一种氨处理联合漆酶脱毒处理加工高粱秸秆的方法

1.本发明属于秸秆处理技术领域，特别涉及一种氨处理联合漆酶脱毒处理加工高粱秸秆的方法。


背景技术：

2.食用菌产业规模逐年扩大，所需要的培养料产量缺逐年减小，生产成本逐渐增加，需要积极寻找替代用料。贵州省酱香白酒高速发展，带动了当地高粱种植业的快速发展，每年产生大量的高粱秸秆，而这些秸秆通常采用堆积、焚烧的方式处理，造成了资源浪费与环境污染。
3.目前文献报道关于秸秆的回收利用多是用于发酵生产乙醇；高粱秸秆还能以有机肥的形式还田，但由于其物理结构紧密，自然降解较慢，未腐烂的秸秆会影响作物生长，且其中含有的无机盐利用率较低，整体收益较低。而食用菌的生产正好位于农业生产中的起点和终点，将采收的高粱秸秆用于种植食用菌，生产过后的菌糠又可以作为有机肥还田，形成了一个良性的生态循环系统，一方面可以降低堆积、焚烧秸秆带来的环境污染，另一方面又能降低食用菌生产成本；将高粱种植业与食用菌生产结合起来，同时也可以促进地方经济的发展，为当地农民创造更多的就业岗位和收入来源。
4.但是现有的高粱秸秆作为用于种植食用菌时，一般会将高粱秸秆进行氨水处理，以利于高粱秸秆的降解，但是氨水处理高粱秸秆后，脱除的木质素会氧化为酚类物质、醛类物质，这些物质大多含有苯环，含量虽少但毒性较强，主要由香兰素、丁香醛、香草醛、阿魏酸等物质组成。这类物质在低含量的状态下对微生物生长抑制能力很强，从而抑制食用菌菌丝的生长，研究表明，添加0.1g/l-0.5g/l丁香醛对草菇菌丝抑制率从7.46％提高到51％，对香菇菌丝抑制率从20.52％提高到98.30％。


