作者：严泽湘 主编
出版社：化学工业出版社
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菇菌工厂化生产新技术试读：
一、食用菌工厂化生产问题的探讨
食用菌工厂化生产是近年在我国逐渐兴起的。本文探讨了食用菌工厂化生产的定义；对工厂化生产的认识；分析了工厂化生产的优势与局限；展望、预测了工厂化发展前景和趋势，对食用菌工厂化生产有重要的指领性作用。（一）食用菌工厂化生产的起源与发展
食用菌工厂化生产始于20世纪中叶。1947年，荷兰率先进行蘑菇工厂化生产，随后，美国、德国、意大利等国家陆续进行。日本于20世纪60年代开始采用工厂化生产以白色金针菇为代表的木腐菌。80年代后，韩国和中国台湾在日本的基础上开始食用菌工厂化生产的尝试。我国大陆在20世纪80年代引进蘑菇工厂化生产线，但由于种种原因而未能达到预期效果。90年代后，台湾省和国内其他省份的一些企业投资兴建了木腐菌工厂化生产线，其中有的取得了较好的效益。随后，国内食用菌工厂化生产由此起步并逐渐兴起。（二）食用菌工厂化生产的定义和认识
我国食用菌工厂化生产起步较晚。迄今为止，对食用菌工厂化生产还没有一个明确、统一的定义。任为民、刘遐等先后分别提出了食用菌工厂化生产的定义。这些定义的共同特点是把高效率的机械化、自动化、规模化作业作为食用菌工厂化生产的基本要素；黄毅从另一角度提出食用菌工厂化的定义，强调食用菌工厂化的目的是提高设施和设备的使用效率，提高资金周转使用率，从而实现“空龄效应”。
食用菌工厂化生产是一种特殊模式。其根本目的是实现不局限于地域、不限于季节的全天候生产；其关键是使食用菌生产的农艺技术与环境调控的工业技术有机结合；其手段是用工业设备调控环境条件，使之满足食用菌生产过程对环境的要求。机械化、自动化可以减少劳动力的投入，提高功效和劳动生产率，这固然是食用菌工厂化发展中应当追求的，与食用菌工厂化生产的目的有一定的联系，但并不是必然相关。与其必然相关的是环境调控的设施、设备。尽管我国的劳动力成本在快速上涨，但目前仍低于整个亚洲的平均水平，更是大大低于发达国家和地区。劳动力价格优势是我国目前乃至今后相当长一段时间内的重要优势，盲目强调机械化、自动化并不适合中国国情。另外，一定规模只是食用菌工厂化生产正常进行和赢利的基本要求，不是食用菌工厂化生产与否的依据。规模本身是一个模糊的概念，何为大何为小，并无精确和公认的划分依据；福建省许多村年生产食用菌数百万袋，产菇上千吨，规模不可谓不大，但却与工厂化生产不着边际。全面考察目前国内食用菌工厂化生产后，可以发现这样一个事实，产品质量高低、企业效益好坏，与投资规模、装备层次和自动化程度的高低，仅仅是食用菌工厂化生产的本质属性。将非本质属性的内容列入定义之中，其结果是不适当地缩小了食用菌工厂化这一概念之外延。从广义上来看，食用菌工厂化生产还应当包含以液体培养为手段、以生产菌丝体为目的的深层发酵工艺。事实上，深层发酵已为多数药用真菌生产所利用，它具有机械设备简单，便于操作，生产周期短，产量高等特点，很适合工厂化生产。
综上所述，笔者认为，食用菌化工厂生产是指利用工业技术控制光、温、湿、气等环境要素，使食用菌菌丝体和子实体生长于人工环境，从而实现食用菌生产周年化的生产模式。
食用菌常规生产与工厂化生产的产品各有千秋，前者的产品虽然在外观质量和安全方面处于劣势，但在生产成本方面的优势却十分明显。工厂化生产的产品形式是鲜品，从经济角度看，用于干制、盐渍或其它方式加工都是不可行的；而常规生产的产品除鲜销外，还是各种初加工和深加工的原料。工厂化生产的产品的主要消费对象是宾馆、酒楼和其他高端、中端消费者，而常规生产的产品销售对象则主要是中端、低端大众化消费群体。常规生产的产品在自然条件适合出菇的季节集中上市，工厂化生产的产品则是周年均衡的供应市场。由于二者的产品形式、消费对象和上市季节的差异，二者并不存在直接的竞争。因此，在现阶段两者可以“兼蓄并存”。（三）食用菌工厂化生产的优势与特性
1.反季节生产
不同食用菌或同一食用菌的不同品种，对生活条件有不同的要求。尤其是对温度、湿度有不同要求，决定了常规食用菌生产对季节有一定的选择性。食用菌工厂化生产实现了不拘泥于区域和季节的食用菌周年生产，但其获利主要依赖于反季节产品，故工厂化生产食用菌的关键在于反季节的生产。常规食用菌生产中，也有周年生产、反季节生产之说，但主要是通过不同品种或菌株安排，个别小气候独特地点的选择以及适当技术措施的应用实现的。这种周年生产和反季节生产，受制于区域和季节，其任何技术工艺必须适应于自然条件，与摆脱了自然条件羁绊的工厂化生产的反季节生产有着本质上的区别。就生产的角度而言，食用菌工厂化生产无地域选择和季节安排之说，即便有，也只是从成本和效益的角度考虑。因此，反季节生产是食用菌工厂化生产的一个显著特征和优势。
2.产品高质量
