（有机化学专业论文）采用秸秆栽培双孢蘑菇的研究.pdf

j 1 j 原创性声明 1 1 1 11 11 11 1 1iii it ! it iiii y 18 3 2 0 8 5 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 罂垒签 日 期：一丝! ：! 三：! 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：衄导师签名：差垒垒 日期：垒! 皇：! 三：1 0 ， 、 一 矿 山东大学硕士学位论文 目录 摘要 l a b s t r a c t 2 第一章绪论3 1 国内外食用菌生产态势3 1 1 国外食用菌生产简况3 1 2 国内食用菌生产简况3 1 3 食用菌生产前景4 2 山东省农作物秸秆资源利用状况5 3 研究思路和内容6 3 1 采用秸秆生产食用菌的意义6 3 2 主要研究内容7 参考文献8 第二章秸秆基质发酵过程物质能量的变化1l 1 前言1 1 2 实验部分1 1 2 1 氮含量的测定1 l 2 2 碳含量测定13 2 3 木质素含量测定14 2 4 微生物含量的测定1 4 2 5 水分含量的测定l6 2 6p h 值的测定16 2 7 还原糖、总糖含量的测定1 6 3 结果与讨论18 3 1 秸秆基质发酵过程中物质和能量的变化l8 3 2 秸秆发酵工艺的优化2 9 4 结j 淦3 2 参考文献3 4 第三章秸秆栽培双孢菇的研究3 7 1 前言3 7 ， ， 山东大学硕士学位论文 2 实验部分3 7 2 1 主要原料3 7 2 2 实验操作3 7 3 结果与讨论4 4 3 1 优良品种的选育4 4 3 2 秸秆培养料中各种成分和双孢菇产量的相关性研究4 5 3 3 秸秆高效转化配方优化4 9 3 4 控制因子优化5 0 4 结论5l 参考文献。5 2 第四章双孢菇的规范化栽培技术5 3 1 工厂化栽培双孢菇的工艺流程及操作规程5 3 1 1 选择适宜菌种5 3 1 2 规范化栽培技术5 4 参考文献5 8 第五章结论一5 9 致谢6 0 山东大学硕士学位论文 摘要 我国是食用菌生产和出口大国。据来自科技部的不完全统计，目前中国食用 茵的年总量约为9 0 0 万吨，产值4 0 8 亿元，产量占世界总量6 5 以上。随着我 国人民生活水平的提高，对食用菌的需求量越来越大。香菇、木耳、蘑菇、金针 菇、草菇、平菇等多种菌类品种在全国城乡都有供应，已成了人们日常生活中一 种必不可少的副食品。因此，发展食用菌生产市场广阔，前途无量。 生产食用茵所用的原料廉价易得，如各类农作物秸秆、壳类、树木、枝芽、 木屑、畜禽粪便等都是，有人把食用菌产业比喻成农业的“垃圾处理厂”。 山东省是中国粮食生产基地之一，秸秆资源极其丰富。目前山东省秸秆利用 方式多种多样，其中，秸秆还田是主要方式；作为生活燃料利用的比例在各种作 物的秸秆利用方式中也较高；而秸秆生产沼气、秸秆发电、秸秆生产食用菌的高 效能利用所占的比例还比较低；还有数量相当可观的秸秆未被利用，秸秆资源浪 费严重。因此，如何利用好农作物秸杆资源，积极推进循环农业、节约农业的发 展，就成为了一个重要研究课题。 本文旨在充分发挥山东省农作物秸杆资源丰富的优势，研究利用农作物秸杆 来生产食用菌，为秸秆资源的“绿色环保”循环利用开辟一条重要途径。 具体内容包括：( 1 ) 研究秸秆基质发酵过程物质能量的变化：( 2 ) 研究秸秆栽 培双孢菇；( 3 ) 建立工厂化双孢菇的规范化栽培技术。 关键词：农作物秸杆；食用菌；发酵；栽培 a b s t r a c t c h i n ai sam a j o rc o u n t r yp r o d u c i n ga n de x p o r t i n ge d i b l ef u n g u si nt h ew o r l d a c c o r d i n gt ot h ei n c o m p l e t es t a t i s t i c s o fm i n i s t r yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , t h e a n n u a la m o u n to fe d i b l ef u n g u si nc h i n ai sa b o u tn i n em i l l i o nt o n s ，a n do u t p u tv a l u e i sm o r et h a n4 0b i l l i o n sw h i c hi su pt o6 5 o ft h ew o r l d st o t a lp r o d u c t