国内外食用菌工厂化生产发展现状及关键技术

易菇

（作者：浙江省农业科学院园艺研究所  蔡为明  2009年09月23日）

　　食用菌是十分适合于工厂化生产的一类农作物，工厂化栽培是最具现代农业特征的产业化生产方式。食用菌工厂化生产采用工业化的技术手段，在环境可控的设施条件下，采取高效率的机械化、自动化作业，实现规模化、集约化、标准化、周年化生产。
　　国际上最早实现工厂化周年生产的是双孢蘑菇，已有60年的发展历史。1947年，荷兰在控制温度、湿度和通风的条件下进行工厂化生产，由此开辟了草腐菌工业化生产的先河。而后美国、德国意大利等国相继实现了双孢蘑菇的机械化和工厂化生产。近年来，东欧的波兰等国也在迅猛发展。日本在20世纪50年代开始，创立了金针菇等木腐菌瓶栽和袋栽的工厂化周年生产模式。20世纪80年代韩国和我国台湾地区也相继引进日本生产模式，并根据自身条件加以改进，生产规模不断扩大，栽培技术日臻成熟。
　　我国内地的食用菌工厂化生产走过了一条曲折的道路。自上世纪80年代开始，从美国、意大利等国家先后引进了9条大型的双孢蘑菇工业化生产线，但是由于技术、市场和管理等问提,工厂化生产一度处于低潮。然而自上世纪九十年代以来，随着经济的发展和市场条件的成熟，国内再次掀起了以金针菇、杏鲍菇、真姬菇等木腐菌食用菌工厂化生产投资热潮。除了台湾、日本一些独资、合资企业陆续在大陆投资建厂外，国内工商企业也陆续投资开发食用菌工厂化生产；如上海浦东天厨菇业有限公司、丰科生物技术有限公司、北京天吉龙食用菌公司等，以及省内的龙泉双益菇业有限公司和武义海兴菇业有限公司等，在学习借鉴国外成功经验的基础上，采用引进设备和自创技术相结合的方式，先后获得了成功。此外，各地小型半工厂化或设施加强型的规模化生产模式更是不断涌现，我国的食用菌工厂化生产正在迎来一个新的发展高潮。
　　随着经济的发展和市场周年消费需求的不断增强，工厂化生产是食用菌产业发展的必然趋势。
1　当前国内外实现工厂化生产的主要菇种及模式
　　当前国内外实现工厂化生产的食用菌主要有双孢蘑菇、金针菇、真姬菇、杏鲍菇、白灵菇、草菇等，其中工厂化生产历史最长、工艺技术最成熟的是双孢蘑菇，其次是金针菇、真姬菇。
1.1　双孢蘑菇
　　西方国家的双孢蘑菇工厂化生产经过60年的发展，已发展成为专业化分工，机械化、自动化作业和智能化控制的高度发达的蘑菇工业。培养料由专业化堆肥公司生产，覆土由专业覆土公司提供，菇场从堆肥公司和覆土公司购买培养料和覆土栽培出菇。
　　培养料生产系统
　　蘑菇培养料由大规模集中堆制发酵公司生产，每周生产1000吨以上。以小麦草和禽粪为主要原料，一般经过一次发酵和二次发酵。近年来，一次发酵已从室外翻堆发酵法转向更利于质量控制的室内通气发酵法，培养料二次发酵在集中发酵隧道内进行，经二次发酵的培养料，销售给各地的菇场播种出菇。最近几年，英国、荷兰等国家采用三次发酵--即在隧道内进行集中播种发菌，经集中发菌培养，长满菌丝的培养料，压块后销售给菇场，大大缩短了栽培周期。
　　栽培出菇系统
　　欧洲和澳大利亚，机械化操作的床栽系统已代替了劳动密集型塑料袋栽和箱栽系统。如爱尔兰，10年前普遍应用袋栽系统，现在大多已被采用机械化进料和覆土的床栽系统所代替。
　　栽培菇房普遍采用电脑控制系统调控温度、湿度和二氧化碳等环境条件，能很好地控制蘑菇产量和质量。