就食用菌而言，产品的品质至少应包括外观品质、内在品质和安全卫生品质等几个方面。工厂化生产和常规生产的食用菌产品，二者在品质的优劣尚难定论，但在外观品质和安全卫生品质方面，前者具有明显的优势。工业技术的应用，使得工厂化生产中的菌丝体和子实体所处的环境相对一致并且稳定，为生产出外观品质高的产品奠定了基础，这是常规生产所难以比及的。从产品安全、生产卫生的角度看，工厂化生产便于建立无害化食用菌病虫害的防治体系，便于对原辅材料进行检测和选择，便于对生产环境的检测和监控，在产品安全卫生品质方面也具有较大的优势。
3.要素密集化
食用菌工厂化生产中，各个要素高度密集。
首先是基金的密集。食用菌工厂化生产是一项高投入的资金密集型产业。建设成本高，运作成本高。姑且抛开机械化、自动化不谈，仅出菇房的制冷系统和保温设施，就是一项数额巨大的投入。日常维持生产的电费支出也相当昂贵。食用菌工厂化生产投资动辄数百万、数千万。即便是简陋的小规模工厂化生产，没有数十万元也难以启动。
其次是技术密集。一般食用菌生产技术只涉及许多农业科学领域的知识，如微生物学、遗传学、生态学、栽培学、气象学等。而食用菌工厂化生产在此基础上还需具备制冷、机械、建筑、保温等工业技术。
第三是人才密集。企业化的运作特点决定了食用菌工厂化生产需要懂经营、善管理的经营人才，需要专业知识深厚和生产实践丰富的工、农专业技术人才，需要了解市场、营销能力强的销售人才，需要具备食用菌生产经验并适应工厂化生产作业操作的技工人才。（四）食用菌工厂化生产的问题与局限性
1.生产种类少
目前我国人工栽培的食用菌种类已达60余种，而目前实现工厂化生产的食用菌种类仅10余个品种。从生产角度出发，大多数食用菌应该都可以用工厂化的模式生产出来。但食用菌工厂化生产的目的不仅仅是追求产品，其终极目标是利润。工厂化生产的特点，决定了食用菌生产种类受到限制。有些出菇周期长、占用空间大的食用菌品种，如香菇、竹荪、大球盖菇等，目前就无法采用工厂化模式生产。日本是香菇的消费大国，生产香菇的历史仅次于我国，对香菇生产有深入的研究，同时是亚洲率先实现食用菌工厂化生产的国家，但至今没有实现香菇的工厂化生产。国内有人提出香菇工厂化生产，但实际上只是在菌筒制作、培养过程采用了一些机械和温控设备，出菇过程仍然沿用传统栽培管理方法，并非真正意义上的工厂化生产。
2.生物效率低
目前工厂化生产的十余个品种中，除蘑菇的生物学效率较高外，其余品种的生物学效率都低于常规生产。食用菌生产中，许多品种的产量主要集中在第一潮菇，约占总产量的50%。常规食用菌生产通常通过采收三、四潮方能获得全部产量。由于后几潮菇占总产量的比重低，且出菇需要较长时间，从生产成本考虑，工厂化生产一般只采收一潮菇。因此，食用菌工厂化生产的生物学效率普遍较低。例如，浙江江山白色金针菇常规生产，生物学效率可达80%～90%，而大多数白色金针菇工厂化生产的生物效率仅有40%～50%（编者按：如果将采收第一潮菇后的菌袋移入厂房附近的塑料大棚，让专人继续管理出菇，可提高产量，以补工厂化生产的不足）。
3.能源消耗大
食用菌工厂化生产，需要根据所生产的食用菌品种特性，创造温、湿、光、气等生活条件，这些条件的取得，有赖于工业设备的不停运转，需要消耗大量的能源。从目前情况看，食用菌工厂化生产主要是中温、低温型食用菌品种，需要在低温环境出菇。因此，要实现连续出菇，必须有制冷设备的不间歇运转，其电费消耗量相当惊人，如夏2季生产金针菇每月需要电费50元/米，占运行成本的一半。就企业而言，更多的是从经济效益的角度来考虑能源问题。能源消耗的多少，决定生产成本的高低和经济效益的好坏。而就全社会而言，能源的紧缺，已成为阻碍经济发展的一大瓶颈，国家在大力提倡建立节约型社会，其中重要的就是要节约能源。从这个角度出发，食用菌工厂化生产应在节约能源方面加强研究与探索。（五）食用菌工厂化生产的前景与趋势
1.前景
经过近二十年的探索，在总结失败教训和成功经验的基础上，国内食用菌工厂化生产已经起步，不少食用菌工厂化企业也获得了良好的效益。作为一种食用菌生产的新模式，食用菌工厂化生产在我国前景良好并且有巨大的发展空间。
首先是市场有空间。目前我国食用菌工厂化生产品种主要是白色金针菇，其生产量占所有食用菌工厂化产品的60%以上，其余有限的几个品种，诸如杏鲍菇、真姬菇、秀珍菇、白灵菇的栽培数量较少。尽管工厂化生产的产品成本高，主要消费对象是高端消费群体，但由于生产量少，除个别不适合中国人口味的品种外，大部分品种市场空间较大；并且随着经济的发展和社会公众生活水平的提高，消费群体将逐渐向中端和高端发展，市场将不断扩大。
其次是品种有余地，一方面我国目前常规食用菌生产的品种达60余个，应该可以从中筛选出更多适于工厂化生产的品种。
再次，我国乃至整个亚洲，食用菌工厂化生产的品种还局限于木腐菌，草腐菌的工厂化生产几乎空白，草腐型食用菌的工厂化生产可值得探索、开发。
此外，目前生产的品种主要是中温、低温型食用菌。从理论上分析，工厂化生产中，对环境升温的成本应该低于降温的成本，因此，中温、高温型食用菌工厂化生产的可能性是存在的。
2.趋势