i o n w i t ht h e i m p r o v e m e n to fp e o p l e sl i v i n gs t a n d a r d ，t h ed e m a n dt oe d i b l ef u n g u si sb e c o m i n g l a r g e ra n dl a r g e r m a n yk i n d so fe d i b l ef u n g u s ，s u c h a sd o u b l ec e l lm u s h r o o m s ， m u s h r o o m s ，m u s h r o o m ，a g a r i c ，s t r a wm u s h r o o m s ，t r e m e l l a , n e e d l em u s h r o o m ，s u p p l y i nb o t hu r b a na n dr u r a la r e a s ，a n da r eb e c o m i n gi n d i s p e n s a b l en o n s t a p l ef o o di n p e o p l e sd a i l yl i f e t h e r e f o r e ，d e v e l o p i n ge d i b l e f u n g u s e sp r o d u c t sw i l lh a v eah u g e m a r k e ta n db o u n d l e s sp r o s p e c t s t h em a t e r i a l su s e df o re d i b l ef u n g u s ，s u c ha ss t r a ws t a l k ，s h e l l ，t r e e s ，w o o d ， l i v e s t o c kw a s t e ，a r ev e r yc h e a pa n dc a nb eu s e de n d l e s s l y t h ei n d u s t r yo fe d i b l e f u n g u si sc a l l e daw a s t ep r o c e s s i n gp l a n ti na g r i c u l t u r e s h a n d o n gi so n eo ft h el a r g e s tg r a i np r o d u c t i o np r o v i n c e si nc h i n a ，w h e r et h e r e s o u r c eo fs t r a ws t a l ki sv e r ya b u n d a n ta n di n e x h a u s t i b l e c u r r e n t l ys t r a ws t a l ki s u s e di nv a r i o u sf o r m si ns h a n d o n gp r o v i n c e t h es t r a wr e t u r n i n gt of i e l di st h em a i n w a y t h ep r o p o r t i o no fc r o p ss t r a wu s e da sl i f e f u e li sh i g h ，w h i l et h ep r o p o r t i o no f s t r a ws t a l ku s e da sp r o d u c i n gb i o g a s ，g e n e r a t i n ge l e c t r i c i t y , a n dp r o d u c i n ge d i b l e f u n g u si ss t i l lr e l a t i v e l yl o w t h e r es t i l le x i s t sp l e n t yo fs t r a wu n u s e d ，c a u s i n gg r e a t w a s t e h e n c e ，h o wt ou s ec r o ps t a l k si nar e a s o n a b l ew a yt op r o m o t et h ec y c l i n g d e v e l o p m e n to fa g r i c u l t u r ea n da b s t e m i o u sa g r i c u l t u r ei sb e