1.2　金针菇
　　金针菇的工厂化栽培于20世纪50年代在日本兴起，发展较为迅速。主要有瓶栽和袋栽两种工厂化生产模式，机械化程度高的工厂化生产企业一般都采用瓶栽系统。
　　瓶栽系统中，拌料、装瓶、搔菌和栽培结束后的挖瓶等均采用机械化作业。已建立起从培养料配制、拌料、装瓶、灭菌、冷却、接种、培养、搔菌、催蕾、抑制、生育、采收到挖瓶一整套标准化生产工艺。
袋栽系统不需要挖瓶机等，目前尚没有袋栽搔菌机，因此机械化程度没有瓶栽系统高，投资较瓶栽系统低，但操作用工量较大，产品外观不如瓶栽结实整齐。
　　福建等地采用再生法袋栽出菇。初次形成的菇蕾通过间歇吹风，让针尖菇蕾失水萎蔫，再移入另一催蕾室，在倒伏菇柄基部重新形成菇蕾的栽培方法。其基本工艺模式是：配料-装袋-灭菌-接种-发菌培养-诱导催蕾-通风摧蕾-催蕾再生-驯化-抑蕾-发育-采收。
1.3　杏鲍菇
　　杏鲍菇人工栽培研究起始于法国、意大利和印度。Kalmar (1958) 首次开展人工栽培试验。日本于上世纪90年代实现商品性工厂化生产。上海浦东天厨菇业有限公司于本世纪初以瓶栽方式进行工厂化生产。但杏鲍菇工厂化生产比双孢蘑菇和金针菇迟，发展时间不长，其工艺技术尚未成熟和完善。其基本工艺模式是：配料-装瓶-灭菌-自动化接种-发菌培养-后熟培养-搔菌-催蕾-育菇-采收。
　　国内大多采用袋栽方式进行工厂化周年生产，其基本工艺模式是：配料-装袋-灭菌-接种-发菌培养-催蕾-育菇-采收。
1.4　真姬菇
　　真姬菇栽培也有瓶栽和袋栽二种方式。上海丰科采用瓶栽方式进行工厂化生产，其基本工艺模式是：配料-装瓶-灭菌-自动化接种-发菌培养-后熟培养-搔菌-催蕾-育菇-采收。
2　食用菌工厂化生产的硬件和软件
　　食用菌工厂化生产必须具备与生产模式相配套的硬件和软件。
　　工厂化生产的硬件是指构成企业工厂化生产运作系统主体框架的物质基础。主要包括配料、拌料机械设备、装瓶（袋）设备、高效灭菌设备、接种设备、培养栽培环境调控设备、采收包装设备和采后清理设备等。高效、稳定的工厂化生产设备是食用菌工厂化生产正常运作和取得成功的物质关键，食用菌工艺装备的不断更新，是提高生产效益的关键之一。例如装瓶机从4000瓶/小时提高到12000瓶/小时，接种机也从4头接种发展到了16头接种。大大提高了生产效率。金针菇工厂化生产的栽培瓶从850～1000ml、口径58-65mm，发展到1100～1400ml、 口径75-82 mm，使金针菇单瓶产量从150-170ｇ提高到250-300ｇ，使栽培技术又上了一个台阶。因此，先进实用的工厂化生产设施设备的不断突破创新和开发应用，是食用菌工厂化生产发展的核心推动力。
　　工厂化生产的软件是指建立标准化的生产管理体系。分三个层次建立标准化的生产管理体系：
　　首先抓产品标准化。建立产品的企业标准，包括从菌种、原材料一直到产品包装出厂、运输、上货架的整个生产过程的规范要求。与此同时，还要相应制定保证产品达到标准的三套文件，即生产工艺、操作规程及卫生防疫制度。企业标准要坚持高起点，不仅以国内行业标准为基础,而且尽量与国际先进标准接轨。
　　其次抓工作标准化。使标准化生产工艺得到切实执行，用工作标准化来保证产品标准化。重点是抓培训，抓过程，抓反馈，整个生产环节始终处于符合标准要求的稳定可靠状态。
