香菇、木耳、平菇……鮮香美味的食用菌，是大眾餐桌上不可或缺的美食。

但你知道嗎？我們從市場(chǎng)購(gòu)買的食用菌大多是人工栽培，而其通常生長(zhǎng)在大棚里的菌棒上，因此菌棒成為栽培食用菌至關(guān)重要的一環(huán)。

在食用菌的世界里，每個(gè)菌棒都是一個(gè)“微型農(nóng)場(chǎng)”。傳統(tǒng)的菌棒生產(chǎn)工藝都是分步制棒，面臨用工多、污染率高、滅菌能耗大等問(wèn)題，但我省一家企業(yè)研制的新工藝，讓這些難題迎刃而解。

這項(xiàng)“食用菌菌棒一體化自動(dòng)高效生產(chǎn)工程技術(shù)裝備”，不久前榮獲了2023年度河北省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

菌棒制作時(shí)間節(jié)省90%以上、用工量降低近50%、平均每棒成本降低0.6元……顛覆傳統(tǒng)的新工藝，如何帶來(lái)食用菌栽培的“工業(yè)化”？

10月21日，培元農(nóng)業(yè)科技石家莊有限公司實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，技術(shù)人員在對(duì)菌種進(jìn)行化驗(yàn)。河北日?qǐng)?bào)記者 史晟全攝。

量變與質(zhì)變

一個(gè)日產(chǎn)5萬(wàn)菌棒、合每1.7秒就要產(chǎn)1棒的食用菌制棒廠，會(huì)是一幅怎樣的繁忙景象？

10月14日，記者走進(jìn)平山培元現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園一座21米高的制棒車間，所見(jiàn)卻與想象大相徑庭。

這里的車間“靜悄悄”，產(chǎn)線上很難看到工人，取而代之的是一臺(tái)全封閉滅菌、冷卻、接種一體機(jī)。機(jī)器臺(tái)架六七米高，形似火車頭。機(jī)器頭部由上下3個(gè)封閉的橫臥圓筒罐組成，每個(gè)圓筒罐長(zhǎng)五六米，圓切面直徑1米多。

在制棒車間樓下的裝袋車間，絞龍高速旋轉(zhuǎn)，深褐色的無(wú)菌基料被推至抱筒后，自動(dòng)化套袋裝置迅速為基料套袋、封口，整個(gè)過(guò)程一氣呵成，一個(gè)個(gè)加工完成的菌棒“排隊(duì)”走下流水線。

“如果采用傳統(tǒng)方法，我們一期項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)1500萬(wàn)菌棒的目標(biāo)，至少需要150畝地和85名工人?！迸嘣r(nóng)業(yè)科技石家莊有限公司總經(jīng)理閆金龍說(shuō)，借助這套設(shè)備，4條生產(chǎn)線就能搞定1500萬(wàn)棒的年產(chǎn)量，占地不到50畝，工人僅需45人左右。

一套設(shè)備，如何能有如此威力？

“關(guān)鍵就是對(duì)傳統(tǒng)制棒工藝的流程重塑。”獲獎(jiǎng)項(xiàng)目完成人之一、翔天科技股份有限公司董事長(zhǎng)肖俊培一語(yǔ)道破。

9月11日，在位于涿州的翔天科技總部菌棒一體化生產(chǎn)中試車間，站在全封閉滅菌、冷卻、接種一體機(jī)前，肖俊培詳細(xì)介紹每個(gè)封閉罐體暗藏的玄機(jī)。

“植物生長(zhǎng)需要土壤，同樣，菌種生長(zhǎng)也離不開(kāi)無(wú)菌的木屑和秸稈等制成的‘土壤’?！敝钢钌厦娴拇蠊?，肖俊培說(shuō)，制作菌棒的原料首先會(huì)在這個(gè)罐里進(jìn)行121℃的高溫滅菌，之后，原料會(huì)自動(dòng)進(jìn)入下邊的冷卻罐降溫。待溫度降至25℃，再注入液體菌種，將“土壤”和“種子”攪拌均勻后，成為待裝菌料。然后，菌料進(jìn)入樓下的裝袋車間自動(dòng)分裝成一袋裝菌棒。至此，培育食用菌的菌棒就可以批量制成了。

“這套設(shè)備最初研發(fā)時(shí)是像這樣只設(shè)計(jì)了兩個(gè)罐。但我們?cè)谄缴巾?xiàng)目里又增加了第三層的儲(chǔ)存罐，這樣就能把拌好的料臨時(shí)儲(chǔ)存在這個(gè)罐里供應(yīng)裝袋，以便另外兩個(gè)罐能一刻不耽擱地繼續(xù)投入生產(chǎn)?！毙た∨嘟忉尩?。

