食用菌工厂化生产及环境控制技术

食用菌产业化生产是最具现代农业特色的产业化生产方式。采用产业化技术手段，在设施环境可控的条件下，组织高效的机械化、自动化、流水化作业，实现食用菌规模化生产。现代化、集约化、标准化、年化生产是我国食用菌产业的发展方向。近年来，我国食用菌产业化生产发展十分迅速。除了上海、北京、广东发展较早并继续领跑外，江苏、福建、山东、东北地区也后来居上，成为食用菌产业化生产的主要基地。目前，我国工厂化生产的主要品种有金针菇、杏鲍菇和蟹味菇、双孢蘑菇、白灵菇等。配套食用菌产业化生产的设备制造商也发展十分迅速。目前生产设备包括全自动灭菌设备、成套生产线、液菌设备、空调设备、加湿设备、净化设备及控制系统。为细菌的产业化发展奠定了基础。但国内食用菌生产设备整体上与日韩相比仍有差距，需要不断改进和完善。

1 食用菌工厂化生产

1.1 工艺流程

1.2 操作要求

1.2.1 原料混合

栽培的主要原料有锯末、玉米芯、棉籽壳、甘蔗渣等，养分有米糠、麸皮、玉米粉和少量石灰、石膏等。工业化生产的配方中，养分比例高于常规栽培，一般占总量的30%40%，尽可能提高头湿菇的产量。

基本配方1：棉籽壳30%，玉米芯36%，麸皮30%，玉米粉3%，碳酸钙1%，水分64%66%。

基本配方2：锯末33%、玉米芯30%、米糠22%、麸皮11%、玉米粉3%、碳酸钙1%、水64%66%。

通过搅拌，使原料在最短时间内吸收大量水分，提高堆肥本身的蓄水能力，使物料混合均匀。同时可以快速完成装瓶和灭菌，避免微生物大量繁殖，造成发酵物料酸败，改变其理化性质，影响发芽和发芽速度。产品输出。

1.2.2装瓶将混合好的原料均匀装入专用塑料瓶中，打孔、封盖。目前国内使用的有850mL和1100mL的培养瓶。金针菇多采用1100mL大口径塑料瓶装，单瓶产量已达300g以上；杏鲍菇1100mL塑料瓶培养，产量130-150g； 850mL1100mL塑料瓶培养的蟹味菇产量分别约为160g和200g。

1.2.3 灭菌一般采用全自动高压灭菌器来提高灭菌效率和效果。培养物中的所有微生物（包括孢子）被灭菌杀死，使培养物处于无菌状态，同时，培养物经高温高压处理后，一些大分子物质如纤维素和半纤维素部分降解，有利于菌丝的分解和吸收。

1.2.4冷却多采用二次冷却。灭菌完成后，将灭菌车拉至预冷室，通过净化至10000级的自然新鲜空气将灭菌瓶温度降至50以下，降温时间约2小时，起到了节能的作用。然后通过冷却风扇强制冷却至20C 以下。

1.2.5 接种大部分采用固体自动接种机，部分企业也使用液体接种机。接种室需要保持足够的清洁度，将万级净化新鲜空气引入接种室，使室内形成正压，防止外界气流进入。接种区通过层流罩净化，局部水平达到100级，保证接种产量。

