食用菌工厂化生产拌料工艺的优化

食用菌工厂化生产拌料工艺的优化

近年来，我国食品工业生产快速发展，产量显著提高，全球生产能力在世界领先地位。但是,我们在食用菌工厂化生产稳定性方面,与日本、韩国相比较,还有很大的差距。提高食用菌生产的稳定性,关键在于不断地完善现有的工艺水平,向“精、深、细”的方向发展,这是我国走向食用菌技术强国的必由之路。根据笔者的实践经验,食用菌工厂化生产过程中,拌料工艺主要存在以下几个方面的问题;一是原材料预湿不到位,引起灭菌不彻底,造成原种和栽培种大批量污染;二是高温季节因为拌料时间没有控制好,再加上酸碱度调节方法不到位,引起培养料发酸,导致发菌缓慢、污染率上升、产量品质下降;三是拌料时间过短,拌料不均匀引起发菌、出菇不整齐、产量等级率下降、生育采收周期延长。为了解决上述三个方面的问题。笔者对原材料预湿方法、pH调节方法、拌料时间长短等三个方面进行了研究,供同行参考。1材料和方法1.1“天厨8号”金针菇、蟹味菇3号配方见表3(1)原材料:玉米芯、棉子壳、米糠、麸皮、石灰。(2)配方:天厨金针菇6号配方、天厨蟹味菇3号配方、天厨白玉菇3号配方。(3)菌株:“天厨8号”金针菇菌株、“天厨3号”蟹味菇菌株、“天厨2号”白玉菇菌株。菌种类型:液体菌种。1.2测试方法1.2.1玉米芯、棉子壳膨胀情况观察将玉米芯、棉子壳分别放入经石灰水消毒的不同水池中,然后放入干净的自来水(pH为7.4左右),浸没玉米芯、棉子壳,然后每隔2h测一次pH,绘出随时间变化曲线,并观察原料的膨胀等变化情况。1.2.3酸含量的测定在天厨金针菇6号栽培配方的基础上,分别做以下处理:a.加石灰0.5%;b.加石灰1.0%;c.加石灰1.5%。按照天厨金针菇6号栽培配方各称取干料1000g,共4份,分别加入石灰0g(对照)、5g、10g、15g,加水拌匀,使含水量达到65%左右,放在37℃的恒温培养箱中,每隔0.5h测1次pH,绘制pH随时间变化曲线。上述样品分别在3h后,装瓶,灭菌,测量灭菌后pH。1.2.4不同菌株的感染量试验使用天厨蟹味菇3号栽培配方,干料搅拌10min,边搅拌边加水15min,加水后搅拌时间分别为(1)30min、(2)60min、(3)90min,装瓶、灭菌、冷却、接种(使用蟹味菇液体菌种),培养80d搔菌,对装瓶重量、搔菌时pH值、产量、采收周期进行统计。以上各处理,重复3次,每批试验量为14400瓶。使用拌料机容量为干料600kg,搅拌圈数为10r/min。2结果与分析2.1不同的预湿方法对植物品种的污染率的影响2.1.1不同浸泡时间对棉子壳ph的影响由图1可以看出玉米芯在浸泡的过程中,前4hpH下降缓慢,4h以后pH下降速度加快,超过10h时pH小于6.0,有明显酸味,因此在浸泡的过程中要预防发酸,特别在炎热的夏天;棉子壳在浸泡的过程中,前12h,pH有缓慢上升的趋势,12h之后pH值缓慢下降,pH的变化范围小,因此在浸泡的过程中不用担心发酸的问题。玉米芯浸泡3h以后,吸水膨胀明显,硬壳开始软化;棉子壳浸泡4h以后,吸水膨胀比较明显。因此玉米芯的浸泡时间3h比较适宜、棉子壳浸泡时间控制在10～12h较适宜。