　　第三是抓管理标准化。建立ISO9001-2000质量管理体系和HACCP食品安全体系，强调满足顾客的需求，并争取以超越顾客期望作为管理原则，变传统的监督管理模式为自主管理模式，变产品的事后检验为对危害的源头控制。
3　食用菌工厂化生产的几个共性关键技术
3.1　配料
　　培养料是食用菌生长的营养物质基础，培养料配方直接影响食用菌产量、质量，影响栽培效益，甚至栽培成败。培养料配制的基本原则是：首先根据所栽培菇种的生物学特性选择栽培原料、配制C/N适宜的配方，其次根据栽培学和经济利用率确定适宜用量。
3.2　拌料
　　拌料的目的是使配方各组份混合均匀一致，并调节合适的含水量。拌料的关键点主要有两个：一是搅拌促使原材料混合物和湿度的均一性，无死角，无干料块；二是确保在搅拌的过程中不致使原料酸败。因此，拌料时应注意做好以下几方面：
　　① 针对不同原材料采取不同的调湿方法，木屑可以通过室外日晒雨淋，以促使其提高自身含水量；棉籽壳可在搅拌前浸入水池中，使其充分吸水，从而减少搅拌的时间；
　　② 由于玉米芯含有丰富的糖质，搅拌时间长、不马上装料灭菌，容易引起酸败。应采用浸水短期预湿的方法使其增加含水量，减少搅拌时间；
　　③ 营养辅料如麸皮、米糠、玉米粉等极易酸败的物质，应先倒入主料搅拌调湿，在装料前半小时将营养辅料倒入搅拌，1.5小时内完成装瓶（袋），立即灭菌。
　　④ 高温季节，在搅拌机上方安装风扇，及时排除搅拌过程中产生的热量，以避免和减轻发热、酸败。
3.3　装瓶（袋）
　　装瓶（袋）是指将培养料均匀地装入栽培用的容器－瓶或袋中，然后在中央打直径1.5～2.0cm的通气、接种孔。装料要求：
　　① 每锅料在装瓶（袋）时，培养料的含水量必须均匀一致，准确撑握根据不同菇种和栽培原料确定含水量值，一般63~65％；
　　② 上紧下松，使培养料通气良好，发菌速度快；
　　③ 瓶与瓶之间，或袋与袋之间装料松紧一致，使每瓶（袋）的装料量一致，每瓶重量误差在±20g之内；瓶肩、袋壁无空隙，培养基质之间的空隙度一致，确保菌丝发菌的均一性，从而保证出菇的均一性。
3.4　消毒灭菌
　　消毒灭菌是木腐菌工厂化生产中的重要环节，消毒的目的是利用高温、高压将培养料中的微生物（含孢子）全部杀死，达到无菌状态。工厂化生产中消毒灭菌不彻底，是成品率低、甚至失败的主要原因之一。消毒灭菌应注意以下几点：
　　① 灭菌锅内的数量和密度按规定放置，如果放置数量过大、密度过高，蒸汽穿透力受到影响，灭菌时间要相对延长。
　　② 在消毒灭菌前期，尤其是高温季节，应用大蒸汽或猛火升温，尽快使料温达到100℃，如果长时间消毒锅内温度达不到100℃，培养料仍然在酸败，消毒后培养料会变黑，pH下降，影响发菌和出菇。
　　③ 高压灭菌在保温灭菌前必须放尽冷气，使消毒锅内温度均匀一致，不留死角，培养料在121℃保温1.5～2小时。
　　④ 如果培养料的配方变化，基质之间的空隙可能会变小或变大，消毒程序也要作相应的修改，否则可能会导致污染或能源的浪费；
　　⑤ 采用全自动灭菌锅在灭菌结束后都有脱气过程，使锅内外压力平衡，便于锅门打开。应安装空气过滤装置使外界空气通过过滤装置回流到灭菌锅内，以免影响灭菌的效果。
3.5 冷却
　　由于在冷却的过程中存在冷热空气的交换，这样栽培瓶（袋）就可能在冷却室中造成冷空气回流带来的污染。因此冷却室要求严格：