首先，食用菌工厂化生产在品种上有向多菌类方向延伸的趋势。木腐菌、草腐菌并行，高温、中温、低温全面发展。随着工厂化生产的不断发展，现有品种终究有达到市场饱和的时候。开发其他品种既符合市场的需求，也是食用菌工厂化生产自身发展的需要。
其次，食用菌工厂化生产在设备、设施的投入方面将趋于理性。我国经济发展水平与发达国家尚有很大的差距，在食用菌工厂化生产的设备、设施方面不能像日本、韩国或者欧美追求高度的自动化和机械化，应该根据我国的国情和食用菌工厂化生产的特点有所取舍。在环境控制、尤其是产菇环境控制方面的设备、设施不能吝啬，而在拌料、装袋（瓶）、搬运、采收的人工操作方面，尽量减少不必要的固定资产投资。
第三，食用菌工厂化生产的配套行业将逐步兴起。社会发展是以分工专业化为方向的，食用菌工厂化生产也不例外。欧美蘑菇品种供应、培养料发酵、覆土加工等生产的各个环节，都成了互相联系而又各自独立的企业。从趋势上看，今后一段时间内，我国使用工厂生产的发展速度要高于欧美亚洲其他国家，工厂化生产的配套行业极有可能随之兴起。
第四，菌糠的处理利用将趋于合理。食用菌生产原料，经菌丝酶系的作用，木质素、纤维化被降解，而蛋白质、脂肪和其他营养物质则有所增加，菌糠具有多种用途，可以作为饲料，喂养牛、羊、猪等，也可作为肥料和沼气生产的原料。作为肥料是优质有机肥，既可改良土壤，又可节省投资，且可增产增收，是一举多得的大好事。
不论如何，食用菌工厂化生产是一种必然的趋势，经过较长时间的不懈努力探索，必将产生辉煌的业绩。
二、食用菌工厂化生产智能控制系统的利用
工厂化生产食用菌，智能控制系统是关键技术。在食用菌工厂化生产现状的基础上研究食用菌智能控制系统的工作原理和过程，指出控制系统平台的应用，对工厂化生产食用菌有很强的指导作用。现将有关智能控制系统的研究与利用介绍如下。（一）智能控制系统简介
我国于20世纪90年代末引进食用菌的自动化生产流水线，开始工厂化生产。工厂化生产要求操作的自动化、规范化、标准化。随着国际社会对农产品质量的要求越来越高，在工厂化生产过程中，应特别重视农产品的安全监控。危害分析和关键控制点（HACCP）体系目前已为联合国食品法典委员会采纳，国际上已经将HACCP体系控制系统纳入到食用菌的自动化栽培之中。在荷兰、美国、波兰等国家，工作人员可以在办公室中利用电脑数控系统对食用菌栽培的各种参数进行监控，及时修正偏离参数，基本上做到了一台计算机统一控制全部厂房的智能化监控，产品的品质得到了很好的控制。目前，国内部分食用菌工厂化生产企业通过了HACCP体系的认证，但缺乏对可能影响食用菌安全的各个关键控制点进行自动化的监控，还停留在人工检测、文本记录阶段。所以，有必要开发对食用菌生产过程进行自动化实时监控的自动化软件。（二）智能监控系统的必要性
1.食用菌生产安全与品质纠偏的需要
工厂化生产食用菌最迫切的要求是适时的纠偏行动，确保食用菌产品的安全性与品质的稳定性。在工厂化生产食用菌过程中使用了大量的自动化设备，如自动化填料机、消毒设备、接种设备、人工气候设备及控制系统等，任何设备的故障都可能影响产品的品质和安全。智能化HACCP体系能够将影响食用菌产品安全与品质的最关键因素及时地进行统计，以最快的速度进行传输，使管理者能够在最早的时间发现，并立即采取纠偏措施，从而减少食用菌生产过程中的不合格项，确保产品的质量安全。
2.食用菌生产安全与品质监控的需要
食用菌工厂化生产的HACCP体系提出了一系列影响食用菌产品安全、卫生以及品质控制的关键点，其中涉及用料要求、用水安全、生产环境条件。如温度、湿度、CO浓度、用料的含水量、酸碱度等2关键参数的适时监控和控制以及产品溯源的档案管理等，每个环节都需要进行监管。同时在每个关键点都需要周期性的记录，文本资源使用量极大。目前，生产企业虽然能够在关键控制点上进行监控，但都是通过人力去完成，经常产生一些滞后性的信息，影响了决策和纠偏行动的及时性。智能化控制系统可以通过互联网将食用菌工厂化生产的各个关键控制点纳入HACCP体系智能控制软件中，通过数据采集、阈值设置、信号转换、传输、偏差警报与纠正等一系列措施，实现对工厂化生产食用菌实行智能化控制，减少人为因素对食用菌产品品质的影响，使品质管理更加客观。（三）智能化监控系统的特点
1.数据采集的准确性
精确的监控取决于数据的准确性。因为数据可以指出问题，告诉使用者问题发生的原因及频率，以及种植过程中的诸多变化和什么时候开始失控，数据为采取措施打下了基础，要达到这个效果，必须选取符合要求的合适的数据。如果所选数据不对、不准确或缺乏时效性，就会得到错误的结论，进而采取错误的行动。要达到预防和及时纠正措施，就必须适时采集数据、实时监控，在生产中发现问题、解决问题。监控系统采用智能化的关键点采集探头，数据可以自动从测量设备传输到软件进行实时监控，避免人工的输入和数据分析的滞后。
2.监控系统强调信息技术的应用
