH值4～8这个范围都可以出草，但子实体质量存在显著差异，只有pH值6～7时子实体的质量和产量才最佳。

2.4温度对蛹虫草生长的影响

由表5可以看出温度在10～27 ℃均可出草，但温度对子实体的产量和质量差异很显著，在温度10 ℃和27 ℃时子实体的产量和质量都很差，15～25 ℃时子实体产量较好，当温度在17～23 ℃时子实体的质量和产量都较好。

表3培养基含水量对子实体生长的影响

2.5光照强度对蛹虫草生长的影响

由表6可以看出黑暗条件下子实体不生长，光照强度100 lux子实体生长最差，光照强度达到500～700 lux时子实体产量和质量最好。

表6光照强度对子实体生长的影响

Table 6Effect of illumination intensity on fruit body growth

光照强度

Illumination intensity（lux）100300500700

子实体质量

Fresh fruit body quality+++++++++每瓶子实体产量

Fruit body yield per bottle（g）0.20±0.011.59±0.012.88±0.012.99±0.01

表注同表2

Experiment conducted using cultivation medium No. 4. Other footnotes as in Table 2

2.6正交试验结果

由表7的正交试验结果和方法分析可以看出，影响蛹虫草产量的因素排序为，培养基中啤酒糟与大米组成比例>培养基含水量>光照>温度，啤酒糟栽培蛹虫草的最佳组合为培养基中啤酒糟与大米比例1∶1，培养基含水量65%，光照强度700 lux，温度23 ℃。经验证，在该条件下蛹虫草的产量为每瓶3.24 g，高于其它组合。

表7正交试验结果

Table 7Orthogonal test data

3讨论

啤酒糟栽培蛹虫草条件的单因素试验和正交试验结果表明，最佳栽培条件组合为培养基中啤酒糟与大米比例1∶1，培养基含水量65%，光照强度700 lux，温度23 ℃。目前人工栽培蛹虫草的培养基很多，多考虑蛹虫草生长所需的碳源、氮源和无机盐等。而啤酒糟中不但含有丰富的蛋白质和18种氨基酸，还含有丰富的磷、钾等元素及戊糖、总糖和脂肪等成分，其营养价值和开发价值极高，从降低栽培成本角度，啤酒糟是非常理想的替代品。另外有学者研究发现利用啤酒糟栽培双孢菇时，啤酒糟可为双孢菇生长提供酶激素，加强菌丝活性分解作用[9]，针对啤酒糟栽培蛹虫草时是否也能为其提供必要的酶激素，这还需要我们进一步研究。

雷刚，姜琴，范雅迪，等.北虫草人工代料栽培的几种碳源比较[J].江汉大学学报，2013，41（6）：105-108.

[2] 方华舟，贾瑞，程利霞，等.不同培养基原料及配方对北冬虫草液体菌种质量的影响[J].贵州农业科学，2011，39（2）：105-109.

[3] 刘云，刘莲，夏志兰，等.北虫草子实体人工栽培条件的研究[J].食用菌，2009，30（5）：49-50.

[4] 杨杰，程红艳，韩晓芳，等.蛹虫草人工栽培研究进展[J].山西农业科学，2011，39（7）：747-750.

[5] 李用芳.影响虫草子实体生长的因素探讨[J].微生物学杂志，2000，20（4）：51-54.

[6] 林群英，宋斌，钟月金，等.蛹虫草人工栽培条件优化研究[J].中国食用菌，2009，25（6）：17-19.

[7] 赵春燕，李红，张敏，等.北虫草人工栽培条件的优化[J].沈阳农业大学学报，2006，37（2）：209-212.

[8] 郑英训，庞浩然，邵华斌，等.北冬虫夏草人工栽培条件的优化[J].山东农业科学，2012，44（11）：55-57.

[9] 朱斌，颜延宁.啤酒发酵牛粪栽培双孢菇的研究[J].食用菌，2010，31（9）：199-200.