c o m i n ga c r u c i a lq u e s t i o n t h ea i mo ft h i sp a p e ri st op r o d u c et h ee d i b l ef u n g u su s i n gs t r a w s t h i sl e a d st o m a k eg o o du s eo ft h es t r a wr e s o u r c e si ns h a n d o n gp r o v i n c e ，a n do p e nu pa n i m p o r t a n tp a t h w a yf o rs t r a w sc y c l eu s eo f “e n v i r o n m e n t f r i e n d l y s p e c i f i cc o n t e n t sa r ea sf o l l o w s ：( 1 ) t h es t u d i e so nt h ev a r i e so fm a s sa n de n e r g y i ns t r a wf e r m e n t a t i o n ( 2 ) t h es t u d i e so nd o u b l ec e l lm u s h r o o m sc u l t i v a t i o nu s i n g s t r a w s ( 3 ) t h ef o r m a t i o no fs t a n d a r dt e c h n i q u eo f d o u b l ec e l lm u s h r o o m sc u l t i v a t i o n i ni n d u s t r y k e y w o r d s ：e d i b l ef u n g u s ；s t r a ws t a l k s ；f e r m e n t a t i o n ；c u l t i v a t i o n 2 ， 山东大学硕士学位论文 1 国内外食用菌生产态势 第一章绪论 食用菌【l 】，顾名思义，是可供人食用的菌体植物，是非光合作用依靠特定的 生物活体营养而生长成的菌类植株。食用菌种类较多，据有关资料介绍，全世界 共有野生食用菌2 0 0 0 多种，中国就有9 8 1 种，目前已开发利用常见的约3 0 多 种。 1 1 国外食用菌生产简况 国外的食用菌生产 2 1 ，自2 0 世纪4 0 年代以来，一直呈稳步发展趋势，产量 逐年增加，近7 0 年年增长率在6 2 l8 6 。预计2 0 1 0 2 0 2 0 年，产量年递增将 在1 0 左右。世界上食用茵产量最大的是双孢蘑菇 3 】，近1 0 年来产量一直在百 万吨以上。双孢蘑菇的栽培和食用都是世界性的，已有1 0 0 多个国家和地区栽培， 其中产量最大的是美国、中国、法国、荷兰和英国。香菇是世界上第二大菇类【4 1 ， 特别是近2 0 年来产量增幅最大，由2 0 世纪7 0 年代以前的亚洲特产逐步发展成 了世界性菇类。不但亚洲许多国家有传统的香菇栽培，近几年美洲、欧洲、澳洲、 非洲等，也都有了不同规模的香菇栽培。香菇主产国有中国、日本和韩国。除了 双孢蘑菇和香菇以外，平菇也是世界栽培和食用的菇类。平菇由于人工栽培的种 类多，品种丰富，适于世界各种气候条件下栽培。平菇的主产国有中国、日本、 德国、意大利、印度等。 除上述三大世界性菇类外，其他商业化生产的食用菌，多数带有不同程度的 地域性。如木耳、毛木耳、银耳【5 】主产于我国，我国耳类的产量占世界总产量的 9 0 以上。草菇主产于热带和亚热带气候的国家，如泰国、菲律宾和我国的南部。 滑菇和金针菇主产于北温带及其以北的冷凉地区，如我国北部和日本等。 1 2 国内食用菌生产简况 我国是食用菌生产和出口大国。据来自科技部的不完全统计【3 】，目前中国食 用菌的年总量约为9 0 0 万吨，产值4 0 8 亿元，产量占世界总量6 5 以上。2 0 0 3 年，中国食用菌出口到1 1 9 个国家，出口量达4 3 3 2 万吨，出口额6 2 亿美元， 山东大学硕士学位论文 出口亚洲占5 5 9 8 、欧洲占3 1 0 7 、北美洲占8 1 2 、南美洲占2 6 5 、大洋 洲占1 4 6 、非洲占o 8 5 。出口量在万吨以上的国家和地区有1 2 个：日本、 香港、韩国、德国、加拿大、马来西亚、美国、荷兰等。出1 ：3 值在5 0 0 万美元 的国家和地区有1 5 个，主要是日本、香港、德国、韩国、意大利、美国、俄罗 斯、澳大利亚等。其中：香菇出口6 6 4 8 吨( 干) ，创汇4 1 4 8 万美元，占世界香菇 贸易3 8 9 ；黑木耳出口7 7 6 7 吨( 干) ，创汇2 5 0 7 万美元。