金針菇接種過程中環境微生物含量與污染率的曲線擬合分析

張鵬 劉雅晴 熊炳輝 趙光輝 藍波妙 林金秀 陳朝文 莊衛東

摘要??采用自然沉降法對一家企業接種箱進行雜菌含量測定，利用回歸分析法對環境中雜菌含量和污染率進行線性回歸、二次曲線回歸、三次曲線回歸，并對得到的回歸模型進行檢驗，研究金針菇菌包污染率隨接種環境中雜菌含量變化的規律。結果表明，3種模型的P值均小于0.01，說明3種模型均可以很好地反映環境中雜菌含量與污染率的關系，三次曲線模型的R2adj值最大（0.997），接近1，且各回歸系數達顯著水平，因此三次曲線模型最適合表征環境中雜菌含量與污染率的關系，回歸方程為Y=0.203-0.489x+0.293x2-0.014x3。

關鍵詞??回歸分析法;污染率;線性回歸;二次曲線;三次曲線

中圖分類號??S??646.1+5文獻標識碼??A

文章編號??0517-6611（2020）04-0046-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.014

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Curve Fitting Analysis of Dynamics between Microbes Content and Contamination Rate during Flammulina velutipes Inoculating

ZHANG Peng1，LIU Ya-qing2，XIONG Bing-hui3 ?et al??（1.Quanzhou Institute of Agricultural and Sciences，Quanzhou，Fujian 362212;2.Quanzhou Normal University，Quanzhou，Fujian 362046;3.Fujian Yuxing Agricultural Science and Technology Co.Ltd.，Quanzhou，Fujian 362212）

Abstract??In this paper， the law of variation of other microbes content in inoculated environment versus contamination rate of fungi bag has been studied.In order to achieve the objective of this study， natural sediment method was applied to measure other microbes content in inoculation box of one enterprise.Through regression analysis which contain linear，quadric cure and cubic cure on the date of other microbes content in inoculation box and contamination rate， the mathematical model was constructed， and then a statistical test was put to the model.The results showed that the P value of the three models were less than 0.01， all of the model well reflected the relationship between other microbes content and contamination rate， the R2adj of cubic model was maximal（0.997） and regression coefficient were distinctness by T testing， therefore， the cubic model can accurately predict the change of the contamination rate according to other microbes content， regression equation was Y=0.203-0.489x+0.293x2-0.014x3.

Key words??Regression analysis method;Contamination rate;Linear regression;Quadric curve;Cubic curve

金針菇（Flammulina velutipes）又名金菇、構菌、毛柄金錢菌，隸屬于傘菌目（Agaricales）白蘑科（Tricholomataceae）小火焰菌屬（Flammulina）[1-2]，其營養豐富，深受市場歡迎，是我國最早進行人工[3-5]栽培的食用菌之一，我國食用菌協會統計顯示，2017年我國金針菇產量達247.92萬t。目前我國金針菇主產區福建、江蘇等地已實現了工廠化栽培，對于生產企業而言，污染率是決定企業經濟效益的重要因素之一，在工廠化栽培過程中，各個操作空間及環境的潔凈度與菌包的污染率呈顯著正相關，為了減少污染發生，接種室、培養車間的雜菌需要控制在一定的范圍內，目前許多金針菇生產企業尤其是袋栽模式的企業仍采用傳統的接種箱接種，接種箱內的潔凈度直接關系到接種的成功率，做好接種箱的消毒及空間雜菌監測極為重要。檢查環境空氣中微生物數量的方法很多，沉降法是其中的一種，沉降法操作簡單，檢查出的活菌總數客觀地反映了空氣污染的程度，是判斷空氣污染的指標之一，常用于室內空氣微生物含量測定與評價[6-7]。筆者從一家金針菇生產企業的接種環節入手，對接種箱內微生物采樣，研究接種過程中雜菌含量與污染率的關系，分析兩者之間的數量關系，建立合適的模型，旨在對菌包污染率進行預測，從而及時采取嚴格消毒措施，降低污染率，提高種植效益。

1??材料與方法

1.1??試驗地點??福建省裕興農業科技有限公司。

1.2??試驗材料??PDA培養基、接種箱、酒精燈等。

1.3??試驗方法

1.3.1??采樣點的選擇。每個接種箱設置3個采樣點。采樣點分布見圖1。

將接種工具、菌種、栽培袋按要求放置到接種箱內，PDA平皿置于采樣點處，根據試驗設計，進行相應的處理后，密封接種箱，打開皿蓋，自然暴露在接種箱空氣中5 min后蓋上皿蓋，采樣完成。采樣完成后立即接種，接種時按無菌操作要求進行[8]，接種完成后培養袋連同平皿一起取出。接種室的環境溫度控制在20 ℃以內。