　　① 冷却室必须进行清洁消毒，最好安装空气净化机，至少保持10000级的净化度；
　　② 冷却室中的制冷机应设置为内循环，要求功率大，降温快，在最短的时间内将栽培瓶降至合适的温度（金针菇16-18℃），可减少空气的交换率，降低污染的风险。
3.6接种
　　接种是最容易引起污染的环节，因此是食用菌工厂化生产中控制污染，确保成品率的环节。接种要求包括硬件与软件，应注意以下几方面：
　　① 接种室必须有空调设备，使室内温度保持18~20℃；
　　② 接种室的地面必须易于清理，最好用环氧树脂材料等无尘材料；
　　③ 接种时由于有栽培种传输至外操作区域，所以室内必须保持一定的正压状态，且新风的引入必须经过高效过滤，室内保持10000级，接种机区域保持100级；
　　④ 接种室必须安装紫外灯或臭氧发生器，对室内定期进行消毒、杀菌，紫外灯安装时注意角度和安装位置，使接种室消毒均匀周到；
　　⑤ 接种操作前后相关器皿、工具必须用75％的酒精擦洗、浸泡或火焰灼烧；
　　⑥ 接种操作的过程中人员必须按无菌操作要求进行。
3.7发菌培养
　　培养必须置于清洁干净、黑暗、恒温、恒湿，并且能定时通风的环境中。大多数木腐菌培养阶段污染的主要杂菌有青霉、木霉、根霉、链孢霉等，危害很大。杂菌污染症状与原因∶
　　（1）同一灭菌批次的栽培瓶（袋）全部污染杂菌。原因是灭菌不彻底，或高温烧菌。
　　（2）同一灭菌批次的栽培瓶（袋）部分集中发生杂菌污染。原因是灭菌锅内有死角，温度分布不均匀，部分灭菌不彻底。
　　（3）以每瓶原种为单位，所接瓶子发生连续污染。原因是原种带杂菌。
　　（4）随机零星污染杂菌。原因是栽培瓶在冷却过程中吸入了冷空气，或接种、培养时感染杂菌。
　　正常情况下（室温18～20℃，料温23-25℃），接种后发菌时间：金针菇20-23天；杏鲍菇35天左右；真姬菇30~35天（配方不同天数有所改变），然后再经过30~60天的后熟培养，即可搔菌或催蕾出菇。
3.8出菇管理关键技术
　　金针菇
　　（1）搔菌　菌丝发满后就可搔菌，深度一般为瓶肩起始位置，搔菌有两个作用，一是进行机械刺激，有利出菇；二是搔平培养料表面，使将来出菇整齐。搔菌关键事项：
　　及时挑出感染杂菌的栽培瓶（袋）；
　　搔菌必须均匀一致，如用搔菌机搔得不彻底的区域必须手工搔平，因为这些区域在催蕾时最易出菇，导致出菇不整齐，给后期管理带来不便。
　　搔菌后瓶（袋）口必须擦干净，不留培养料，以免后期采菇时沾上菇柄而影响品质。
　　如瓶(袋)中间或底部有1～2cm未发满，但其余部分菌丝浓白、均匀，可正常搔菌。
　　（2）催蕾　催蕾时温度保持在15～16℃，相对湿度90%左右，CO2浓度控制在1500×10-6以下，并且每天给以1个小时的50～100Lx的散射光，这样的条件经过8～10天后即可现蕾。在标准化的菇房中是无须在瓶口上覆盖任何物体，较好的现蕾有两种方式：一种是料面仅出现密密麻麻的针头大小的淡黄绿色水滴，原基随后形成；另一种是料面起初形成一层白色的棉状物(菌膜)，一般不超过3ｍｍ，然后白色的菇蕾破膜而出。整个料面布满白色的、整齐的菇蕾,数量可达800～1000个。如果瓶口黄水出现较多，或者连成一片呈眼泪状或者色深如酱油色，则很可能是湿度过高的原因。催蕾室的制冷机，除了致冷效果好，降温迅速外，应对湿度的影响小，只有这样才能保证催蕾室具有均匀的湿度。