食用菌从业人员2 0 0 0 万人。 我国食用菌栽培品种繁多，除双孢蘑菇、香菇、平菇、木耳外，草菇、银耳、 金针菇、滑菇也是我国主要的食用菌栽培种类。近几年来，鸡腿菇、柱状田头菇、 真姬菇、灰树花、巴西蘑菇、毛木耳等的栽培也一直不断扩大，形成了百花齐放、 百“菌”争鸣的繁荣的食用菌产业。 我国食用菌重点产区主要分布在河北、河南、山东、浙江、江苏、福建、云 南和四川等省。有2 个省年产量超过1 0 0 万吨，3 个省超过5 0 万吨，6 个省超过 3 0 万吨，4 个省超过1 0 万吨。香菇是我国农产品中比较占有生产优势、市场优 势、科技优势和历史文化优势的产品。我国也是全球最大的香菇生产国和出口国。 据报道【5 】双孢蘑菇在我国1 9 3 0 年小面积栽培成功，1 9 6 6 年在福建进行规模栽 培和批量加工，1 9 6 7 年出1 ：3 试销3 1 吨，从8 0 年代初开始到现在，双孢蘑菇罐 头成为我国出口创汇过1 亿美元的拳头产品。近年来，双孢蘑菇的产量仅次于香 菇、平菇居第三位。 1 3 食用菌生产前景 食用菌类是世界性的健康食品和功能食品，不仅以富含蛋白质、维生素为世 人所重视，所含生理活性物质，如高分子多糖体、天然有机锗、三萜类化合物等， 对于维护人体健康，增强人体免疫功能，有着更加重要的利用价值。因此，中外 营养学家预言：在下一个世纪，菌类将与传统的动、植物性食品鼎足而立，成为 人类新的粮食资源。 食用菌产业在我国的“菜篮子”工程中已经成了不可缺少的品种之一。随着 我国人民生活水平的提高，对食用菌的需求量越来越大。香菇、木耳、蘑菇、金 针菇、草菇、平菇等多种菌类品种在全国城乡都有供应，已成了人们日常生活中 4 山东大学硕士学位论文 一种必不可少的副食品。因此，发展食用菌生产市场广阔，前途无量。 食用菌生产具有投资少，周期短、见效快、效益高、不占用或少量占用农田 和促进农业生态的良性循环等优势。因此，食用菌产业不仅适宜在城市进行规模 性商业化生产；同时更适宣于广大农村千家万户综合发展，形成产业优势，特别 是对那些贫困地区和山区更易推广发展。因为充足的农副产品下脚料，如各类农 作物秸秆、壳类、树木、枝芽、木屑等都是生产食用菌的优质原料，可以说是取 之不尽，用之不竭。其次，也可为农村的大量富余劳动力广开就业门路，增加 经济收入，壮大地方经济。 近年来，国际上工业发达国家悄然兴起一股“返璞归真”、“回归自然”的思 潮。在其影响下，茵类作为一种无污染的天然食品，日益受到各国的重视，从而 刺激了食用菌产业的发展。国务院提出：把发展“营养、保健、益智、抗衰” 食品，列为今后食品工业重点之一，为我国菌类产业和菌类保健食品的发展，提 供了一个良好机遇和充实的技术储备。 2 山东省农作物秸秆资源利用状况 农作物秸秆【”1 是农业生产的副产物，同时也是一种宝贵的生物质资源。如 何利用好农作物秸杆资源，积极推进循环农业、节约农业的发展，是当前亟待解 决的问题。 山东省是中国粮食生产基地之一，土地比较肥沃，农作物种植种类多，主要 以小麦和玉米为主，秸秆资源及其丰富。近年来随着生产技术的不断提高，各种 农作物产量不断提高，秸秆的生产量也在逐步提高。 山东省秸秆利用方式主要有粉碎还田、直接覆盖还田、堆沤还田、青贮饲料、 生活燃料、生产沼气、养殖食用菌、就地焚烧、出售给企业等。其中，秸秆还田 是主要方式，秸秆还田利用比例中小麦秸秆最高，其次是玉米秸秆；作为生活燃 料利用的比例在各种作物的秸秆利用方式中也较高；而秸秆生产沼气、出售给企 业( 主要用来秸秆发电) 、生产食用菌等秸秆的高效能利用所占的比例还比较低； 还有数量相当可观的秸秆未被利用，秸秆资源浪费严重。 导致农作物秸秆被焚烧0 1 或直接丢弃的局面最突出的原因是农民的意识 山东大学硕士学位论文 问题，大多数农户认为作物秸秆利用价值不大，没有必要利用，太麻烦。即使认 识到秸秆焚烧【】的危害，但是出于农业机械的限制，有些农户认为农作时间太紧， 为赶农时只能选择焚烧或丢弃。有些农户想将农作物秸秆用作其他用途，但缺乏 相应的技术。因此，充分开发利用秸秆资源【1 2 - 1 4 ，就成为了一个重要研究课题。 3 研究思路和内容 3 1 采用秸秆生产食用菌的意义 从物质和能量的利用角度看，农作物在生长过程中吸收了光、热、水、氧气， 所积累的光合产物却有7 5 0 0 , , , 9 0 是不能被人体所直接利用的秸秆和糠壳。而食 用菌生产正是将这些“垃圾按照科学的配方组合起来。食用菌菌丝体在纤维酶 的协同下，将农作物秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素等顺利地分解成葡萄糖 等小分子化合物，在自然界中最能起到降解作用，并将碳源转化成碳水化合物， 氮源转化成氨基酸，生产出集“美味、营养、保健、绿色”于一体的食用菌产品， 便高蛋白有机物进入新的食物链【1 5 舶】。