通过连接监控体系各硬件设备的网络，工作人员可以了解到真实的需求信息。关键点智能化感应探头的应用，可以及时、准确、全面地获取影响关键控制点的各项参数，通过模块转换、远程传输，工作人员可以对影响食用菌产品安全与品质的各个因素进行实时监控，并向不同管理部门实时报警。另外，信息技术的应用解决了企业对食用菌栽培过程监管难的问题，使得食用菌的栽培过程始终处于透明和可控的状态，保障了产品的质量。
3.监控系统直接参与食用菌栽培和质量检测环节
使用者可以对系统所定义的食用菌的栽培环境状况，栽培过程中的每个特性值进行实时分析控制，从而达到整个产品在栽培过程处于被控的优良状态。系统同时对食用菌生产管理的各个流程进行全程记录，从而能够及时准确地实现产品的生产追溯，有利于产品生产过程的质量管理。
4.监控系统使检测参数具有功效
工作人员可以通过系统所定关键控制点使检测参数纳入HACCP体系之中，保证检测参数有用有效，并且为HACCP体系的文本型管理向数字化智能管理的过渡提供很好的技术支撑，为产品问题的追溯管理提供方便的渠道。
5.查询方便、界面友好
系统所有功能模块之间的数据交换没有障碍，充分考虑了各个不同的功能模块间数据的相对独立性和所有功能模块间数据的共享性，能够极大满足和方便各个级别的查询、控制和分析，且能将不同类型的数据整合到友好的人机对话界面中。（四）智能监控系统的原理与功能
1.工作原理
监控系统通过一系列关键点的智能化感应探头及时获取关键控制点的各项参数，通过远程传输、信号转换对影响食用菌产品安全与品质的各个因素进行实时监控，并向不同管理部门实时报警，同时将所有异常情况和纠偏行动记录下来。因此，监控系统极大地提高了工厂化生产的质量管理效率，为HACCP体系文本型管理向数字化智能管理的过渡提供了很好的技术支撑。
智能化监控系统的工作过程为：按照HACCP体系要求设置关键控制点；报警界限设置；安装智能化感应探头；选择数据采集方式；自动从智能化感应探头收集数据；自动保存数据，并标记日期和时间，以防止数据意外丢失；引入数据的串行通信端口界面；多个用户同时存取数据文件；数据库连接数据管理器，为企业查看所有过程；实时检测某一特性值数据；作了注释、指明原因、指出纠正措施的数据做标记，提供参考；失控警报等（如图1所示）。图1 食用菌智能监控系统工作过程示意图
2.功能模块设计
根据用户需求，考虑食用菌栽培过程中最重要因素，智能化监控系统的功能模块设计见表1。表1 智能化监控系统模块划分
3.视频监控模块
用于各车间监控画面显示，具有分屏显示功能，接收来自视频服务器的视频流信号，可以显示某个车间的画面，并根据需要放大或缩小。通过视频监控模块，工作人员可以利用1台机器固定或移动地查看各个车间的生产情况，减少往来现场的次数，降低工作量，提高工作效率。
4.环境监控模块
用于显示所选时间段的环境参数和预警管理。环境参数指食用菌类生长环境各种参数，如温度、湿度、CO、O等，输出结果以具体22数值和曲线图形式表示，清楚明了。也可以根据时间选择历史环境参数记录，预警管理包括环境报警区间设置、环境异常报警、报警记录管理、报警记录查询等功能。用户可以设置容许环境参数变化的区间，如果环境参数变化超过区间范围或发生异常情况时，系统将报警。环境监控模块减少了人工监测的工作量，避免人工操作所产生的误差，可提高预警的准确度。
5.食用菌CCP管理模块
用于管理各个批号的产生关键控制点，包括批号管理、控制点安全阀值历史记录查询等功能。用户可以按照产品的批号设置关键控制点以及控制点阈值，对控制点自动监控，如果在生产过程中，控制点数值超过阈值，系统将报警。关键控制点是保障产品质量的关键，掌握好关键控制点的设置和预警，是企业品质保障部门的工作重点，而在产品生产过程中，能够关键控制点进行实时监控，即时报警，可以降低品质保障部门工作量，节约生产成本。
6.基本信息管理模块
用于人事管理及产品信息管理，为管理层提供便捷的信息服务，提高管理业务效率。
三、食用菌工厂化生产技术的改进与建议
近十年来，国内外食用菌产业的发展相当迅速，食用菌生产、加工在我国已然形成独立的新兴产业，并在20世纪90年代开始探索工厂化生产的技术和模式。然而，由于承袭了“粗放”式生产技术和工业生产本身的高能耗，使得本该“绿色”的食用菌生产变得越来越不清洁，越来越不安全，急需要引入新的技术和对生产工艺进行改进和提升。笔者结合生产实践就此问题提出一些看法和建议。（一）食用菌工厂化生产的形成与现状