技术实现要素：

5.本发明意在提供一种氨处理联合漆酶脱毒处理加工高粱秸秆的方法，以解决高粱秸秆氨水处理后抑制食用菌菌丝生长的问题。
6.本方案中的一种氨处理联合漆酶脱毒处理加工高粱秸秆的方法，包括以下步骤：
7.步骤一，高粱秸秆预处理：分别称取粉碎后的高粱秸秆置于10l发酵罐中，加入蒸馏水调整固液比至50％，再加入5％氨水，混合均匀，每组三个平行，然后盖好发酵罐，将发酵罐静置于避光处，常温处理4d，处理完成后取出，置于电热恒温干燥箱中烘干备用。
8.步骤二，漆酶脱毒处理：将氨处理烘干后的高粱秸秆分别置于发酵罐中，配置p h为4.8磷酸缓冲液分别倒入发酵罐中与秸秆混匀，再分别添加1％、3％、5％漆酶，50℃处理12h，然后取出高粱秸秆，置于电热恒温干燥箱中烘干备用。
9.优选的，步骤一中高粱秸秆与蒸馏水混合物的固液比为50％。
10.优选的，步骤一中高粱秸秆与蒸馏水混合物中再加入5％氨水。
11.优选的，步骤一中高粱秸秆在22℃温度环境下发酵4d。
12.优选的，步骤二中磷酸缓冲液的ph值配置为4.8。
13.优选的，步骤二中向发酵罐中再添加3％漆酶，50℃处理12h。
14.本发明的有益效果为：采用氨水处理高粱秸秆，改善高粱秸秆物理性状，并结合漆酶脱毒，降低氨处理后带来的木质衍生物，将酚醛类物质氧化为对食用菌无害的醌类物质，从而采用本发明处理方法，能使高粱秸秆也可以种植食用菌时，而不会影响食用菌的生长，以提高高粱秸秆利用率，降低秸秆焚烧、堆积造成的资源浪费以及食用菌的生产成本，缓和林木资源的消耗。
附图说明
15.图1为本发明实施例中预处理对高粱秸秆持水率的影响的示意图；
16.图2为本发明实施例中各对照组平菇650生物学效率示意图。
具体实施方式
17.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
18.实施例：
19.一种氨处理联合漆酶脱毒处理加工高粱秸秆的方法，包括以下步骤：
20.步骤一，高粱秸秆预处理：分别称取粉碎后的高粱秸秆置于10l发酵罐中，加入蒸馏水调整固液比至50％，再加入5％氨水，混合均匀，每组三个平行，然后盖好发酵罐，将发酵罐静置于避光处，常温处理4d，处理完成后取出，置于电热恒温干燥箱中烘干备用；
21.步骤二，漆酶脱毒处理：将氨处理烘干后的高粱秸秆分别置于发酵罐中，配置p h为4.8磷酸缓冲液分别倒入发酵罐中与秸秆混匀，再分别添加1％、3％、5％漆酶，50℃处理12h，然后取出高粱秸秆，置于电热恒温干燥箱中烘干。
22.通过对本发明加工的高粱秸秆作为食用菌种植材料进行实验，以平菇为例，平菇栽培实验对照组配方如表1所示：
23.表1平菇栽培配方表
[0024] a1a2a3a4a5a6棉籽壳57％00000玉米芯20％00000麸皮20％20％20％20％20％20％高粱秸秆077％77％77％77％77％石灰1％1％1％1％1％1％石膏1％1％1％1％1％1％白砂糖1％1％1％1％1％1％水65％65％65％65％65％65％
[0025]
(表中：a1为常规配方、a2为未经处理高粱秸秆配方、a3为高粱秸秆氨处理未脱毒配方、a4为高粱秸秆氨处理联合1％漆酶脱毒配方、a5为高粱秸秆氨处理联合3％漆酶脱毒配方、a6为高粱秸秆氨处理联合5％漆酶脱毒配方。)
[0026]
将平菇栽培料按照表中配方混合均匀后，装入菌袋，菌袋压至下紧上松，盖上子母套环，置于高温高压灭菌锅中120℃、灭菌1h，灭菌后取出冷却至室温，冷却后在超净工作台
中接种，接种量控制在栽培基质重量的5％-10％左右，而后将菌包置于恒温恒湿培养箱中培养，培养箱设置温度24℃、湿度85％，接种48h后观察记录菌丝萌发情况,平菇菌丝生长情况如表2所示。
[0027]
表2平菇菌丝生长情况
[0028][0029][0030]
氨处理配方组菌丝平均生长速度为5.71mm/d，传统配方组菌丝生长速度为6.86mm/d，相对于传统配方，氨处理配方并无提升，但相较于未经处理高粱秸秆组5.28mm/d有所提高；菌丝定值时间上氨处理组要优于未经处理高粱秸秆组，但仍旧慢于传统配方组，菌丝密度上，氨处理对照组与传统配方组相近，都优于未经处理高粱秸秆组；满袋时间上，氨处理组23d优于未经处理高粱秸秆组的24.6d，但比传统配方组18.6天慢；添加漆酶处理的配方中，菌丝生长速率为5.69d、5.18d、4.94d，添加3％漆酶组速度最快；在菌丝生长势上，5％漆酶组表现最好，其次是3％漆酶组与1％漆酶组；满袋时间分别为23.33d、25d、25.6d，1％漆酶组最快，5％漆酶组最慢。国标ny/t 1742-2009要求平菇满瓶时间需《30d，各对照组均符合要求。
[0031]
氨处理及漆酶处理后高粱秸秆对平菇子实体理化指标的影响实验，各对照组间营养成分测定结果如表3所示：
[0032]