將平皿倒置放入35～37 ℃恒溫培養箱中，培養48 h后取出，進行菌落形成單位計數，求出每箱平均每皿菌落形成單位的數量[9]。

1.3.2??試驗設計。

接種環境微生物的含量通過控制接種箱內部消毒嚴格程度的方式來設置6個處理，處理①：嚴格按照規程操作，器物表面及空間消毒;處理②：氣霧消毒30 min，器物表面不作消毒;處理③：氣霧消毒15 min，器物表面不作消毒;處理④：不作氣霧消毒，器物表面不作消毒;處理⑤：不作任何消毒措施，打開箱蓋10 min;處理⑥：不作任何消毒措施，打開箱蓋30 min。每個處理4個重復，每個重復5箱，每箱接種60袋。

1.3.3??數據統計。

接種后的栽培袋移至培養室，21 ℃避光培養10 d，統計污染率。記錄每10個接種箱空氣中雜菌含量（CFU/皿）的平均值及其對應的污染率。

1.3.4??數據分析。

以上述空氣中雜菌含量（CFU/皿）的平均值為自變量，其對應的污染率為因變量，繪制散點圖。觀察數據在圖中的分布情況及特點，選用不同的回歸模型對數據進行回歸擬合，根據不同模型的R、R2 、R2adj、F等統計量判斷（接種箱）空氣中雜菌含量與污染率這2個變量適用于哪個回歸模型。

2??結果與分析

2.1??數據統計

（接種箱）空氣中雜菌含量與污染率的統計結果見表1，相應的散點圖見圖2，不同處理的平板經培養后菌落生長情況見圖3。根據散點圖的分布情況選擇3個回歸模型（表2）。

2.2??不同模型的比較及選擇

不同模型的統計量描述及檢驗見表3。從表3可以看出，直線、二次曲線、三次曲線3種模型的擬合度（R2）均達0.95以上，方差分析的Sig.均小于0.01，因此這3種模型的擬合結果均具有統計學意義。

三次曲線 模型的R2adj最大（0.997），因此可以判斷（接種箱）空氣中雜菌含量與污染率這2個變量更適于Cubic模型，擬合曲線與觀測值非常吻合（圖4）。故Cubic模型最適合表征污染率隨（接種箱）空氣中雜菌含量變化的規律。從圖4可以看出，當接種箱內空氣中雜菌含量在0～3 CFU/皿時，菌包的污染率能夠控制在1%的范圍內，當雜菌含量超過3 CFUu/皿時，菌包的污染率明顯增大。

2.3??回歸方程

Cubic模型的回歸系數見表4，從表4可以

看出，因變量Y（污染率）對3個自變量（接種箱雜菌含量）x、x2、x3的非標準化回歸系數分別為-0.489、0.293、-0.014，對應顯著性檢驗的t值分別為-3.03、7.989、-6.049，3個回歸系數B的顯著性水平P值均小于0.05，可以認為自變量x、x2、x3對因變量（污染率）均有顯著影響。自變量x2的標準化回歸系數最大，說明變量x2較其他變量對因變量（污染率）的影響最大。因此，回歸分析得到的回歸方程為Y=0.203-0.489x+0.293x2-0.014x3。

3??討論

在金針菇的工廠化生產中，各個工藝環節的操作不當均會引起菌包的污染，保持正常的染菌率是食用菌工廠運行的基礎，所有的管理工作都是建立在這個基礎之上，如果染菌率失控，正常的生產秩序將完全被打亂，工廠將承受巨大的經濟損失。接種過程中的污染主要來源于接種工具及懸浮空間內的微生物，包括真菌、細菌、病毒、放線菌等，通過對接種環境的動態檢測，預測菌包的污染率，指導金針菇生產管理，及時控制環境質量，從而降低污染。通常，食用菌生產企業要將污染率控制在5%以下，效益才能得到保障，該研究根據Cubic模型可知，當接種箱內雜菌含量超過6 CFU/皿時，菌包的污染率將大于5%。生產中，可以對接種箱進行抽樣檢測，若箱內雜菌含量超過6 CFU/皿時，污染率過大，應對接種箱重新消毒，同時該批次菌包不能繼續培養;若箱內雜菌含量小于5 CFU/皿時，則污染率在可以接受的范圍內。

空氣微生物的采樣方法有很多，自然沉降法最簡單、應用最廣，它是利用帶有微生物的塵粒因重力自然下降至培養基表面，在空氣中暴露一定時間后進行培養，菌落檢查計數，以平板培養皿中的菌落數來判定環境內的活微生物數。據測算，每100 cm2培養基在空氣中暴露5 min，其表面接受自然沉降的雜菌相當于10 L空氣中所含的雜菌數。

由于某些微生物不能在PDA培養基上生長[10]，檢測過程中也容易受到其他環境因素的干擾，這種方法并不能精確地測出空氣中全部微生物的真實含量，但能反映空氣中微生物含量的變化趨勢及嚴重情況，此外由于引起金針菇菌包污染的主要雜菌如木霉屬、青霉屬、根霉屬、脈孢菌屬、假單孢桿菌屬等都可以在PDA培養基上生長，因此該方法可以用來對接種箱空氣環境進行大致的估計。

安徽農業科學2020年

參考文獻

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