因此，有些专家把食用菌产业比喻成农业 的“垃圾处理厂”，意思是说食用菌生产能科学而有效地利用农业、林业、畜牧 业的秸秆、枝条木屑、畜禽粪便等“垃圾”。 分解后的肥料施入大田后，可大大提高地力肥力，增加土壤腐殖质的形成， 改善土壤理化结构，提高土壤持水保肥能力【1 7 之0 1 。同时，这些废弃的培养料因含 有大量蘑菇菌丝体，散发着浓郁的蘑菇香味，营养丰富，经处理后可作为畜禽的 饲料添加剂，还可用来培养甲烷细菌产生沼气【2 卜2 2 1 ，用来养殖蚯蚓，蚯蚓又可作 为家禽的饲料，鱼虾的饵料，家禽的粪便又可栽培食用菌，进入了新的生物循环 【2 2 - 2 4 o 这样，有了食用菌这一环节，便形成了一个多层次搭配、多环节相扣、多梯 级循环、多层次增值、多效益统一的物质和能量体系，构成了食物链和生态链的 良性循环 2 s - 2 7 】。这充分说明了食用菌产业在废物利用、资源开发、环境保护及农 业可持续发展等方面中的重要地位和作用【2 8 1 。 采用秸秆生产食用菌【2 9 1 ，可以实现秸秆的资源化、商品化【3 0 1 ，对于清洁和 保护农村环境，促进农民增收，建设资源节约型和环境友好型社会，推进新农村 6 山东大学硕士学位论文 建设都具有十分重要的现实意义 3 0 - 3 2 】。 3 2 主要研究内容 本文的主要研究内容包括： ( 1 ) 秸秆发酵的研究：在发酵过程中物质和能量的变化、发酵工艺【3 3 】： ( 2 ) 秸秆栽培双孢菇的研究：小麦秸秆栽培双孢蘑菇的配方、发酵基质各 物质含量和栽培技术等因素与双孢菇产量的关系； ( 3 ) 双孢菇的规范化栽培技术的推广。 山东大学硕士学位论文 参考文献 1 】陈士瑜食用菌生产大全北京：农业出版社，1 9 9 7 【2 】沈朋荣食用菌制种关键性技术的新探讨中国食用菌，1 9 9 8 ( 3 ) 。 【3 】许广波，傅伟杰，魏铁铮等双孢蘑菇的栽培现状及其研究进展延边大学 农学学报，2 0 0 1 ( 1 ) 4 】暴增海，柳焕章，李月梅食用菌栽培原理与技术中国标准出版社，2 0 0 0 【5 】池景存，刘海顺，王晓玲华北最大食用菌产业基地发展调研报告河北旅 游职业学院学报，2 0 1 0 ，1 5 ( 2 ) ：7 8 8 0 【6 】高祥照，马文奇，马常宝，张福锁等中国作物秸秆资源利用现状分析 华中农业大学学报，2 0 0 2 ( 3 ) 7 】陈新锋对我国农村焚烧秸秆污染及其治理的经济学分析一兼论农业现代 化过程中农业生产要素的工业替代中国农村经济，2 0 0 1 ( 2 ) 【8 】杨孝海秸秆禁烧与综合利用的问题与对策阴甘肃农业，2 0 0 3 ，( 0 8 ) 【9 】付胜利，高国章，唐国有运用新技术实现农作物秸秆的综合利用 j 农机 化研究，2 0 0 2 ，( 0 2 ) 1o 】陈新锋治理焚烧秸秆污染与科技创新 j 】农村经济，2 0 0 2 ，( 0 2 ) 1 1 】李伟，蔺树生，谭豫之，汤修映作物秸秆综合利用的创新技术 j 农业 工程学报，2 0 0 0 ，( 0 1 ) 【1 2 】臧金灿，樊国燕作物秸秆物理、化学和生物处理方法研究进展 j 】郑 州牧业工程高等专科学校学报，2 0 0 3 ，( 0 2 ) 【1 3 】雷廷武作物秸秆综合利用的创新技术农业工程学报，2 0 0 0 ( 1 ) 一 【1 4 】 马学良，方宪法，陈开化我国农作物秸秆高效利用技术现状与趋向 农业现代化研究，19 9 5 ( 0 4 ) 【15 】何飞，徐韶然，张思玉浅谈农作物秸秆资源的综合利用江苏农机 化，2 0 0 9 ，6 ：3 5 3 6 【1 6 】 任仲杰，顾孟迪我国农作物秸秆综合利用与循环经济安徽农业科 学，2 0 0 5 ，3 3 ( 1 1 ) ：2 1 0 5 2 1 0 6 山东大学硕士学位论文 【1 7 】安成立，杜建，岳秀琴作物秸秆高效综合利用途径探析冲国资源综合 利用，2 0 0 3 ( 0 9 ) 18 】 刘丽香，吴承祯，洪伟农作物秸秆综合利用的进展亚热带农业研 究，2 0 0 6 ( 0 2 ) 1 9 】 李鹏，孙可伟，柴希娟秸秆的综合利用中国资源综合利用，2 0 0 6 【2 0 王荣乐，王洪铭秸秆资源的综合利用福建热作科技，2 0 0 5 ，( 0 1 ) 【2 1 石磊赵由才柴晓利我国农作物秸秆的综合利用技术进展中国沼气 2 0 0 5 ( 0 2 ) 2 2 1 陈翠微，刘长江农作物秸秆在生态农业中的综合应用【j 】中国农业 科技导报，2 0 0 0 ，2 ( 5 ) ：4 5 _ 4 8 2 3 