表3各对照组间营养成分测定结果
[0033]
配方粗蛋白粗脂肪粗灰分粗纤维水分a128.231.046.035.586.33a226.260.957.185.490.39a329.971.027.186.2189a427.480.846.545.3189.5a527.040.866.355.3391a628.081.096.695.3385.5
[0034]
经测定，氨处理高粱秸秆组粗蛋白、粗灰分、粗纤维、水分含量均高于常规配方，3个漆酶添加组中，5％漆酶组的粗脂肪含量高于其他对照组，不同比例漆酶的添加对平菇(特抗650)其他营养成分并无明显影响，三组较为接近，但与氨处理高粱秸秆组对比，各营养成分均有所下降，可能是由于添加漆酶处理时，过滤烘干步骤水分流出时带走了部分营养物质。
[0035]
氨处理过后再烘干，高粱秸秆中会残留部分氨，这些氨会附着在高粱秸秆表面形成的微孔中，对传统配方a1、高粱秸秆a2、氨处理高粱秸秆a3中的有机碳和有机氮进行测定，结果如表4所示。
[0036]
表4氨处理对高粱秸秆碳氮比的影响
[0037]
配方有机碳含量(％)有机氮含量(％)碳氮比棉籽壳52.36％2.25％23.27高粱秸秆72.29％0.86％83.44氨处理高粱秸秆71.48％1.89％38.25
[0038]
棉籽壳中有机碳含量为52.36％，有机氮含量为2.25％，碳氮比为23.27。棉籽壳相较于高粱秸秆，碳氮比有着明显的优势。氨处理后高粱秸秆有机碳含量为72.29％，有机氮含量为1.89％，碳氮比为38.25，对比未经过氨处理的高粱秸秆有所提高。食用菌栽培中碳氮比尤为重要，适宜的碳氮比能促进菌丝生长以及子实体分化，在食用菌营养生长阶段碳氮比要求较小，若该阶段碳氮比过大，菌丝生长缓慢，影响生产速度，平菇子实体生长阶段对碳氮比的要求在20-40之间，经过氨处理的高粱秸秆符合平菇对碳氮比的需求。
[0039]
氨水能去除高粱秸秆表面存在的蜡质层与角质层，使木质纤维素暴露出来，并产生一些微孔，能提高高粱秸秆的持水率。预处理对高粱秸秆持水率的影响如图1所示，未经处理的高粱秸秆持水率为45.62％，氨处理高粱秸秆持水率为68.24％，提高了22.62％。
[0040]
以平菇特抗650作为供试菌种，对比其在各个处理组栽培基质中的生物学效率(国标gb 12728-1991中对生物学效率的定义：生物学效率是指单位数量栽培基质的干物质与所培养出的子实体或菌丝体干重之间的比率)。如图2所示，氨处理配方平菇子实体生物学效率为103.1％，对比传统配方112.42％有所减少，但相对于没有经过氨处理的高粱秸秆组85.36％，提高了17.64％；不同比例添加漆酶组生物学效率为102.33％、102.367、102.93％，漆酶的添加对平菇子实体产量并无显著影响，但相对于未经氨处理的高粱秸秆组来说产量有明显提高。且都符合国标ny/t 1742-2009中对平菇栽培产量的要求。
[0041]
综合上述实验，结果如下：
[0042]
(1)木质衍生物对平菇(特抗650)菌丝存在抑制作用，木质衍生物的存在延缓了平菇菌丝的定值速度，生长初期菌丝密度较低，三个不同比例漆酶的添加均能提高平菇菌丝定值时间和菌丝密度，相较于氨处理未脱毒配方与未经过预处理高粱秸秆配方分别提高了2d，3d，菌丝也更加洁白浓密。
[0043]
(2)5％氨水处理能提高高粱秸秆的持水率，氨水能去除高粱秸秆表面蜡质层、角质层使秸秆保水性更好，持水率从45.62％提高到了68.32％。
[0044]
(3)5％氨水处理能提高高粱秸秆有机氮含量，处理后有机氮含量提高到1.89％，有机碳含量为72.29％，碳氮比为38.25，符合平菇营养生长阶段的碳氮比需求。
[0045]
(4)氨处理能提高平菇(特抗650)子实体营养成分含量，其中粗蛋白含量29.97％、粗灰分含量7.18％、粗纤维含量6.21％，均高于对照组；不同比例漆酶的添加对平菇子实体营养成分并无显著影响。
[0046]
(5)氨处理秸秆能提高平菇(特抗650)的生物学效率，相较于未经氨处理的高粱秸秆，生物学效率从85.36％提高到了105.67％。
[0047]
因此，本发明将高粱秸秆进行氨处理，结合漆酶脱毒，应用于平菇的栽培中，以提高高粱秸秆利用率，寻找适合平菇栽培的替代用料，降低秸秆焚烧、堆积造成的资源浪费以及食用菌的生产成本，缓和林木资源的消耗。
[0048]
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知特性等常识在此未作过多描述。应
当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明记载的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。