1.2.6 培养接种后，将培养瓶置于垫板上，移至洁净、控温、控湿、控气的培养室内。培养室应有适宜的温度、湿度和CO2浓度。金针菇的培养时间为25-30天，蟹味菇的菌丝体需要后熟处理。黄蟹味菇的栽培时间为80-90天，白蟹味菇的栽培时间为90-100天，杏鲍菇的栽培时间为30-90天。 35d。如果使用液体菌种，培养时间将缩短7-10天。 1.2.7 刮菌瓶内栽培的食用菌必须经过刮菌处理，使表面菌丝断裂并重新形成菌丝，缩短出菇时间，提高出菇的均匀性。金针菇、杏鲍菇在刮的时候，一定要把瓶子表面的细菌去掉，而蟹味菇则保留了表面的细菌，刮成“馒头状”。金针菇、蟹味菇刮后需要注水，以补充培养过程中流失的水分，使菌丝恢复快，而杏鲍菇不需要注水来控制原基数量。 1.2.8催芽催芽室必须具备适宜的温度、光照、湿度和通风等条件，具备原基形成条件。空调能及时降温（升温），保证原基在合适的温度下形成。必须合理设置和开启灯光，诱导原基形成，控制正常的原基数量。出芽时应保持较高的环境湿度，室内必须保持一定的气流流通，使不同方向的气流均匀，减少上下层温差，促进原基同步形成和正常生长。 1.2.9 抑制现有品种中，只有金针菇采用抑制程序。通过抑制可以达到菇体均匀、菇体壮实的目的。经试验，4抑制处理1周后，健菇率达到95%，而无抑菌处理时，健菇率为88%。镇压分为风压和光压，或两者同时使用。抑风作用是通过微风吹走瓶口表面积存的CO2，使一些较弱的菇芽吸收足够的氧气，促进其正常生长；光抑制的作用是通过光照抑制生长较快的菇体，使大小菇芽同步生长。 1.2.10 子实体生长金针菇属于低温品种，出菇温度控制在5-7。蟹味菇和杏鲍菇属于中温品种，温度控制在14-16。低，为减少细菌感染，杏鲍菇采用干湿交替的方法。金针菇的CO2浓度可达10000mg/kg，促进菌柄伸长，抑制菇盖生长。金针菇的生长不需要特殊光照。日常观察时开灯即可满足需要。蟹味菇的生长需要强光，促进菌盖上花纹的正常形成，抑制菌柄的过度生长。 1.2.11 采收与包装子实体长到七、八成成熟时即可采收。金针菇采收后直接包装，分为150g小包装和5kg大包装。杏鲍菇切根后一般采用2.5kg大包装。蟹肉香菇脆嫩。消除

培养料后以150g托盘包装为主。金针菇小包装和蟹味菇采用单向透气膜，通过自动化机械包装，以延长保鲜时间。包装后入2～4℃冷库。    2 环境控制技术    2.1 厂房要求    食用菌工厂化生产采用封闭式厂房，目前使用最多的是带保温的彩钢板厂房。厂房周围要求无工业三废、畜禽养殖场、垃圾堆置场及其他污染源，生产水源最好使用管网自来水。根据生产布局一般分为五个区域：Ⅰ区为无菌区，包括冷却室和接种室，是厂区洁净度最高的区域；Ⅱ区为培养区，对洁净度有着严格的要求；Ⅲ区为搔菌、栽培、包装区，对环境的整体要求较高；Ⅳ区为操作区，包括装瓶和灭菌区域，对环境无特殊要求；Ⅴ区为挖瓶区和原料堆场，是灰尘和杂菌较多的区域。根据日生产量和不同品种，合理布局各区域面积，对各个区域制订不同管理要求和人员流动要求。    2.2 净化    2.2.1 空气净化    新风由高压离心风机送入，经过初、中效过滤后，再由冷却室和接种室的高效过滤风口送入，连续循环，达到室内净化，冷却室和接种室要求达到1万级洁净度，并形成正压，防止外气倒流。    2.2.2 风淋    对进入冷却和接种区域的人员达到洁净要求，减少外面灰尘和杂菌随着人员进入而带入。    2.2.3 层流罩     在接种机的上方安装层流罩，使接种局部区域达到100级洁净度，保证接种区域充分洁净，提高接种成品率。    2.2.4 自净器     在冷却室和接种室安装带高效过滤器的净化设备，室内空气经自净器的高效过滤装置的连续循环，达到室内的净化。    2.3 制冷、加热    不同食用菌品种有各自适宜的培养温度和出菇温度，食用菌工厂化生产就是创造一个最适宜的环境条件，满足培养和出菇需要。制冷（加热）和通风设备是食用菌工厂化生产中关键设备，投入大，对技术要求高。目前许多企业开发了智能化控制系统，实时采集、监控培养和栽培期间参数的变化，并及时预警，为食用菌创造优化的生长条件。    2.3.1 制冷负荷设计    负荷计算=泄漏热+瓶子发热+机械发热+照明发热+换气负荷    泄漏热=墙面面积×内外温差×导热系数瓶子发热=瓶子数量×每瓶发热量    机械发热=室内冷却器发热+加湿器水温差产生热量+换气扇产生热量    照明发热=灯管数量×每台单位时间发热量×开启时间    换气负荷=室内容积×每小时换气次数×内外温差×热回收率     同时，考虑其他热损耗，制冷效率衰减等因数，在选用制冷机时，制冷机负荷=计算负荷×1.2。在负荷计算中，瓶子发热和换气所产生的负荷最大；而选择保温性能好的建筑材料，减少导热系数和热回收装置的使用可有效减少负荷，同时根据不同培养阶段呼吸作用的强弱，以CO2浓度为指标，自动启动送排风装置，起到节能降耗的目的。    2.3.2 电加热    在室内机的出风口安装电加热管，通过室内机风机送到室内，起到加热作用。          2.3.3 蒸汽加热    适合北方寒冷地区使用，蒸汽直接通入栽培室，起到加热和加湿作用。    2.4 通风换气    食用菌工厂化生产是处于高密度、封闭环境下的培养和出菇，在菌丝培养和子实体生长阶段产生大量的CO2和其他代谢产物以及大量的热能，因此通风条件的优劣直接影响到菌丝的营养积累和对杂菌的抵抗能力，最终影响到产品的品质与产量。菌丝培养和出菇要有合理的放置密度，既要充分利用空间，又要使所有的瓶处于良好的通风换气环境中，菌丝与菇体呼吸产生的热量及CO2及时排出，保证每瓶均能产出高品质的产品。常用的通风设备有换气扇、热交换器和空调箱。

