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利用农业工业废弃物及其厌氧消化产物培养香菇:菌丝活力、生长特性及感官品质研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 3.4
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针对拉丁美洲国家大量农业工业废弃物(AIW)缺乏有效管理的问题,研究人员探索了以可可壳、椰子壳、甘蔗渣和稻壳等AIW及其厌氧消化产物为基质培养香菇(Lentinula edodes)的新途径。研究发现,PDA培养基(pH 7.0,20°C)结合液体孢子接种可获得最佳菌丝活力,厌氧消化产物培育的香菇具有更高蛋白质(20.7±0.1%)和矿物质含量(4.5±0.3%),感官评价显示其风味与商业香菇存在适度差异。该研究为AIW资源化利用提供了可行方案。
在拉丁美洲国家如厄瓜多尔,农业工业废弃物(AIW)日均产量高达6000公斤,却因缺乏系统化管理成为环境污染源。这些废弃物包括可可壳、椰子壳、甘蔗渣和稻壳等,其自然分解过程不仅释放有害气体,还可能导致疾病传播。与此同时,全球对食用菌特别是香菇(Lentinula edodes)的需求持续增长,传统栽培基质如橡木屑面临资源短缺。如何实现AIW的高值化利用,同时满足食用菌产业可持续发展需求,成为亟待解决的科学问题。
西班牙科学与创新部资助的研究团队在《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》发表创新性研究,系统评估了AIW及其厌氧消化产物作为香菇栽培基质的可行性。研究采用多学科方法,涵盖菌丝体形态学表征、理化参数分析和感官评价体系,为废弃物资源化提供了新思路。
关键技术方法包括:(1)采集厄瓜多尔四个地区的AIW样本(可可壳、椰子壳、稻壳和甘蔗渣)并进行理化表征;(2)设计不同培养条件组合(PDA/SLC培养基、pH 7.0/5.5、20/25°C、液体/固体接种物);(3)使用显微测量技术量化菌丝直径(1.3-3.4 μm);(4)通过标准方法测定basidiomas(子实体)的蛋白质、矿物质和水分含量;(5)采用感官分析比较实验组与商业香菇的风味差异。
【Lentinula edodes mycelium characterization】
研究发现所有样本的菌丝均呈现分支状、弯曲且具锁状联合的特征。在PDA培养基(马铃薯葡萄糖琼脂)、pH 7.0、20°C条件下使用液体孢子接种(SLC)配合庆大霉素时,菌丝活力最佳。值得注意的是,添加四种AIW提取物的实验组(标记为PDA-SLC-20-7.0-G-AWE)与对照组相比,菌丝直径存在显著差异(P<0.05),证实AIW成分对菌丝生长具有特异性影响。
【Collection and physicochemical characterization】
厌氧消化产物培育的香菇展现出独特的理化特征:pH值(6.7±0.1)、蛋白质含量(20.7±0.1%)、矿物质(4.5±0.3%)和水分(86.9±0.6%)均显著高于传统基质。感官分析显示,虽然实验组香菇与商业产品存在可辨识的风味差异,但其整体接受度良好,证实了AIW基质的商业化潜力。
【CONCLUSIONS】
该研究确立了AIW作为香菇栽培基质的优化方案:PDA培养基、pH 7.0、20°C培养条件配合液体接种物能最大限度提升菌丝活力。以小麦粒为种子基质、90°C水热处理后接种的菌种表现出最佳生长性能。特别重要的是,厌氧消化产物的应用显著提升了香菇的营养价值,其蛋白质含量达到20.7%,远超常规栽培产品。
这项研究的创新性体现在三个方面:首先,首次系统评估了拉美地区典型AIW的食用菌栽培适用性;其次,揭示了厌氧消化过程对基质营养强化的作用机制;最后,建立了从废弃物处理到高价值产品生产的完整技术链条。研究成果不仅为农业废弃物管理提供了可持续解决方案,也为食用菌产业开拓了新型低成本基质来源,具有显著的环境效益和经济效益。研究团队在CRediT贡献声明中特别强调,David de la Lama-Calvente完成了从实验设计到论文撰写的全过程工作,Francisco J. Flores-Flor等合作者提供了关键的技术指导。
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