滅菌—降溫—裝袋，這樣的流程與傳統(tǒng)制棒工藝有何不同？

肖俊培解釋，傳統(tǒng)制棒流程通常是先把原料分裝成一裝袋制成棒，再將這些袋裝棒高溫滅菌。滅菌后進(jìn)行降溫，再打孔植種菌種。整個(gè)流程下來(lái)，不僅耗時(shí)耗能，還費(fèi)工費(fèi)力。

“同樣是滅菌，新工藝全過(guò)程耗時(shí)只需1.5小時(shí)，但傳統(tǒng)工藝平均耗時(shí)10小時(shí)?！毙た∨嘟榻B，在降溫環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)工藝?yán)鋮s時(shí)間24小時(shí)，新工藝僅0.28小時(shí)。各環(huán)節(jié)累加，傳統(tǒng)菌棒制作時(shí)間為3至4天，而新工藝只需3至4小時(shí)。

這對(duì)菌棒生產(chǎn)意味著什么？

“時(shí)間的量變，疊加出成本的質(zhì)變?！毙た∨嗾f(shuō)，以年產(chǎn)3000萬(wàn)棒為例，傳統(tǒng)制棒法約占地250畝，而創(chuàng)新工藝后占地只需60至80畝。此外，還能省工近50%、節(jié)能70%。這些最終反映到菌棒制作成本上，平均每棒成本降低0.6元。

重塑流程，帶來(lái)的還有品質(zhì)的質(zhì)變。

食用菌制棒最大的難題就是污染，一旦菌棒感染了空氣里的雜菌，菌類就不長(zhǎng)，壞棒了，自然就出不了菇。2011年，肖俊培生產(chǎn)的近百萬(wàn)個(gè)菌棒，因?yàn)闇缇粡氐?，?dǎo)致食用菌減產(chǎn)60%以上，損失上千萬(wàn)元。

如何根除菌棒感染雜菌？

“傳統(tǒng)工藝制棒之所以污染風(fēng)險(xiǎn)高，主要是因?yàn)樵诜植街瓢暨^(guò)程中，原料多次暴露于空氣中，增加了雜菌侵入的機(jī)會(huì)?！苯?jīng)過(guò)成百上千次實(shí)驗(yàn)，肖俊培團(tuán)隊(duì)最終采用組合式密封的辦法，將滅菌、冷卻、接種等環(huán)節(jié)放在一個(gè)封閉的空間內(nèi)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了菌棒無(wú)菌生產(chǎn)。

據(jù)評(píng)估，傳統(tǒng)工藝規(guī)?；瓢羧倦s率為0.3%至5%，而創(chuàng)新技術(shù)不僅使雜菌沒(méi)有“可乘之機(jī)”，同時(shí)減少了90.4%的環(huán)境消毒藥物使用量，進(jìn)一步保障了食品安全。

全過(guò)程創(chuàng)新

每個(gè)菌棒需200毫升菌液，一家日產(chǎn)3萬(wàn)棒的食用菌制棒廠，每天需要多少菌液？

6000升，答案并不難算。

但這不僅是一道簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)題，更是對(duì)技術(shù)與效率的巨大挑戰(zhàn)。

在食用菌的世界里，每個(gè)菌棒都是一個(gè)“微型農(nóng)場(chǎng)”，菌種如同種子一樣至關(guān)重要。但菌種生長(zhǎng)需要10至12天，其活性高低也直接影響出菇質(zhì)量。

如何保證菌種的快速高效生產(chǎn)？

9月11日，走進(jìn)翔天科技液體菌種培養(yǎng)車間，一個(gè)鋼架結(jié)構(gòu)的“二層樓”展示著兩種不同繁育工藝的液體菌種繁育罐。

樓下，是十個(gè)大小一致的罐子，容量600升；樓上，則是四組三聯(lián)罐，容量分別為100升、500升、5000升。

“樓下，是當(dāng)下工藝使用的單罐，樓上的是我們創(chuàng)新研發(fā)的三聯(lián)罐?！毕杼炜萍柬?xiàng)目部經(jīng)理王龍庭說(shuō)，“可別小看這組三聯(lián)罐，它可是國(guó)際首套多聯(lián)罐液體菌種繁育系統(tǒng)，是效率最高的菌種生產(chǎn)加速器?！?/p>

透過(guò)一個(gè)可視化的小窗口，只見(jiàn)繁育罐內(nèi)仿佛在熬煮小米粥，白色的菌球在黃色的培養(yǎng)液中游動(dòng)翻滾。在這個(gè)過(guò)程中，菌球以驚人的速度分裂，菌體細(xì)胞以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，迅速擴(kuò)大菌種的數(shù)量。