世界各国食用菌生产到了发展的高级阶段。目前，许多发达国家已经形成了工厂化生产，如英国双孢菇栽培业的工业化的“卫星模式”；双孢蘑菇生产大国美国、法国、荷兰、英国和巴西等，从栽培原料的发酵、接种、发菌到出菇管理均采用工厂化的生产工艺，机械化程度达到80%左右；日本从20世纪70年代开始，就实现了瓶栽食用菌机械化和工业化生产；之后韩国仿效日本技术，也实现了食用菌机械化、工厂化设施栽培，在国际上处于领先水平，韩国金针菇生产场——大兴农场，栽培场以计算机智能控制菇房，整个生产过程可按一定程序进行。我国20世纪80年代开始，先后从美国、意大利等国家引进了9条工厂化生产线，由于技术、市场和管理等因素，大多被迫停产放弃，工厂化生产一度处于低潮。20世纪90年代以来，随着食用菌产业的发展，国内食用菌生产又必然地步入工业化生产阶段，一些企业采用引进设备和自创技术相结合的方式，取得了一定的成效。如江苏省连云港国鑫医药设备有限公司，对发达国家的食用菌机械化生产技术与装备进行了消化吸收，并结合我国生产实际率先对关键技术装备进行了国产化研发，生产了一系列性能可靠的食用菌生产和加工设备。上海浦东天厨菇业有限公司在学习、借鉴国外先进经验的基础上，在中国率先建立了金针菇工厂化生产项目。江苏江南食用菌公司对传统生产进行机械改造，初步实现了日产6吨金针菇的工厂化生产。山东九发食用菌股份有限公司，引进了国外先进的双孢蘑菇生产设备及加工设备流水线，成功地实现了双孢蘑菇的规模化、周年化生产。福建省大力开发袋栽食用菌生产机械，采用机械化、工厂化集中生产袋料，然后分散到农户管理的生产模式取得了成功。但是，总体上我国食用菌生产的工厂化，还是小型半工厂化或设施加强型生产模式，环境控制水平较低，还基本停留在凭经验的操作阶段，并且只有金针菇、花菇和杏鲍菇等少量品种实现了初步的工厂化生产。从发展来说尚处于工业化生产的初级阶段。（二）面临的问题和挑战
在科学发展观指导和要求下，环境和生态问题已经成为社会各行业发展所必须面临和解决的重大课题。食用菌生产虽然在生态农业发展中发挥了积极的推动作用，为现代生态农业的重要组成部分，但是在现有生产模式下，其生产过程本身又衍生出新的“生态危害”。如食用菌生产中的“白色污染”问题，食用菌生产用的塑料薄膜（袋）为石油副产品，难以分解，势必对土壤和环境造成污染；食用菌生产中的甲醛污染问题，目前在食用菌制种或接种时仍用甲醛作为消毒剂，对人体有潜在危害；食用菌生产的菇木资源和水资源问题等，近年来我国食用菌生产迅速发展，可以说也是依靠资源和能源的大量消耗实现的。此外，由于菌种使用混乱和生产过程缺乏统一的质量监控体系，引发生产菌种系统生物多样性的丧失生态失衡，导致生产性能退化、抗性减弱、病虫害抗药增强、产品品质与风味下降以及有毒有害物质（如农药、“三致”物质等）在产品中的残留污染等。在食用菌生产开始步入工业化阶段之后，如果上述问题不妥善解决，传统工业生产模式的高能耗、高成本、高污染特点，会加重食用菌生产对环境和生态的危害。
综上所述，作为农业与工业、生产与消费、城市与农村紧密结合形成的新兴产业，食用菌现代工业化生产不应该仅仅是生产数量的规模化和生产过程的机械化、自动化。探索既集聚工业生产的批量化、标准化、高效率优势，又具备能源合理消耗、资源充分利用的环境友好型、清洁生产技术规范化，既有急迫性又有必要性。（三）工业化清洁生产工艺及安全控制特点
1.清洁生产的概念
清洁生产的概念首先是由联合国环境规划署（UNEP）针对工业生产的污染、污染的末端治理而提出来的。清洁生产要求节省原料和能源，取消（减少）有毒原料的使用，并且在生产过程排放废物之间减缓废物的数量和毒性，实现废物量最少排放。危害分析和关键控制点（HACCP）体系目前已为联合国食品法典委员会采纳，有些发达国家已经将HACCP控制体系纳入到食用菌的工业生产之中。“食用菌清洁生产工艺及安全危害关键控制点技术”（以下简称“清洁安全生产技术”），是将现有的食用菌工业化生产工艺置于工业清洁生产和食品危害分析与关键控制点技术的工艺体系内，进行系统化改进和完善，最后形成适于食用菌工厂化生产应用的新技术模式。
2.清洁安全生产技术的特点
首先，新技术不仅强调生产过程（产中）的机械化、自动化，而且更加体现整个生产链（产前、产中、产后）的清洁化和环境友好。目前应用于国内外的食用菌工业化生产技术，基本上是根据食用菌自身的适宜生长条件，在不同季节采取最优的环境控制模式，进行机械化操作，实现食用菌周年化、高效生产模式。其显著特点是机械化和信息自动化，如日本瓶栽金针菇的装瓶、接种、搔菌、挖瓶环节的机械化生产，欧美等发达国家的温、湿、水、气、肥等主要生长因子的综合信息自动化控制系统等。国内的工厂化生产基本参考国外模式。这种技术模式关注的是食用菌生产效率和经济效益，没有充分考虑生产对环境和能源的污染与破坏，最多停留于对污染的“末端治理”方式。“清洁安全生产技术”在生产过程机械化的基础上，将对环境生态的影响和产品安全两个重要因素纳入生产体系，通过技术的整合与改进，从生产源头实现产前、产中、产后整个生产链的低能耗、清洁化和无（低）害化，降低或消除传统工业生产模式的高能耗、高成本和高污染危害。在追求经济效益的同时，达到生态效益和社会效益的全面提升。
其次，通过“过程监测+关键控制点”技术，实现对工业化生产过程的危害分析和纠正，实现食用菌生产安全与品质保证。我国食用菌工业生产是在传统栽培模式基础上的机械化和规模化，仍带有浓重的传统工艺“弊端”，如生产中的“经验式”粗放管理、病虫害防治中的轻“预防”重“施药”等，造成了我国食用菌产业只能徘徊于“量”取胜，以“价”求“生”的尴尬境地，国际市场竞争力日益遭受到技术贸易壁垒的严峻挑战。“清洁安全生产技术”采纳了食品生产的“危害分析和关键控制点”（HACCP）技术方法，形成适合食用菌生产流程的危害控制体系，从育种选育、产地环境、原料选择、栽培管理、农药使用、产品流通、包装检验、市场准入和可溯源等方面建立明确的指标体系和关键控制措施，通过“过程监测+关键控制点”技术严格要求，形成规范化、标准化操作和管理。