2.4.1 换气扇    根据房间的大小和放置瓶子的数量，选择合适的换气扇型号和数量，保证有足够的风压和风量，快速地送、排风，达到设定的CO_2浓度。

2.4.2 热交换器    新鲜空气和室内空气进行热量交换后，通过送风管送入栽培房间，起到减少空调负荷、节能的目的。

2.4.3 空调箱    制冷（加热）和新风送入组合机组。新风通过机组制冷或加热，再通过风管送入培养室或栽培室，进入的新风温度和室内温度比较接近，避免室内或冷、或热，同时新风通过分布在室内的风管送入，均匀度更高。

2.5 加湿    水是食用菌生长的最重要的环境因子之一，作为各种生理代谢的媒介，与食用菌的生长和发育紧密相关。除了在培养料配制时达到足够的含水量外，菌丝培养和出菇阶段必须保持一定的相对湿度，使基质的含水量维持与环境水分相互扩散的动态平衡中。目前工厂化生产的加湿方法主要有超声波加湿、高压微雾加湿和蒸汽加湿。

2.5.1 超声波加湿    振动子产生的雾粒，直径小于5μm ，加湿效率高，加湿后不产生滴水现象，对水质要求较高，需要软化处理，去除水中的水溶性无机物和杂质，振动子的寿命在5000h左右，需定期更换。是食用菌工厂化生产中应用最广泛的加湿设备。

2.5.2 高压微雾加湿    通过高压泵对水加压到4.9×106MPa以上，再经过高压管输送到喷嘴，雾粒直径小于15μm ，水雾从液态变成气态，在空气中吸收热量，起到降温和加湿作用。适用于面积较大的培养室。

2.5.3 蒸汽加湿    蒸汽管直接通入栽培车间，起到加热和增湿作用。适用于北方寒冷、干燥的食用菌栽培室。

2.6 光照

食用菌工厂化生产是在全封闭环境下的立体栽培，在菌丝培养期间不需要光照，但在出菇过程中必须保持一定的光照强度，诱导原基形成和提高整齐度。普遍使用的是日光灯，具有节能效果的LED灯在金针菇及杏鲍菇上也逐步被使用。

3 讨论

食用菌工厂化生产涉及生物技术、环境控制技术、信息技术等多个领域，是多学科相互融合、相互渗透的综合性学科，对人员、设备和管理有着很高的要求。

食用菌工厂化生产的快速发展，带来产品的季节性过剩。我国食用菌工厂化生产的产品和常规生产的产品在相当长的时间内同时存在，一些投资少、成本低的季节性产品必然冲击市场价格，对工厂化生产企业造成很大的压力。同时劳动成本的上升和原材料、能源价格的上涨，影响着企业的利润，企业间竞争也越来越激烈。食用菌工厂化生产的关键在于如何连续、稳定地获得优质、高产的产品，如何减少劳动力成本和节能、降耗。 （国家食用菌工程技术研究中心 农业部应用真菌资源与利用重点开放实验试验室 上海市农业遗传育种重点开放实验室 上海市农业科学院食用菌研究所，高君辉 冯志勇 唐利华）