從一個(gè)罐到三個(gè)罐，這樣的設(shè)計(jì)有何用意？

“菌種具有快速分裂和增殖的能力，但菌種對(duì)環(huán)境十分敏感，一旦培養(yǎng)液中積累代謝產(chǎn)物過(guò)多，或受到空間限制，都會(huì)導(dǎo)致菌種生長(zhǎng)停滯?！蓖觚埻フf(shuō)，多聯(lián)罐充分利用了這些特性，不斷為菌種提供更大的空間和更豐富的營(yíng)養(yǎng)，使菌種能夠在每個(gè)階段都保持快速增殖的狀態(tài)。

以單罐為例，10至12天生長(zhǎng)期滿，10個(gè)600升的單罐，最多只能產(chǎn)出4250升菌液。

但利用三聯(lián)罐系統(tǒng)，菌種首先在100升的罐中開(kāi)始生長(zhǎng)，當(dāng)菌絲充滿整個(gè)罐體后，會(huì)被自動(dòng)轉(zhuǎn)移至500升的罐中繼續(xù)生長(zhǎng)。隨著菌絲再次充滿500升的罐體，它們會(huì)被進(jìn)一步轉(zhuǎn)移到5000升的繁育罐中，最終產(chǎn)生3750升的菌液。

“繁育相同數(shù)量的液體菌種，三聯(lián)罐的占地面積，約相當(dāng)于單罐總占地面積的四分之一。”王龍庭說(shuō)。

在翔天科技，創(chuàng)新貫穿于制棒的全過(guò)程。

在培養(yǎng)車間，一根根菌棒靜靜地排列，但內(nèi)部卻悄然發(fā)生一場(chǎng)巨變——菌絲不斷生長(zhǎng)蔓延，菌棒的顏色也逐漸由黑變白，最終轉(zhuǎn)為褐色。

平時(shí)我們?cè)诋嬅嫔峡吹剑秤镁情L(zhǎng)在菌棒上，但事實(shí)上，菌棒制成后并不是直接放到大棚里，而是要在這樣的控溫控濕環(huán)境里完成轉(zhuǎn)色，才能放到大棚里產(chǎn)菇。

這個(gè)過(guò)程，就叫養(yǎng)菌。

在這里，記者發(fā)現(xiàn)一個(gè)令人疑惑的地方——菌種生長(zhǎng)離不開(kāi)氧氣，所以通常菌棒表面都會(huì)打上孔洞透氣。但這里的菌棒卻被塑料袋包裹得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)，菌種是怎么呼吸的呢？

托起一根菌棒，王龍庭說(shuō)：“雖然看不見(jiàn)孔，但其實(shí)它全身都是孔?！?/p>

原來(lái)，這款看似普通的塑料袋大有來(lái)頭，它是一款獲得專利的透氧食用菌栽培袋。若是用顯微鏡觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)袋子全身布滿了微小的孔洞，這些小孔的尺寸經(jīng)過(guò)精密計(jì)算，能夠確保只進(jìn)氧氣，而將雜菌“拒之門外”。

“氧氣的分子直徑小，雜菌的分子直徑大，我們經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，用納米打孔技術(shù)，在生產(chǎn)塑料袋時(shí)就將整個(gè)袋體打滿微孔?！蓖觚埻フf(shuō)，這既防止了雜菌侵入，也有效提升了菌種活力，縮短發(fā)菌期。

傳統(tǒng)工藝中，發(fā)菌時(shí)需要在菌棒表面打4個(gè)孔植入菌種。由于圓孔周圍含氧量較高，菌絲會(huì)以這四個(gè)孔中心向整個(gè)菌棒擴(kuò)散，菌絲布滿菌棒并完成轉(zhuǎn)色通常需要45天左右。

而應(yīng)用新技術(shù)，攪拌均勻的“土”和菌液在高含氧量的環(huán)境中生長(zhǎng)，菌絲的擴(kuò)展速度顯著加快，發(fā)菌期只需12天左右。

“45天縮短到12天，發(fā)菌時(shí)間減少73%?！蓖觚埻ソ忉?，這意味著培養(yǎng)車間的面積可以減少四分之三，大大節(jié)省了土地、基建投資和人力成本。而且發(fā)菌期越短，菌棒內(nèi)的菌絲“年齡”越一致。

菌絲“年齡”直接關(guān)系著出菇效率。

王龍庭介紹，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)菌棒平均可以出2斤菇，如果菌絲“年齡”不一致，出菇過(guò)程往往稀稀拉拉，一個(gè)菌棒通常需要4至5潮才能出完菇。但如果菌棒內(nèi)的菌絲“年齡”一致，通常3潮就能全部出完。這樣，出菇周期平均縮短一個(gè)月，設(shè)施利用效率大大提升。