3.清洁安全生产技术的内容
新技术包括2个部分，即清洁化生产操作技术流程与安全危害关键点控制体系。（1）清洁化生产操作工艺 在工厂化生产食用菌的过程中，将整体预防的环境策略应用与产前、前中、产后，采用相应的技术措施和对生产链的适当延伸，取消（减少）有毒原料使用，并且减、降废物排放的数量和毒性，实现食用菌工业生产的清洁、生产过程清洁和产品清洁。具体技术流程图见图2所示。图2 清洁化生产操作技术工艺流程图（2）安全危害关键控制点的构建 对所有可能影响和危害食用菌生产安全与品质进行分析，并将设置为关键控制点，建立相应控制阀值；通过在线实时检测，对食用菌生产的各种参数监控，及时修正偏离参数；同时建立产品溯源档案。“过程监测+关键控制点”技术，确保产品品质主要内容见表2。表2 安全危害关键点控制体系（四）结束语
清洁安全生产技术，是基于环境友好和食品安全理念的优化工艺的聚合，由于食用菌品种的多样性和栽培原料的广泛性，清洁安全生产技术并没有完全一致的工艺指标，它重在强调生产过程中的清洁化和产品的无害化。在生产实践中要因“品种”而异、因“原料”制宜来建立清洁安全生产技术的指标体系和操作工艺。实施清洁安全生产技术，虽然会增加前期投入的成本，但从食用菌产业的趋势来看，必将会给企业创造长久的经济和社会效益。
四、食用菌工厂化生产成功的要素
食用菌的工厂化生产是跨行业多学科行业，技术性和专业性很强的项目，其中包含微生物学、机械、制冷、自动控制等多项专业技术。工厂化生产食用菌的特点是出菇一致、整齐、周转快。
为了实现食用菌工厂化生产，必须有先进的设备（包括配套的机械和控制系统），适合的菌株和培养料配方以及配套的栽培工艺才能完成。这是构成食用菌工厂化生产成功的四大要素。
四大要素之间相互影响，只有良好的设施配套与设施相适应的菌株和配方，结合相适应的栽培工艺，才能保证工厂化生产食用菌的成功，实现工厂化生产食用菌的最大效益。（一）栽培设施
这里主要指培养房和出菇房环境控制设备。控制设备主要包括温度控制系统、通风（CO）系统和空气湿度的控制系统。其中温度控2制系统最为关键。
1.温度控制系统
温度是食用菌生长的最主要因素之一。不同的品种对温度的要求不同。不同地理位置和气候条件，制冷机组选择也不同。创造适宜的不同阶段要求的最佳温度是工厂化生产食用菌成功的关键所在。所以保证食用菌不同阶段要求的温度能够自由调控是设施最基本的要求。（1）制冷量的确定 ① 菌丝生长最旺盛的时候培养料发热所需的制冷量；② 最大通风量时所消耗的制冷量（包括水蒸气热量）；③ 墙体的散热量。选择压缩机制冷量时在以上计算制冷量总和外，要多加30%左右的制冷量。（2）蒸发器的选择 库房里的温度调整是通过蒸发器的热交换来完成的，只有一定的蒸发面积（热交换面积）和单位时间内一定的热交换风量，才能确保库房温度自由调整。从制冷的角度上说，食用菌生产的培养房及出菇房均属高温冷库。由于环境的湿度较大，为了防止蒸发器结霜，特别是库温要求较低的时候，其蒸发温度低于0℃。蒸发器铝翅片片距要求加大。一般情况下1匹（2500瓦）制冷量配蒸2发面积8～17米，蒸发温度4～8℃，蒸发器风机风量要求150～2203米/（小时·千瓦）。冷风机蒸发温度与房温的温差越小，库房湿度越大。蒸发面积越大，风机风量越大，库房温差越小。冷风机蒸发温度每提高1℃，制冷量增加4%。为了提高单位时间内换热量，必须相应增加蒸发面积和风机风量。（3）冷凝器配套 在南方一般用水冷凝器，在北方一般用风冷凝器。冷凝器的选择要根据当地平均气温而确定。冷凝温度的高低影响整个制冷机组的制冷量，冷凝温度降低可以增加制冷量。所以适当加大冷凝器，可以降低冷凝温度，从而增加制冷量。经验是根据压缩机制冷量向上增大1级（约5匹），比如制冷量20匹压缩机配25匹冷凝器。冷凝器中每匹要求3（米）长铜管，才能保证足够的冷却能力。（4）相关单位换算关系
① 1瓦=0.86千卡/小时 1千卡/小时=1.163瓦。
② 1匹=2500瓦（风冷机组），l匹=3000瓦（水冷机组）。
③ 美国冷吨（USRT）=3.517千瓦。
1千瓦=0.284美国冷吨（USRT）。（5）库房温度设置 库房温度设置以中心温度为准，上下至少3℃的温差。否则夏天外界气温过高时，冷机频繁启动不仅增加了启动消耗电量而且空气湿度下降，增加保湿难度。不同温度空气的持水能力不同，持水能力随气温的升高而增加；就室内而言，温度降低减少了空气的持水率，空气相对湿度增加；当温度提高时，空气持水率增加，菇表与空气湿差增大，菇表向空气蒸发加快，从而使菇体水分散发加快。
2.通风控制系统