据资料统计(吕作舟,2005),玉米芯中可溶性多糖含量高达58.4%,棉子壳中可溶性多糖含量仅39.5%,而且含有棉酚类,对微生物的生长不利,不容易产生酸类物质,这是玉米芯储存期容易霉变、浸泡过程中容易发酸而棉子壳不容易发酸的主要原因。2.1.2不同处理对污染控制的能力观察发现a、b两种处理,霉菌污染主要症状为,培养7～10d时在瓶壁出现绿色霉菌菌落,呈星星点点分布;细菌污染主要症状为瓶壁出现水渍状斑点。c、d两处理,污染表现出的规律不明显。从表1可以看出,四种处理控制污染的能力强弱顺序是,c>d>b>a。由此可见,只要对玉米芯、棉子壳均进行浸泡,污染控制在0.6%以内;对棉子壳浸泡、玉米芯预湿,就能够有效地控制污染。浸泡的主要作用,原材料充分吸收水分之后,处于休眠状态的细菌芽孢、霉菌厚垣孢子开始萌发并转变为营养菌丝,这样营养菌丝体在灭菌的过程中就很容易被杀死,避免灭菌不彻底。棉子壳搅拌的过程中容易结团,不容易散开,这是拌料过程中存在干芯的主要原因;玉米芯搅拌的过程中流动性好,不结块,易散开,但颗粒度过大,容易存在干芯,造成灭菌不彻底。因此在生产中使用的棉子壳越多、玉米芯的颗粒度越大,进行浸泡预湿就越重要。2.2不同添加量对培养基形成前后ph的影响2.2.1不同白砂糖添加量对食用菌培养特性的影响由图2可以看出,在拌料的过程中添加石灰,不论其浓度的高低,在前1.5hpH都有明显的下降,1.5～3.0h这段时间,pH的变化幅度比较小,处于相对稳定期间。对照处理,在拌料3.5h以后,pH迅速下降,4h以后,pH已经低于6.0,培养料开始有酸味;添加0.5%石灰,3h以后pH下降速度加快,5h以后,培养料就能够闻到酸味;添加1%的石灰,4h以后pH下降速度加快,但是由于起点pH比较高,因此直到6h以后pH依然在8.0左右,为碱性,不会酸败。添加1.5%的石灰,起始pH很高,达到了11.0,尽管在6h之内的变化幅度很大,但pH都在9.0以上,对于大多数食用菌来说,灭菌前pH太高,同时由于添加的石灰量大,提高了培养料基质的盐浓度,对菌丝生长、特别是子实体的正常形成可能存在不利的影响。对于大多数食用菌来说,灭菌前pH在7.0～8.5,灭菌pH在6.0～6.5,为适宜的pH值范围。从表2看出,对照和0.5%石灰的处理,灭菌后pH均在6.0以内,培养料基质偏酸,不适宜多数食用菌的生长;添加1.0%的石灰,灭菌后pH为6.31,适宜于多数食用菌,如真姬菇、杏鲍菇、金针菇;添加1.5%石灰灭菌后pH为6.72,适宜于耐盐性强、喜欢近中性环境的培养料种类,如白灵菇。灭菌前pH的下降主要是因为微生物繁殖产生酸性物质引起的,高温和长时间能加剧发酸;由于石灰有很强的杀菌能力,当其添加量超过1.5%时,杀死了大多数发酸性微生物,控制了它们的繁殖,抑制了培养料发酸。在高温高压灭菌的过程中,培养料中的蛋白质等高分子物质分解过程中产生氨基酸等酸性物质,与碱性物质(石灰、碳酸钙、石膏)发生反应,使培养料的pH降低,与灭菌前相比下降0.48～2.48,灭菌前pH越高灭菌后下降幅度越大。同时灭菌过程中,pH值下降的幅度与灭菌时间长短、灭菌温度和压力也有关。