　　（3）缓冲　当菇蕾长至13～15ｍｍ时，需转移到缓冲室进行缓冲处理。缓冲室的温湿度条件介于催蕾室与抑制室之间，温度为8～10℃，湿度为85%～90%，缓冲的目的是不让抵抗力弱的子实体枯死，增强其抵抗力。2～3ｄ就可转移至抑制室进行抑制处理。
　　（4）抑制　抑制室的温度为3～5℃，湿度为70～80%，抑制的目的是抑大促小,生长快的子实体受抑制较为明显，从而达到子实体生长整齐的目的。抑制的方法主要为光照抑制和吹风抑制两种。光照抑制是每天在10ｈ内分几次用500～1000Lx的光照射；风抑制步骤是前两天吹15～20cm/s的弱风，后两天吹40～50cm/s的较强的风，最后两天吹80～100cm/s的强风，这样经一周后就能达到子实体高度整齐的目的。长势相差较大的抑制效果并不明显，个别长势很快的子实体要及时用镊子拔除。
（生育） 幼菇经抑制后即可转移至生育室，生育室的温度为7～9℃，湿度为75%～80%，CO2浓度控制在1500×10-6以下。待幼菇长出瓶口2～3ｃｍ时，及时套上纸筒，以使小气候CO2浓度增加，从而起到促柄抑盖的效果，经一周的时间菇可长到筒口的高度，约13～14cm。关键点：
　　生育室的栽培瓶（袋）不要改变位置，以防引起菌柄的扭曲；
　　室内保持良好的通风，以防柄变粗或柄中间形成凹线，影响菇的品质；
　　简易的菇房抑盖的办法是等菇长至8ｃｍ高时，在纸筒上覆盖报纸，减少空气流通，可以使盖很小；
　　长势好的栽培瓶应该有250～400个子实体。
　　（采收及包装） 子实体长至瓶口，菇高13～14cm时，即可采收。采用玉米芯为主要原料的每瓶产量可达160～180ｇ，木屑为主要原料的每瓶产量140～160ｄ。。一般出口标准为柄长13～14cm，菇盖直径小于1 cm，没有畸形，菇柄粗细均匀，直径普遍小于2 5mm或更细，挺直无弯曲现象；菇体色泽洁白，含水量低。
　　杏鲍菇
　　（1）后熟培养  据试验杏鲍菇菌丝长满后，进行后熟培养10天，有利于提高产量和质量。
　　（2）搔菌  当前生产上一般采用瓶栽的进行搔菌，搔菌厚度10mm。如上海天厨试验，后熟培养后的菌瓶，经搔菌后覆盖无纺布催蕾，有利于优质高产；台湾瓶栽模式在菌丝长满瓶后去除表面菌皮后，重新封盖移入出菇房催蕾；袋栽一般都不进行搔菌。
　　（3） 催蕾   杏鲍菇催蕾是获得优质高产的关键之一。催蕾菇房内保持气温12～15℃，空气相对湿度85%～95%，光照强50-200Lx，注意通风，CO2浓度1000ppm以下，催蕾3-7天，刺激原基的形成。当袋内形成许多细小菇蕾时，开袋口进行出菇管理。也有先开袋口覆无纺布或薄膜进行催蕾。
　　（4） 育菇  育菇室内保持气温15～18℃，空气相对湿度85%～90%，光照强50-500Lx，通风换气量控制CO2浓度2000ppm以下。当菇蕾长到花生米大小时，及时用锋利的小刀疏去畸形菇和过密菇蕾，一般每袋留2-3个键壮菇蕾。
　　（5）采收   采收时期根据客户要求，一般在菌盖平展，未弹射孢子前采收。采收应采大留小，分次采收，用锋利小刀收割，不影响小菇。工厂化生产只收一潮菇, 病虫害相对较少。但在湿度大温度变化大时, 子实体易受假单孢杆菌的侵害, 会造成毁灭性的损失,应特别注意加强通风, 调节合适的温湿度, 保持菇房内温度恒定。