包括新鲜空气交换和内循环系统。不同食用菌品种和同品种不同菌株对空气要求不同。（1）新鲜空气交换有两种方式 一种是连续通风：保持厂库内CO浓度维持在一定水平，连续的保持一定量的新鲜空气交换；另一2种方式为定时通风：保持CO浓度不超过规定要求，定时短时间将厂2房内气体交换彻底。连续通风的控制可以通过调整风机转速和风门大小来进行；定时通风控制根据厂房空间大小、风机风量大小及不同品种对通风的要求来确定通风的时间长短；通风的间隔时间根据品种要求和不同生长阶段而定。通风量的确定根据品种不同和不同生长阶段而定。风机大小和型号确定也因品种、厂房规格、通风要求而定。只有确定了风机，根据厂房规格及该品种对O的要求，才能确定通风2的具体时间。（2）内循环 为了保持厂房温度和O均匀一致，必须有足够的2内循环来保证。内循环时间及风量的确定，根据不同品种、厂房床架的设计和规格、不同生长阶段而定。方式有两种：一种是定时内循环方式，一种是连续内循环方式。其控制方式同新鲜空气交换。
3.湿度控制系统
不同品种、不同生长阶段对环境的湿度要求不同，一般来说菌丝生长阶段要求湿度较低，出菇阶段要求空气湿度较高。出菇阶段空气湿度要求不得超过95%，因为菇的生长所需的养分、水分都是通过菇体表面蒸腾拉动作用来运输的，提高空气湿度只是为了减少蒸发造成菇体失水过快。只有菇体表面与空气有一定湿差时，菇才有足够蒸腾作用，否则抑制了养分和水分的运输，阻止了菇的生长，造成死菇或发生病害。加湿一般采用高压喷雾加湿和超声波喷雾加湿，可以连接湿度探头进行自动控制。（二）菌株选择
适合设施栽培的菌株与传统季节栽培菌株具有较大的差别。设施栽培的菌株要求：① 菌丝生长较快，抗性强；② 菌丝吸收转化营养快和产量集中在第一潮菇；③ 适宜较高CO浓度环境下生长。2
① 为了缩短菌丝生长周期，加快周转率，选育在设施中菌丝生长速度快且健壮的菌株，是工厂化生产菌株选育的基本目标。
② 同品种不同菌株在自然季节栽培和设施栽培条件下表现的性状不一样；其分解转化木质素纤维素和利用氮源能力也不一样。选育出在设施中分解转化能力较强的菌株，是提高生物转化率最有效的方法。
③ 设施栽培是通过设施对环境的调控来创造最适食用菌生长的环境条件（温度、O、湿度）。因为在高温季节制冷、通风、空气湿2度的保持是相互矛盾的，设施栽培就是通过设施的控制系统来调控达到适合该品种生长环境的平衡点，不同菌株的平衡点不同。如果该菌株能适合较高CO浓度生长，则可减少菇房空气与外界空气的交换，2从而减少温度、通风卡湿度之间的矛盾。所以在菌株选择和选育上，选出适合较高CO浓度下生长的菌株是工厂化生产菌株选择的方向。2（三）培养料配方
很多工厂化生产食用菌的失败，往往是配方不合理造成的。配方的不合理，不仅加长了周转期，而且严重影响了菌丝生长的一致性，造成菌包菌龄不一致，出菇不整齐。不同的品种、不同的菌株具有不同的最适宜配方；同一菌株对不同的材料的分解吸收具有选择性。在选择配方组合时除了充分考虑配方的营养性状外，在设施栽培中还应该充分考虑其物理性状，即通气性和保水性。这样既能保证菌丝生长有充分的营养，又能保证充足的氧气及水分，加快菌丝生长，缩短生长周期。工厂化生产食用菌的配方要求：
① 菌丝生长速度快，尽量缩短生长周期；
② 营养充足且能够被菌丝一次性充分转化吸收，一潮菇产量能占总产量的80%以上；
③ 物理性状良好，能最大限度让菌丝生长均匀整齐。（四）优良的栽培工艺
栽培工艺包括装袋、灭菌、接种、周转运输、培养方式、出菇方式、培养房及出菇房的设计及规格、环境因子调控、病虫害预防及相关配套机械设备等的工艺。
1.装袋
装袋时，培养料的松紧度和装袋规格的选择，不同品种要求是不同的。装袋力求松紧度和装袋规格均匀一致，是保证菌丝生长速度一致的基础。
2.灭菌
灭菌方式是影响灭菌成品率的关键。只有保证连续的足够的蒸汽量或蒸汽压力才能保证灭菌彻底，这对灭菌操作人员要求有极强的责任心。灭菌操作性强可以减少灭菌风险。
3.接种
为了保证缩短菌丝生长周期和菌龄一致，菌种类型的选择是很关键的。选择液体菌种、颗粒菌种、枝条菌种和棉子壳木屑菌种，因接种方式不同而不同。
4.接种方式
有传统的接种箱接种和无菌室接种方式，其方式的确定因规模和品种不同而定，但均需严格进行无菌操作。
5.周转运输
工厂化生产中装袋、灭菌、接种利用周转筐周转是最基本要求之一。整个生产过程尽量减少人为接触菌包是检验工厂化程度的重要指标之一。现在很多工厂已经发展到培养和出菇均用周转筐。
6.培养和出菇方式
培养与出菇方式有墙式和层架式两种，采用哪种方式要因品种和条件而定。一般以层架式培养和出菇为佳。
7.培养房、出菇房设计及规格
根据日产量、不同品种、当地的气候条件和场地的地形风向而定。
8.环境因子的调控
即温度、通气、水分、光线等生长因子的调控方式和调控方法，因设施配备、厂房设计和品种的不同而不同。探究最适合的调控方法来满足不同生长阶段对环境的要求，是一个细致的工作，也是工厂化生产成功的关键措施。
9.病虫害预防
以防为主。通过选育抗病、生长快、适应设施栽培的菌株，配合良好的配方，培育强壮的菌丝来增强抗病性，同时结合物理防治和定期对环境的化学防治，严禁使用剧毒农药。