2.2.2栽培种培养料ph值的影响试验用pH5.85培养料及pH6.33培养料进行金针菇生产,从表3可以看出,金针菇培养料pH5.85较培养料pH6.33液体菌种封面时间延迟12h,满瓶日期延长6d、生育周期延长2d,A级率下降20.7%、每瓶单产下降51g,由此可见,栽培种培养料pH偏低、发酸,不但导致生产周期延长、成本提高,而且产量与品质和正常状况相比较,都大幅度的下降,差异极显著。用pH5.81培养料及pH6.23培养料栽培蟹味菇。从表4可以看出,培养料pH偏低会导致蟹味菇液体菌种萌发时间延迟24h,封面延迟48h,从而导致满瓶日期延长14d,污染率高出正常20%,单产降低了50g。因此,实现食用菌工厂化生产稳定性的目标,预防培养料pH偏低、发酸,显得特别的重要。2.3液体菌种对食品质量的影响从表5可以看出,拌料时间的长短对水分的均匀程度、装瓶质量、培养质量、生产产量均有明显的影响。拌料时间的长短,主要影响搅拌的均匀程度,拌料的均匀程度主要包括水分的均匀、营养成分的均匀。搅拌时间短,水分不均匀,主要表现为含水量偏差大、装瓶重量差异大,装瓶质量下降;养分的不均匀,主要表现为培养阶段菌丝生理活动的快慢不一,导致搔菌时pH差异大,进生育室以后筐与筐之间的差异大,子实体生长速度不一致、采收周期延长。使用液体菌种,对拌料的均匀程度比较敏感,特别是在蟹味菇、白玉菇液体菌种使用方面表现的尤为突出。拌料时间越长,均匀程度越高,但容易造成培养料发酸,导致生产周期延长、成本提高,而且产量与品质和正常状况相比较,都大幅度的下降。因此处理好拌料时间长短与培养料发酸之间的关系很重要。3白砂糖用量对食用菌生产质量的影响在生产实践过程中,由于配方的不同、原材料种类及颗粒度的大小之间的差异,拌料工艺不尽相同。如果配方中所使用的棉子壳占的比例大、玉米芯的颗粒度大,进行预湿是很有必要的,这样能大幅度的降低栽培种的污染率。原材料预湿以玉米芯浸泡3h,棉子壳浸泡10～12h为宜,在高温季节特别要注意预防玉米芯在浸泡过程中发酸。高温季节,拌料过程中培养料原料容易发酸,是食用菌工厂化生产面临的主要困境之一。培养料发酸,导致菌丝生长缓慢,分解培养料的能力下降,最终导致产品生产周期延长、产量和品质双下降。笔者在研究中发现,添加石灰对预防培养料发酸作用明显,可以用于生产。对大多数菇类来讲,石灰的添加标准是,灭菌前控制pH在7.0～8.5,添加量占1%比较适宜。不同的菇类,对pH值及盐浓度要求有所不同,需要进一步研究确定其最佳用量。拌料时间的长短,主要影响培养料搅拌的均匀程度,主要是水分的均匀和营养成分的均匀。拌料时间越长,均匀程度越高,但培养料发酸,影响生长周期及生产质量。试验表明搅拌和装瓶时间不能太长,总时间控制在3h之内为宜。提高拌料质量,除了完善的工艺之外,以下几个因素也很重要:一是生产管理的完善,操作者要严格执行工艺标准;二是拌料机性能好,运行稳定,确保拌料质量;三是把好原材料关,发霉发酸、颗粒度过大的原材料都不能采用,严格执行企业的原辅材料验收标准。稳定拌料工艺,保证培养料的质量是食用菌稳定性生产的第一步,在此基础上提高菌种质量、完善栽培管理措施,最终就能够实现食用菌的稳定性生产。1.2.2装瓶与搅拌对原材料采取以下四种处理方法：a.玉米芯、棉子壳拌料前不经过任何处理（对照）；b.玉米芯不做任何处理、棉子壳预湿；c.玉米芯预湿、棉子壳浸泡；玉米芯、棉子壳都浸泡。预湿方法，拌料前6h，对原材料加水使其含水量达到70%左右