】成占生，马文进关于目前秸秆利用的研究与探讨阴经济工作2 0 0 1 ， ( 1 ) ：3 3 - 3 4 2 4 江永红，字振荣，马永良秸秆还田对农田生态系统及作物生长的 影 j 土壤通报，2 0 0 1 ，( 5 ) ：2 0 9 - 2 1 3 2 5 s u k icc r o a nc o n v e r s i o no fc o n i f e rw a s t e si n t oe d i b l ea n dm e d i c i n a l m u s h r o o m s2 0 0 4 ( 0 2 ) 【2 6 】，a n o n y m o u sm e t a ld e t e c t o rw o r k sm a g i co nm u s h r o o m s2 0 0 4 ( 01 ) 2 7 】 b a i b ajg r u b e e l i z a b e t ht e n g y e h c h i hk a o a n n e t t ek w o n ，s h i u a n c h e r tw h i t eb u t t o nm u s h r o o mp h y t o e h e m i e a l si n h i b i ta r o m a t a s ea c t i v i t y a n db r e a s tc a n c e rc e l lp r o l i f e r a t i o n2 0 0 1 ( 12 ) 2 8 d a v i dmb e y e r r o b e r tr y n k j o h np e c c h i a p a u lw u c s ti m p r o v i n go d o r m a n a g e m e n t o nm u s h r o o mf a r m s2 0 0 0 ( 0 7 ) 2 9 】刘战丽，王相友，朱继英等高氧气调贮藏下双孢蘑菇品质和抗性物质 变化农业工程学报，2 0 1 0 ，5 ：3 6 2 3 6 6 【3 0 】高祥照，马文奇，马常宝，张福锁，王运华中国作物秸秆资源利用现状 分析 j 】华中农业大学学报，2 0 0 2 ，( 0 3 ) 3 1 】 陈新锋治理焚烧秸秆污染与科技创新 j 】农村经济，2 0 0 2 ，( 0 2 ) 3 2 】付胜利，高国章，唐国有运用新技术实现农作物秸秆的综合利用 j 】农机化研究，2 0 0 2 ，( 0 2 ) 【3 3 】 李伟，蔺树生，谭豫之，汤修映 作物秸秆综合利用的创新技术叨农 业工程学报，2 0 0 0 ，( 0 1 ) 山东大学硕士学位论文 1 前言 第二章秸秆基质发酵过程物质能量的变化 双孢菇是腐生性真菌1 1 ，它依靠腐熟粪草中的养分生活。培养料麦秸、玉米 秸中主要的碳素物质如麦秸、玉米秸等必须经过适当发酵后，才能很好地被双孢 菇所利用。因此，秸秆腐熟的程度是决定双孢菇产量的重要因素。而腐熟是在微 生物的作用下对基质中的纤维素、木质素等物质进行转化的过程。 在本章中，我们着重研究双孢菇2 】发酵基质中各种物质的含量和转化规律、 基质中微生物的种类及变化规律。这些研究结果对双孢菇培养料【3 】的质量评价具 有重要的意义。 以麦秸、玉米秸为主料，牛粪、鸡粪为辅料，利用正交法设计1 6 个配方， 同时设不发酵、一次发酵、二次发酵、隧道式发酵4 个处理，建堆后每3 天取一 次样，检测各个配方内中外3 层的温度、基质水分、p h 值、微生物、碳氮比、 有机质、木质素含量的变化。由于各配方间配方配比不同，加上发酵过程中翻堆、 调水等操作，使所得各配方的检测指标 4 - 5 1 肯定不同，本章以产量最高的3 号配 方为研究对象，进行物质能量变化分析。 2 实验部分 样品的采集和处理：分别于样品预湿结束后、第一次翻堆、第二次翻堆、第 三次翻堆和后发酵结束后取样，取样方法为每铲车取样约2 0 0 9 ，将取的所有样 品混合，通过四分法取样至样品总量l k g 左右。将样品迅速带回实验室，剪碎再 次混匀取一定量用于微生物、p h 值和含水量检测，剩余的样品烘干粉碎过2 0 目 筛，干燥器内保存，用于化学指标的测定 6 1 。 2 1 氮含量的测定 2 1 1 主要原料 山东大学硕士学位论文 2 1 2 实验操作 1 主要仪器： 2 实验方法 ( 1 ) 硝态氮含量的测定【6 】参照国标g b t5 0 0 9 3 3 2 0 0 3 食品中亚硝酸盐 与硝酸盐的测定进行测定。采用盐酸萘乙二胺法测定样品中亚硝酸盐的质量， 采用镉柱法测定样品中硝酸盐的质量，亚硝酸盐与硝酸盐的质量和即为培养料中 硝态氮的质量。 ( 2 ) 总氮含量的测定f 矗7 称取样品0 2 0 3 9 ( 精确至o 0 0 0 1 9 ) ，放入消化管中， 加l m l 蒸馏水润湿，加入6 m l 浓硫酸摇匀，分两次加入h 2 0 2 ，每次2 m l ，每次 加入后均摇匀，待激烈反应结束后，置于消化炉上加热消煮约5 m i n ( 消化管的 口上放一个小漏斗) ，取出稍微冷却，加入h 2 0 22 m l ，摇匀消煮5 m i n ，如此反复 至溶液呈无色或清凉，冷却后于全自动凯氏定氮仪上测定。每个样品做3 个重复。 山东大学硕士学位论文 ( 3 ) 粗蛋白含量测定粗蛋白含量( ) = 总氮含量x 6 2 5 2 2 碳含量测定 2 2 1 主要原料 2 2 2 实验操作 1 实验方法 7 】：称取样品o 5g ( 精确到0 0 0 0 1 9 ) ，放入一干燥的硬质大试管中， 用移液管准确加入0 8 0 0 0 m o l l ( 1 6 k 2 c r 2 0 7 ) 标准溶液5 m l ，用注射器加入浓 h 2 s 0 4 5 m l 充分摇匀，管口盖上弯颈小漏斗，以冷凝蒸出的蒸汽。煮沸5 m i n ，取 出试管( 用油浴法，稍冷，擦净试管外部油液) 。冷却后，将试管内容物倾入2 5 0 m l 三角瓶中，用水洗净试管内部及小漏斗，使三角瓶内溶液总体积为6 0 - - - 7 0 m i ， 保持混合液中( 1 2h 2 s 0 4 ) 浓度为2 - - 3m o l l ，加邻啡罗啉指示剂2 3 滴， 用标准的0 2m o l l j 硫酸亚铁滴定，滴定过程中不断摇动内容物，溶液的变色过 程由橙黄_ 蓝绿一砖红色即为终点。记下f e s 0 4 滴定毫升数( v ) 。每一批样品 测定的同时，进行2 - - - 3 个空白试验，即取0 5 0 0 0 9 粉状二氧化硅代替样品，其 他步骤与试样测定相同。记下f e s 0 4 滴定毫升数( v o ) ，取其平均值。 2 计算公式 竺竺x v 0 0 0 3 1 1 有机碳( ) ：显一1 0 0 m 有机质( ) = 有机碳( ) 1 7 2 4 式中：c - - o 8 0 0 0m o l l ( 1 6 k 2 c r 2 0 7 ) 标准溶液的浓度； 山东大学硕士学位论文 5 p 重铬酸钾标准溶液加入的体积( m 1 ) ； v r 空白滴定用去f e s 0 4 体积( m 1 ) ； v 一样品滴定用去f e s 0 4 体积( m 1 ) ； 0 0 0 3 1 4 碳原子的摩尔质量( g mm o l 1 ) ： 1 1 氧化校正系数； 1 7 2 k 有机碳换算成有机质的系数 碳氮比= 裂 2 3 木质素含量测定 2 3 1 主要原料 2 3 2 实验操作 k l a s o n 法【8 】：称取样品约0 5 9 ( w 1 精确到0 0 0 0 1 9 ) ，3 0 n x7 2 h 2 s 0 4 2 0 m l ， 室温静置4 h ，将该混合液移至1 0 0 0 m l 的三角烧瓶中，加入蒸馏水7 6 5 m l ，在电 炉上回流煮沸2 h 后，用已恒重( w 2 ) 的砂芯坩锅( 规格g 4 ) 抽除过滤，再将盛有木 质素的坩锅放在烘箱中1 0 5 烘至恒重，取出称重( w 3 ) 并按下式计算木质素 ( l i g n i n ) 含量：l i g n i n = ( w s w 2 ) w 1 1 0 0 每个样品的木质素含量重复测定6 次，取平均值。 2 4 微生物含量的测定 2 4 1 主要原料 山东大学硕士学位论文 培养基配制方法【9 】： ( 1 ) 马铃薯葡萄糖琼脂培养基：取马铃薯葡萄糖琼脂浸粉4 6 0 9 置于1 0 0 0 m l 烧杯中，加入一定量蒸馏水，在电炉上加热搅拌混匀，稍冷却后再补足水分至 1 0 0 0 毫升，分装1 5 1 5 0 m m 的试管内，加塞、包扎，1 2 1 灭菌2 0 分钟左右后 取出试管摆斜面，冷却后检查灭菌效果( 即2 8 3 0 c 培养2 3 d ) ，贮存备用。 ( 2 ) 营养琼脂培养基：取蛋白胨1 0 9 、牛肉膏粉3 9 、氯化钠5 9 、琼脂1 5 9 置于1 0 0 0 m l 烧杯中，加入一定量蒸馏水，在电炉上加热搅拌混匀，稍冷却后再 补足水分至1 0 0 0 m l ，最终调p h7 3 士0 2 ，分装1 5 1 5 0 m m 的试管内，加塞、包 扎，1 2 1 灭菌2 0 分钟左右后取出试管摆斜面，冷却后检查灭菌效果( 即2 8 3 0 培养2 - 3 d ) ，贮存备用。 ( 3 ) 高氏一号培养基：可溶性淀粉2 0 9 、n a c l0 5 9 、k n 0 3lg 、k 2 h p 0 4 3 h 2 0 o 5 9 、m g s 0 4 7 1 4 2 00 5 9 、f e s 0 4 7 h 2 00 0lg 、琼脂15 - 2 0 9 置于10 0 0 m l 烧杯 中，加入一定量蒸馏水，在电炉上加热搅拌混匀，稍冷却后再补足水分至1 0 0 0 毫升，最终调p h7 3 + 0 2 ，分装1 5 1 5 0 m m 的试管内，加塞、包扎，1 2 1 灭菌 2 0 分钟左右后取出试管摆斜面，冷却后检查灭菌效果( 即2 8 3 0 。c 培养2 - 3 d ) ， 贮存备用。 2 4 2 实验操作 培养料中微生物数量的测定1 皿1 1 】：无菌称取1 0 0 9 样品，放入9 0 m l 无菌水 的三角瓶内( 瓶内预先加有适量的玻璃珠) ，2 0 0 r m i n 震荡3 0 m i n ，制成1 0 。1 的 山东大学硕士学位论文 稀释液。吸取1 0 1 稀释液l m l ，注入含有9 m l 稀释液的试管内，混合均匀做成l o 五 的稀释液。如此依次稀释至1 0 。选择1 0 、1 0 、1 0 1 这三个稀释度涂布于营养 琼脂培养基平板上，用于细菌计数；选择1 0 、1 0 、l o 。这三个稀释度涂布于马 铃薯葡萄糖琼脂( p d a ) 培养基平板上，用于霉菌计数；选择1 0 一、1 0 4 、1 0 一 - 这三个稀释度涂布于高氏一号培养基平板上，用于放线菌计数。适宜温度下培养， 每个样品做3 个平行。 2 5 水分含量的测定 实验方法【1 2 】：将称量瓶放入1 0 3 干燥箱中干燥( 3 0 m ) m i n 后取出，放在 干燥器中冷却至室温，称量其质量，准确至0 0 0 0 1 9 。取样品约5 9 放于称量瓶中， 摊匀称重，精确至0 0 0 0 1 9 。将称量瓶置于1 0 3 。c 干燥箱中，瓶盖斜放于瓶边， 加热( 4 4 - 0 1 ) h ，将盖盖上，从干燥箱中取出，放在于燥器中冷却至室温，称重， 准确至o 0 0 0 1 9 。计算样品含水量。 2 6p h 值的测定 实验方法【1 3 】：准确称取样品1 0 o o g ，加入1 0 0 m l 重蒸水中，充分混匀后静 置1 5 r a i n ，过滤后测滤液的p h 值。 2 7 还原糖、总糖含量的测定 2 7 1 主要原料 1 6 6 t o o l lh c l 6 m o f ln a o h a r a r 莱阳经济技术开发区精细化工厂 天津市巴斯夫化工有限公司 2 7 2 实验操作 1 主要仪器：7 5 4 型紫外可见分光光度计( 上海光谱仪器有限公司) 。 2 实验方法 4 】【1 4 】： ( 1 ) 葡萄糖标准曲线的制作：取干净试管9 支，按表2 1 进行操作。以吸 光度为纵坐标，各标准溶液浓度( m g m 1 ) 为纵坐标作图得标准曲线( 图2 1 ) 。 表2 - 1 3 , 5 - 二硝基水杨酸定糖法一标准准曲线的绘制 0l 234567 标准葡萄糖溶液 ， 蒸馏水m l 00 20 40 6 0 81 01 21 41 6 2 01 81 61 41 21 0 0 80 60 4 d n s 试剂m l 1 51 5 1 51 51 51 5 1 51 51 5 沸水浴中准确煮沸5 分钟，取出，用自来水冷却至室温 蒸馏水枷 2 1 52 1 52 1 52 1 52 1 52 1 5 2 1 52 1 52 1 5 葡萄糖含量m g0 a 5 3 0 m 0 0 20 4 0 60 81 01 2 1 4 1 6 0 0 7 90 2 1 40 3 6 0 0 5 1 90 6 8 10 8 0 6o 9 9 21 0 9 7 1 7 山东大学硕士学位论文 王z 移? 。” 。1l 。? j ：j 龟j 7 1 9 3 x 二毡0 4 7 9 一4 | j j 飞 1 ： 。r 2 = o 9 9 5 8 0 8 ： 0 6 j 0 4 | j欺 系列1 一线性( 系列1 ) 0 2 i 。i 0j j 0。5。1 1貔叠 j 、。- 。，。j j 。 。一。i j 一 。jf ? ，。? j 女 u z 图2 1 葡萄糖标准曲线 ( 2 ) 样品中还原糖的提取和测定【1 5 】：准确称取样品l g ( 精确至uo 0 0 0 1 9 ) 于 = 角烧瓶中，加3 0 m l 蒸馏水。于5 0 水浴保温3 0 分钟，不时震荡，使还原糖浸 出。将浸出液( 含沉淀) 转移到1 0 0 m l 离心管中，于4 0 0 0 r m i n 下离心1 5 分钟， 沉淀用2 0 m l 蒸馏水洗一次，再离心，将两次离心的上清液合并，用蒸馏水定容 至1 0 0 m l ，混匀，作为还原糖待测液。取2 m l 进行还原糖的测定。 ( 3 ) 样品中总糖的水解、提取和测定：准确称取0 5 9 ( 精确到o 0 0 0 1 9 ) 样 品于三角烧瓶，加