“目前，我們手握94項(xiàng)專利技術(shù)，其中45項(xiàng)已經(jīng)獲得授權(quán)?！毙た∨嗾f(shuō)，這些技術(shù)共同構(gòu)成了“食用菌菌棒一體化自動(dòng)高效生產(chǎn)工程技術(shù)裝備”的核心體系。

全產(chǎn)業(yè)鏈延伸

9月12日，走進(jìn)培元農(nóng)業(yè)科技石家莊有限公司，年產(chǎn)1500萬(wàn)棒的制棒車間一側(cè)，36個(gè)食用菌大棚整齊分布。棚內(nèi)，肥厚的香菇、木耳破袋而出，色澤鮮潤(rùn)，菌香濃郁。

作為“消化”菌棒的下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這些大棚使園區(qū)實(shí)現(xiàn)了制棒到出菇一條龍。

只有關(guān)注下游生產(chǎn)，創(chuàng)新鏈才能真正轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)鏈。

“我們現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)了菌棒生產(chǎn)全年無(wú)休?？砷L(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)制棒工藝和食用菌大棚的環(huán)境調(diào)節(jié)能力有限，出菇多集中在春秋季?！币贿吺侨曛瓢?，一邊是季節(jié)性出菇，在閆金龍看來(lái)，這樣的矛盾不解決，就無(wú)法充分發(fā)揮菌棒制作工廠化的產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)。

“目前我們正在探索采用企業(yè)統(tǒng)建棚室、統(tǒng)引品種、統(tǒng)制菌棒、統(tǒng)教技術(shù)、統(tǒng)標(biāo)收菇、統(tǒng)加營(yíng)銷，農(nóng)戶分戶栽培管理的‘六統(tǒng)一分’模式，來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題?！遍Z金龍說(shuō)，他們已在平山建設(shè)園林景觀式出菇園區(qū)3個(gè)，共有棚頂發(fā)電、棚內(nèi)四季產(chǎn)菇棚室112棟。

科技成果轉(zhuǎn)化，是創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈深度融合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

10月10日，在距離涿州3000公里的新疆若羌，圍繞香菇品種向陽(yáng)2號(hào)的出菇管理調(diào)整方案，翔天科技駐若羌技術(shù)團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了激烈的討論。

今年3月，年產(chǎn)食用菌菌棒1500萬(wàn)棒的項(xiàng)目在若羌投產(chǎn)。近半年來(lái)，翔天科技的技術(shù)團(tuán)隊(duì)一直在當(dāng)?shù)孛芮嘘P(guān)注著菌菇的生產(chǎn)情況。

“新疆的氣候條件與內(nèi)地有很大不同，尤其是晝夜溫差大、濕度低等因素，對(duì)菌菇的生長(zhǎng)產(chǎn)生了顯著影響?！毕杼炜萍捡v若羌技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人張振明介紹，項(xiàng)目主推的香菇品種有T2和向陽(yáng)2號(hào)兩個(gè)主力品種。但在9月底，向陽(yáng)2號(hào)首次出菇后，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，該品種的出菇情況與內(nèi)地相比差距明顯。

團(tuán)隊(duì)馬上對(duì)向陽(yáng)2號(hào)的后續(xù)培養(yǎng)方式進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件。

“為了各地項(xiàng)目的順利推進(jìn)，我們各個(gè)項(xiàng)目都有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，根據(jù)不同地區(qū)的氣候特征，選擇主栽品種和配套的栽培技術(shù)。”肖俊培介紹。

近3年來(lái)，翔天科技已在河北、新疆、河南、湖北等地進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化推廣，與全國(guó)69家地方政府進(jìn)行洽商合作，初步具備為不同地區(qū)量身定制菌菇方案的能力。目前，累計(jì)推廣菌棒1.96億棒，培訓(xùn)菇農(nóng)1.5萬(wàn)余人次。

持續(xù)的創(chuàng)新研發(fā)，讓翔天科技的菌菇產(chǎn)業(yè)鏈不斷向下延伸。

在翔天科技實(shí)驗(yàn)室，擺放著許多瓶瓶罐罐，里面裝著各種顏色的粉末，這些都是菌菇深加工提取得到的子實(shí)體、粗多糖等活性成分粉末。

“通過(guò)深加工技術(shù)，可以從菌菇中提取這些有益成分，開(kāi)發(fā)出更多健康功能性食品。”肖俊培說(shuō)，公司已經(jīng)使用牛樟芝細(xì)胞體試制出了菌菇飲料，還利用灰樹(shù)花、猴頭菇、蛹蟲(chóng)草等食用菌的子實(shí)體生產(chǎn)了多種飲品。