10.机械设备
包括拌料、装袋、灭菌、运输周转、喷雾加湿机械等配套机械。
工厂化生产食用菌的成功是所有工艺细节的总和，每个细节出问题都有可能带来灭顶之灾；而每出现一个问题一定有某个或多个细节出问题。所有的工艺细节都要充分考虑其操作性，操作性不强则容易在操作中出现细节问题。当然，技术主管也必须是对微生物、机械、制冷、自动控制等专业知识熟悉的复合型人才，这是工厂化生产食用菌成功的保证。
工厂化生产食用菌的基本理念是：菇菌生长一致、整齐、周转快。工厂化生产食用菌的四大要素都是围绕这一基本理念来考虑和开展的，只有真正做到了这四大要素的优良结合，把握每个工艺细节，才能充分发挥工厂化生产食用菌的最大效益。
五、宁夏食用菌小型工厂化生产技术
宁夏食用菌生产历来以小户菇农手工操作为主，生产效率低，规模效益差。通过考察北京、辽宁等地食用菌工厂化生产，在宁夏气候条件下进行了小型工厂化生产食用菌的技术实践，并进行了部分工艺设备的创新，取得一定的成果。现将有关技术介绍如下。（一）工厂化生产的工艺流程及设备
小型工厂化食用菌生产，总计投资不足10万元，其机械设备及造价如下（以日产2500袋计）。
粉碎机1台（0.5万元）、半自动拌料机1台（0.2万元）、装料机1台（0.2万元）、周转筐若干（0.7万元）、灭菌仓1个（0.5万元）、锅炉1台（0.3万元）。半自动接种线1套（1.5万元）、温室中暗室1间（1万元）、温室后冷室1间（3万元）。
经过简化与创新的工艺设备具备以下三个特点。
① 适合本区菇农大多规模小、投资能力差的特点，总投资控制在10万元以下，适合菇农联户投资或小型企业化生产。
② 较手工生产，拌料工艺提高工效50%，装袋工效提高30%，质量提高。
③ 实行了工厂化生产，摆脱了天气对生产的干扰，从粉碎原料、拌料、装袋到接种实现流水线操作，在长33米、宽5米简易平房内完成，从菌丝培养至出菇在同一温室的后墙前遮光的暗室中培养、菌丝长满后，在墙外的半地下的室内出菇、采收，均在设施内完成。同时实行了流水线作业，提高了时空效应，同一出菇室在原手工操作下，每出一批菇需要4～6个月，每年只能生产2批；而工厂化生产均在专业化的场地进行，只需要60～70天，全年可生产4～5批，如有几个出菇室轮换通过更换品种，可同工厂化一样天天出产品，极大地提高了食用菌的生产效益。（二）工厂化生产技术
1.栽培季节与品种搭配
根据宁夏冬寒、秋凉、夏季温差大的气候特点，利用日光温室后墙外的低温弱光生态优势，在后墙外建造了半地下室的出菇室。出菇室长度同日光温室，净宽度3米、高度2.2米，地下室深0.8米，如同小型冷库的半地下后冷室。后冷室利用薄膜松橼作顶，秸秆与土作保温隔热层，冬季与前温室用管道相连，通过风机将前温室的热空气通往后冷室，解决后冷室出菇所需的温度与氧气；夏季凌晨较低温度，使用风机将外界冷凉空气引入后冷室解决出菇所需的降温与补充氧气，以便减少能源消耗。常规工厂化生产的出菇室多为冷库设施，冬天需锅炉供热，夏季需空调降温，不仅消耗能源而且加大成本。采用后冷室，冬季利用前温室的热量，夏季利用外界的低气温，同时配套适宜的菇种，即可实现食用菌的周年工厂化生产。依据气温测定，应用此工艺设备，12月至来年1月可生产金针菇，2～5月可生产白灵菇、杏鲍菇，6～8月可生产姬菇与平菇，8～10月还可生产杏鲍菇，10～12月还可生产白灵菇，1年内可生产5批菇菌。
2.培养料配方
通过对比试验，白灵菇、杏鲍菇、金针菇以棉子壳与玉米芯混合作为主料其经济效益较高。具体配方如下。（1）金针菇 棉子壳40%，玉米芯40%，麸皮10%，玉米粉5%，石膏粉2%，过磷酸钙3%，料水比1∶1.3。（2）白灵菇 棉子壳40%，玉米芯36%，麸皮18%，酵母粉2%，石膏粉1%，过磷酸钙3%，料水比1∶1.4。（3）杏鲍菇 棉子壳40%，玉米芯40%，麸皮18%，石膏粉2%，料水比1∶1.4。
种过白灵菇、杏鲍菇、金针菇的废料完全可以二次利用。可以部分用作生产姬菇或平菇，也可以完全作为主料添加辅料生产鸡腿菇，其配方如下。（1）姬菇或平菇 金针菇或白灵菇废料40%，玉米芯40%，麸皮12%，石膏粉1.5%，过磷酸钙1.5%，石灰粉5%，料水比1∶1.5。（2）鸡腿菇 金针菇或白灵菇废料85%，麸皮12%，石膏粉1%，石灰粉2%，料水比1∶1.6。
3.拌料与装袋
先将棉子壳与玉米芯逐层摊开，采用石灰水逐层泼湿后将辅料麸皮、玉米粉、酵母粉、石膏粉、过磷酸钙混合，混合后人工翻拌2遍，再用拌料机拌1～2次后堆制。堆高小于1.2米，宽小于2米的长方形堆，堆面打通气孔，用草帘覆盖。每天翻堆1次，料堆中间与外层翻时互换料位，以利发酵较均匀。一般发酵3天即可。为了连续作业，装袋前3天开始拌料，每天拌1堆，则可连续作业。装袋前检查培养料的水分及pH值，如料偏干则加水调整至含水60%左右，pH值控制在7.5
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